ПОДДЕРЖИВАЮЩИЙ ЗАЖИМ

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к поддерживающим зажимам для подвески проводов воздушных линий электропередачи.

Известен глухой поддерживающий зажим для проводов линий электропередачи, состоящий из подвески и лодочки, выполненной с уступами, и механизма зажатия провода в виде плашек, при этом механизм зажатия провода снабжен секторным гребнем с радиусом сектора, совпадающим с центром качания лодочки и обеспечивающим запирание лодочки и подвески от их взаимного расцепления [1].

Этот известный зажим характеризуется рядом существенных недостатков:

- высокая металлоемкость зажима, обусловленная необходимостью обеспечить за счет прочностного усиления механизма зажатия провода предотвращение расцепления лодочки с подвеской при действии больших ветровых и гололедных нагрузок на провода воздушной линии электропередачи;

- недостаточная прочность заделки провода в зажиме, что показала длительная практика использования данного зажима на воздушных линиях электропередачи;

- сложность конструктивного исполнения механизма зажатия провода из-за требования выполнения секторного гребня с радиусом сектора, точно совпадающим с центром качания лодочки.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является поддерживающий зажим для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий лодочку с углублениями, подвеску, цапфы которой расположены в углублениях лодочки, и механизм зажатия провода, состоящий из, по меньшей мере, двух прижимных плашек, выполненных в форме Г-образных рычагов [2].

Однако данный поддерживающий зажим также имеет недостатки. При подвеске зажима на опоре, установленной во впадине при прохождении линии по пересеченной местности, происходит подтягивание провода, в результате чего цапфы подвески перемещаются в пазы лодочки и зажим теряет шарнирность, что может при воздействии тяжения вдоль линии при неравномерном сбросе гололеда в смежных пролетах привести к излому подвесной части лодочки, расцеплению подвески с лодочкой и падению провода.

Заявитель ставил перед собой задачу разработки новой конструкции поддерживающего зажима, лишенной вышеуказанных недостатков ближайших аналогов. Положительный технический результат, заключающийся в обеспечении стабильности прочности заделки провода в зажиме, снижении металлоемкости, повышении надежности при эксплуатации и упрощении монтажа был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявляемого поддерживающего зажима, приведенной в нижеследующей формуле изобретения: «поддерживающий зажим для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий лодочку с углублениями, подвеску, цапфы которой расположены в углублениях лодочки, и механизм зажатия провода, состоящий из, по меньшей мере, двух прижимных плашек, выполненных в форме Г-образных рычагов; он снабжен запирающим устройством, расположенным в углублениях лодочки и препятствующим расцеплению выполненных цилиндрической формы цапф подвески с лысками с лодочкой при подтягивании провода от действия вертикально направленных нагрузок, при этом длина лодочки L_лод рассчитывается в зависимости от максимального диаметра провода d_{пр.макс} из группы монтируемых проводов на линии, радиус лодочки R_лод принимается в зависимости от d_{пр.макс}, а радиус раструба лодочки R_растр - в зависимости от величины радиуса R_лод на длине L_растр=(1,15÷1,45)R_растр, опорное плечо Г-образного рычага каждой плашки механизма зажатия провода выполнено в виде эксцентрика с радиусом закругления r на конце и радиусами кривизны R₁ и R₂ опорного плеча прижимной плашки, центры которых расположены на прямой, отстоящей от наружной поверхности вертикального плеча Г-образного рычага каждой плашки на некоторое расстояние n₁, длина опорного плеча L₁ рассчитывается в зависимости от максимального диаметра d_{пр.макс} из группы монтируемых проводов в зажиме, а длина вертикального плеча L₂ - в зависимости от длины L₁, в отверстии для стягивающего болта вертикального плеча выполнено дополнительное радиальное углубление радиусом R₃ под шайбу, имеющую радиальную поверхность, соответствующую радиальной поверхности упомянутого углубления, ширина плашек L_плаш механизма зажатия провода выбирается исходя из общей длины лодочки L_лод, причем для обеспечения стабильности прочности заделки провода в лодочке зажима величина расстояния А от дна желоба лодочки до поверхности прокладки прижимных плашек принимается постоянной; упомянутое запирающее устройство выполнено в виде штифта; при выполнении цапф цилиндрической формы одна из сторон прижимных плашек выполнена удлиненной в виде радиально-трапецеидального выступа, исключающего расцепление подвески с лодочкой; радиус лодочки R_лод рассчитывается исходя из выражения: R_лод=(0,505÷0,53)d_{пр.макс}; длина лодочки L_лод составляет L_лод=(7,5÷9,5)d_{пр.макс}; радиус раструба лодочки R_растр рассчитывается в зависимости от R_лод и составляет R_растр=(1,5÷1,8)R_лод на длине L_растр=(1,15÷1,45)R_лод; радиус закругления r эксцентрика опорного плеча Г-образного рычага каждой плашки механизма зажатия провода равен r=3,0÷4,5 мм; радиус кривизны R₁ эксцентрика определяется из выражения: R₁=(1,05÷1,3)d_{пр.макс}; радиус кривизны R₂ эксцентрика определяется из выражения: R₂=(0,45÷0,7)R₁; длина опорного плеча L₁ определяется из выражения: L₁=(0,8÷1,2)d_{пр.макс}; длина вертикального плеча L₂ определяется из выражения: L₂=(1,25÷1,6)L₁; ширина плашек L_плаш механизма зажатия провода определяется из выражения: L_плаш=(0,25÷0,4)L_лод; угол наклона α как минимум одной из сторон вертикального плеча Г-образного рычага плашки механизма зажатия провода равен α=5°÷20°; лодочка выполнена из немагнитного сплава, обеспечивающего разомкнутость магнитного контура зажима и снижение потерь на перемагничивание; лодочка выполнена из алюминия; ниже дна лодочки подвеска выполнена с двухлапчатой проушиной, в отверстиях которой расположена горизонтальная ось, предназначенная для подвески на зажиме ограничителя перенапряжения; вышеуказанная горизонтальная ось двухлапчатой проушины выполнена в виде болта с гайкой и шплинтом по концам; в отверстия двухлапчатой проушины установлены алюминиевые втулки, обеспечивающие разомкнутость магнитного контура зажима с подвешенным к нему ограничителем перенапряжения; величина расстояния А от дна желоба лодочки до поверхности прокладки прижимных плашек определяется из выражения: А=d_пров+В, где d_пров - диаметр провода, В - толщина прокладки; зажим снабжен спиральным протектором, навитым на провод и уложенным в желоб лодочки; спиральный протектор выполнен из алюминиевых или алюминированных проволок диаметром от 2,2 мм до 3,5 мм; при монтаже зажима в опорном положении на коромысле для проводов в расщепленной фазе подвеска выполнена вилообразной формы с вертикальным кронштейном, горизонтальными выступами, закрепленными в гнездах коромысла, и дугообразными плечиками с цапфами, входящими в углубления на боковых поверхностях лодочки, при этом на концевых частях прижимных плашек выше стяжного болта выполнены сферические приливы радиусом R_4, выполняющие роль экрана и защищающие выступающие части болтового соединения прижимных плашек от короны, и радиальные углубления радиусом R₃ и глубиной n₂; высота h сферических приливов прижимных плашек принимается, исходя из высоты m гайки стяжного болта и составляет h=(1,35÷1,6)m, а радиус R₄ сферы приливов - R₃=(0,4÷0,8)h; радиус R₃ радиальных углублений в прижимных плашках определяется из выражения R₃=(0,8÷0,95)D_оп, где D_оп - диаметр окружности, описанной вокруг контура гайки стяжного болта; глубина n₂ радиальных углублений на прижимных плашках равна n₂=3÷6 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид поддерживающего зажима, выполненного согласно настоящему изобретению, вид спереди, перпендикулярно проводу воздушной линии электропередачи; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сбоку; на фиг.3 - конструктивный вариант выполнения плашки механизма зажатия провода на фиг.1 с приливом с одной из ее сторон; на фиг.4 -вертикальный разрез первой плашки механизма зажатия провода на фиг.1; на фиг.5 - общий вид поддерживающего зажима на фиг.1, снабженного устройством для закрепления на нем ограничителя перенапряжения; на фиг.6 - то же, что на фиг.5, вид сбоку; на фиг.7 - общий вид поддерживающего зажима, выполненного согласно 22-му пункту формулы настоящего изобретения, вид спереди, перпендикулярно проводу воздушной линии электропередачи; на фиг.8 - то же, что на фиг.7, вид сбоку; на фиг.9 - общий вид плашки механизма зажатия провода на фиг.8; на фиг.10 - вертикальный разрез второй плашки механизма зажатия провода на фиг.8.

Заявляемый поддерживающий зажим для закрепления проводов 1 воздушных линий электропередачи состоит из лодочки 2, подвески 3 и механизма зажатия провода 1, выполненного в виде двух прижимных плашек в форме Г-образных рычагов, имеющих вертикальное плечо 4 и опорное плечо 5. Концы 6, 7 вертикальных плеч 4 плашек стягиваются стяжным болтом 8 с гайкой 9 и пружинной шайбой 10. Опорными плечами 5 плашки через прокладку 11 прижимают провод 1 к желобу 12 лодочки 2.

Подвеска 3 представляет собой деталь перевернутой U-образной формы с цапфами 13 по концам и гнездом 14 под пестик стержня нижнего изолятора гирлянды (не показана). Подвеска 3 шарнирно скреплена с лодочкой 2 за счет цапф 13, входящих в ее цилиндрические углубления 15.

В зажиме с подвеской, цапфы которой выполнены с лысками (гранями), предусмотрен запирающий штифт 16, установленный в углублениях 15 лодочки 2 и препятствующий ее расцеплению с подвеской 3 в случае возможного подтягивания провода 1 при воздействии на него вертикальной нагрузки.

Для достижения необходимых электрических и механических характеристик зажима, а также обеспечения стабильности прочности заделки провода оптимизируются его основные конструктивные размеры.

Длина лодочки равна L_лод=(7,5÷9,5)d_{пр.макс}, радиус раструба лодочки R_растр=(1,5÷1,8)R_лод на длине L_растр=(1,15÷1,45)R_лод. Опорное плечо 5 плашки выполняется в виде эксцентрика с радиусом закругления r=3,0÷4,5 мм на конце и радиусами кривизны R₁=(1,05÷1,3)d_{пр.макс} и R₂=(0,45÷0,7)R₁. Центры этих радиусов расположены на прямой 17, отстоящей от наружной поверхности вертикального плеча 4 плашки на расстояние n₁.

Длина опорного плеча L₁=(0,8÷1,2)d_{пр.макс}, а длина вертикального плеча L₂=(1,3÷1,6)L₁. В отверстии 18 для стяжного болта 8 вертикального плеча 4 выполняется радиальное углубление 19 радиусом R₃ под шайбу 20 с радиальной поверхностью, соответствующей радиальной поверхности углубления 19.

Ширина прижимных плашек зависит от ширины лодочки L_лод и равна L_плаш=(0,25÷0,4)L_лод Вертикальное плечо 4 Г-образного рычага одной из плашек выполняется с выступом 21 радиально-трапецеидальной формы длиной L₃ для предотвращения расцепления лодочки 2 с подвеской, при этом L₃=(1÷1,2)L_плаш. Для обеспечения стабильности прочности заделки провода 1 в лодочке 2 зажима величина расстояния А от дна желоба 12 лодочки 2 до поверхности прокладки 11 прижимных плашек всегда принимается постоянной.

Угол α наклона каждого вертикального плеча 4 Г-образного рычага плашки механизма зажатия провода 1 выбирается минимальных значений в пределах: α=5°÷20°.

Лодочка 2 может быть выполнена из немагнитного сплава, например из алюминия, что позволяет достигнуть разомкнутости магнитного контура зажима и снизить потери на перемагничивание.

В варианте с подвеской к зажиму ограничителя перенапряжений (фиг.6) ниже дна лодочки 22 подвеска 23 выполняется с двухлапчатой проушиной 24, в отверстиях 25 которой закрепляется болт 26 с гайкой 27 и шплинтом 28. В отверстиях 25 двухлапчатой проушины 24 могут быть установлены алюминиевые втулки 29, обеспечивающие разомкнутость магнитного контура зажима и одновременно соединение с ограничителем перенапряжения (не показан).

В зажиме может быть использован спиральный протектор 30, который навивается на провод 1 и монтируется вместе с ним в желобе 12 лодочки 2. Спиральный протектор 30 целесообразно изготавливать из алюминиевых или алюминированных проволок диаметром от 2,8 мм до 3,2 мм.

Если зажим входит в комплект подвески проводов в расщепленной фазе, то его подвеска выполняется в варианте опорной конструкции (фиг.7 и 8). А именно, она представляет собой вертикальный кронштейн 31 с горизонтальными выступами 32, входящими в гнезда коромысла (не показано), заканчивающийся дугообразными вильчатыми плечиками 33 с цапфами 34, находящимися в зацеплении с углублениями 35 на боковых поверхностях 36 лодочки 37. В цапфах 34 кронштейнов 31 выполнены приливы 38, устанавливаемые в отверстиях лодочки 2 для предотвращения расцепления кронштейнов 31 с лодочкой 2 при вертикальном подтягивании провода 1. В этом конструктивном варианте на концевых частях 39, 40 прижимных плашек 41, 42 выше стяжного болта 43 по обе стороны от него выполняются сферические приливы 44 радиусом R₄, а также радиальные углубления 45 радиусом R₃ и глубиной h₃. Высота h сферических приливов 44 равна h=(1,35÷1,6)m, где m - высота гайки стяжного болта 43, радиус R₄ сферы приливов 44: R₄=(0,45÷0,8)h, а радиус R₃ радиальных углублений 45: R₃=(0,8÷0,95)D_оп., где D_оп - диаметр окружности, описанной вокруг контура гайки 46 стяжного болта 43; причем глубина n₂ радиальных углублений 45 равна: n₂=3÷6 мм.

Зажим монтируется следующим образом.

Зажимы с подвеской на фиг.1, 2, 5 и 6 поступают на монтаж в собранном виде, поэтому на воздушной линии электропередачи их предварительно разбирают. Вначале разбирается стяжной механизм, а именно отворачиваются и вынимаются гайки с пружинными шайбами; затем вынимаются прижимные плашки, освобождаются прокладки и отделяется лодочка от подвески.

Монтаж зажима с подвеской (фиг.1, 2, 5 и 6) проводится в следующей последовательности. В желоб 12 лодочки 2 укладывается провод 1 (провод 1 со спиральным протектором 30). С торца лодочки 2 до ее середины надвигается подвеска 3 таким образом, чтобы цапфы 13 подвески 3 проходили под лодочкой 2. Подвеска 3 поднимается, цапфы 13 вводятся в гнездо шарниров и отводятся в сторону. На провод 1 устанавливается прокладка 11, которая должна соответствовать диаметру монтируемого провода 1 в зажиме. Подвеска устанавливается в рабочее положение, в лодочке 2 устанавливаются прижимные плашки-рычаги, нижние концы которых вводятся во внутренние пазы лодочки 2, после этого подвеску можно положить до упора в выступы прижимных плашек. Верхние концы прижимных плашек стягиваются болтом 8, при затяжке которого эксцентрик опорных плеч Г-образных рычагов, перемещаясь, нажимают на прокладку 11 и надежно зажимают провод в желобе 12 лодочки 2. При установке плашек необходимо следить, чтобы ось зажимного болта 8 совпадала с вертикальной осью цапф 34 подвески. После установки плашек и затяжки болта 8 подвеска 3 поворачивается в рабочее положение и соединяется с пестиком изолятора изолирующей подвески.

От расцепления подвесок с цилиндрическими цапфами 34 предотвращают радиально-трапецеидальные выступы в плашках, выполненные по радиусу с центром, совпадающим с центром цапф подвески.

От расцепления подвесок, имеющих лыски (грани), предотвращает запирающее устройство в виде, например, штифта 16, устанавливаемого под цапфами. От расцепления вертикального кронштейна 31 с лодочкой 37 предотвращают выступы в цапфах 34, которые при сборке входят в отверстия лодочки 37.

Заявляемый поддерживающий зажим для подвески проводов воздушных линий электропередачи характеризуется оптимальностью конструктивного исполнения, что позволяет обеспечить его надежную работу в процессе длительной и безаварийной эксплуатации, особенно в условиях прохождения линии по пересеченной местности, когда часто происходит подтягивание провода; при этом зажим такой конструкции не теряет шарнирность в условиях действия тяжения вдоль линии и неравномерного сброса гололеда в смежных пролетах, что исключает излом подвесной части лодочки, ее расцепление с подвеской и падение провода на землю. Зажим изготавливается серийными партиями и поставляется на воздушные линии электропередачи.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству №262206 «Глухой поддерживающий зажим». Каетанович М.М. и др., класс Н02G 7/05, заявлено 23.12.1965 г., опубликовано 26.01.1970 г. Бюллетень №6.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству №1786579 «Поддерживающий зажим». Дяченко В.Н. и др., класс Н02G 7/05, заявлено 24.06.1991 г., опубликовано 07.01.1993 г. Бюллетень №1.