УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРОВОДА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ НА ШТЫРЕВЫХ ИЗОЛЯТОРАХ

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована, преимущественно, на воздушных линиях электропередачи, подверженных значительным ветровым нагрузкам.
Общеизвестно, что на воздушных линиях со штыревыми изоляторами для обеспечения необходимой прочности используются одинарное или двойное крепление проводов воздушной линии. При двойном креплении провод воздушной линии закрепляется на двух штыревых изоляторах: основном и дополнительном.
Известно устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах, принцип работы которого основан на перераспределении части напряжений провода воздушной линии между элементами устройства [Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения сигнализации, централизации, блокировки и связи на федеральном железнодорожном транспорте (ЦЭ-881). Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. - М., «ТРАНСИЗДАТ», 2002 г. - 40 с.].
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах установлено на основном и дополнительном штыревых изоляторах.
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах содержит проволочную вязку для основного штыревого изолятора и проволочную вязку для дополнительного штыревого изолятора. Каждая проволочная вязка представляет собой прямолинейный участок проволоки. Проволочная вязка для основного штыревого изолятора перекинута через шейку основного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора, например, путем намотки. Проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора перекинута через шейку дополнительного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора, например, с помощью соединительных зажимов.
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах работает следующим образом.
На провод воздушной линии при отсутствии ветровых нагрузок действует только сила тяжести, которая создает в нем статические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии частично распределяются между проволочной вязкой для основного штыревого изолятора и проволочной вязкой для дополнительного штыревого изолятора. В результате уменьшаются статические напряжения в проводе воздушной линии, и увеличивается его долговечность.
При ветровых нагрузках провод воздушной линии совершает колебательное движение. При этом в проводе воздушной линии проявляются дополнительные динамические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии частично передаются проволочной вязке для основного штыревого изолятора и проволочной вязке для дополнительного штыревого изолятора. Под действием дополнительных динамических напряжений, которые накладываются на статические напряжения, проволочная вязка как для основного, так и для дополнительного штыревых изоляторов при длительной эксплуатации разрушаются. В результате статические и дополнительные динамические напряжения полностью приложены к проводу воздушной линии, что приводит к уменьшению его долговечности.
Достоинством известного устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах является высокая долговечность провода воздушной линии при отсутствии ветровых нагрузок. Это обусловлено тем, что в проводе воздушной линии снижаются статические напряжения за счет их частичного распределения между каждой проволочной вязкой, что приводит к увеличению его долговечности.
Однако долговечность провода воздушной линии при ветровой нагрузке остается низкой, что является недостатком известного устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах. Это обусловлено разрушением проволочной вязки для основного штыревого изолятора и проволочной вязки для дополнительного штыревого изолятора под действием дополнительных динамических напряжений и сопутствующим увеличением результирующих напряжений в проводе воздушной линии. В результате долговечность провода воздушной линии уменьшается.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах, принцип работы которого основан на перераспределении части напряжений провода воздушной линии между элементами устройства [Вязки спиральные типа ВС для крепления на штыревых изоляторах изолированных и неизолированных проводов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.essp.ru/production/catalog/power_lines/lineynaya-armatura-dlva-vl/vyazki-spiralnye-vs/].
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах содержит проволочную вязку для основного штыревого изолятора и проволочную вязку для дополнительного штыревого изолятора. Каждая проволочная вязка представляет собой проволоку в виде цилиндрической спирали. Проволочная вязка для основного штыревого изолятора перекинута через шейку основного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора путем намотки. Проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора перекинута через шейку дополнительного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора путем намотки.
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах работает следующим образом.
На провод воздушной линии при отсутствии ветровых нагрузок действует только сила тяжести, которая создает в нем статические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии частично распределяются между проволочной вязкой для основного штыревого изолятора и проволочной вязкой для дополнительного штыревого изолятора, при этом каждая проволочная вязка остается в нерастянутом состоянии. В результате уменьшаются статические напряжения в проводе воздушной линии, и увеличивается его долговечность.
При ветровых нагрузках провод воздушной линии совершает колебательное движение. При этом в проводе воздушной линии проявляются дополнительные динамические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии частично передаются проволочной вязке для основного штыревого изолятора и проволочной вязке для дополнительного штыревого изолятора. Под действием дополнительных динамических напряжений, которые накладываются на статические напряжения, каждая спиралевидная проволочная вязка удлиняется. В результате уменьшаются удельные дополнительные динамические напряжения в каждой проволочной вязке, что приводит к увеличению их долговечности, а следовательно, и долговечности провода воздушной линии.
Достоинством известного устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах является увеличение долговечности провода воздушной линии при ветровых нагрузках. Это обусловлено уменьшением удельных дополнительных динамических напряжений в каждой проволочной вязке при их удлинении, что приводит к увеличению долговечности каждой проволочной вязки и, как следствие, долговечности провода воздушной линии.
Однако даже увеличенная долговечность провода воздушной линии при ветровых нагрузках остается недостаточной, что является недостатком известного устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах. Это обусловлено тем, что удельные дополнительные динамические напряжения снижаются только в каждой проволочной вязке при их удлинении, а в проводе воздушной линии они остаются на высоком уровне. Это приводит к тому, что долговечность провода воздушной линии остается недостаточной.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах, повышающего долговечность провода воздушной линии при ветровых нагрузках за счет снижения дополнительных динамических напряжений в проводе воздушной линии.
Для решения поставленной задачи в устройстве для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах, содержащем проволочную вязку для основного штыревого изолятора, выполненную в виде цилиндрической спирали, и проволочную вязку для дополнительного штыревого изолятора, причем проволочная вязка для основного штыревого изолятора перекинута через шейку основного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора, проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора перекинута через шейку дополнительного изолятора и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии по разные стороны относительно основного изолятора, проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора выполнена в виде прямолинейного участка, соединенного на своих концах с двумя коническими спиралями, причем каждая коническая спираль на одном конце, соединяющем ее с прямолинейным участком, выполнена с максимальным диаметром,, а на другом - с минимальным диаметром.
Совокупность существенных признаков заявляемого решения отличается от совокупности существенных признаков прототипа новым выполнением проволочной вязки для дополнительного штыревого изолятора.
Наличие в совокупности существенных признаков заявляемого решения существенного отличительного признака свидетельствует о его соответствии критерию полезной модели «новизна».
Выполнение проволочной вязки для дополнительного штыревого изолятора в виде прямолинейного участка, соединенного на своих концах с двумя коническими спиралями, в котором каждая коническая спираль на одном конце, соединяющем ее с прямолинейным участком, выполнена с максимальным диаметром, а на другом - с минимальным диаметром, приводит к снижению дополнительных динамических напряжений в проводе воздушной линии за счет гашения колебаний упомянутого провода при соударении его с витками упомянутой проволочной вязки.
На фигуре представлена схема устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах, иллюстрирующая его «работоспособность и промышленную применимость».
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах установлено на основном 1 и дополнительном 2 штыревых изоляторах.
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах содержит проволочную вязку для основного штыревого изолятора 3 и проволочную вязку для дополнительного штыревого изолятора 4. Проволочная вязка для основного штыревого изолятора 3 представляет собой проволоку в виде цилиндрической спирали. Проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора 4 представляет собой проволоку, выполненную в виде прямолинейного участка, соединенного на своих концах с двумя коническими спиралями. Причем каждая коническая спираль на одном конце, соединяющем ее с прямолинейным участком, выполнена с максимальным диаметром, а на другом - с минимальным диаметром.
Проволочная вязка для основного штыревого изолятора 3 перекинута через шейку основного изолятора 1 и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии 5 по разные стороны относительно основного изолятора 1 путем намотки. Проволочная вязка для дополнительного штыревого изолятора 4 прямолинейным участком перекинута через шейку дополнительного изолятора 2 и обоими концами жестко закреплена на проводе воздушной линии 5 по разные стороны относительно основного изолятора 1 путем намотки. Ось каждой конической спирали совпадает с продольной осью провода воздушной линии 5.
Устройство для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах работает следующим образом.
На провод воздушной линии 5 при отсутствии ветровых нагрузок действует только сила тяжести, которая создает в нем статические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии 5 частично распределяются между проволочной вязкой для основного штыревого изолятора 3 и проволочной вязкой для дополнительного штыревого изолятора 4, при этом каждая проволочная вязка 3, 4 остается в нерастянутом состоянии. В результате статические напряжения в проводе воздушной линии 5 уменьшаются, что приводит к увеличению его долговечности.
При ветровых нагрузках провод воздушной линии 5 совершает колебательное движение. При этом в проводе воздушной линии 5 проявляются дополнительные динамические напряжения. Эти напряжения в каждой точке крепления провода воздушной линии 5 частично передаются проволочной вязке для основного штыревого изолятора 3 и проволочной вязке для дополнительного штыревого изолятора 4. Под действием дополнительных динамических напряжений, которые накладываются на статические напряжения, каждая спиралевидная проволочная вязка 3, 4 удлиняется. Удлинение каждой проволочной вязки 3, 4 влечет за собой уменьшение удельных дополнительных динамических напряжений в них. Это приводит к увеличению долговечности каждой проволочной вязки 3, 4, а следовательно, и долговечности провода воздушной линии 5.
Кроме того, при колебаниях провода воздушной линии 5 происходят его соударения с витками проволочной вязки для дополнительного штыревого изолятора 4, при которых значительная часть кинетической энергии колеблющегося провода воздушной линии 5 переходит в тепло. Уменьшение кинетической энергии колеблющегося провода воздушной линии 5 приводит к уменьшению амплитуды его колебаний. Происходит гашение упомянутых колебаний провода воздушной линии 5, что приводит к уменьшению проявляющихся дополнительных динамических напряжений и, как следствие, к увеличению долговечности провода воздушной линии 5. При этом гашение колебаний провода воздушной линии 5 осуществляется в широком частотном диапазоне. При колебаниях провода воздушной линии 5 малой частоты и большой амплитуды соударения происходят о витки с максимальным диаметром, а при колебаниях большой частоты и малой амплитуды соударения происходят о витки с минимальным диаметром.
Таким образом, использование заявляемого устройства для крепления провода воздушной линии на штыревых изоляторах повышает долговечность провода воздушной линии 5 за счет гашения его колебаний, возникающий под воздействием ветровых нагрузок. Это приводит к тому, что уменьшаются дополнительные динамические напряжения в проводе воздушной линии 5 и, как следствие, увеличивается его долговечность.