СПОСОБ НАВИВКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ НА НЕСУШИЙ ПРОВОД
METHOD WINDING FIBER-OPTIC CABLES ON CARRIER WIRE

Изобретение относится к области прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) по воздушным линиям электропередач (ВЛ ЛЭП) и в частности к способам и устройствам для навивки его на несущий провод (фазовый провод или грозотрос) воздушных линий электропередач (ВЛ ЛЭП).
Технический результат изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего надежное и быстрое крепление ВОК на фазовом проводе или грозотросе ВЛ ЛЭП.
Из патентной литературы известен способ навивки ВОК на провод воздушной линии электропередач (ВЛ ЛЭП) [патент DE 3228239] с помощью навивочной машины (НМ), на которой расположена катушка с ВОК. Навивочную машину (НМ) перемещают вдоль провода ВЛ ЛЭП. При этом катушка вращается вокруг провода, описывая спиральную траекторию.
Этот способ и устройство для реализации навивки ВОК на провод ВЛ ЛЭП имеет большой вес, сложную конструкцию и большие габариты. Это затрудняет монтаж устройства на провод ВЛ ЛЭП и усложняет способ навивки волоконно-оптического кабеля.
Известен также способ навивки волоконно-оптического кабеля на токоведущий провод ЛЭП, изложенный в патенте GB №2180666 от 01.04.1987 г.
Недостатками этого способа является необходимость для прохождения опор и изоляторов демонтажа и монтажа навивочной машины (длительная, трудоемкая, циклически многократно повторяющаяся, выполняемая на высоте в сложных условиях операция) и низкая точность балансировки НМ, осуществляемая с помощью щупа, скользящего по верхнему слою ВОК на катушке НМ, или полное отсутствие балансировочного устройства. Это вызывает опасное раскачивание навивочной машины (НМ) центробежными силами от вращения неуравновешенной катушки с кабелем, количество и вес которого в процессе работы НМ меняется и, тем самым, ограничивает скорость прокладки (движения навивочной машины по проводу).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ и устройство для навивки волоконно-оптического кабеля на электропровод [Н65Р 81/08, заявка №2006101965/12 от 2006.01]. Устройство содержит тележку и вращающуюся раму (ротор), соединенные механизмом вращения. На раме установлен кабельный барабан. Для поддержания нужного натяжения ВОК, навиваемого на электропровод, используется натяжитель. Для предотвращения вращения тележки вокруг несущего провода используется балансир.
Недостатком этого устройства и способа навивки волоконно-оптического кабеля является сложный механизм вращения рамы и устройства натяжителя, а также наличие габаритного балансира со специальным устройством.
Кроме того, это устройство необходимо демонтировать и затем вновь монтировать для прохождения каждой опоры ЛЭП в местах подвески провода к опорам ЛЭП через изоляторы.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простого и надежного способа навивки ВОК на несущий провод (фазовый провод или грозотрос) и обеспечения навивки ВОК в местах подвески несущего провода к опорам на изоляторах без демонтажа навивочного устройства и снятия его с несущего провода.
При этом навивочное устройство имеет механизм и приспособления для подвески его под несущим проводом и перемещения устройства по несущему проводу на вспомогательных колесах под изолятором.
Указанная техническая задача решается следующим образом: навивочное устройство с помощью вспомогательных и основных колес, имеющих желобообразный обод, устанавливают на несущий провод, причем основные колеса жестко закрепляют на основании навивочного устройства, а вспомогательные колеса для прижима их к несущему проводу крепятся на кронштейнах с помощью горизонтальных шарниров, кроме того, на кронштейнах к основанию крепят штангу с площадкой на нижнем ее конце. На конце этой штанги размещают электрогенератор. На основании устанавливают электродвигатель привода основных колес, электродвигатель перемещения вспомогательных колес и вращения каретки, на которой закреплен кабельный барабан с ВОК и направляющая с балансирным грузом, причем каретку вращают на основании, а на каретке и основании выполнен продольный сквозной паз, через который несущий провод размещают по продольной оси основания и каретки внутри них, затем крепят конец ВОК к опоре, прижимают к несущему проводу вспомогательные колеса. После этого осуществляют движение навивочного устройства вдоль несущего провода с помощью электропривода, вращая при этом каретку с кабельным барабаном ВОК, осуществляя его навивку, а перед изолятором переднее вспомогательное колесо опускают ниже изолятора и продвигают навивочное устройство до перемещения вспомогательного колеса за изолятор, затем это вспомогательное колесо фиксируют с помощью тяги регулируемой длины на несущем проводе и осуществляют поворот навивочного устройства вокруг оси несущего провода на 180°, затем поворачивают каретку, располагая ее паз вертикально в его верхнем положении, после чего опускают навивочное устройство вниз и устанавливают его под несущим проводом на вспомогательных колесах, затем перемещают навивочное устройство на вспомогательных колесах под кабелем до достижения изолятора задним вспомогательным колесом, после чего устанавливают навивочное устройство за изолятором на несущий провод в обратном порядке и после опускания заднего вспомогательного колеса ниже изолятора перемещают навивочное устройство вперед и за изолятором фиксируют заднее вспомогательное колесо на несущем проводе, после чего прокладывают за изолятор ВОК и продолжают его навивку (укладку), перемещая навивочное устройство вперед и вращая каретку вокруг несущего провода, а при достижении следующей опоры с изолятором навивку ВОК осуществляют таким же способом.
Предлагаемый способ навивки ВОК на несущий провод поясняется следующими чертежами:
На фиг. 1 показано навивочное устройство ВОК, вид спереди.
На фиг. 2 навивочное устройство ВОК изображено при виде сверху.
На фиг. 3 дан вид устройства сзади в плоскости, перпендикулярной электропроводу.
На фиг. 4 показана фотография навивочного устройства в процессе навивки ВОК.
На фиг. 5, 6, 7 и 8 устройство навивки ВОК изображено в процессе прохождения его через изолятор опоры. Показан ряд действий перед изолятором.
На фиг. 9, 10 и 11 устройство показано в процессе перехода через изолятор. Устройство в перевернутом положении перемещается под изолятором ниже изолятора.
На фиг. 12, 13 и 14 показано устройство после преодоления изолятора и укладки под ним ВОК.
На фиг. 15 показан вид на каретку слева в плоскости, перпендикулярной электропроводу (сечение А-А на фиг. 8). Здесь штанга с балансирным грузом расположена горизонтально.
На фиг. 16 изображен тот же вид при повороте каретки на угол 45°.
На фиг. 17 дан тот же вид на каретку, но паз каретки расположен вертикально, электропровод вышел из паза и находится над кареткой.
На фиг. 18 показан монтаж устройства для осуществления заявленного способа навивки ВОК.
На фиг. 19 устройство установлено на несущий провод.
На фиг. 20 способ навивки ВОК показан в действии - для осуществления предлагаемого способа создано устройство для навивки ВОК на электропровод (грозотрос или фазовый электропровод).
Устройство состоит из основания 1 - несущей трубы со сквозным продольным пазом 2, ширина которого больше диаметра несущего провода, в нижней его части для прохождения через него несущего провода 3 (размещения провода внутри или снаружи устройства при установке устройства на провод и прохождении опор с изоляторами).
По концам трубы-основания 1 сверху жестко закреплены кронштейны, передний кронштейн 4 и задний кронштейн 5 (фиг. 1). На кронштейнах установлены переднее и заднее основные колеса 6 с желобобразным ободом и электромотор 7 для их привода. А также в подшипниках установлен вал 8 привода шестерни 9 поворота каретки 10.
Кроме того, на переднем кронштейне 4 шарнирно закреплена с помощью шарнира 11 вертикальная штанга 12, на конце которой зафиксирована горизонтальная площадка 13 с закрепленным на ней электрогенератором 14.
На кронштейне 4, кроме того, шарнирно закреплено переднее вспомогательное колесо 15, выполненное подвижным в вертикальной плоскости с помощью двух тяг. Перемещение его в вертикальной плоскости обеспечивает раздвижная тяга 16, имеющая внутренний электропривод (актуатор). Длиной тяги управляет наземный оператор с помощью пульта дистанционного управления или автоматическое программное устройство (микропроцессорное устройство). Тяга 17 фиксированной длины обеспечивает заданную траекторию движения колеса. На оси заднего кронштейна 5 основания 1 установлено заднее основное колесо 6, электромотор 7 для его привода и вспомогательное заднее колесо 18. Заднее вспомогательное колесо закреплено на заднем кронштейне 5 шарнирно с помощью двух тяг 17 (фиксированной длины) и раздвижной тяги (актуатора) 16 (управляемой оператором или микропроцессором).
На средней части основания 1 (трубы с пазом) установлена каретка 10, которая вращается на цилиндрическом основании на подшипниках скольжения 19, которые расположены на передней 20 и задней 21 стенках каретки. Каретка 10 имеет раму 22, которая обеспечивает ей жесткость. Передняя и задняя стенки, закрепленные по торцам рамы, обеспечивают ей прочность и снижают вес каретки. Стенки каретки и ее рама имеют продольный паз, ширина которого больше диаметра несущего провода, который сообщается с пазом основания при повороте каретки на 180°. Сквозь эти пазы несущий провод пропускают через паз основания и располагают вдоль оси основания при установке навивочного устройства на несущий провод и при прохождении изоляторов опор.
На передней стенке 20 каретки жестко закреплена шестерня 23 с пазом, совпадающим с пазом этой стенки. Каретка приводится во вращение от электромотора, установленного на кронштейне переднего колеса, через приводной вал 8 и пару ведущих шестерен 9, связанных с этим валом и цепью 34 между собой.
На раме 22 каретки закреплены стойки 25, на которых установлен кабельный барабан 26 с ВОК на легкосъемную ось 27, что обеспечивает быстрое снятие пустого барабана и быструю и легкую установку барабана, заполненного ВОК.
По одной продольной линии со стойками 25, перпендикулярно к продольной оси устройства и несущему проводу, с противоположной стороны каретки установлена направляющая 28 с балансирным (уравновешивающим переменную массу кабельного барабана с ВОК) грузом 29, который перемещается вдоль направляющей 28 винтовой парой или цепью, соединенными с балансировочным грузом 29.
На нижней части каретки перед барабаном с ВОК на кронштейне 30, закрепленном на раме каретки, установлено направляющее устройство 31 подачи и укладки ВОК на несущий провод с натяжителем 32, и тормозным колесом 33.
Тормозное колесо 33 и устройство подачи и укладки ВОК на несущий привод кинематически связаны с помощью цепной передачи 34 с механизмом перемещения балансировочного груза 29 вдоль направляющей 28, что обеспечивает сохранение положения центра тяжести устройства укладки ВОК по оси вращения его на несущем проводе. Это исключает вибрацию и раскачивание движущегося устройства укладки ВОК, колебания несущего провода и упрощает перемещение навивочного устройства через изолятор 35.
Способ навивки волоконно-оптического кабеля на несущий провод осуществляется следующим образом. Перед началом работы устанавливают на навивочное устройство кабельный барабан 26 с ВОК, включают электрический генератор 14, а также дистанционный пульт управления. ВОК 36 прокладывают через направляющее устройство 31, а затем закрепляют конец кабеля ВОК на опоре ЛЭП или несущем проводе зажимом (не показано). После подготовки навивочное устройство устанавливают на несущий провод 3 на основные колеса 6 и командой с пульта управления оператор прижимает (линейными электроприводами-актуаторами, подключенными к электрогенератору) вспомогательные (15 и 18) колеса к несущему проводу. Затем оператор с пульта управления включает процесс «навивка», который обеспечивает движение навивочного устройства по несущему проводу с помощью электропривода переднего основного колеса с одновременным вращением каретки с кабельным барабаном ВОК, осуществляют его навивку (фиг. 1, 4, 5, 20) на несущий провод. Перед изолятором крепления несущего провода к опоре ЛЭП переднее вспомогательное колесо опускают ниже изолятора (фиг. 5) и перемещают навивочное устройство вперед до перемещения вспомогательного колеса за изолятор (фиг. 6). Затем это вспомогательное колесо фиксируют (прижимают к проводу) с помощью раздвижной тяги регулируемой длины 16 (линейного электропривода-актуатора) и осуществляют поворот навивочного устройства на 180° вокруг оси провода (фиг. 7 и 8). Затем поворачивают каретку, располагая ее продольный паз вертикально в его верхнем положении, после чего опускают навивочное устройство на вспомогательных колесах вниз ниже изоляторов (фиг. 9). Затем перемещают навивочное устройство в перевернутом положении на вспомогательных колесах под изолятором до достижения изолятора задним вспомогательным колесом (фиг. 10). После чего устанавливают (переворачивают в исходное положение) навивочное устройство за изолятором на несущий провод в обратном порядке (фиг. 11 и 12). После опускания заднего вспомогательного колеса ниже изолятора (фиг. 13) перемещают навивочное устройство вперед и за изолятором фиксируют (прижимают) заднее вспомогательное колесо на несущем проводе (фиг. 14). После чего прокладывают за изолятор ВОК и продолжают его навивку, перемещая навивочное устройство вперед, вращая каретку вокруг несущего провода, а при достижении следующей опоры ЛЭП с изолятором повторяют описанные выше операции прохождения опоры с изолятором таким же способом.
На фиг. 15 показано положение несущего провода в каретке по оси корпуса 1. Показано в плоскости, перпендикулярной к несущему проводу и оси навивочного устройства, вдоль которой оно движется и вокруг которой вращается каретка с кабельным барабаном с ВОК.
На фиг. 16 то же показано в промежуточном положении при повороте каретки на 45°. Несущий провод расположен по оси каретки.
На фиг. 17 показано положение навивочного устройства, расположенного на несущем проводе на вспомогательных колесах. Несущий провод вышел через паз основания каретки. Каретка опустилась ниже несущего провода.
По сравнению с известными способами навивки ВОК предложенный способ обеспечивает повышение скорости навивки на несущий провод, т.к. прохождение опоры ЛЭП (изолятора подвески) - наиболее трудоемкая и длительная операция, повышает производительность и безопасность труда при навивке ВОК и ее качество.
Предложенный способ позволяет также снизить стоимость навивочного устройства и его обслуживания, упрощает конструкцию и вес.
Это обеспечивается отличительными признаками предложенного изобретения.