RU148506U1

RU148506U1 - LIGHT-PROTECTED CABLE (OPTIONS)

Info

Publication number: RU148506U1
Application number: RU2013129637/07U
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Фокин; Алексей Константинович Власов; Вячеслав Иванович Фролов
Original assignee: Виктор Александрович Фокин; Алексей Константинович Власов; Вячеслав Иванович Фролов
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-12-10

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники.The utility model relates to the field of electrical engineering.

Задачей заявляемой полезной модели является - увеличение стойкости молниезащитного троса к удару молнии, при выполнении всех технических требований, влияющих на надежность воздушной линии электропередачи.The objective of the claimed utility model is to increase the resistance of the lightning protection cable to lightning strike, when all technical requirements affecting the reliability of the overhead power line are met.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем:The essence of the claimed utility model is as follows:

снижение контактных напряжений до минимальных значений, возможно лишь при линейном касании (ЛК) или поверхностном касании (ПК) между проволоками соседних слоев. Линейное касание обеспечивается при одинаковом шаге свивки, соответствующем подборе диаметров, свивкой всех проволок одновременно за одну технологическую операцию независимо от количества слоев. Молниезащитный трос содержит стальные оцинкованные проволоки по ГОСТ 7372-79 с цинковым покрытием по группе ОЖ, при номинальных их диаметрах 0,40÷4,50 мм, с покрытием толщиной 0,12÷0,35 мм и пластической деформацией изделия со степенью обжатия площади поперечного сечения изделия 2,0÷13%.reduction of contact stresses to minimum values is possible only with linear contact (LC) or surface contact (PC) between the wires of adjacent layers. Linear touch is ensured with the same lay step, appropriate selection of diameters, lay of all wires simultaneously in one technological operation, regardless of the number of layers. The lightning protection cable contains galvanized steel wires according to GOST 7372-79 with zinc coating according to the coolant group, with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, with a thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm and plastic deformation of the product with a degree of compression area product cross section 2.0 ÷ 13%.

Отличается от ранее известных тем, что используются следующие разновидности каната типа ЛК для молниезащитного троса.It differs from the previously known ones in that the following varieties of rope type LC are used for lightning protection cable.

Однослойный канат типа ЛК-О свивают из проволок одинакового диаметра, которые свивают вокруг центральной проволоки, (фиг. 1).A single-layer rope of type LK-O is twisted from wires of the same diameter, which are twisted around a central wire (Fig. 1).

ЛК-Р, свивают с разным, но кратным числом проволок по слоям вокруг центральной проволоки, второй слой состоит из четного числа проволок двух различных диаметров, чередующихся между собой, а на построение первого слоя идут проволоки одинакового диаметра, (фиг. 2).LK-R, they are twisted with a different but multiple number of wires in layers around the central wire, the second layer consists of an even number of wires of two different diameters, alternating between each other, and wires of the same diameter are used to build the first layer (Fig. 2).

ЛК-О, свивают с одинаковым числом проволок в каждом слое и отличными диаметрами проволок по слоям, вокруг центральной проволоки, (фиг. 3).LK-O, twist with the same number of wires in each layer and excellent wire diameters in layers, around the central wire, (Fig. 3).

ЛК-З, свивают вокруг центральной проволоки, для обеспечения линейного касания между проволоками первого и второго слоев, используют проволоки заполнения, меньшего диаметра, чем основные, (фиг. 4).LK-Z, they are twisted around the central wire, to ensure a linear contact between the wires of the first and second layers, fill wires of a smaller diameter than the main ones are used (Fig. 4).

ЛК-РО, свивают вокруг центральной проволоки, первый слой из проволок одинакового диаметра, второй слой состоит из проволок разного диаметра, чередующихся между собой, третий слой из проволок одинакового диаметра, (фиг. 5)LK-RO, twist around the central wire, the first layer of wires of the same diameter, the second layer consists of wires of different diameters, alternating between themselves, the third layer of wires of the same diameter (Fig. 5)

В канатах с ЛК проволок между слоями, шаги свивки проволок по слоям одинаковые, а углы свивок различные, увеличиваются от первого слоя к внешнему.In ropes with LC wires between the layers, the steps of the lay of wires along the layers are the same, and the angles of the lay are different, increase from the first layer to the outer.

В целях повышения технического ресурса стальных тросов, тросы при их изготовлении в технологическом потоке подвергают силовому обжатию. В результате пластической деформации круглые проволоки приобретают фасонное сечение. Между проволоками в тросах ЛК создается уже не линейный контакт, а поверхностный контакт, что уменьшает износ проволок при взаимном их скольжении при изгибе троса.In order to increase the technical resource of steel cables, the cables during their manufacture in the process stream are subjected to force reduction. As a result of plastic deformation, round wires acquire a shaped section. Between the wires in the LC cables no longer a linear contact is created, but a surface contact, which reduces the wear of the wires during their mutual sliding during bending of the cable.

Изготовление молниезащитного троса сводится к следующему, трос с одинаковым шагом свивки и с линейным касанием проволок свивается на традиционном канатном оборудовании, с последующей пластической деформацией по наружным поверхностям проволок, за одну технологическую операцию,, со степенью обжатия площади поперечного сечения изделия 2,0÷13%, в результате чего наружные, и проволоки внутренних слоев пластически деформированные. Увеличена площадь контакта между проволоками в повивах, и трос в целом уплотнен.The production of a lightning protection cable reduces to the following, the cable with the same twist pitch and with a linear touch of the wires is twisted on traditional rope equipment, followed by plastic deformation on the outer surfaces of the wires, in one technological operation, with a degree of compression of the cross-sectional area of the product 2.0 ÷ 13 %, resulting in the outer, and the wires of the inner layers are plastically deformed. The contact area between the wires in the coils is increased, and the cable is generally sealed.

Заявленная полезная модель в которой используются отличные от ранее известных разновидности канатов типа ЛК, с увеличенной площадью контакта между проволоками в повивах, позволяет повысить стойкость молниезащитного троса к удару молнии, без снижения натяжения троса и обрыва проволок при разряде, при соблюдении всех технических требований, влияющих на надежность воздушных линий электропередачи. The claimed utility model in which different types of ropes of the type LK are used, with an increased contact area between the wires in the coils, allows to increase the resistance of the lightning protection cable to lightning strike, without reducing the cable tension and wire breakage during discharge, subject to all technical requirements that affect on the reliability of overhead power lines.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям молниезащитных тросов, изготавливаемых свивкой стальных оцинкованных проволок, и может быть использовано для подвески на воздушных линиях электропередач (ВЛ) для защиты ВЛ от прямых ударов молнии.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to designs of lightning protection cables made by twisting steel galvanized wires, and can be used for suspension on overhead power lines (OHL) to protect overhead lines from direct lightning strikes.

Известны канаты применяемые на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) в качестве молниезащитных тросов - стальные канаты по ГОСТ 3062, ГОСТ 3063 и ГОСТ 3064, канаты точечного касания (ТК). Помимо линий электропередач, эти канаты применяются для устройств оттяжки мачт, судового подъема, на подвесных канатных дорогах, т.е. там, где при эксплуатации знакопеременные изгибы и пульсирующие нагрузки незначительны или полностью отсутствуют. Это связано с низкой конструктивной плотностью, а также высокими контактными напряжениями внутри каната при эксплуатации канатов типа ТК. В нагруженном канате при точечном касании возникают большие контактные напряжения смятия, которые способствуют износу проволок с последующим их обрывом. Поэтому канаты типа ТК находят в настоящее время ограниченное применение. К тому же с точки зрения технологии изготовления они не экономичны из-за большого количества свивочных операций.Known ropes used on overhead power lines (power lines) as lightning protection cables are steel ropes according to GOST 3062, GOST 3063 and GOST 3064, point contact ropes (TK). In addition to power lines, these ropes are used for mast towing devices, ship hoisting, on cable cars, i.e. where during operation alternating bends and pulsating loads are insignificant or completely absent. This is due to the low structural density, as well as high contact stresses inside the rope during operation of ropes of the TK type. In the loaded rope with a point contact, large contact stresses of collapse arise, which contribute to the wear of the wires with their subsequent breakage. Therefore, ropes of type TK are currently of limited use. In addition, from the point of view of manufacturing technology, they are not economical due to the large number of curling operations.

Известен грозозащитнй трос, (см. описание полезной модели к патенту РФ 93178, МПК H01B 5/08; МПК H01B 7/00).Known lightning protection cable, (see the description of the utility model to the patent of the Russian Federation 93178, IPC H01B 5/08; IPC H01B 7/00).

Выполненный в двух вариантах:Made in two versions:

по первому варианту, содержащем центральную проволоку и скрученные вокруг нее один и более повивов из проволок, центральная проволока и повивы вокруг нее выполнены из стальной плакированной алюминием проволок, а толщина слоя алюминия на стальной плакированной алюминием проволоки составляет 7-35% от диаметра проволоки;according to the first embodiment, containing the central wire and one or more coils of wires twisted around it, the central wire and the coils around it are made of steel aluminum-clad wires, and the thickness of the aluminum layer on the steel-clad aluminum wire is 7-35% of the wire diameter;

по второму варианту, содержащем центральную проволоку и скрученные вокруг нее один и более повивов из проволок, центральная проволока выполнена из стальной плакированной алюминием проволоки, а повивы вокруг нее выполнены из стальной плакированной алюминием проволоки и проволоки из алюминиевого сплава на основе Al-Mg-Si, при этом толщина слоя алюминия на стальной плакированной алюминием проволоки составляет 7-35% от диаметра проволокиaccording to the second embodiment, containing the central wire and one or more coils of wires twisted around it, the central wire is made of steel aluminum-clad wire, and the coils around it are made of aluminum-clad steel wire and Al-Mg-Si-based aluminum alloy wire, the thickness of the aluminum layer on a steel-clad aluminum wire is 7-35% of the diameter of the wire

К основному недостатку данной полезной модели следует отнести ее низкую стойкость к ударам молнии, при которых происходит разрушение и местное проплавление используемых покрытий в реальных условиях нестационарного мгновенного теплого и электрического воздействия заряда громадной мощности и отвод тепловой энергии от зоны воздействия происходит в основном за счет площади контакта стальных проволок между собой по рядам. Эффективность отвода тепла от зоны воздействия молнии и стойкость конструкции грозотроса к ее ударам в условиях данной тепловой задачи зависят только от величины площади контакта стальных проволок между собой и плотности этого контакта. Необходимо также отметить пониженную прочность конструкции, повышенную стоимость (при применении толстых покрытий из Al и Al-Mg-Si) и технологическую сложность изготовления указанных выше известных грозозащитных тросов.The main disadvantage of this utility model is its low resistance to lightning strikes, which causes destruction and local penetration of the coatings used under real conditions of unsteady instantaneous warm and electric exposure to a charge of enormous power and the removal of thermal energy from the impact zone occurs mainly due to the contact area steel wires between each other in rows. The efficiency of heat removal from the lightning impact zone and the resistance of the ground wire structure to its impact under the given heat problem depend only on the contact area between the steel wires and the density of this contact. It should also be noted the reduced structural strength, increased cost (when using thick coatings of Al and Al-Mg-Si) and the technological complexity of manufacturing the above-mentioned known lightning protection cables.

Известен грозозащитный трос для воздушных линий электропередач (см. описание к патенту на полезную модель RU 113061 U1, опубликован 27.01.2012)Known lightning protection cable for overhead power lines (see the description of the patent for utility model RU 113061 U1, published January 27, 2012)

Конструкция предлагаемого грозотроса, аналог конструкциям канатов с точечным касаниям, уменьшено количество проволок (на одну) в верхнем повиве, по отношению к ГОСТ 3063-80, соответственно все недостатки прописанные ранее канатам с точечным касанием в предлагаемом решении не устраняются Дополнительная технологическая операция - пластическое деформирование второго повива способствует образованию концентраторов напряжений между повивами, что крайне отрицательно скажется на стойкость к ударам молнии, токов короткого замыкания и разрывной нагрузки троса в целомThe design of the proposed ground wire, an analogue to the designs of ropes with point contacts, reduced the number of wires (by one) in the upper layer, in relation to GOST 3063-80, respectively, all the shortcomings described earlier by the ropes with point contact in the proposed solution are not eliminated Additional technological operation - plastic deformation the second winding contributes to the formation of stress concentrators between the windings, which will negatively affect the resistance to lightning strikes, short circuit currents and explosive load cable as a whole

Задачей заявляемой полезной модели является - увеличение стойкости молниезащитного троса к удару молнии, при выполнении всех технических требований, влияющих на надежность воздушной линии электропередачи. Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем:The objective of the claimed utility model is to increase the resistance of the lightning protection cable to lightning strike, when all technical requirements affecting the reliability of the overhead power line are met. The essence of the claimed utility model is as follows:

Отличается молниезащитный трос от ранее известных тем, что используются следующие разновидности канатов с линейным касанием проволок между соседними слоями для молниезащитного троса:The lightning protection cable differs from previously known ones in that the following types of ropes are used with a linear touch of wires between adjacent layers for a lightning protection cable:

ЛК-3, свивают вокруг центральной проволоки, для обеспечения линейного касания между проволоками первого и второго слоев, используют проволоки заполнения, меньшего диаметра, чем основные, (фиг. 4).LK-3, they are twisted around the central wire, to ensure a linear contact between the wires of the first and second layers, fill wires of a smaller diameter than the main ones are used (Fig. 4).

В целях повышения технического ресурса грозозащитных стальных тросов, тросы при их изготовлении в технологическом потоке подвергают силовому обжатию. В результате пластической деформации круглые проволоки приобретают фасонное сечение. Между проволоками в тросах ЛК создается уже не линейный контакт, а поверхностный контакт, что уменьшает износ проволок при взаимном их скольжении при изгибе троса.In order to increase the technical resource of lightning protection steel cables, the cables during their manufacture in the process stream are subjected to force reduction. As a result of plastic deformation, round wires acquire a shaped section. Between the wires in the LC cables no longer a linear contact is created, but a surface contact, which reduces the wear of the wires during their mutual sliding during bending of the cable.

Изготовление молниезащитного троса сводится к следующему, канат с одинаковым шагом свивки и с линейным касанием проволок свивается на традиционном канатном оборудовании, с последующей пластической деформацией по наружным поверхностям проволок, за одну технологическую операцию,, со степенью обжатия площади поперечного сечения изделия 2,0÷13%, в результате чего наружные, и проволоки внутренних слоев пластически деформированные. Увеличена площадь контакта между проволоками в повивах, и трос в целом уплотнен.The production of a lightning protection cable is as follows: a rope with the same twist pitch and with a linear touch of the wires is twisted using traditional rope equipment, followed by plastic deformation on the outer surfaces of the wires, in one technological operation, with a degree of compression of the cross-sectional area of the product 2.0 ÷ 13 %, resulting in the outer, and the wires of the inner layers are plastically deformed. The contact area between the wires in the coils is increased, and the cable is generally sealed.

Заявленная полезная модель в которой используются отличные от ранее известных разновидности канатов типа ЛК, с увеличенной площадью контакта между проволоками в повивах, позволяет повысить стойкость молниезащитного троса к удару молнии, без снижения натяжения троса и обрыва проволок при разряде, при соблюдении всех технических требований, влияющих на надежность воздушных линий электропередачи.The claimed utility model in which different types of ropes of the type LK are used, with an increased contact area between the wires in the coils, allows to increase the resistance of the lightning protection cable to lightning strike, without reducing the cable tension and wire breakage during discharge, subject to all technical requirements that affect on the reliability of overhead power lines.

Claims

1. Lightning protection cable containing galvanized steel wires in the coolant group with a linear touch of the wires with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, coated with a thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm and plastic deformation of the product with a degree of compression of the cross-sectional area products 2.0 ÷ 13%, characterized in that they use a single-layer rope of the LK-O type with a linear touch of wires, consisting of wires of the same diameter, which are twisted around the central wire.

2. Lightning protection cable containing galvanized steel wires in the coolant group with a linear touch of the wires with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, with a coating thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm, are twisted according to the design of LK-R, with different but by a multiple number of wires in layers around the central wire, the second layer consists of an even number of wires of two different diameters, alternating between each other, and wires of the same diameter are used to build the first layer, with a degree of compression of the cross-sectional area of the product 2.0 ÷ 13%.

3. Lightning protection cable containing galvanized steel wires in the coolant group with a linear touch of the wires with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, coated with a thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm, twisted according to the design of LK-O, with the same number wires in each layer and excellent wire diameters in layers around the central wire, with a degree of compression of the cross section of the product 2.0 ÷ 13%.

4. A lightning protection cable containing galvanized steel wires in the coolant group with a linear touch of the wires with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, with a coating thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm, are twisted according to the design of LK-Z, around the central wire to ensure a linear contact between the wires of the first and second layers, fill wires of a smaller diameter than the main ones are used, with a degree of compression of the cross-sectional area of the product 2.0 ÷ 13%.

5. Lightning protection cable containing galvanized steel wires in the coolant group with a linear touch of the wires with their nominal diameters of 0.40 ÷ 4.50 mm, with a coating thickness of 0.12 ÷ 0.35 mm, twist according to the design of LK-RO, around the central wire the first layer of wires of the same diameter, the second layer consists of wires of different diameters, alternating between each other, the third layer of wires of the same diameter with a degree of compression of the cross-sectional area of the product 2.0 ÷ 13%.