КОМПОЗИТНЫЙ ПОЛЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к поддерживающим устройствам воздушной линии электропередачи, в частности к консолям, кронштейнам, штангам токоприемников контактной сети электрифицированных дорог, а также к траверсам воздушной линии электропередачи.
Уровень техники
Из уровня техники известны новые поколения композитных материалов на основе базальтового, и/или органического, и/или полиэфирного, и/или параарамидного, и/или метаарамидного, и/или полиакрилонитирильного волокна, и/или стекловолокна, и эпоксидного связующего, и/или латексного связующего, и/или эластомеров, и/или полиэфирного связующего, и/или винилэфирного связующего, и/или связующего на основе полиуретана, и/или связующего на основе термопластов, и/или связующего на основе эластомеров. Преимуществами подобных материалов по отношению к традиционным металлическим материалам являются диэлектрические свойства, высокая прочность, устойчивость к коррозии, низкий вес, срок службы. При этом, серьезным недостатком является высокая технологичность при использовании композитных материалов для поддерживающих устройств воздушной линии электропередачи, требующая увеличение прочностных характеристик с одновременным снижением веса конструкции, а также применения специальных крепежных элементов, позволяющих производить закрепления указанных элементов на опорах и между собой.
Также, из уровня техники известны опоры воздушной линии электропередачи, изготовленные из полых композитных элементов, состоящих из армирующего стекловолокна и связующего, при этом, с целью защиты от внешнего воздействия, на их торцах установлены элементы предотвращающие попадания в них влаги. Известные устройства применяются, например, в патенте на изобретение РФ №2376432 от 20.12.2009 года МПК Е04Н 12/00 и патентах на полезные модели №108070 от 10.09.2011 года МПК Е04Н 12/00 и №138696 от 20.03.2014 года МПК Е04Н 12/00. К сожалению приведенные выше устройства не относятся к поддерживающим устройствам воздушной линии электропередачи, но реализуют все достоинства композитов, указанные в предыдущем абзаце.
Кроме того, из уровня техники известна траверса, относящаяся к поддерживающим устройствам опоры воздушной линии электропередачи, изготовленная из композитного материала на основе армирующих угле-, стекло- или базальт волокна и полимерного связующего, патент на полезную модель №138688 от 20.03.2014 года МПК Е04Н 12/24. Устройство обладает всеми достоинства композитных материалов указанных выше, при этом, устройство не относятся к поддерживающим устройствам контактной сети электрифицированных дорог, а внутренние полости никак не защищены от воздействия влаги, что может приводить к преждевременному разрушению.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является легкосборная траверса портальной опоры линии электропередачи, известная из патента на полезную модель РФ №156942 от 20.11.2015 года МПК Е04Н 12/24, изготовленная из угле-, стекло- или базальтопластика прямоугольного или круглого сечения, при этом, в устройство установлены несколько телескопических трубчатых элементов, в зазоры соединения между которыми размещены полимерные прокладки, в том числе препятствующие попадание в полость устройства влаги. Устройство обладает всеми достоинства указанных выше композитных материалов, при этом, устройство не относятся к поддерживающим устройствам контактной сети электрифицированных дорог, а полимерные прокладки не защищают в полной мере устройство от попадания во внутреннюю полость влаги, что может приводить к преждевременному разрушению.
Таким образом, на сегодняшний день существует потребность в создании композитных поддерживающих устройств воздушной линии электропередачи, в частности консолей, кронштейнов, штанг токоприемников контактной сети электрифицированных дорог, а также к траверс воздушной линии электропередачи полностью защищенных от попадания влаги. Кроме того, существует потребность в увеличении прочности поддерживающих устройств, а также увеличении их срока службы при повреждении, например, в виде трещины, путем препятствования дальнейшему разрушению поврежденного элемента.
Раскрытие полезной модели
Технический результат настоящей полезной модели заключается в предотвращении попадания влаги в объем полости композитного элемента поддерживающего устройства воздушной линии электропередачи с одновременным увеличение его прочности за счет давления на внутренние стенки композитного элемента, создаваемого пенным заполнителем в момент его застывания и упругости самого пенного заполнителя, а также увеличения срока эксплуатации после повреждения композитного элемента в виде растрескивания (трещины), поскольку пенный заполнитель по существу закрепленный на всей площади полости композитного элемента с помощью адгезии, препятствует дальнейшему разрушению, скрепляя края трещины, тем самым обеспечивая возможность дальнейшей эксплуатации.
Указанный технический результат достигается с помощью композитного полого элемента поддерживающего устройства воздушной линии электропередачи, в котором размещается элемент предотвращающий накопление влаги, согласно заявленному решению элемент предотвращающий накопление влаги выполнен из пенного наполнителя.
При этом, композитный полый элемент может быть выполнен в виде консоли, или кронштейна, или штанги токоприемника, относящихся к контактной сети электрифицированных дорог, либо траверс, относящихся к воздушной линии электропередачи.
Кроме того, элемент предотвращающий накопление влаги может располагаться по всему объему полости композитного элемента.
Помимо этого, в качестве пенного наполнителя может использоваться двухкомпонентный пенополиуретан, который может обладать закрытой структурой ячеек и быть полученным путем смешивания изоцианата и полиола.
Помимо прочего, композитный полый элемент может быть выполнен на основе волокна и связующего, при этом в качестве волокна может быть использовано базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно, и/или стекловолокно, а в качестве связующего может быть использовано латексное связующее, или эпоксидное связующее, или полиэфирное связующее, или винилэфирное связующее, или связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров.
В отличие от ближайшего аналога в композитном полом элементе поддерживающего устройства размещается элемент предотвращающий накопление влаги, который также увеличивает прочность и срок эксплуатации при повреждении.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.
На фигуре 1 показан общий вид консоли контактной сети электрифицированных дорог с разрезом.
На фигуре 2 показан общий вид кронштейна контактной сети электрифицированных дорог с разрезом.
На фигуре 3 показан общий вид штанги токоприемника контактной сети электрифицированных дорог с разрезом.
На фигуре 4 показан узел А на фигуре 3.
На фигуре 5 показан общий вид траверсы воздушной линии электропередачи.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретными исполнениями предложенного композитного полого элемента поддерживающего устройства воздушной линии электропередачи, однако, приведенные примеры не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.
На фигуре 1 показана консоль контактной сети электрифицированных дорог, включающая стеклопластиковые трубы 1, пенный наполнитель 2, оконцеватели 3, узлы стыковые 4, поворотный зажим 5, стойка 6, струна 7, указанные элементы крепятся между собой и к опоре болтовыми соединениями (на фигурах не показаны).
На фигуру 2, показан кронштейн контактной сети электрифицированных дорог, включающий стеклопластиковую трубу 8, пенный наполнитель 9, тяга 10, кронштейн тяги 11, оконцеватель 12, указанные элементы крепятся между собой и к опоре болтовыми соединениями (на фигурах не показаны).
На фигурах 3, 4, показана штанга токоприемника контактной сети электрифицированных дорог, включающая стеклопластиковую трубу 13, пенный наполнитель 14, оконцеватели 15, провод передачи электроэнергии (на фигурах не показан), указанные элементы крепятся между собой болтовыми соединениями (на фигурах не показаны).
На фигуре 5, показана траверса воздушной линии электропередачи, включающая стеклопластиковую трубу 16, пенный наполнитель 17, узлы стыковые 18, крепежный элемент 19, указанные элементы крепятся между собой и к опоре болтовыми соединениями (на фигурах не показаны).
Композитные полые элементы поддерживающих устройств воздушной линии электропередачи, рассмотренные на фигурах 1-5, имеют пенный наполнитель, в качестве которого используется двухкомпонентный пенополиуретан, обладающий закрытой структурой ячеек, получаемый при непосредственном заполнении полостей композитных элементов путем смешивания изоцианата и полиола, в результате реакции которых пенный наполнитель заполняет всю полость композитного элемента.
Благодаря тому, что всю полость композитных элементов заполняет пенный наполнитель, внутрь полости не попадает и не скапливается влага, что не приводит к регулярным нагрузкам, в ходе замораживания/размораживания влаги.
Также, благодаря тому, что пенный наполнитель имеет собственную прочность, а также создает внутреннее давление на стенки полости композитного элемента в момент застывания, прочность последнего повышается.
Помимо этого, как уже отмечалось выше, использование пенного наполнителя повышает срок службы после повреждения композитного элемента в виде трещины.
Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.