Устройство для защиты от износа проводов воздушных линий электропередачи в многороликовых подвесах

Настоящее изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в качестве устройств, обеспечивающих защиту провода от усталостного износа в многороликовых подвесах воздушных линий электропередачи на переходах через естественные препятствия в виде водных пространств, горных ущелий и т.п. Устройство представляет собой многослойный набор проволочных спиралей из стандартной стальной оцинкованной проволоки или из алюминиевых сплавов; слои проволочных спиралей отличаются друг от друга по длине, твердости и направлению навивки; например, внутренний слой 5 по твердости меньше, чем внешний слой, но в то же время он длиннее на 100÷1500 мм внешнего слоя; также, если направление навивки слоя левое, то направление навивки слоя правое. Твердость проволок внутреннего слоя больше или, в крайнем случае, равна твердости проволок внешнего повива провода, но в то же время меньше твердости проволок внешнего слоя заявленного устройства. Устройство обеспечивает защиту проводов от износа в многороликовых подвесах на переходах воздушных линий электропередачи, и, кроме того, оно может быть использовано для замены алюминиевых муфт, устанавливаемых в многороликовых подвесах и изношенных при длительной эксплуатации переходов воздушных линий электропередачи до такой степени, что происходит повреждение алюминиевых повивов провода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам для защиты от износа проводов в многороликовых подвесах на переходах воздушных линий электропередачи через естественные препятствия (водные пространства, ущелья и т.п.).

Известно устройство такого назначения, например, защитный протектор для аппаратных шлейфов спусков от гибких сборных шин подстанций высокого напряжения, предназначенный для предупреждения усталостных повреждений шлейфов в результате раскачиваний и колебаний, выполненный в виде набора проволочных спиралей заданной длины и шага [1].

Конструкция данного протектора разработана исключительно для снижения уровня изгибных напряжений, возникающих в результате ветрового воздействия, вызывающего сильное раскачивание шлейфов и, как следствие этого, быстрый износ провода (полые провода типа ПА). Конструкция протектора включает ленточные бандажи, замки, экранные полувтулки и другие элементы и не предназначена для установки на провод в многороликовых подвесах.

Известен также протектор для воздушных линий электропередачи, предназначенный для защиты провода от вибрации и колебаний в местах выхода из соединительного зажима, выполненный в виде набора проволочных спиралей с заданной длиной шага, навитых в месте установки соединительного зажима и на прилегающие к нему участки провода [2].

Этот протектор имеет ряд существенных недостатков: он в первую очередь сложен по конструкции, которая представляет собой тело вращения с рядом чередующихся уширений и сужений набора проволочных спиралей, причем спирали смещаются относительно друг друга и навиваются с пропуском нескольких витков. Конструкция протектора не позволяет использовать его в многороликовых подвесах.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является устройство для защиты от износа проводов воздушных линий электропередачи в многороликовых подвесах на переходах через естественные препятствия, содержащее гирлянду изоляторов с подвешенным к ней через арматуру многороликовым подвесом и средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе. Средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе, выполнено в виде балки-направляющей, установленной на роликовых обоймах в подвесе, с прикрепленными к ней поддерживающими зажимами для крепления проводов. Такая конструкция чрезвычайно сложна и очень трудоемка. Кроме того, при использовании ее в многороликовых подвесах на переходах воздушных линий электропередачи возникает опасность того, что при больших нагрузках (а на переходах они всегда возникают) балка-направляющая не сможет свободно перемещаться по своим роликовым обоймам и будет работать просто как обычный глухой зажим, отклоняясь при действии нагрузок вместе с поддерживающей гирляндой.

Авторы ставили перед собой конкретную техническую задачу разработать устройство такой конструкции, которая смогла бы обеспечить надежную защиту провода от износа в многороликовых подвесах и на прилегающих к подвесу зонах провода воздушной линии электропередачи; при этом предлагаемое устройство должно превосходить по своим характеристикам известные технические решения аналогичного назначения, что достигается совокупностью существенных отличительных признаков нового устройства, которая зафиксирована в формуле изобретения, а именно: «устройство для защиты от износа проводов воздушных линий электропередачи в многороликовых подвесах на переходах через естественные препятствия, содержащее гирлянду изоляторов с подвешенным к ней через арматуру многороликовым подвесом и средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе; средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе, выполнено в виде набора прядей проволочных спиралей заданного шага и диаметра, навитых на защищаемый провод в месте установки многороликового подвеса и на прилегающие к нему участки провода, при этом указанный набор выполнен многослойным, состоящим, по крайней мере, из двух слоев: внутреннего слоя прядей проволочных спиралей, навитых на провод, и внешнего слоя прядей проволочных спиралей, навитых поверх внутренних прядей, причем направление навивки проволочных спиралей меняется от слоя к слою на обратное таким образом, что, если направление навивки проволочных спиралей внутреннего слоя прядей левое, то направление навивки проволочных спиралей следующего слоя прядей правое и т.д., а длина слоев проволочных спиралей в прядях уменьшается на 100÷1500 мм в направлении от внутреннего слоя прядей к внешнему слою; проволочные спирали в различных слоях выполнены из материалов разной твердости таким образом, что твердость материала проволочных спиралей внутреннего слоя меньше твердости материала проволочных спиралей внешнего слоя; твердость проволочных спиралей внутреннего слоя прядей больше или равна твердости проволок внешнего повива провода, на котором установлено устройство, но меньше твердости проволочных спиралей внешнего слоя прядей.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство, выполненное согласно настоящему изобретению и смонтированное на проводе в многороликовом подвесе; на фиг.2 показано то же устройство на проводе в схематическом укрупненном виде.

Предлагаемое устройство для защиты проводов 1 монтируется в многороликовых подвесах 2 на переходах воздушных линий электропередачи через водные преграды и горные ущелья. Многороликовые подвесы 2 через стандартную арматуру 3 и гирлянды изоляторов (не показаны) крепятся к опорам воздушных линий электропередачи. Устройство снабжено средством, препятствующим повреждению проводов 1 в многороликовых подвесах 2, которое состоит из нескольких слоев (минимум двух) проволочных прядей, навитых на провод 1; например, внешнего слоя 4 и внутреннего слоя 5. Внешний слой 4 делается короче внутреннего слоя 5 на 100÷1500 мм. В качестве материала для изготовления проволочных спиралей берутся стандартные стальная оцинкованная проволока или проволока из алюминиевых сплавов. При этом твердости проволок внутреннего и внешнего слоев 4, 5 отличаются друг от друга, в частности, твердость проволочных спиралей внутреннего слоя 5 меньше твердости проволочных спиралей внешнего слоя 4. Твердость внутреннего слоя 5 выбирается равной или несколько большей твердости проволок внешнего повива провода 1, но меньше твердости материала проволочных спиралей внешнего слоя 4. Внутренний слой 5 навивается непосредственно на провод 1, а последующие слои (внешний 4 и т.д.) навиваются на предыдущие слои с обратным направлением навивки относительно того слоя, на который навивается следующий слой.

Устройство работает на воздушной линии электропередачи следующим образом.

При установке устройства внутренний слой 5 меньшей твердости укладывается на поверхность провода 1; затем на этот слой монтируется внешний слой 4 большей твердости, например, из стальной оцинкованной проволоки. Применение многослойного устройства увеличивает суммарный диаметр провода 1 и обеспечивает большую площадь контакта устройства с роликами подвеса 2. В результате действия раздавливающих усилий между устройством и проволоками верхнего повива провода 1 происходит их взаимное вдавливание, приводящее к увеличению площади контакта. Проведенные испытания показали, что после, например, 150 циклов прокатываний провода 1 с заявленным устройством по роликам подвеса 2 практически не отмечалось каких-либо существенных изменений диаметров устройства по горизонтали и вертикали, так как наступало равновесие между перерезывающей силой и суммарной площадью контакта. На поверхности проволок устройства со стороны, где происходил контакт проволок с роликами, каких-либо следов износа не наблюдалось. На поверхности ручьев роликов подвеса 2 были видны слабые следы вдавливания от внешнего слоя 4 устройства глубиной порядка до 0,2 мм. На наружной поверхности внутреннего слоя 5 устройства практически не наблюдались следы внедрения проволок от внешнего слоя 4 устройства. Дополнительно проведенные сравнительные испытания на разрыв недеформированной и искусственно деформированной проволоки показали, что глубина вдавливания проволок друг в друга, а в предложенном варианте это составляет не более нескольких десятых миллиметра, фактически не оказывает влияния на величину разрушающего усилия проволоки.

Заявленное устройство обеспечивает надежную фиксацию проволочных спиралей относительно провода, в результате чего:

- исключается возможность абразивного износа проволок провода;

- отсутствуют локальные перегибы провода;

- достигается большой срок эксплуатации провода, поскольку устройство спирального типа имеет изгибную жесткость, сопоставимую с изгибной жесткостью самого провода, и изгибается по периметру роликов;

- полностью восстанавливается проводимость провода в пределах многороликового подвеса;

- исключается накопление влаги между проводом и устройством и, соответственно, уменьшается опасность коррозии.

В ЗАО «Электросетьстройпроект» налажено серийное производство устройств предложенного типа.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2189682, класс H 02 G 7/14 от 16.11.2000 г., опубликован 20.09.2002 г. Бюл. №26.

2. Патент Российской Федерации №2166825, класс H 02 G 7/14 от 15.12.1999 г., опубликован 10.05.2001 г. Бюл. №13.

3. Патент Российской Федерации №2040094, класс H 02 G 7/05 от 23.03.1993 г., опубликован 20.07.1995 г. Бюл. №20.

1. Устройство для защиты от износа проводов воздушных линий электропередачи в многороликовых подвесах на переходах через естественные препятствия, содержащее гирлянду изоляторов с подвешенным к ней через арматуру многороликовым подвесом и средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе, отличающееся тем, что средство, препятствующее повреждению проводов в многороликовом подвесе, выполнено в виде набора прядей проволочных спиралей заданного шага и диаметра, навитых на защищаемый провод в месте установки многороликового подвеса и на прилегающие к нему участки провода, при этом указанный набор выполнен многослойным, состоящим, по крайней мере, из двух слоев: внутреннего слоя прядей проволочных спиралей, навитых на провод, и внешнего слоя прядей проволочных спиралей, навитых поверх внутренних прядей, причем направление навивки проволочных спиралей меняется от слоя к слою на обратное таким образом, что, если направление навивки проволочных спиралей внутреннего слоя прядей левое, то направление навивки проволочных спиралей следующего слоя прядей правое и т.д., а длина слоев проволочных спиралей в прядях уменьшается на 100÷1500 мм в направлении от внутреннего слоя прядей к внешнему слою.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проволочные спирали в различных слоях выполнены из материалов разной твердости таким образом, что твердость материала проволочных спиралей внутреннего слоя меньше твердости материала проволочных спиралей внешнего слоя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что твердость проволочных спиралей внутреннего слоя прядей больше или равна твердости проволок внешнего повива провода, на котором установлено устройство, но меньше твердости проволочных спиралей внешнего слоя прядей.