CZ24049U1 - Nosný systém pro nadzemní elektrické vedení vysokého napetí s trojúhelníkovým usporádáním vodicu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká nosného systému pro nadzemní elektrické vedení vysokého napětí, kde jsou na sloupech elektrického vedení vodiče uspořádány v trojúhelníkovém profilu na nosném systému.

Posavad n í stav těch n i ky

Tzv. ekologická elektrická vedení, charakterizována trojúhelníkovým uspořádáním vodičů, jsou preferována pro nadzemní rozvody sítí vysokého napětí z důvodů souvisejících s ochranou přírody a krajiny. Tato vedení mají menší šířkový profil a zároveň zabraňují mezifázovému zkratu při dosedání zejména větších ptáků, a chrání je tak před zraněním nebo usmrcením mnohem lépe, než dříve používaná venkovní elektrická vedení uspořádáním vodičů v jedné rovině.

Nosných systémů pro trojúhelníková vedení je celá řada. Např. z užitného vzoru č. 860 je známo řešení nosného systému opatřeného středovým svislým nosným ramenem nesoucím jeden vodič a vodorovným širším ramenem nesoucím dva vodiče. Tato konstrukce umožňuje snížení celkové šířky elektrického vedení, avšak nezabraňuje účinně zranění ptáků při dosedání na vodorovné širší rameno, které je nutno dostatečně chránit málo účinnými plastovými kryty.

Dle užitného vzoru č. 6978 je známo zlepšené řešení nosného systému, kde středové nosné rameno je ve své spodní Části opatřeno patkami, v nichž jsou vsazena dvě boční ramena svírající se středovým nosným ramenem ostrý úhel (s výhodou 45°), spojená se středovým ramenem pomocí svorníku. Toto šikmé řešení nazývané „pařát“ se v praxi výrazně rozšířilo a doznalo řady modifikací, např. podle užitného vzoru č. 15405, kde středový nosič je tvořen dvěma rameny, směrem vzhůru se sbíhajícími do špičky, kde jsou spojena. Spojení ramen středového nosiče je vytvořeno s možnosti jejich úhlové výchylky, v části nad hlavou stožáru jsou ramena spojena stahovacím svorníkem, a v oblasti pod hlavou stožáru jsou na stožár upevněna svěmou objímkou. Toto řešení odstraňuje nevýhody spojené s bočním uchycením a umožňuje instalaci jednoho univerzálního systému na sloupy a stožáry různých průměrů. Šikmé boční nosiče jsou přivařené.

Také řešení podle užitného vzoru č. 10910 a č. 12920 je obdobné, pokud se týká středového nosiče (bez úhlového nastavení) avšak šikmé boční nosiče jsou nahrazeny vodorovným nosníkem s příložkami, kde opět vzniká riziko úrazu ptáků při dosednutí na tento vodorovný nosník. Další variantu obdobného řešení popisuje užitný vzor č. 16221, kde šikmé boční nosiče směřují šikmo vzhůru, a riziko úrazu ptáků se tak snižuje.

V dalším známém zlepšení nosného systému „pařát“ jsou šikmé boční nosiče navíc propojeny se středovým nosičem šikmými zábranami, které uzavírají úzké prostory mezi středovým nosičem a šikmými bočními nosiči, a zabraňují dosednutí ptáků do těchto prostor.

Jiná známá alternativa řešení vedení s trojúhelníkovým uspořádáním vodičů je založena na vodorovném širším rameni nesoucím dva vodiče, které je pomocí upínacího systému upevněno nad vrcholem sloupu nebo stožáru. Nosný systém je vytvořen jako integrální svařenec tohoto vodorovného ramene a dvou šikmých nosníků, které vybíhají vzhůru od vodorovného ramene a tvoří s ním tvar v podstatě rovnoramenného trojúhelníka. Šikmé nosníky jsou ve svém vrcholu spojeny vodorovným můstkem pro upevnění středového izolátoru, vodorovné širší rameno je na koncích osazeno dvěma bočními izolátory. Také v tomto řešení šikmá ramena brání přístupu ptáků do trojúhelníkového profilu vedení.

Nevýhoda výše popsaných nosných systémů spočívá v tom, že se pomocí šikmých ramen snaží zabránit ptákům v přístupu do trojúhelníkového prostoru mezi vodiči, přičemž toho řešení vychází z předpokladu, že na šikmé Části ptáci obtížně dosedají. Toto řešení ale není v praxi zcela účinné, neboť část ptáků se přesto pokouší na tyto přirozené vyvýšené body v krajině dosednout, ale na šikmých ramenech zábranách nosného systému v některých případech mohou sklouznout

- 1 CZ 24049 U1 až k izolátoru resp. k vodiči a způsobit tak mezifázový zkrat resp. přeskok elektrického proudu, pri kterém dojde k úrazu či k usmrcení ptáka. K dalším úrazům dochází při vyměšování ptáků, kdy ptáci zasáhnou trusem při vyměšování části, které jsou pod fázovým napětím, a pokud sedí na uzemněné konstrukci, dojde k přeskoku.

Byla vytvořena i řešení nosných systémů, kde pod vlastním nosným systémem s rovinným uspořádáním vodičů byla na sloupu či stožáru upevněna speciální do se dači vodorovná konzola pro ptáky, avšak toto řešení se neosvědčilo s ohledem na to, že ptáci přirozeně volí pro dosednutí nej vyšší možný bod, nikoli nej nižší, a proto opětovně dosedali do prostoru mezi vodiče.

Úkolem technického řešení je vytvoření nosného systému pro elektrické vedení vysokého napětí io s trojúhelníkovým uspořádáním vodičů, který by odstraňoval výše uvedené nedostatky známých řešení, a zvyšoval by podstatně bezpečnost nosného a spínacího systému pro ptáky, přičemž by jim umožňoval pohodlné a bezpečné dosednutí bez rizika úrazu.

Podstata technického řešení

Tento úkol je vyřešen vytvořením nosného systému podle technického řešení. Nosný systém 15 určený pro nadzemní elektrické vedení vysokého napětí s trojúhelníkovým uspořádáním vodičů je tvořený spodním ramenem nesoucím dva krajní vodiče a středovým ramenem nesoucím středový vodič.

Podstata technického řešení spočívá v konstrukci speciální dosedací konzoly pro ptáky a ve změnách nosného systému provedených pro zvýšení bezpečnosti celého systému pro dosednutí ptáků, 20 kde nad spodním ramenem je horizontálně uspořádaná izolovaná dosedací konzola pro ptáky, jejíž homí dosedací plocha se nachází ve výšce H > 300 mm, s výhodou H > 450 mm nad krajními vodiči.

Výhoda zařízení podle technického řešení spočívá v tom, že ptáci mohou pohodlně dosednout na horizontální konzolu a pohybovat se po ní bezpečně v jakémkoli místě, přičemž riziko úrazu jim 25 nehrozí ani pri vzletu a přistání, a ani při vyměšování, vzhledem k izolovanému provedení dosedací konzoly. Vzdálenost H > 450 mm je optimální pro ochranu všech ptáků včetně velkých dravců pri jakémkoliv jejich pohybu na konzole.

Dosedací konzola může být izolována celou řadou způsobů, např. může být opatřena povrchovou izolační vrstvou. Z praktického hlediska, jakož i z hlediska bezpečnosti, výroby i montáže se 30 ukázalo jako nej výhodnější řešení kde celá dosedací konzola je vyrobena z elektricky nevodivého materiálu. S výhodou je tímto materiálem vhodný dielektrický kompozitní materiál na bázi uhlíkových vláken, který je nevodivý, lehký a přitom pevný. Je výhodné, když homí strana dosedací konzoly je opatřena zdrsněným povrchem, aby pařáty ptáků na hladkém povrchu neklouzaly, zejména za deště apod. Jako výhodné se ukázalo i použití dosedací konzoly jejíž profil má tvar 35 „I“, s dostatečnou pevností a s homí plochou, která je svým tvarem vhodná pro dosednutí.

Aby dosedací konzola byla skutečně dominantním bodem upoutávajícím pozornost ptáků při výběru místa pro dosednutí, je výhodné, když celková šířka dosedací konzoly je větší než celková šířka spodního ramene. Konce dosedací konzoly, kde sedávají větší dravci, tak vykazují nejvyšší míru bezpečnosti. Zároveň velká šířka dosedací konzoly umožňuje i hřadování většího počtu stě40 hovavých ptáků.

Nosný systém včetně dosedací konzoly je symetrický na obě strany sloupu, tzn. že i dosedací konzola je vytvořena ze dvou částí, kde pravá část dosedací konzoly je upevněna k jedné straně středového ramene, a levá část dosedací konzoly je upevněna k druhé straně středového ramene, přičemž šířka pravé Části dosedací konzoly i levé části dosedací konzoly je s výhodou větší než 45 1000 mm. Pri šířce jedné části např. 1300 mm tak celá dosedací konzola disponuje dosedací šířkou 2600 mm.

Dělené řešení dosedací konzoly je výhodné zejména pro tu konstrukci nosného systému, kde středové rameno je tvořeno pravou částí středového ramene a levou částí středového ramene, přičemž pravá část a levá část se směrem vzhůru sbíhají do špičky a jsou spojeny s možností

-2CZ 24049 U1 jejich úhlové výchylky nad hlavou sloupu. Obě části středového ramene jsou zároveň navzájem spojeny stahovacím svorníkem a dolní konce pravé části a levé části středového ramene jsou ke sloupu upevněny pomocí svěrné objímky.

Spodní rameno nosného systému uspořádané pod dosedací konzolou může mít různé tvary, ale pro eliminaci rizika dosednutí ptáků na tuto část nosného systému a zároveň pro překonání přeskokové vzdálenosti dosedací konzoly od vodičů je výhodné jeho provedení v zalomeném tvaru.

V tomto výhodném provedení je spodní rameno je tvořeno pravou částí středového ramene a levou částí středového ramene, kde pravá část i levá část středového ramene je tvořena prvním úsekem vybíhajícím šikmo vzhůru od sloupu nebo stožáru, a druhým úsekem klesajícím šikmo dolů od konce prvního úseku, a na konci druhého úseku jsou upevněny kotevní izolátorové řetězce pro krajní vodiče vedení vysokého napětí.

Z konstrukčního hlediska je výhodné, když první úsek je delší než druhý úsek, svírá se sloupem úhel a = 45°, a s druhým úsekem úhel 6 = 90°. Pro zvýšení kompaktnosti konstrukce nosného systému a eliminaci možného kmitání dosedací konzoly při silném větru může být v některých případech výhodné, když ve vrcholech tvořených prvním úsekem a druhým úsekem je pravá část spodního ramene i levá část spodního ramene spojená s dosedací konzolou pomocí držáků navařených na vrcholy obou částí spodního ramene.

Výhody nosného systému podle technického řešení spočívají v podstatném zvýšení bezpečnosti pro ptáky, zejména pro velké dravce. Nosný systém na rozdíl od známých řešení neobsahuje žádné dlouhé šikmé části, na které ptáci chtějí dosednout, a po kterých mohou následně sklouznout k částem pod napětím a poranit se při mávání křídly, když chtějí při sklouznutí udržet stabilitu. Nosný systém podle technického řešení naopak poskytuje pro dosednutí ptáků izolovanou, širokou a horizontálně dominantní plochu, která je zcela bezpečná a umožňuje ptákům běžný pohyb při přistání, hřadování i vzletu, jako je tomu ve volné přírodě. Ostatní části nosného systému respektují uspořádání částí pod napětím ve větších než přeskokových vzdálenostech ve vazbě na umístění, tvar a materiál dosedací konzoly. Navíc dielektrické provedení dosedací konzoly chrání ptáky před úrazem elektrickým proudem i v případě dotyku částí pod napětím nebo v případě, kdy pták při vyměšování zasáhne trusem fázový vodič pod napětím.

Objasněni výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 přední pohled na betonový sloup nadzemního vedení vysokého napětí s nosným systémem, obr. 2 boční pohled na betonový sloup nadzemního vedení vysokého napětí s nosným systémem, obr. 3 perspektivní pohled na betonový sloup nadzemního vedení vysokého napětí s nosným systémem.

Příklady uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 1 až obr. 3 je nosný systém 1 určen pro montáž na betonové sloupy 5. Vodiče 2, 3, 4 elektrického vedení jsou zpravidla AlFe vodiče o průřezu do 110/22 mm², uspořádané do profilu trojúhelníka. Nosný systém pro upevnění dvou krajních vodičů 2, 4 a jednoho středového vodiče 3 je svařenec z ocelových pozinkovaných profilů, který se na sloup 5 upevní pomocí svěrné objímky ]_3. Svěmá objímka 13 se skládá ze dvou kotevních segmentů a dvou svorníků tvaru otevřeného písmene U. Nosný systém tvoří spodní rameno 6, (/nesoucí dva krajní vodiče 2,4 a středové rameno 9, 9jiesoucí střední vodič 3. Středové rameno 9, 9' z uzavřeného ocelového profiluje tvořeno pravou částí 9 středového ramene a levou částí 9' středového ramene z ocelových profilů, které jsou spojeny se svěmou objímkou 13 a vybíhají

-3CZ 24049 U1 podél sloupu 5 nad jeho hlavu, kde se sbíhají do špičky. Nad hlavou sloupu 5 je pravá část 9 středového ramene a levá část 9' středového ramene spojena stahovacím svorníkem 12, takže nosný systém lze přizpůsobit různým průměrům sloupu 5. Spodní rameno 6, 6' z uzavřeného ocelového profilu je rovněž tvořeno pravou částí 6 spodního ramene a levou Částí (Tspodního ramene, které jsou přivařeny v oblasti spodního konce pravé části 9 středového ramene a levé Části 9'středového ramene.

Spodní rameno 9, 9' není přímé. Každá z jeho symetrických částí, tzn. pravá část 9 spodního ramene i levá část ^spodního ramene, je vytvořena jako zalomený nosník, kde nejprve od sloupu 5 vybíhá šikmo vzhůru stoupající delší první úsek 14, na který navazuje šikmo dolů klesající kratší druhý úsek J_5. Mezi prvním úsekem 14 a druhým úsekem 15 je úhel β = 90°, mezi prvním úsekem 14 a sloupem 5 je úhel a = 45°.

V jiném nezobrazeném příkladu provedení ovšem může být spodní rameno 6, (^vytvořeno z jednoho kusu, může být přímé, ve tvaru obráceného U, případně i v jiném tvaru. Na koncích druhých úseků 15 pravé části 6 a levé částí 6' spodního ramene jsou upevněny kotevní příložky 18 pro oboustranné upevnění kotevních izolátorových řetězců 7, ke kterým jsou upevněny krajní vodiče 2, 4.

Upevnění středového vodiče 3 ke středovému ramení 9, 92 je provedeno obdobným způsobem tj. pomocí kotevních izolátorových řetězců 8 upevněných z obou stran pomocí kotevních príložek 18 na vrcholu středového ramene 9,92.

K vodičům 2, 3, 4 jsou před kotevními izolátorovými řetězci 7, 8 pomocí třmenových kotevních svorek 19 upevněny propojovací vodiče 17. Propojovací vodič 17 u středového vodiče 3 je navíc upevněn na podpěrném izolátoru 19 uspořádaném na vrcholu středového ramene 9,92Pro bezpečné dosednutí ptáků 11 je v nosném systému 1 uspořádána speciální izolovaná dosedací konzola 10, 10' z dieiektrického materiálu, která je uspořádána nad spodním ramenem 6, 62. Je tvořena pravou částí 10 a levou částí 102, kde každou část 10, 10' tvoří kompozitní uhlíkový I profil o výšce 100 mm, který je na jednom konci přišroubován ke středovému rameni 9, 9' a prochází nad spodním ramenem 6, 62. Délka pravé části 10 a levé části 10' dosedací konzoly je 1300 mm, zatímco pravá část 6 a levá část (/spodního ramene jsou v půdorysném průmětu dlouhé cca 900 mm, tzn. že dosedací konzola ]_0, 10/ na obou stranách podstatně přesahuje obrys spodního ramene 6, 62 a tvoří tak nejširší a nejvyšsí místo na které mohou ptáci 11 dosednout. Horní dosedací plocha dosedací konzoly 10, 10' je ve výšce H=450 mm nad krajními vodiči 2, 4 resp. nad jejich kotevními izolátorovými řetězci 7, což je dostatečná vzdálenost pro zabránění přeskoku i pro ochranu ptáků 11 před zraněním při vypouštění vodivého trusu. Horní dosedací plocha je široká 50 mm a je zdrsněná, aby se na ní ptáci 11 lépe udrželi. Pro zvýšení kompaktnosti konstrukce je dosedací konzola 10. 10' spojena se spodním ramenem 6, 6' pomocí držáků 20.

V nezobrazeném příkladu provedení je možné nosný systém doplnit tzv. podkošovým spínacím systémem, kde pod nosným systémem jsou na pomocném příčníku nebo na rámu uspořádány spínací prvky pro odpínání jednotlivých fází (vodičů). V tomto případě jsou namísto propojovacích vodičů 17 použity svodové vodiče, které jsou připojeny na kontakty spínacích přístrojů uspořádaných na pomocném příčníku nebo na rámu.

Průmyslová využitelnost

Nosný systém podle technického řešení lze využít u nadzemního elektrického vedení vysokého napětí s trojúhelníkovým uspořádáním vodičů, zejména u podpěrných bodů úsekových odpínačů, odboček a kabelových svodů.

Claims (20)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Nosný systém (1) pro nadzemní elektrické vedení vysokého napětí s trojúhelníkovým uspořádáním vodičů (2,3,4), zahrnující nosný systém upevněný na vrcholu sloupu (5), tvořený spodním ramenem (6,6 ) nesoucím dva krajní vodiče (2,4),a středovým ramenem (9,9) nesoucím středový vodič (3), vyznačující se tím, že nad spodním ramenem (6,6) je horizontálně uspořádána izolovaná dosedací konzola (10,10) pro ptáky (11), jejíž horní dosedací plocha se nachází ve výšce H > 300 mm nad krajními vodiči (2,4).
2. 2. Nosný systém podle nároku I, vyznačující 10') je vyrobena z elektricky nevodivého materiálu.

   t í m , že dosedací konzola (10,
3. 3. Nosný systém podle nároku 2, vyznačující se tím, materiálem ji kompozitní materiál na bázi uhlíkových vláken.

   že elektricky nevodivým
4. 4. Nosný systém podle nároku 3, vyznačující se

   10 ) má v průřezu tvar profilu písmene „i“.

   tím, že dosedací konzola (10,
5. 5. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že horní strana dosedací konzoly (10, 10 ) je opatřena zdrsněným povrchem.
6. 6. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároků laž 5, vyznačující se tím, že celková šířka dosedací konzoly (10, 10') je větší než celková šířka spodního ramene (6,6').
7. 7. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároků laž 6, vyznačující se tím, že dosedací konzola (10, 10') je vytvořena ze dvou částí, kde pravá část (10) dosedací konzoly je upevněna k jedné straně středového ramene (9), a levá část (10') dosedací konzoly je upevněna k druhé straně středového ramene (9).
8. 8. Nosný systém podle nároků 6a 7, vyznačující se tím, že šířka pravé části (10) dosedací konzoly i levé části (10') dosedací konzoly je větší než 1000 mm.
9. 9. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároku laž 8, vyznačující se tím, že středové rameno (9,9 ) je tvořeno pravou částí (9) středového ramene a levou částí (9 ) středového ramene, přičemž pravá část (9) a levá část (9 ) se směrem vzhůru sbíhají do špičky a jsou spojeny s možností jejich úhlové výchylky, přičemž nad hlavou sloupu (5) jsou obě části (9, 9') středového ramene navzájem spojeny stahovacím svorníkem (12), dolní konce pravé části (9) a levé části (9 ) středového ramene jsou ke sloupu (5) upevněny pomocí svěmé objímky (13), a ve špičce středového ramene (9, 9') jsou ukotveny kotevní izolátorové řetězce (8) pro středový vodič (3).
10. 10. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároků laž 9, vyznačující se tím, že spodní rameno (6, 6) je tvořeno pravou částí (6) spodního ramene a levou částí (6) spodního ramene, přičemž pravá část (6) i levá Část (6 ) spodního ramene je tvořena prvním úsekem (14) vybíhajícím šikmo vzhůru od sloupu (5) nebo stožáru, a druhým úsekem (15) klesajícím šikmo dolů od konce prvního úseku (14), kde na konci druhého úseku (15) jsou upevněny kotevní izolátorové řetězce (7) pro krajní vodiče (2,4).
11. 11. Nosný systém podle nároku 10, vyznačující se tím, že první úsek (14) je delší než druhý úsek (15), první úsek (14) svírá se sloupem (5) úhel a = 45°, a první úsek (14) svírá s druhým úsekem (15) úhel B - 90°.
12. 12. Nosný systém podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že ve vrcholech tvořených prvním úsekem (14) a druhým úsekem (15) je pravá část (6) spodního ramene i levá část (6') spodního ramene spojená s dosedací konzolou (10, 10') pomocí držáků (20).

    -5CZ 24049 U1
13. 13. Nosný systém podle alespoň jednoho z nároků lažl2, vyznačující se tím, že horní dosedací plocha izolované dosedací konzoly (10, 10) pro ptáky (11) se nachází ve výšce H > 450 mm nad krajními vodiči (2,4).

    3 výkresy

    Přehled vztahových značek použitých na výkresech

    1 nosný systém

    2 krajní vodič

    3 středový vodič

    4 krajní vodič

    5 sloup

    6 pravá část spodního ramene

    6' levá část spodního ramene

    7 kotevní izolátorový řetězec krajních vodičů

    8 kotevní izolátorový řetězec středového ramene

    9 pravá Část středového ramene

    9' levá část středového vodiče

    10 pravá část dosedací konzoly

    10' levá Část dosedací konzoly

    11 pták

    12 stahovací svorník

    13 svěmá objímka
14. 14 první úsek spodního ramene
15. 15 druhý úsek spodního ramene
16. 16 třmenová kotevní svorka
17. 17 propojovací vodič
18. 18 kotevní příložka
19. 19 podpěrný izolátor
20. 20 držák

    H výška horní dosedací plochy dosedací konzoly nad krajními vodiči nebo nad jejích kotevními izolátorovými řetězci.

    a úhel svíraný prvním úsekem spodního ramene se sloupem β úhel svíraný prvním a druhým úsekem spodního ramene

    -6CZ 24049 Ul