RU2789014C1

RU2789014C1 - Spiral clamp for attachment of wires of overhead power lines

Info

Publication number: RU2789014C1
Application number: RU2021136286A
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Карасев; Евгений Алексеевич Юданов; Борис Михайлович Жуков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Мзва" (Ооо "Мзва")
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-01-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: spiral clamp consists of at least one spiral wire strand, which, in turn, consists of at least one wire spiral. Wire spirals are made of wires of ferromagnetic material and wires of non-magnetic material. Height of wires of non-magnetic material is equal to height of wires of ferromagnetic material. At the same time, wires of different material alternate between each other through one or several wires.

EFFECT: increase in mechanical reliability of a power line.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к линейной спиральной арматуре и, в частности, к зажимам спиральным для крепления проводов воздушных линий электропередачи.The invention relates to the field of electric power industry, namely to linear spiral fittings and, in particular, to spiral clamps for fastening wires of overhead power lines.

Одним из условий выбора проводов для воздушных линий электропередачи является предельная температура нагрева при длительных токах, и они регламентированы в главе 1.3 ПУЭ. Нормированные длительные токи принимаются из расчета допустимой температуры их нагрева +70°С при температуре воздуха +25°С. Согласно ГОСТ839-80 длительно допустимая температура провода в процессе эксплуатации не должна превышать 90°С.One of the conditions for choosing wires for overhead power lines is the maximum heating temperature for long-term currents, and they are regulated in chapter 1.3 of the PUE. Normalized continuous currents are taken from the calculation of the permissible temperature of their heating + 70 ° C at an air temperature of + 25 ° C. According to GOST839-80, the long-term permissible temperature of the wire during operation should not exceed 90°C.

Использование спиральных натяжных зажимов позволяет существенно повысить механическую надежность воздушных линий электропередачи, поскольку спиральные натяжные зажимы выполняются, как правило, из стальной высокоуглеродистой проволоки с защитным покрытием, при этом в зажимах возникает дополнительный нагрев провода, вызванный явлением перемагничивания.The use of spiral tension clamps can significantly increase the mechanical reliability of overhead power lines, since spiral tension clamps are usually made of high-carbon steel wire with a protective coating, while additional heating of the wire occurs in the clamps, caused by the magnetization reversal phenomenon.

Решить данную проблему возможно путем замены проволоки из ферромагнитной стали на немагнитную сталь, в частности, аустенитную коррозионностойкую сталь. Однако, применение аустенитных сталей совместно со сталеалюминиевыми проводами вызывает контактную коррозию, вызванную наличием гальванической пары между аустенитной сталью и алюминием.It is possible to solve this problem by replacing the wire from ferromagnetic steel with non-magnetic steel, in particular, austenitic corrosion-resistant steel. However, the use of austenitic steels together with steel-aluminum wires causes contact corrosion caused by the presence of a galvanic couple between austenitic steel and aluminum.

Явление перемагничивания приводит к перегреву провода и к значительным потерям мощности, который в 1,5-2 раза превышает потери в проводе. Величина потерь зависит от массы ферромагнитного материала и конструкции изделия. Наибольшие потери наблюдаются в том случае, когда магнитный контур полностью охватывает провод. В результате экспериментов было установлено, что разрыв магнитного контура снижает эффект перемагничивания, хотя полностью его не устраняет.The phenomenon of magnetization reversal leads to overheating of the wire and to significant power losses, which are 1.5-2 times higher than the losses in the wire. The amount of losses depends on the mass of the ferromagnetic material and the design of the product. The greatest losses are observed when the magnetic circuit completely covers the wire. As a result of experiments, it was found that breaking the magnetic circuit reduces the effect of magnetization reversal, although it does not completely eliminate it.

Известен 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 [1].Known spiral tension clamp for anchoring wires of overhead power lines or cables of overhead communication lines, containing wound either on a wire or cable, or on a protector mounted on a wire or cable, a U-shaped strand of wire spirals, consisting of two branches and one ending with a fastening loop into which a thimble is inserted, characterized in that it is made in the form of a two-layer structure with an additionally introduced U-shaped strand of wire spirals, consisting of two branches and ending with a fastening loop, while the additionally introduced strand has a winding direction opposite to the direction winding of the first strand in such a way that if the wire spirals of the first strand have a right-hand winding, then the wire spirals of the additionally introduced strand have a left-hand winding, and its branches are wound over the branches of the first strand wound on a wire or cable, or on a protector installed on a wire or cable , and both of the above strands cr are embedded in the thimble with anchor loops [1].

Спиральный натяжной зажим такого типа позволяет повысить механическую надежность воздушных линий электропередачи, так как он выполняется, как мы знаем, из стальной высокоуглеродистой проволоки с защитным покрытием. Тем не менее, из-за явления перемагничивания условия эксплуатации проводов с этими зажимами значительно ухудшаются, вследствие их дополнительного нагрева.A spiral tension clamp of this type makes it possible to increase the mechanical reliability of overhead power lines, since, as we know, it is made of high-carbon steel wire with a protective coating. However, due to the phenomenon of magnetization reversal, the operating conditions of wires with these clamps deteriorate significantly due to their additional heating.

Известен также линейный спиральный зажим для крепления, соединения и ремонта неизолированных или изолированных проводов воздушных линий электропередачи, содержащий конструктивные элементы в виде проволочных спиралей, охватывающих неизолированный или изолированный провод с наружной поверхности, при этом, по меньшей мере, одним слоем вышеупомянутые проволочные спирали выполнены из немагнитной стали аустенитного класса, имеющей относительную магнитную проницаемость не более 10, временное сопротивление разрыву не менее 900 МПа [2].Also known is a linear spiral clamp for fastening, connecting and repairing uninsulated or insulated wires of overhead power lines, containing structural elements in the form of wire spirals covering an uninsulated or insulated wire from the outer surface, while at least one layer of the above-mentioned wire spirals is made of non-magnetic steel of the austenitic class, having a relative magnetic permeability of not more than 10, the tensile strength is not less than 900 MPa [2].

В этом известном линейном спиральном зажиме проволочные спирали охватывают неизолированный или изолированный провод с наружной поверхности таким образом, что магнитный контур провода оказывается полностью замкнутым (не имеет никаких разрывов), что существенно увеличивает потери мощности на перемагничивание и приводит к перегреву провода.In this well-known linear spiral clamp, the wire spirals surround the bare or insulated wire from the outer surface in such a way that the magnetic circuit of the wire is completely closed (has no breaks), which significantly increases the power loss for remagnetization and leads to overheating of the wire.

Заявитель ставил перед собой конкретную задачу снижения потерь мощности в проводе при практическом использовании спиральных зажимов.The Applicant has set himself the specific task of reducing power losses in the wire in the practical use of spiral clamps.

Вышеназванный положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков зажима спирального для крепления проводов воздушных линий электропередачи, выполненного согласно настоящему изобретению, и зафиксированной в нижеследующей формуле изобретения: «зажим спиральный для крепления проводов воздушной линий электропередачи, состоящий из по меньшей мере одной спиральной проволочной пряди, в свою очередь состоящей из по меньшей мере одной проволочной спирали, отличающийся тем, что проволочные спирали или спиральные проволочные пряди выполнены попеременно из ферромагнитных материалов и парамагнитных или диамагнитных материалов, при этом чередуются они по одной или по несколько проволочных спиралей (спиральных проволочных прядей)».The above positive technical result was achieved due to a new set of essential design features of the spiral clamp for fastening wires of overhead power lines, made according to the present invention, and fixed in the following claims: "helical clamp for fastening wires of overhead power lines, consisting of at least one spiral wire strand, in turn consisting of at least one wire spiral, characterized in that the wire spirals or spiral wire strands are made alternately from ferromagnetic materials and paramagnetic or diamagnetic materials, while they alternate in one or more wire spirals (spiral wire strands).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение спирального, например, натяжного зажима для анкерного крепления неизолированных проводов воздушных линий электропередачи, выполненного согласно настоящему изобретению.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a cross-section of a helical, for example, tension clamp for anchoring bare wires of overhead power lines, made in accordance with the present invention.

Заявляемый зажим спиральный для крепления проводов воздушных линий электропередачи состоит из одной спиральной проволочной пряди или нескольких спиральных проволочных прядей, которые в свою очередь могут состоять из одной проволочной спирали или нескольких проволочных спиралей. Проволочные спирали или спиральные проволочные пряди выполняются попеременно из ферромагнитных материалов и парамагнитных или диамагнитных материалов, при этом чередуются они по одной или по несколько проволочных спиралей (спиральных проволочных прядей).The inventive spiral clamp for fastening wires of overhead power lines consists of one spiral wire strand or several spiral wire strands, which in turn may consist of one wire spiral or several wire spirals. Wire spirals or helical wire strands are made alternately from ferromagnetic materials and paramagnetic or diamagnetic materials, with one or more wire spirals (spiral wire strands) being alternated.

На фиг. 1, показано поперечное сечение, например, спирального натяжного зажима для анкерного крепления неизолированных проводов воздушных линий электропередачи. Проволочная спиральная прядь выполняется С-образной, навивается на провод 1 воздушной линии электропередачи и состоит из круглых проволок из ферромагнитного материала 2 и расплющенных проволок из немагнитного материала 3.In FIG. 1 shows a cross section of, for example, a helical tension clamp for anchoring uninsulated conductors of overhead power lines. The wire spiral strand is C-shaped, wound on wire 1 of an overhead power line and consists of round wires of ferromagnetic material 2 and flattened wires of non-magnetic material 3.

Наружная поверхность спирального натяжного зажима не должна иметь выступов, поскольку это приводит к образованию короны и появлению радиопомех. Данное обстоятельство устраняется путем использования расплющенной круглой проволоки или проволоки, имеющей другое сечение, при условии выполнения следующего требования: диаметр проволоки из ферромагнитного материала круглого сечения 2 равняется высоте проволоки из немагнитного материала 3 или диаметр проволок 2 и высота проволок 3 равняются одной величине, например, h.The outer surface of the helical tension clamp must be free of protrusions as this will cause corona and radio interference. This circumstance is eliminated by using a flattened round wire or a wire having a different cross section, provided that the following requirement is met: the diameter of the wire of ferromagnetic material of round cross section 2 is equal to the height of the wire of non-magnetic material 3 or the diameter of wires 2 and the height of wires 3 are equal to the same value, for example, h.

Таким образом, проволочные спирали пряди зажима выполняются попеременно из ферромагнитного материала и парамагнитного или диамагнитного материала, а высота проволочных спиралей из парамагнитного или диамагнитного материала 3 равняется высоте проволочных спиралей из ферромагнитного материала 2.Thus, the wire spirals of the clamp strand are made alternately from a ferromagnetic material and a paramagnetic or diamagnetic material, and the height of the wire spirals from a paramagnetic or diamagnetic material 3 is equal to the height of the wire spirals from a ferromagnetic material 2.

При использовании предлагаемого зажима спирального для крепления проводов воздушных линий электропередачи обеспечивается снижение потерь в проводе путем создания конструкции, в которой магнитный контур не является замкнутым. Указанное преимущество достигается чередованием проволок из ферромагнитной стали с проволоками, изготовленными из парамагнитного или диамагнитного материала (алюминия, меди, аустенитной стали с защитным покрытием, исключающим образование гальванической пары с материалом провода). Поскольку механические характеристики стальной проволоки из ферромагнитного материала отличаются от механических характеристик парамагнитных и диамагнитных материалов, как правило, временное сопротивление разрыву и предел текучести ферромагнитной высокоуглеродистой стали несколько выше аналогичных характеристик немагнитных материалов.When using the proposed spiral clamp for fastening the wires of overhead power lines, the losses in the wire are reduced by creating a structure in which the magnetic circuit is not closed. This advantage is achieved by alternating ferromagnetic steel wires with wires made of paramagnetic or diamagnetic material (aluminum, copper, austenitic steel with a protective coating that prevents the formation of a galvanic couple with the wire material). Since the mechanical characteristics of steel wire made of ferromagnetic material differ from those of paramagnetic and diamagnetic materials, as a rule, the tensile strength and yield strength of ferromagnetic high carbon steel are slightly higher than those of non-magnetic materials.

Источники информацииSources of information

[1] Описание изобретения к патенту №2291535 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 12.10.2005, опубликовано 10.01.2007.[1] Description of the invention to the patent No. 2291535 "Spiral tension clamp", H02G 7/02, declared 12.10.2005, published 10.01.2007.

[2] Описание изобретения к патенту №2645745, «Линейный спиральный зажим», H02G 7/05, заявлено 28.12.2016, опубликовано 28.02.2018.[2] Description of the invention to the patent No. 2645745, "Linear spiral clamp", H02G 7/05, declared 12/28/2016, published 02/28/2018.

[3] Описание изобретения к патенту №2558388, «Спиральный натяжной зажим» H02G 7/02,, заявлено 30.12.2013, опубликовано 10.12.2014.[3] Description of the invention to the patent No. 2558388, "Spiral tension clamp" H02G 7/02, declared 12/30/2013, published 12/10/2014.

[4] Описание изобретения к патенту №2315408 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 30.08.2006, опубликовано 20.01.2008.[4] Description of the invention to the patent No. 2315408 "Spiral tension clamp", H02G 7/02, declared 08/30/2006, published 01/20/2008.

[5] Описание изобретения к патенту №2272346 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 29.07.2004, опубликовано 20.03.2006.[5] Description of the invention to the patent No. 2272346 "Spiral tension clamp", H02G 7/02, declared 07/29/2004, published 03/20/2006.

[6] Описание изобретения к авторскому свидетельству №976820 «Соединительный зажим», H01R 4/08, H01R 4/62, заявлено 18.06.1979, опубликовано 15.11.1984.[6] Description of the invention to the author's certificate No. 976820 "Connecting clamp", H01R 4/08, H01R 4/62, declared 06/18/1979, published 11/15/1984.

[7] Описание изобретения к патенту №2272343, «Соединительный зажим комбинированного типа», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 03.08.2004, опубликовано 20.03.2006.[7] Description of the invention to the patent No. 2272343, "Combined type connecting clamp", H01R 4/10, H02G 1/14, declared 08/03/2004, published 03/20/2006.

[8]. Заявка на изобретение №96116241 «Соединительный зажим», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 06.08.1996, опубликовано 10.11.1998.[8]. Application for invention No. 96116241 "Connecting clamp", H01R 4/10, H02G 1/14, declared 08/06/1996, published 11/10/1998.

[9]. Патент США №3125630, «Соединительный зажим», опубликован 17.03.1964 г.[nine]. U.S. Patent No. 3,125,630, "Connecting Clamp", published 03/17/1964

[10]. Ежемесячный производственно-технический журнал «Электрические станции», №1, 1998 г., стр. 3-5, рис. 2.[10]. Monthly production and technical magazine "Electric Stations", No. 1, 1998, pp. 3-5, fig. 2.

[11]. Авторское свидетельство СССР №1014083, H02G 7/02, от 11.08.81 г.[eleven]. USSR author's certificate No. 1014083, H02G 7/02, dated 11.08.81

[12]. Описание изобретения к патенту №2035104 «Способ изготовления натяжных зажимов спирального типа», H02G 1/04, опубликовано 10.05.95.[12]. Description of the invention to patent No. 2035104 "Method of manufacturing spiral-type tension clamps", H02G 1/04, published 10.05.95.

[13]. Патент США №4791237, «Натяжной зажим», опубликован 13.12.1988 г.[13]. U.S. Patent #4,791,237, Tension Clamp, published 12/13/1988.

[14]. Патент Франции №2215731, опубликован 23.08.1974 г[fourteen]. French patent No. 2215731, published 08/23/1974

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

[16]. Описание изобретения к патенту №597355 «Электрический соединитель», H01R 5/10 H02G 15/08, заявлено 12.09.74, опубликовано 16.02.78.[sixteen]. Description of the invention to patent No. 597355 "Electrical connector", H01R 5/10 H02G 15/08, declared 09/12/74, published 02/16/78.

Claims

Spiral clamp for fastening wires of overhead power lines, consisting of at least one spiral wire strand, in turn consisting of at least one wire spiral, characterized in that the wire spirals are made of wires of ferromagnetic material and wires of non-magnetic material, height the height of the wires of non-magnetic material is equal to the height of the wires of ferromagnetic material, while the wires of different materials alternate with each other through one or more wires.