RU2249283C1

RU2249283C1 - Supporting clamp

Info

Publication number: RU2249283C1
Application number: RU2003128042/09A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Дубинич (RU); Л.А. Дубинич; Р.С. Каверина (RU); Р.С. Каверина; Л.В. Яковлев (RU); Л.В. Яковлев
Original assignee: Дубинич Любовь Аркадьевна; Каверина Рамзия Султановна; Яковлев Леонид Васильевич
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-03-27

Abstract

FIELD: power engineering; suspending conductors from suspension towers of overhead power transmission lines at long crossings.

SUBSTANCE: proposed clamp has draw-bar, clamping facility, multiple-roller hanger, and mechanism affording reduction of tension in case of line conductor break. Used as such mechanism is set bolt inserted in threaded hole of trunnion incorporating longitudinal notch that strictly follows shape of draw-bar bottom outer surface. Set bolt diameter, material, and design are chosen so as to ensure that share of bolt occurs in case of conductor break under action of emergency load and draw-bar easily slips together with conductor without dropping on metal parts of suspension tower.

EFFECT: facilitated replacement of expensive complex hangers of overhead lines on long crossings through natural obstacles.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, а более конкретно к поддерживающим зажимам, предназначенным для подвески проводов на промежуточных опорах больших переходов через естественные препятствия воздушных линий электропередачи.The invention relates to the field of electric power industry, and more particularly to supporting clamps intended for suspension of wires on intermediate supports of large transitions through natural obstacles of overhead power transmission lines.

Конструкции промежуточных опор больших переходов через естественные препятствия (реки, водохранилища, заливы и т.п.) воздушных линий электропередачи рассчитываются на редуцированное тяжение, направленное вдоль линии по аварийному режиму (например, обрыв провода линии). Величина этого тяжения регламентируется, в частности, по ПУЭ 6-го издания и составляет для одного провода в фазе - 20 кН, двух проводов в фазе - 35 кH и трех проводов в фазе - 50 кН. Для обеспечения такой нагрузки (согласно указаниям ПУЭ) на опоры переходов линий при обрыве провода применяются так называемые многороликовые подвесы, которые редуцируют возникающие в критических ситуациях нагрузки на опоры до допустимых по нормам пределов. Однако такие подвесы чрезвычайно сложны по конструкции, имеют большую массу (до 250 кг и более) и, кроме того, не обеспечивают надежную защиту проводов от вибрации и износа провода при его перемещениях по роликам. Поэтому для реализации указанной цели целесообразно использовать более простые устройства, например поддерживающие зажимы.The structures of the intermediate supports of large crossings through natural obstacles (rivers, reservoirs, bays, etc.) of overhead power lines are calculated for reduced traction directed along the line in emergency mode (for example, a broken wire line). The magnitude of this tension is regulated, in particular, according to the PUE of the 6th edition and amounts to 20 kN for one wire in a phase, 35 kN for two wires in a phase and 50 kN for three wires in a phase. To ensure such a load (according to the guidelines of the PUE), the so-called multi-roller suspensions are used to support the transitions of the lines when the wire is broken, which reduce the loads on the supports that arise in critical situations to the permissible limits. However, such suspensions are extremely complex in design, have a large mass (up to 250 kg or more) and, in addition, do not provide reliable protection for wires from vibration and wear of the wire when it moves along the rollers. Therefore, to achieve this goal, it is advisable to use simpler devices, for example supporting clamps.

Известен поддерживающий зажим для подвески проводов воздушных линий электропередачи, содержащий подвеску, выполненную в виде промежуточного звена, шарнирно соединенного с хомутом, охватывающим провод, и резиновый амортизатор, расположенный внутри хомута, при этом промежуточное звено выполнено в виде удлиненной упругой скобы со скругленной частью на одном конце и загнутыми вовнутрь заплечиками на других концах, входящими в отверстия, выполненные на концах хомута [1].Known support clip for the suspension of wires of overhead power lines, containing a suspension made in the form of an intermediate link articulated with a clamp covering the wire, and a rubber shock absorber located inside the clamp, the intermediate link is made in the form of an elongated elastic bracket with a rounded part on one the end and bent inward shoulders at the other ends included in the holes made at the ends of the clamp [1].

Данный зажим при аварийной ситуации, например обрыве провода, за счет расцепления хомута и скобы обеспечивает падение провода на землю без каких-либо значительных повреждений; тем не менее, для достижения этого эффекта требуется очень точно рассчитать и выбрать его конструктивные параметры, а именно: угол между каждым заплечиком и вертикальной осью симметрии скобы, угол между прямыми участками скобы и ее вертикальной осью симметрии, а также расстояние между прямыми участками скобы. Это обстоятельство сильно усложняет конструктивно зажим, который по своему конструктивному исполнению более подходит для подвески оптических самонесущих кабелей воздушных линий связи, а не проводов воздушных линий электропередачи, где нагрузки значительно более высокие. Кроме того, применение этого зажима на промежуточных опорах больших переходов очевидно также проблематично, поскольку в этом случае требуется редуцирование тяжения путем проскальзывания провода в зажиме с тем, чтобы избежать падения промежуточной опоры, так как на больших переходах это приведет к значительным затратам на восстановительные работы.This clip in an emergency, such as a wire break, due to the release of the clamp and staple, ensures that the wire falls to the ground without any significant damage; nevertheless, to achieve this effect, it is necessary to very accurately calculate and select its design parameters, namely: the angle between each shoulder and the vertical axis of symmetry of the bracket, the angle between the straight sections of the bracket and its vertical axis of symmetry, as well as the distance between the straight sections of the bracket. This circumstance greatly complicates the design of the clamp, which in its design is more suitable for hanging optical self-supporting cables of overhead communication lines, rather than wires of overhead power lines, where the loads are much higher. In addition, the use of this clamp on the intermediate supports of large junctions is obviously also problematic, since in this case it is necessary to reduce the tension by slipping the wire in the clamp in order to avoid falling of the intermediate support, since at large junctions this will lead to significant costs for restoration work.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является поддерживающий зажим для подвески проводов воздушных линий электропередачи, содержащий лодочку, зажимное приспособление, прижимающее провод ко дну лодочки, подвеску, выполненную в виде промежуточных звеньев со скобой, и механизм, обеспечивающий ограничение прочности заделки провода в зажиме, выполненный в виде стопорного болта [2].The closest technical solution in relation to the proposed one is a support clamp for hanging wires of overhead power lines, containing a boat, a clamping device that presses the wire to the bottom of the boat, a suspension made in the form of intermediate links with a bracket, and a mechanism that ensures the strength of the wire termination in the clip made in the form of a locking bolt [2].

Этот зажим также имеет существенные недостатки:This clamp also has significant disadvantages:

- во время аварийной нагрузки, например, при обрыве провода и возникновении в проводе одностороннего тяжения рассчитанный на определенную нагрузку болт, служащий предохранительным элементом, срезается и освобожденная от подвески лодочка с проводом падает (в рассматриваемом варианте подвеска крепится через этот болт) сразу же на землю, при этом она задевает за металлические элементы опоры, что может вызвать их повреждение и пережоги провода от возможных коротких замыканий; все это нежелательно с точки зрения удорожания восстановительных и ремонтных работ, проводимых в таких случаях на воздушных линиях электропередачи;- during an emergency load, for example, when a wire breaks and unilateral tension occurs in a wire, a bolt designed for a certain load, which serves as a safety element, is cut off and a boat with a wire freed from the suspension falls (in the considered version, the suspension is attached through this bolt) immediately to the ground , while it touches the metal elements of the support, which can cause damage and burns the wires from possible short circuits; all this is undesirable from the point of view of the cost of restoration and repair work carried out in such cases on overhead power lines;

- под большим сомнением находится работа зажима в нормальных неаварийных условиях, поскольку дополнительное шарнирное соединение лодочки с подвеской через промежуточный элемент будет способствовать нежелательным отклонениям гирлянды изоляторов при изменениях тяжений в смежных полупролетах;- the operation of the clamp in normal non-emergency conditions is under great doubt, since the additional articulation of the boat with the suspension through the intermediate element will contribute to undesirable deviations of the insulator string during changes in tension in adjacent half-spans;

- элемент (болт) зажима, обеспечивающий редуцирование тяжения в аварийном режиме, в процессе эксплуатации постоянно находится в режиме перемещений, что увеличивает вероятность его быстрого истирания и, как следствие, нечеткого или даже неправильного срабатывания данного механизма редуцирования тяжения;- an element (bolt) of the clamp, which ensures the reduction of tension in emergency mode, is constantly in the displacement mode during operation, which increases the likelihood of its rapid abrasion and, as a result, fuzzy or even incorrect operation of this mechanism of tension reduction;

- в известном зажиме нет возможности обеспечить требуемую по условиям эксплуатации защиту провода от износа в результате действия вибрационных колебаний.- in the known clamp, it is not possible to provide the required protection under the operating conditions of the wire from wear as a result of the action of vibrational vibrations.

Авторы и заявитель ставят перед собой техническую задачу разработки поддерживающего зажима для подвески проводов на промежуточных опорах больших переходов воздушных линий электропередачи, обладающего существенными преимуществами перед известными зажимами аналогичного назначения.The authors and the applicant set themselves the technical task of developing a support clamp for hanging wires on the intermediate supports of large transitions of overhead power lines, which has significant advantages over the known clamps of a similar purpose.

Заявляемое изобретение позволяет достичь положительного технического результата, выражающегося, в частности, в возможности достаточно простым устройством достичь редуцированного тяжения проводов по аварийному режиму на больших переходах воздушных линий электропередачи.The claimed invention allows to achieve a positive technical result, expressed, in particular, in the possibility of a fairly simple device to achieve a reduced tension of wires in emergency mode at large transitions overhead power lines.

Отмечаемый технический результат достигается посредством совокупности существенных конструктивных признаков нового зажима, а именно: поддерживающий зажим для подвески проводов воздушных линий электропередачи, содержащий лодочку, зажимное приспособление, прижимающее провод ко дну лодочки, подвеску, выполненную в виде промежуточных звеньев со скобой, и механизм, обеспечивающий ограничение прочности заделки провода в зажиме, выполненный в виде стопорного болта, при этом стопорный болт выполнен из мягкого алюминия марки АДО и закреплен с внешней стороны дна лодочки по вертикальной оси зажима в резьбовом отверстии цапфы, выполненной в виде цилиндра с фигурным продольным вырезом, повторяющим форму внешней поверхности дна лодочки, которым она опирается на указанный вырез цапфы, причем диаметр стопорного болта d определяется по площади его поперечного сечения F_H без учета резьбовой части болта из соотношения

и F_H рассчитывается по величине аварийной нагрузки из отношения

где Т_среза - аварийная нагрузка, определяемая величинами 1700-2000 кН, а σ_пр - предел прочности алюминия, величина которого выбирается из значений 1600-1800 кг/см².The noted technical result is achieved through a combination of essential design features of the new clamp, namely: a supporting clamp for hanging wires of overhead power lines, containing a boat, a clamping device that presses the wire to the bottom of the boat, a suspension made in the form of intermediate links with a bracket, and a mechanism that provides the clamping strength of the wire in the clamp, made in the form of a locking bolt, while the locking bolt is made of soft aluminum brand ADO and fixed from the outside of the bottom of the boat along the vertical axis of the clamp in the threaded hole of the trunnion made in the form of a cylinder with a figured longitudinal cut that follows the shape of the outer surface of the bottom of the boat, which it rests on the specified cut of the trunnion, and the diameter of the locking bolt d is determined by its cross-sectional area F _H excluding the threaded part of the bolt from the ratio

and F _{H is} calculated from the magnitude of the emergency load from the ratio

where T _cut - emergency load, determined by the values of 1700-2000 kN, and σ _CR - the tensile strength of aluminum, the value of which is selected from the values of 1600-1800 kg / cm ² .

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид поддерживающего зажима, выполненного согласно настоящему изобретению, вид по направлению поперек к проводу линии; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сбоку, вдоль провода линии.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a General view of a support clip made according to the present invention, a view in the direction transverse to the line wire; figure 2 is the same as in figure 1, a side view along the wire line.

Поддерживающий зажим заявляемой конструкции типа ПОН изготавливается в трех модификациях: для проводов и тросов диаметром 12-27 мм на разрушающую нагрузку не менее 150 кН и массой 12 кг; для проводов диаметром 25-37,5 мм на разрушающую нагрузку не менее 300 кН и массой 21 кг; для проводов диаметром 25-46,5 мм на разрушающую нагрузку не менее 450 кН и массой 27 кг.The supporting clamp of the claimed design type PON is made in three versions: for wires and cables with a diameter of 12-27 mm at a breaking load of at least 150 kN and weighing 12 kg; for wires with a diameter of 25-37.5 mm at a breaking load of at least 300 kN and a mass of 21 kg; for wires with a diameter of 25-46.5 mm at a breaking load of at least 450 kN and weighing 27 kg.

Конструктивно зажим выполнен следующим образом: он состоит из лодочки 1, изготавливаемой из алюминиевого сплава, зажимного приспособления, которым провод 2 прижимается ко дну 3 лодочки 1, подвески, посредством которой зажим крепится к гирлянде изоляторов (не показана) линии, и механизма, с помощью которого достигается снижение нагрузки на опору в случае, например, обрыва провода 2. Зажимное приспособление выполняется в виде двух Г-образных плашек 4 из ковкого чугуна, своими опорными поверхностями через прокладки 5 из алюминия, опирающимися на провод 2, лежащий на дне 3 лодочки 1; концевые части плашек 4 стягиваются горизонтально расположенным стяжным болтом 6 из стали марки Ст. 20. Подвеска зажима выполняется в виде двух промежуточных звеньев 7 и скобы 8, соединенных между собой болтом 9 (все детали подвески изготавливаются из стали марки Ст. 20). Промежуточные звенья 7 своими нижними концами крепятся в цапфе 10, на которой устанавливается и закрепляется стопорным болтом 11 (в резьбовом отверстии 12 цапфы 10) лодочка 1. Цапфа 10 представляет собой цилиндр с продольным фигурным вырезом 13, точно повторяющим форму внешней поверхности дна 3 лодочки 1, которым она ложится на этот вырез 13 цапфы 10. Стопорный болт 11, изготовленный из мягкого алюминия марки АДО, играет роль механизма, с помощью которого достигается редуцирование тяжения на опору во время аварийной ситуации; параметры стопорного болта 11 рассчитаны так, что при обрыве, например, провода 2, когда возникают аварийные нагрузки, он, работая на срез, разрушается, лодочка освобождается от закрепления и провод 2 свободно проскальзывает по ней, а нагрузка на опору снижается до установленной величины редуцированного тяжения по аварийному режиму. Для того чтобы этот механизм сработал таким образом, выбирается оптимальный диаметр стопорного болта 11, в частности диаметр d болта 11 рассчитывается исходя из площади его нерезьбовой части поперечного сечения F_H по математической формуле:

где F_H величина, определяемая по аварийной нагрузке T_среза, равная

, где T_среза - аварийная нагрузка (1700-2000) кН, и σ_пр - предел прочности алюминия (1600-1800) кг/см².Structurally, the clamp is made as follows: it consists of a boat 1 made of aluminum alloy, a clamping device by which the wire 2 is pressed to the bottom 3 of the boat 1, the suspension, by means of which the clip is attached to a string of insulators (not shown), and a mechanism, using which reduces the load on the support in the case of, for example, wire breakage 2. The clamping device is made in the form of two L-shaped dies 4 of malleable cast iron, with their supporting surfaces through gaskets 5 made of aluminum, based on wire 2, lying on the bottom 3 of boat 1; the end parts of the dies 4 are pulled together by a horizontally located coupling bolt 6 made of steel grade St. 20. The clamp suspension is made in the form of two intermediate links 7 and the bracket 8, interconnected by a bolt 9 (all suspension parts are made of steel grade 20). Intermediate links 7 are mounted at their lower ends in a pin 10, on which boat 1 is mounted and secured with a locking bolt 11 (in the threaded hole 12 of pin 10). Pin 10 is a cylinder with a longitudinally shaped neckline 13 that closely follows the shape of the outer surface of the bottom 3 of boat 1 with which it rests on this cutout 13 of the pin 10. The locking bolt 11, made of soft aluminum of the ADO brand, plays the role of a mechanism by which the reduction of tension on the support during an emergency is achieved; the parameters of the locking bolt 11 are designed so that when a break, for example, of wire 2 occurs, when emergency loads occur, it collapses when it is cut, the boat is released from fastening and wire 2 slides freely along it, and the load on the support decreases to the set value of the reduced emergency pulling. In order for this mechanism to work in this way, the optimal diameter of the locking bolt 11 is selected, in particular, the diameter d of the bolt 11 is calculated based on the area of its non-threaded portion of the cross section F _H according to the mathematical formula:

where F _{H the} value determined by the emergency load T _cut , equal to

where T _cut - emergency load (1700-2000) kN, and σ _CR - tensile strength of aluminum (1600-1800) kg / cm ² .

Предлагаемый поддерживающий зажим работает следующим образом.The proposed support clip operates as follows.

В случае возникновения аварийных ситуаций, наиболее распространенной из которых является обрыв провода 2, стопорный болт 11, именно рассчитанный на величину аварийной нагрузки, работает на срез и по достижению ее величины разрушается, освобождая лодочку 1 зажима от закрепления в цапфе 10, в результате чего лодочка 1 с проводом 2 имеет возможность свободного проскальзывания в сторону одностороннего тяжения, разгружая опору от действия ненормированной нагрузки; при этом не происходит падения лодочки 1 с проводом 2 в районе подвески на опоре, что существенно облегчает работы по восстановлению линии после аварии.In the event of an emergency, the most common of which is wire breakage 2, the locking bolt 11, which is designed for the value of the emergency load, works to cut and, upon reaching its value, collapses, freeing boat 1 of the clamp from fastening in axle 10, resulting in a boat 1 with a wire 2 has the possibility of free slipping in the direction of one-sided traction, unloading the support from the action of abnormal load; in this case, there is no fall of boat 1 with wire 2 in the region of the suspension on the support, which greatly facilitates the work on restoring the line after an accident.

Использование заявляемых поддерживающих зажимов для подвески проводов на промежуточных опорах больших переходов воздушных линий электропередачи позволит отказаться от применения в этих случаях дорогостоящих, сложных по конструкции многороликовых подвесов, а также обеспечить надежную защиту от аварийных перегрузок промежуточных опор и защиту проводов от износа в результате воздействия на них вибрационных колебаний.The use of the claimed support clamps for hanging wires on the intermediate supports of large transitions of overhead power lines will make it possible to abandon the use of expensive, complex multi-roller suspensions in these cases, as well as provide reliable protection against emergency overloads of intermediate supports and protect the wires from wear as a result of exposure to them vibrational vibrations.

В настоящее время предложенный поддерживающий зажим прошел всесторонние испытания на опытном стенде ОРГРЭС и рекомендован к серийному выпуску.Currently, the proposed support clamp has passed comprehensive tests at the experimental stand of ORGRES and is recommended for serial production.

Источники информацииSources of information

[1] Патент Российской Федерации №2088009, кл. Н 02 G 7/05, 20.08.97. Бюл. №23.[1] Patent of the Russian Federation No. 2088009, cl. H 02 G 7/05, 08.20.97. Bull. Number 23.

[2] Авторское свидетельство СССР №66586, кл. 21 с, 21₀₂, опубликовано 30 июня 1946 г.[2] Copyright certificate of the USSR No. 66586, cl. 21 s, 21 ₀₂ , published June 30, 1946

Claims

A support clip for hanging wires of overhead power lines, comprising a boat, a clamping device that presses the wire to the bottom of the boat, a suspension made in the form of intermediate links with a bracket, and a mechanism for limiting the termination strength of the wire in the clip, made in the form of a locking bolt, characterized in that the locking bolt is made of soft aluminum of the ADO brand and is fixed from the outside of the bottom of the boat along the vertical axis of the clamp in the threaded hole of the pin, made in the form of a cylinder with m longitudinal cut, repeating the shape of the outer surface of the bottom of the boat to which it rests on said cutout spigot, the diameter d of the locking bolt is determined by its cross-sectional area F _H excluding the threaded portion of the bolt from the relation

, and F _{H is} calculated by the magnitude of the emergency load from the ratio

where T _shear is the emergency load determined by the values of 1700 ÷ 2000 kN, and σ _ave is the tensile strength of aluminum, the value of which is selected from the values of 1600 ÷ 1800 kg / cm ² .