Натяжной клиновой зажим

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к натяжным клиновым зажимам для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Зажим состоит из корпусов (1), закрытых крышками (2, 3), клиньев (4, 5) с устройствами (16, 17) для их предварительной стяжки и тяг (11, 12), через цапфы (9) соединенных с изолирующей подвеской линии. Устройства (16, 17) выполнены в виде П-образной конструкции с горизонтальной пластиной, имеющей отверстия, и двух вертикальных стержней со скошенными под углом α=30°÷88° относительно вертикальной прямой торцами, к которым прикреплены упорные пластины, входящие в пазы нижнего клина (5). Желоба клиньев выполняют по радиусу R глубиной Н=(0,18÷0,31)d_{пр.макс} на высоте h=(0,62÷0,72)H от основания желоба с переходом радиуса R в прямую линию, соединяющую две точки: одну, лежащую на радиусе R на высоте h, и вторую точку, лежащую на горизонтальной прямой, ограничивающей торцевую часть клиньев, либо радиус R на высоте h желобов клиньев (4, 5) выполнен по касательной, проводимой к радиусу R под углом γ=32°÷45°. Концы клиньев закруглены по радиусу R₁=(3÷4)d_пр.мaкc на длине L₁=(0,18÷0,25)R₁ с переходом в торце на радиус r₁ и раструбом на выходе радиусом R_{раструб}=R+1 мм. Техническим результатом является повышение надежности работы и упрощение монтажа. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в качестве натяжных клиновых зажимов для крепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи.

Известен натяжной клиновой зажим для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи, содержащий корпус с крышкой, клинья, размещенные в корпусе, цапфы, шарнирно соединенные с тягами и закрепленные по боковым сторонам корпуса; при этом корпус выполнен U-образной формы с клиновыми выступами по своим концам, крышка снабжена, по меньшей мере, двумя клиновыми пазами, в поперечном сечении такими же, как упомянутые выступы корпуса, с углами наклона поверхностей, равными углам наклона выступов корпуса таким образом, что при установке крышки в корпус образуется жесткое соединение, длина корпуса L_{корпуса} выбирается в зависимости от максимальной величины диаметра провода и определяется из соотношения L_{корпуса}=(4,5÷6,5)d_{пр.макс}, в желобах клиньев выполнены сегментные выступы треугольной формы с углом α при их вершинах, равным α=20÷30°, расположенные перпендикулярно продольной оси провода, длина l которых рассчитывается из соотношения l=(0,8÷1,0)d_{пр.макс}, при этом длина опорной части клиньев L_{клиньев} принимается в пределах L_{клиньев}=(6,8÷8,0)d_{пр.макс}, при обеспечении заделки группы проводов с диапазоном разности максимального и минимального значений их диаметров в пределах 2,5÷3,5 мм, где d_{пр.макс} - максимальная величина провода, монтируемого в зажиме [1].

Клиновые натяжные зажимы в отличие от прессуемых относятся к

быстромонтируемым конструкциям и, что особенно важно, в комплект их должно входить минимальное количество элементов (деталей).

Существенным недостатком этого известного клинового зажима является довольно большое количество входящих в его конструкцию элементов, примерно 13 единиц (корпус с крышками, образующий замкнутый каркас, в котором устанавливаются верхний и нижний клинья, прижимная плашка, четыре болта, четыре гайки и четыре шайбы и другие детали). В условиях монтажа, особенно на высоте и в зимнее время, это не позволяет считать такую конструкцию зажима быстромонтируемой, так как совершенно реальны предпосылки потери мелких деталей, что приводит к некомплектности зажима.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является натяжной клиновой зажим для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи, содержащий, по крайней мере, два корпуса, закрываемые с верхней и нижней сторон крышками, расположенные в корпусах и выполненные из специального профиля верхний и нижний клинья с желобами для установки на провод или трос, шарнирно закрепленные на боковых плоскостях корпусов цапфы с тягами, соединенными по своим концам с изолирующей подвеской линии, и устройства для предварительной стяжки клиньев [2].

Этот зажим имеет существенный недостаток, связанный с конструкцией клиньев, выполненных с желобами для установки провода определенным радиусом, в месте сечения которого с горизонтальной плоскостью клина, несмотря на радиус округления, образуются выступы. При обжатии провода клиньями он, приобретая овальную форму, даже при наличии радиуса округления на выступе, испытывает в этих местах более значительную деформацию и, соответственно, в этих точках создается более высокая степень обжатия и напряженность в отдельных проволочках, что приводит в первую очередь к их разрушению и в конечном счете к разрушению всего провода. В результате приходится констатировать нестабильность прочности заделки провода и возможность его разрушения при нагрузках менее нормируемого разрывного усилия из-за большой вероятности повреждения провода на выходе из клиньев.

Заявитель ставил перед собой задачу разработки натяжного клинового зажима, отличающегося более высокими характеристиками в части надежности работы и упрощения монтажа по сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения. Положительный технический результат был достигнут в конструкции натяжного клинового зажима за счет его новой совокупности существенных конструктивных признаков, изложенной в следующей редакции формулы изобретения: «натяжной клиновой зажим для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи, содержащий, по крайней мере, два корпуса, закрываемые с верхней и нижней сторон крышками, расположенные в корпусах и выполненные из специального профиля верхний и нижний клинья с желобами для установки на провод или трос, шарнирно закрепленные на боковых плоскостях корпусов цапфы с тягами, соединенными по своим концам с изолирующей подвеской линии, и, по меньшей мере, два устройства для предварительной стяжки клиньев; каждое из устройств для предварительной стяжки клиньев выполнено в виде разъемной П-образной конструкции, состоящей из горизонтальной полки и двух вертикальных стержней со скошенными под углом α относительно вертикальной прямой торцами с жестко закрепленными на них пластинами, входящими в выполненные под тем же углом пазы нижнего клина, при этом в упомянутой горизонтальной полке выполнены в середине и по краям отверстия для крепления к верхнему клину или к плашке второго устройства для предварительной стяжки клиньев таким образом, что при стягивании клиньев они образуют с устройством единый неразъемный узел, желоба верхнего и нижнего клиньев, а также желоб плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев выполнены по радиусу R не менее, чем максимальный диаметр d_{пр.макс} из группы проводов, монтируемых в зажиме, глубиной Н на высоте h от основания желоба с переходом радиуса R в прямую линию, соединяющую две точки: одну, лежащую на радиусе R на высоте h, и вторую точку, лежащую на горизонтальной прямой, ограничивающей верхнюю часть клина или плашки, причем для исключения повреждения провода на выходе из клиньев их концы выполнены по радиусу R₁ на длине L₁ с переходом в торце на радиус r и раструбом на выходе радиусом R_{раструб} с центром, расположенным ниже центра радиуса R; рабочая часть клиньев принимается равной L_paб.кл=(1,1÷1,25)L_корп при длине корпуса, рассчитываемой по соотношению: L_корп=(6,5÷8,5)d_{пр.макс}; отогнутый хвостовик нижнего клина выполнен по радиусу R_гиб=(3,2÷4,0)d_{пр.макс} под углом β=35°÷45° к горизонтальной плоскости; концы клиньев выполнены по радиусу R₁=(3÷4)d_{пр.макс} на длине L₁=(0,18÷0,25)R₁; радиус r₁ в торце клиньев принимается равным не менее 2 мм; раструб на выходе клиньев выполнен радиусом R_{раструб}=R+1 мм с центром, расположенным ниже центра радиуса R на 1 мм; глубина желобов Н клиньев, а также плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев определяются из соотношения: Н=(0,18÷0,31)d_{пр.макс}; высота h от основания желобов клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев с переходом радиуса R в прямую линию определяется в зависимости от глубины Н упомянутых желобов из соотношения: h=(0,62÷0,72)Н; расстояние n от точки, лежащей на горизонтальной прямой, ограничивающей торцевую часть клиньев или плашки, до пересечения радиуса R с горизонтальной прямой равно (0,5÷2,5) мм; радиус r на горизонтальных торцах желобов принимается не менее 2 мм; радиус R на высоте h желобов клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев выполнен по касательной, проводимой под углом γ=32°÷45° относительно горизонтальной плоскости; радиус R желобов клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев переходит в прямую линию, расположенную под углом γ=32°÷45° относительно горизонтальной плоскости; торцы вертикальных стержней указанной П-образной конструкции скошены под углом α=30°÷88° относительно вертикальной прямой; торцы вертикальных стержней указанной П-образной конструкции образованы изгибом под заданным углом α=30°÷88°; изгиб вертикальных стержней выполняют посредством штамповки; изгиб вертикальных стержней выполняют посредством ковки».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - главный вид натяжного клинового зажима, выполненного согласно настоящему изобретению, вид сбоку; фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху; фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; фиг.4 - эскиз нижнего клина; фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; фиг.6 - то же, что на фиг.5, вариант выполнения геометрии желобов клиньев по 9-му п. формулы; фиг. 7 - вариант выполнения геометрии желобов клиньев по 11-му п. формулы изобретения; фиг.8 - вариант выполнения геометрии желобов клиньев по 12-му п. формулы; фиг.9 - вариант выполнения геометрии желобов клиньев по 6-му п. формулы изобретения, вид по стрелке В на фиг.4.

Предлагаемый натяжной клиновой зажим состоит из корпуса 1, с двух сторон закрытого крышками 2, 3, верхнего и нижнего клиньев 4, 5, выполненных, например, из специального профиля или методом литья. Клинья 4, 5 заводятся в корпус 1 и в их желобах 6, 7 зажимается провод 8 или трос воздушных линий электропередачи. Корпуса 1 снабжены цапфами 9, 10, которые шарнирно соединены через тяги 11, 12 посредством входящих в их комплект пальца 13, гайки 14 и шплинта 15 с изолирующей подвеской (не показана) линии. В конструкцию зажима также входят два устройства 16, 17 для предварительной стяжки клиньев 4, 5. Устройство 16 расположено на горизонтальной части клиньев 4, 5, а устройство 17 расположено на хвостовой изогнутой части 18 нижнего клина 5 и провод 8 в нем зажимается между нижним клином 5 и плашкой 19, входящей в комплект устройства 17.

Устройства 16, 17 для предварительной стяжки клиньев 4, 5 представляют собой разъемную П-образную конструкцию (фиг.3), которая состоит из горизонтальной полки 20, выполненной в виде прямоугольной пластины с отверстиями 21, 22 по ее краям и отверстием 23 посередине, и двух вертикальных стержней 24, 25. Торцы 26, 27 стержней 24, 25 с одного конца делаются скошенными под углом α=30°÷88° относительно вертикальной прямой 28. К торцам 26, 27 по их плоскостям привариваются упорные пластины 29, 30, которые входят в выполненные точно под таким же углом пазы 31, 32 нижнего клина 5. При монтаже зажима для соединения клиньев 4, 5 стержни 24, 25 вставляют в отверстия 21, 22 прямоугольной пластины 20, верхний клин 4 крепят гайками 33, 34 и винтом 35 в отверстии 23 к проводу 8, разворачивают стержни 24, 25 на 180° и их упорные пластины 29, 30 совмещают с пазами 31, 32 нижнего клина 5, получая в итоге конструкцию, представляющую собой единый неразъемный узел. Такая же комплектация имеет место и в устройстве 17 за исключением того, что провод 8 прижимается не верхним клином, а плашкой 19. Как вариант, торцы 26, 27 стержней 24, 25 могут быть просто загнуты штамповкой либо ковкой для формирования опорной части под таким же углом α=30°÷88° (в этом случае упорные пластины 29, 30 не требуются).

Желоба 6, 7 верхнего и нижнего клиньев 4, 5 и желоб 36 плашки 19 устройства 17 для предварительной стяжки клиньев 4, 5 имеют следующую геометрическую конфигурацию (фиг.5): радиус R желобов 6, 7 клиньев 4, 5 и желоба 36 плашки 19 не меньше максимального диаметра d_{пр.макс} из группы проводов, монтируемых в зажиме, глубина Н=(0,18÷0,31)d_{пр.макс} на высоте h=(0,62÷0,72)H от основания 37 желоба с переходом радиуса R в прямую линию 38, соединяющую две точки: одну 39, лежащую на радиусе R на высоте h, и вторую точку 40, лежащую на горизонтальной прямой 41, ограничивающей торцевую часть клиньев 4, 5 или плашки 19, либо радиус R на высоте h желобов клиньев 4, 5 и плашки 19 второго устройства 17 для предварительной стяжки клиньев 4, 5 выполнен по касательной 42, проводимой к радиусу R под углом γ=32°÷45°. Для предотвращения повреждения провода 8 на выходе из желобов 6, 7 клиньев 4, 5 их концы 43, 44 (фиг.4) закругляются по радиусу R₁=(3÷4)d_{пр.макс} на длине L₁=(0,18÷0,25)R₁ с переходом в торце на радиус r₁ (не менее 2 мм) и раструбом (фиг.9) на выходе радиусом R_{раструб}=R+1 мм с центром, расположенным ниже центра радиуса R на 1 мм. Расстояние n от точки 40 до пересечения горизонтальной прямой 41 с радиусом R желобов 4, 5, 36 принимается равным (0,5÷2,5) мм. Угол γ развертки радиуса R на торце желобов 6, 7 клиньев 4, 5 и желоба 36 плашки 19 относительно горизонтальной плоскости составляет: γ=32°÷45°.

Для обеспечения максимальной оптимизации конструкции зажима рассчитаны и проверены в статических и динамических испытаниях его основные конструктивные характеристики. В частности, выбраны оптимально следующие соотношения: длина корпуса 1 зажима: L_корп=(6,5÷8,5)d_{пр.макс} рассчитывается и определяется исходя из максимального значения диаметра монтируемых в зажиме проводов d_{пр.макс}, рабочая часть клиньев 4, 5 зависит от длины корпуса 1 и определяется соотношением: L_раб.кл=(1,1÷1,25)L_корп, длина L₂ тяг 11, 12 также зависит о длины корпуса и равна: L₂=(1,75÷2,5)L_корп. Хвостовик 18 нижнего клина 4 изогнут по радиусу R_гиб=(3,2÷4,0)d_{пр.макс} под углом β=35°÷45° к горизонтальной плоскости.

Монтаж зажима предлагаемой конструкции осуществляется в следующей последовательности:

Выдвигают крышку 2 и в корпус 1 зажима устанавливают нижний клин 5, в желоб 7 которого укладывается монтируемый провод 8. Сверху устанавливают верхний клин 4 в сборе с прямоугольной пластиной 20 и вертикальными стержнями 24, 25 устройства 16 для предварительной стяжки клиньев 4, 5, при этом вертикальные стержни 24, 25 предварительно разворачивают таким образом, чтобы их упорные пластины 29, 30 были развернуты в сторону от нижнего клина 5. Устанавливают верхний клин 4 так, чтобы оси вертикальных стержней 24, 25 совпали с серединой пазов 31, 32 нижнего клина 5, в которые должны устанавливаться упорные пластины 29, 30 вертикальных стержней 24, 25. Потом сначала разворачивают один вертикальный стержень, например стержень 24 на 180°, размещают его упорную пластину 29 в пазу 31 нижнего клина 5 и, придерживая его в установленном положении, навинчивают от руки гайку 33 до упора. В такой же последовательности устанавливают второй вертикальный стержень 25 и завинчивают от руки гайку 34. После этого в такой же последовательности устанавливают плашку 19 второго устройства 17 для предварительной стяжки клиньев 4, 5 в хвостовой отогнутой части 18 нижнего клина 5 и производят навинчивание всех гаек от руки. По завершению предварительной ручной стяжки клиньев 4, 5, производят их затяжку динамометрическим ключом с установленным крутящим моментом, нормируемым для конкретных вариантов практического использования таких натяжных клиновых зажимов.

Преимущества предложенного конструктивного варианта натяжного клинового зажима в сравнении с известными техническими решениями аналогичного назначения сводятся к упрощению монтажа и демонтажа (не требуется полная разборка клиньев и устройств для их предварительной стяжки), повышению надежности за счет обеспечения нормируемой прочности заделки провода или троса, из-за введения специальной геометрии желобов клиньев, исключающей повреждение и в конечном итоге разрушение провода или троса, а также увеличению срока службы зажимов. Налажено серийное производство указанных зажимов.

Источники информации

[1]. Описание изобретения «Натяжной клиновой зажим» к патенту №2317621, H02G 7/02, заявлено 04.10.2006 г., опубликовано: 20.02.2008 г. Бюллетень №5.

[2]. Патент Германии «Abspannklemme fur Freileitungen (Натяжной зажим для воздушных линий)» №2504680, H02G 7/08, опубликован 08.12.1988 г.

1. Натяжной клиновой зажим для закрепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи, содержащий, по крайней мере, два корпуса, закрываемые с верхней и нижней сторон крышками, расположенные в корпусах и выполненные из специального профиля верхний и нижний клинья с желобами для установки на провод или трос, шарнирно закрепленные на боковых плоскостях корпусов цапфы с тягами, соединенными по своим концам с изолирующей подвеской линии, и, по меньшей мере, два устройства для предварительной стяжки клиньев, отличающийся тем, что каждое из устройств для предварительной стяжки клиньев выполнено в виде разъемной П-образной конструкции, состоящей из горизонтальной полки и двух вертикальных стержней со скошенными под углом α относительно вертикальной прямой торцами с жестко закрепленными на них пластинами, входящими в выполненные под тем же углом пазы нижнего клина, при этом в упомянутой горизонтальной полке выполнены в середине и по краям отверстия для крепления к верхнему клину или к плашке второго устройства для предварительной стяжки клиньев таким образом, что при стягивании клиньев они образуют с устройством единый неразъемный узел, желоба верхнего и нижнего клиньев, а также желоб плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев выполнены по радиусу R не менее чем максимальный диаметр d_{пр.макс.} из группы проводов, монтируемых в зажиме, глубиной Н на высоте h от основания желоба с переходом радиуса R в прямую линию, соединяющую две точки: одну, лежащую на радиусе R на высоте h, и вторую точку, лежащую на горизонтальной прямой, ограничивающей верхнюю часть клина или плашки, причем для исключения повреждения провода на выходе из клиньев концы клиньев выполнены по радиусу R₁ на длине L₁ с переходом в торце на радиус r и раструбом на выходе радиусом R_{раструб}, с центром, расположенным ниже центра радиуса R желобов клиньев.

2. Зажим по п.1, отличающийся тем, что горизонтальная рабочая часть клиньев, обеспечивающая заделку провода в зажиме принимается равной L_раб.кл.=(1,1÷1,25)L_корп. при длине корпуса, рассчитываемой по соотношению: L_корп.=(6,5÷8,5)d_{пр.макс.}, где d_{пр.макс.} - диаметр провода из группы проводов, монтируемых в зажиме.

3. Зажим по п.1, отличающийся тем, что отогнутый хвостовик нижнего клина выполнен по радиусу R_гиб.=(3,2÷4,0)d_{пр.макс.}под углом β=35÷45° к горизонтальной плоскости, где d_{пр.макс.} - диаметр провода из группы проводов, монтируемых в зажиме.

4. Зажим по п.1, отличающийся тем, что концы клиньев выполнены по радиусу R₁=(3÷4)d_пр.мaкc. на длине L₁=(0,18÷0,25)R₁, где d_{пр.макс.} - диаметр провода из группы проводов, монтируемых в зажиме.

5. Зажим по п.1, отличающийся тем, что радиус r₁ в торце клиньев принимается равным не менее 2 мм.

6. Зажим по п.1, отличающийся тем, что раструб на выходе клиньев выполнен радиусом R_{раструб.}=R+1 мм с центром, расположенным ниже центра радиуса R на 1 мм.

7. Зажим по п.1, отличающийся тем, что глубина желоба Н клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев определяется из соотношения Н=(0,18÷0,31)d_{пр.макс.}, где d_{пр.макс.} - диаметр провода из группы проводов, монтируемых в зажиме.

8. Зажим по п.1, отличающийся тем, что высота h от основания желобов клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев с переходом радиуса R в прямую линию определяется в зависимости от глубины Н упомянутых желобов из соотношения h=(0,62÷0,72)H.

9. Зажим по п.1, отличающийся тем, что расстояние n от точки, лежащей на горизонтальной прямой, ограничивающей торцевую часть клина или плашки, до пересечения радиуса R желобов равно (0,5÷2,5) мм.

10. Зажим по п.1, отличающийся тем, что радиус r на горизонтальных торцах желобов принимается не менее 2 мм.

11. Зажим по п.1, отличающийся тем, что поверхность желобов клиньев и плашки второго устройства для предварительной стяжки клиньев выполнена овальной с переходом на прямую плоскость, касательная которой к поверхности желобов клиньев на высоте h расположена под углом γ=32÷45°.

12. Зажим по п.1, отличающийся тем, что радиус R желобов переходит в прямую линию, расположенную под углом γ=32÷45° относительно горизонтальной плоскости.

13. Зажим по п.1, отличающийся тем, что торцы вертикальных стержней указанной П-образной конструкции скошены под углом α=30÷88° относительно вертикальной прямой.

14. Зажим по п.1, отличающийся тем, что торцы вертикальных стержней указанной П-образной конструкции образованы изгибом под углом α=30÷88°.

15. Зажим по п.13, отличающийся тем, что изгиб вертикальных стержней выполняют посредством штамповки.

16. Зажим по п.13, отличающийся тем, что изгиб вертикальных стержней выполняют посредством ковки.