Результат интеллектуальной деятельности: СПИРАЛЬНЫЙ ЗАЖИМ

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к спиральным зажимам, предназначенным для натяжения, соединения неизолированных и изолированных проводов, их ремонта, выполнения ответвлений воздушных линий элетропередачи напряжением 6÷1150 кВ.

Известен спиральный соединительный зажим для проводов с композитным сердечником воздушных линий электропередачи, состоящий из протектора-фиксатора и токопроводящего повива, навитых на склеенные друг с другом спиральные проволоки круглой или трапециевидной в поперечном сечении формы или прутки из композита, образующие две или более спиральных силовых прядей, обе ветви которых навиты на соединяемые концы проводов или композитных сердечников проводов с переменным шагом и углом подъема α спиральных проволок, отсчитываемым от поперечного сечения зажима, перпендикулярного продольной оси х зажима, и изменяющимся по следующему закону: α(x)=α₀[1+c_α(x/l)^k], где l - рабочая длина зажима, α₀ и с_α - проектные параметры зажима, определяемые его назначением, рабочей нагрузкой и физико-механическими характеристиками провода или композитного сердечника, параметр k, определяющий изменение угла подъема α спиральных проволок по длине зажима, варьируется в пределах k=0,2÷3,0, причем пряди спиральных проволок изготовлены из материала, физико-механические характеристики которого равноценны физико-механическим характеристикам материала проводов или их композитных сердечников, а внутренняя поверхность спиральных проволок упомянутых прядей покрыта слоем абразива с размером зерен, выбираемым в пределах 0,05÷0,5 мм [1].

Этот известный спиральный зажим ограничен в части широкого использования на воздушных линиях электропередачи во всевозможных вариантах, которые характерны для таких электроэнергетических объектов, как воздушные линии электропередачи (зажим предназначен только для соединения проводов), что существенно сокращает его функциональные характеристики промышленного применения. Кроме того, зажим для определения его оптимальных рабочих параметров и характеристик требует разработки специальной математической компьютерной программы.

Известен также спиральный натяжной зажим для анкерного крепления проводов воздушных линий электропередачи или кабелей воздушных линий связи, содержащий навитую либо на провод, или кабель, либо на протектор, смонтированный на проводе или кабеле, U-образную прядь проволочных спиралей, состоящую из двух ветвей и с одного конца заканчивающуюся крепежной петлей, в которую вложен коуш, отличающийся тем, что он выполнен в виде двухслойной конструкции с дополнительно введенной U-образной прядью проволочных спиралей, состоящей из двух ветвей и заканчивающейся крепежной петлей, при этом дополнительно введенная прядь имеет направление навивки, обратное направлению навивки первой пряди таким образом, что если проволочные спирали первой пряди имеют правую навивку, то проволочные спирали дополнительно введенной пряди имеют левую навивку, а ее ветви навиваются поверх ветвей первой пряди, навитой на провод, или кабель, либо на установленный на проводе или кабеле протектор, причем обе вышеупомянутые пряди крепежными петлями вложены в коуш [2].

Данный спиральный зажим используется иключительно как натяжной спиральный зажим и функционально не годится для реализации заявляемых целей предлагаемого технического решения. В то же время он сложен из-за двухслойной конструкции с дополнительно введенной U-образной прядью проволочных спиралей, состоящей из двух ветвей и заканчивающейся крепежной петлей, что также не способствует его реальному практическому применению.

Заявитель и авторы ставили перед собой цель создать спиральный зажим для натяжения, соединения изолированных и неизолированных проводов, их ремонта, выполнения ответвлений воздушных линий электропередачи напряжением 6÷1150 кВ, а также для обеспечения возможности использования его для соединения проводов в пролете, шлейфе и на других участках воздушной линии электропередачи и в качестве ответвительного зажима, для восстановления прочности и проводимости поврежденных проводов. Данный положительный технический результат был достигнут за счет совокупности существенных признаков спирального зажима, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «спиральный зажим, предназначенный для натяжения, соединения неизолированных и изолированных проводов, их ремонта, выполнения ответвлений воздушных линий электропередачи, напряжением 6÷1150 кВ, состоящий из, по меньшей мере, одного повива, содержащего одиночные или соединенные между собой проволочные спирали, изготовленные из токопроводящего немагнитного материала и навиваемые поверх внешнего повива провода, по крайней мере, одного хомута, состоящего, по меньшей мере, из двух зажимных элементов, скрепленных между собой на концах повива посредством крепежа, при этом вышеупомянутые зажимные элементы хомута расположены вблизи или поверх внешних торцев повива; он снабжен дополнительным устройством для соединения сердечника провода; в его состав введен токопроводящий смазочный материал, снижающий контактное сопротивление между токопроводящим повивом зажима и провода; торцы проволочных спиралей изготовлены без обработки, предназначенной для формирования их сферических поверхностей, что позволяет хомутам выполнять дополнительно роль защитных экранов, снижая уровень радиопомех и коронных разрядов; зажимные элементы хомута расположены относительно внешних торцев повива на расстоянии 1÷5 мм; проволочные спирали изготовлены из магнитного материала; конец повива проволочных спиралей выполнен в виде петли, закрепленной в коуше, присоединенном к опоре воздушной линии электропередачи».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен спиральный зажим, выполненный согласно настоящему изобретению, вид спереди перпендикулярно проводу линии (вариант соединительного спирального зажима); на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вариант ответвительного спирального зажима.

Заявляемый спиральный зажим предназначен для натяжения, соединения неизолированных и изолированных проводов, их ремонта, выполнения ответвлений воздушных линий электропередачи, напряжением 6÷1150 кВ. Он состоит из повива 1, 2 (может быть несколько повивов), который содержит одиночные или соединенные между собой проволочные спирали, изготавливаемые из токопроводящего немагнитного материала (проволочные спирали могут быть изготовлены также из магнитного материала) и навиваемые поверх внешнего повива провода 3, 4. На концы 5, 6 повивов 1, 2 крепятся хомуты. Каждый хомут состоит двух зажимных элементов 7, 8, например, выполняемых в виде полухомутов и скрепляемых между собой на концах 5, 6 повива 1, 2 посредством крепежа 9, 10, например, изготавливаемого в виде болтового соединения. Зажимные элементы 7, 8 хомута располагаются вблизи или поверх внешних торцев 11, 12 повива 1, 2 на расстоянии А=1÷5 мм.

В зажиме может быть предусмотрено дполнительное устройство для соединения сердечника провода 3, 4, а в его состав может быть введен токопроводящий смазочный материал, снижающий контактное сопротивление между токопроводящим повивом 1, 2 зажима и провода 3, 4.

Если конструкция спирального зажима предусматривает его работу в варианте натяжного зажима, то повив проволочных спиралей выполняется с петлей, которая крепится на коуше, присоединяемого к опоре воздушной линии электропередачи (не показано).

Изобретение работает следующим образом:

Спиральный повив 1, 2 навивается поверх внешнего повива провода 3, 4 и на концах 5, 6 повива 1, 2 крепятся хомуты, состоящие из двух зажимных элементов (полухомутов) 7, 8, которые скрепляются болтовыми соединениями 9, 10. Усилие, создаваемое одним болтовым соединением 9, 10, должно быть не менее заданной нормируемой величины, которая рассчитывается с учетом разрывного усилия провода и зависит также от числа этих болтовых соединений. Хомуты располагаются с таким расчетом, чтобы внешние торцы полухомутов 7, 8 выступали от внешних торцев 11, 12 повива 1, 2 на расстоянии А=1÷5 мм. Фактически внешние торцы полухомутов 7, 8 закрывают внешние торцы 11, 12 повива 3, 4, что позволяет отказаться от их обработки (формирование сферических поверхностей, снятие фасок), являющейся трудоемкой операцией. Качество этой операции зависит от субъективных факторов. Последнее позволяет хомутам выполнять дополнительно роль защитных экранов, снижая уровень радиопомех и коронных разрядов.

Наличие в конструкции зажима дополнительного устройства, предназначенного для соединения стального или иного сердечника провода, позволяет обеспечить прочность заделки провода в зажиме не менее 95% от разрывной прочности провода, а использование токопроводящей смазки повышает проводимость зажима.

С внедрением предлагаемого спирального зажима в практику электросетевого строительства оптимально решаются задачи соединения и ремонта изолированных и неизолированных проводов воздушных линий электропередачи напряжением 6÷1150 кВ, кроме того, зажим может быть использован для соединения проводов в пролете, шлейфе и на других участках воздушной линии электропередачи и в качестве ответвительного зажима, для восстановления прочности и проводимости поврежденных проводов.

Установка хомутов, работающих практически как защитные линейные экраны, повышает не только прочность заделки провода в зажиме, но и снижает допустимый уровень радиопомех и коронных разрядов.

Источники информации

[1] Описание изобретения к патенту №2558386, «Спиральный соединительный зажим для проводов с композитным сердечником», H01R 4/10, заявлено 25.10.2013, опубликовано 10.08.2015.

[2] Описание изобретения к патенту №2291535 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 12.10.2005, опубликовано 10.01.2007.

[3] Описание изобретения к патенту №2558388, «Спиральный натяжной зажим» H02G 7/02, заявлено 30.12.2013, опубликовано 10.12.2014.

[4] Описание изобретения к патенту №2315408 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 30.08.2006, опубликовано 20.01.2008.

[5] Описание изобретения к патенту №2272346 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 29.07.2004, опубликовано 20.03.2006.

[6] Описание изобретения к авторскому свидетельству №976820 «Соединительный зажим», H01R 4/08, H01R 4/62, заявлено 18.06.1979, опубликовано 15.11.1984.

[7] Описание изобретения к патенту №2272343, «Соединительный зажим комбинированного типа», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 03.08.2004, опубликовано 20.03.2006.

[8] Заявка на изобретение №96116241 «Соединительный зажим», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 06.08.1996, опубликовано 10.11.1998.

[9] Патент США №3125630, «Соединительный зажим», опубликован 17.03.1964 г.

[10] Ежемесячный производственно-технический журнал «Электрические станции», №1, 1998 г., стр. 3-5, рис. 2.

[11] Авторское свидетельство СССР №1014083, H02G 7/02, от 11.08.81 г.

[12] Описание изобретения к патенту №2035104 «Способ изготовления натяжных зажимов спирального типа», H02G 1/04, опубликовано 10.05.95.

[13] Патент США №4791237, «Натяжной зажим», опубликован 13.12.1988 г.

[14] Патент Франции №2215731, опубликован 23.08.1974 г.

[15] Патент США №3052750, 174-94, дата публикации 1962 г.

[16] Описание изобретения к патенту №597355 «Электрический соединитель», H01R 5/10 H02G 15/08, заявлено 12.09.74, опубликовано 16.02.78.