Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи и способ его установки Российский патент 2021 года по МПК H02G1/00 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к линейным зажимам, предназначенным для ремонта, в частности сталеалюминиевых, алюминиевых или медных проводов и грозотросов воздушных линий электропередачи (далее - ВЛЭП), имеющих повреждения жил. Изобретение позволяет осуществлять как аварийный ремонт, так и текущее обслуживание ВЛЭП.

В процессе эксплуатации ВЛЭП возникают повреждения грозотроса и стального сердечника провода ВЛЭП под воздействием коррозии вибрационных колебаний и других внешних силовых воздействий, что может привести к возникновению серьезных аварий. Заявляемый зажим и способ его установки позволяют устранить дефекты ВЛЭП, которые в дальнейшем могут спровоцировать серьезные повреждения и аварийные ситуации.

В настоящее время ремонт поврежденных или полностью разрушенных участков проводов ВЛЭП осуществляют путем установки в соответствующих местах специальных соединительных зажимов, которые фиксируют провод, предупреждая его дальнейшее расплетание и/или повреждение с восстановлением электропроводности и прочности участка. Их использование позволяет компенсировать увеличение сопротивления, возникающее при повреждении жил провода, но не может компенсировать больших потерь прочности.

Например, из уровня техники известен ремонтный зажим для проводов ВЛЭП, содержащий выполненные из электропроводящего материала кожух и седло, причем длина седла превышает длину кожуха. Седло выполнено из желобообразного профиля, а кожух - в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода. Седло и кожух выполнены такими, что седло своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла и кожуха после поворота последнего (патент РФ № 2717105, опубл. 18.03.2020).

Недостатком известного устройства является недостаточная прочность отремонтированного участка провода.

Технический результат, достигаемый группой изобретений, заключается в повышении прочности отремонтированного участка провода.

Заявляемый технический результат достигается тем, что зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи содержит выполненные из электропроводящего материала кожух, седло и крепежные хомуты, седло представляет собой желоб с вставкой, наружный радиус которой равен внутреннему радиусу желоба, в кожухе и седле выполнены продольные прорези в местах установки крепежных хомутов, длина седла превышает длину кожуха, кожух выполнен в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода. Седло выполнено так, что своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла, вставки и кожуха после поворота последнего.

Кожух, седло и крепежные хомуты могут быть выполнены из стали.

Седло может иметь, по меньшей мере, две вставки, вставленные одна в другую.

В вставке также могут быть выполнены продольные прорези в местах установки крепежных хомутов.

Совокупная толщина седла и вставки или седла и вставок такова, что центр окружности внутренней поверхности вставки либо вставки, имеющей меньший из вставок радиус, отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба седла на величину Δ, которая , где D - наружный диаметр желоба седла, d - диаметр провода.

Сопряжение кожуха и седла происходит без использования пазов сложной формы, что позволяет упростить изготовление, а также монтаж зажима, формируя при этом средство надежной фиксации поврежденных жил с компенсацией электропроводности и прочности участка провода.

Способ установки зажима для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи включает в себя:

- подведение раскрытого зажима к поврежденному участку провода до упора провода в дно желоба вставки,

- поворот кожуха до закрытия им провода,

- установку на кожух и седло крепежных хомутов.

Фиксация провода (грозотроса) в зажиме может быть выполнена путем механического опрессовывания (обжатием) либо с использованием токопроводящих клеящих или отверждающихся веществ, либо сочетанием механического опрессования и клеящих или отверждающихся веществ. При использовании комбинированного способа фиксации провода вещества наносят на внутреннюю поверхность кожуха перед механическим опрессовыванием, которое должно быть произведено до отвердевания веществ.

Сущность решения поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг. 1 - общий вид зажима перед монтажом с открытым кожухом;

- на фиг. 2 - зажим в разрезе с установленным проводом и закрытым кожухом, без хомутов;

- на фиг. 3 - зажим в разрезе с установленным проводом и закрытым кожухом (после поворота кожуха), без хомутов;

- на фиг. 4 - общий вид зажима с закрытым кожухом, хомутами и установленным в него проводом (грозотросом).

Для подтверждения возможности реализации группой изобретений своего назначения и достижения заявленного технического результата рассмотрим варианты их исполнения.

Заявляемый ремонтный зажим представляет собой конструкцию, содержащую кожух 1, седло 2, представляющее собой желоб с вставкой 3, предназначенных для сопряжения друг с другом. Для восстановления электропроводности при установке зажима на поврежденный провод 4 элементы зажима выполнены из электропроводящего материала, например, из стали.

Седло 2 выполнено из желобообразного профиля, наружная поверхность которого выполнена в виде цилиндра. Наружный диаметр желоба седла 2 выполнен равным внутреннему диаметру кожуха 1, а наружный радиус поверхности вставки 3 равен внутреннему радиусу желоба седла 2. При наличии в зажиме дополнительной вставки (вставок) ее наружный радиус выполняется меньше внутреннего радиуса вставки 3, так, что дополнительная вставка может быть размещена в вставке 3. Таким образом, внутренний диаметр кожуха 1 равен сумме диаметра провода, толщины вставки (вставок) и толщины седла. Совокупная толщина седла и вставки такова, что центр окружности внутренней поверхности вставки (вставки, имеющей меньший из вставок радиус) отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба седла на величину Δ, которая , где D - наружный диаметр желоба седла, d - диаметр провода так, чтобы обеспечивать возможность установки седла 2 внутрь кожуха 1, как показано на фиг. 1-4. Глубина желоба седла 2 выполняется такой, чтобы внутренняя поверхность кожуха 1 после его поворота соприкасалась с установленным в седле 2 проводом 4 (см. фиг. 3). Ширина желоба седла 2 равна диаметру провода 4.

Кожух 1 представляет собой полый цилиндр, в котором удален металл в сегменте, размеры которого соответствуют диаметру провода 4, то есть длина хорды сегмента выполнена такой, чтобы провод 4 проходил через полученное отверстие в кожухе 1. Кожух 1 должен иметь внутренний диаметр такой, чтобы седло 2 входило в кожух 1 достаточно плотно, но обеспечивая при этом свободное перемещение как по оси, так и вращательное (например, с посадкой скольжения), а верхняя поверхность провода 4, установленного в седле 2, после поворота кожуха 1 должна прилегать к внутренней поверхности кожуха 1. То есть седло 2 и кожух 1 выполняются такой формы и размеров, чтобы установленный в зажим провод 4 прилегал как к внутренним поверхностям седла 2, так и к внутренней поверхности кожуха 1 после его поворота.

Таким образом, седло 2 и вставка 3 (вставки) образуют утолщение, за счет которого провод 4 смещается вверх от центра окружности наружной поверхности седла 2, что обеспечивает прилегание провода 4 к внутренним поверхностям кожуха 1, седла 2 и вставки 3 (вставок).

Расстояние от внутренней поверхности вставки 3 (вставки, имеющей меньший из вставок радиус) до внутренней поверхности кожуха 1 в закрытом его состоянии равно диаметру провода 4. Дополнительные вставки нужны для обеспечения плотного прилегания провода 4 к зажиму.

Плотное прилегание провода 4 к внутренним поверхностям и кожуха 1, седла 2 и вставки 3 обеспечивает эффективность как его фиксации в зажиме, так и компенсации электропроводности. Требования к плотности посадки могут быть снижены при использовании обжима (опрессовки) и/или соединения элементов зажима электропроводящими клеящими или отверждающимися веществами (например, эпоксидными смолами).

Длина зажима определяется длиной отсутствующих жил на поврежденном проводе 4. При этом длина седла 2 и вставки 3 больше длины кожуха 1, что обеспечивает удержание седла 2 зажима при монтаже зажимным инструментом в процессе поворота кожуха 1 для создания полного охвата провода.

Хомуты 5 и прорези 6 для них в кожухе 1, седле 2 и вставке 3 усиливают давление зажима на провод 4, что способствует удержанию зажима на проводе, повышения прочности отремонтированного участка

При обнаружении повреждений жил проводов ВЛЭП или их разрыва монтаж зажима на поврежденный участок провода (грозотроса) осуществляется следующим образом.

Перед установкой зажима на провод 4 все вышедшие из провода 4 жилы по возможности должны быть установлены на место или обрезаны.

Вставку 3 или вставки (в зависимости от толщины провода 4) вставляют в седло 2, а седло 2 – в кожух 1 и устанавливают так, что вырез в кожухе 1 совмещен с желобом седла 2, а вставка 3 находится в желобе седла 2, так, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение провода 4 внутрь зажима (см. фиг. 1, 2).

Зажим подводят к поврежденному участку провода 4 снизу до упора провода 4 в дно желоба седла 2. Седло 2 удерживают, используя его выступающие за кожух 1 боковые части, кожух 1 поворачивают относительно седла 2 на угол 120-180° до закрытия провода 4 в зажиме.

Затем производят фиксацию провода 4 в зажиме для обеспечения устойчивого крепления поврежденных жил и всего пучка провода 4, что в последующем позволит обеспечить эффективную компенсацию электропроводности.

Возможны различные варианты фиксации, среди которых:

1. Традиционное механическое опрессовывание (обжим) провода 4 на участке с поврежденными жилами для лучшего прилегания зажима и восстановления электропроводности.

2. Фиксация провода 4 с применением токопроводящих клеящих или отверждающихся веществ (клей, эпоксидная смола и др.) Вещества наносятся на внутреннюю поверхность зажима и при установке распределяются по жилам провода 4, обеспечивая восстановление электропроводности на поврежденном участке и фиксацию расплетенных жил. Смазка препятствует проникновению влаги в пространство между двумя деталями, что улучшает электрические свойства и коррозионную стойкость места ремонта провода 4.

3. Комбинированный способ, предполагающий нанесение токопроводящих веществ с последующим механическим опрессованием, которое должно быть выполнено до момента, когда произойдет отвердевание (схватывание) вещества (смазки). Позволяет получить наилучший результат за счет сочетания преимуществ двух способов фиксации провода 4 в зажиме.

После поворота кожуха 1 на концах кожуха 1 и седла 2 устанавливают хомуты 5 в прорези 6 и затягивают их.

Многослойность седла за счет наличия в нем вставки (вставок) и наличие продольных прорезей позволяет уменьшить усилие, необходимое для затягивания хомутов.

Использование дополнительных способов фиксации элементов зажима (обжим и склеивание) за счет компенсации зазоров позволит дополнительно упростить изготовление зажима из-за снижения требований к точности посадки его элементов.

Таким образом, использование зажима позволяет восстановить электропроводность линии за счет выполнения его элементов из электропроводящего материала (стали, алюминия) и обеспечить надежность работы линии за счет увеличения прочности провода при растяжении и на разрыв.

Заявляемая группа изобретений позволяет упростить операции по монтажу зажима на проводе (грозотроса) ВЛЭП за счет применения простой и надежной конструкции зажима. Использование проводящего зажима позволяет устранить повышение сопротивления, произошедшее с повреждением жил. При этом зажим прост и удобен в изготовлении и установке. Благодаря простой конструкции и отсутствию пазов сложной формы кожух, седло и вставка легко сопрягаются друг с другом, что позволяет упростить и ускорить установку зажима. Форма сопряжения элементов зажима позволяет создать их устойчивое соединение между собой и надежно зафиксировать провод.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – повышение прочности отремонтированного участка провода. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи содержит выполненные из электропроводящего материала кожух, седло и крепежные хомуты. Седло представляет собой желоб с вставкой, наружный радиус которой равен внутреннему радиусу желоба. В кожухе и седле выполнены продольные прорези в местах установки крепежных хомутов, длина седла превышает длину кожуха, кожух выполнен в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода. Седло выполнено так, что своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла, вставки и кожуха после поворота последнего. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи, содержащий выполненные из электропроводящего материала кожух, седло и крепежные хомуты, седло представляет собой желоб с вставкой, наружный радиус которой равен внутреннему радиусу желоба, в кожухе и седле выполнены продольные прорези в местах установки крепежных хомутов, длина седла превышает длину кожуха, кожух выполнен в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода, при этом седло выполнено так, что своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла, вставки и кожуха после поворота последнего.

2. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что кожух, седло и крепежные хомуты выполнены из стали.

3. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что седло имеет, по меньшей мере, две вставки.

4. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что в вставке выполнены продольные прорези в местах установки крепежных хомутов.

5. Зажим для ремонта грозотроса и провода воздушной линии электропередачи по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что совокупная толщина седла и вставки или седла и вставок такова, что центр окружности внутренней поверхности вставки либо вставки, имеющей меньший из вставок радиус, отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба седла на величину Δ, которая , где D - наружный диаметр желоба седла, d - диаметр провода.

6. Способ установки зажима по п. 1, включающий:

- подведение раскрытого зажима к поврежденному участку провода до упора провода в дно желоба вставки,

- поворот кожуха до закрытия им провода,

- установку на кожух и седло крепежных хомутов.