Быстромонтируемая облегченная опора из композитных материалов для производства аварийно-восстановительных работ на ВЛ 35-220 кВ (варианты)
FAST-MOUNT LIGHTWEIGHT SUPPORT MADE OF COMPOSITE MATERIALS FOR EMERGENCY RECOVERY OPERATIONS ON 35-220 KV OVERHEAD LINES (OPTIONS)

Область техники.
Группа изобретений относится к электроэнергетике, а именно к быстровозводимым облегченным опорам для производства аварийно-восстановительных работ на линиях электропередачи.
Уровень техники.
Известна быстровозводимая опора для двухцепной линии электропередачи (патент RU111566, приоритет с 31.08.2011, МПК Е04Н 12/08), содержащая две стойки из стальных многогранных секций и опорную плиту для закрепления стоек, на верхних торцах каждой из трех верхних секций стойки установлены дополнительные сопрягающие секции, все секции снабжены стыковочными фланцами под болтовое соединение, а сопрягающие секции, кроме того, боковыми фланцами для болтового крепления распорок и траверс, при этом вылеты траверс возрастают в направлении снизу вверх, опора снабжена оттяжками, предназначенными для фиксации стоек и опорной плиты на анкерах, забиваемых в грунт по обе стороны воздушной линии, а опорная плита имеет размеры, позволяющие уложить на ней в транспортное положение все элементы опоры, при этом секции стоек выполнены восьмигранными, а траверсы и распорки - из прямоугольного или квадратного профиля, к каждой стойке прикреплены две наклонные оттяжки, а к опорной плите - четыре горизонтальных оттяжки, наклонные и горизонтальные оттяжки попарно закреплены на четырех анкерах.
Недостатками быстровозводимой опоры для двухцепной линии электропередачи являются:
- избыточный вес опоры и, как следствие, высокая трудоемкость монтажа /демонтажа;
- отсутствие возможности установки в труднодоступной местности.
Известна временная быстровозводимая и демонтируемая опора воздушных линий электропередачи 35-110 Кв (патент RU2539042, приоритет с 02.08.2013, МПК Е04Н 12/00), содержащая вертикальную стойку, состоящую из нескольких соединенных последовательно друг с другом секций, отличающаяся тем, что она снабжена опорной платформой, состоящей из, по меньшей мере, четырех однотипных трубчатых, или тавровых, или ферменных секций треугольной, или прямоугольной, или трапецеидальной формы поперечного сечения, скрепленных с основанием стойки посредством соединений, обеспечивающих возможность независимой пространственной ориентации осей секций опорной платформы и варьирования направлениями продольных осей секций без смещений соединений вдоль оси стойки, при этом стойка связана с каждой секцией опорной платформы при помощи тросов-оттяжек или вант, на внешних относительно стойки концах секций опорной платформы и в центральной части опорной платформы под стойкой предусмотрены опорные узлы для контакта или соединения с грунтом, располагающиеся на разных высотах и состоящие из вертикального стояка, проушины и опорной пластины, свободно лежащей на грунте или скрепленной с грунтом посредством спирали, ввинчивающейся в грунт через ее отверстия, или скрепленной с грунтом посредством болтовых соединений с бетонными основаниями-тумбами, предварительно углубленными в грунт, причем каждая секция опорной платформы жестко скреплена со стойкой наклонными стержневыми раскосами, представляющими собой винтовые пары для регулирования их длин при монтаже, обеспечивая вертикальное положение стойки на неровной поверхности грунта и жесткость всей опорной платформы, стойка состоит из последовательно соединенных друг с другом секций, размеры которых выбираются из условий прочности и устойчивости секций и стойки в целом, опорный узел для крепления секции опорной платформы, а также раскоса переменной длины к основанию стойки выполнен в виде зажимного кольца, в зазор между зажимными пластинами которого вставлены проушины опорных секций и зафиксированы болтами, пластины опорных узлов секций опорной платформы скреплены с грунтом посредством спиралей, изготовленных из толстого прутка, секции опорной платформы скреплены с основанием стойки посредством фланцевых соединений, вертикальный стояк опорного узла для крепления секции опорной платформы выполнен в виде винтовой пары для регулирования поднятия опорного узла над грунтом, шарнирное присоединение опорного узла к секции опорной платформы выполнено в виде вилки, в просвет между параллельными пластинами которой вставлена проушина, при этом вилка снабжена цапфой, расположенной во втулке, находящейся на конце секции опорной платформы, и ограничителем, предотвращающим выпадение цапфы из ответной втулки на конце секции опорной платформы и обеспечивающим двухосевое вращение опорного узла для установки опоры на неровной поверхности грунта.
Недостатками временной быстровозводимой и демонтируемой опоры воздушных линий электропередачи 35-110 Кв являются:
- избыточный вес конструктивных элементов;
- отсутствие возможности установки в труднодоступной местности, такой как болотистая и/или горная, а также пересеченная местность.
Известна быстромонтируемая опора для аварийно восстановительных работ на линиях электропередач (патент RU183315, приоритет с 18.04.2018, МПК Е04Н 12/00), установленная на основании прямоугольной формы, составленном из труб, расположенных попарно продольно и перпендикулярно к оси линии, стоек, содержащих соединенные между собой пары раскосов и траверсу, отличающаяся тем, что продольные трубы основания расположены над перпендикулярными, обе пары раскосов нижними концами шарнирно присоединены с разных сторон к продольным трубам основания, а верхние концы соединены между собой с проставками по их ширине.
Недостатком быстромонтируемой опоры для аварийно восстановительных работ на линиях электропередач является высокая трудоемкость монтажных/демонтажных работ, которые в соответствии с описанием полезной модели, осуществляются с использованием крана или лебедки с помощью падающей стрелы, при этом конструкция опоры не допускает установку в труднодоступной или пересеченной местности.
Известна быстросборная опора линии электропередачи (патент RU196635, приоритет с 06.12.2019, МПК Е04Н 12/02), содержащая основание из двух пар соединенных между собой балок, расположенных в продольном и поперечном направлениях относительно оси линии, а также стойки, нижняя часть которой шарнирно соединена с серединами продольных балок, а верхняя посредством растяжек - с концами поперечных балок основания, отличающаяся тем, что стойка состоит из двух стеклопластиковых элементов одинакового профиля, с одной стороны соединенных поперечинами, а с другой - раскосами, расположенными вдоль оси линии.
Несмотря на то, что простота конструкции и использование легких стеклопластиковых материалов позволяют быстрый и легкий монтаж/демонтаж быстросборной опоры линии электропередачи, ее конструкция не допускает установку опоры в труднодоступоной местности такой как болотистая, горная и пересеченная местность.
Известна быстросборная мобильная опора линии электропередачи (патент RU198945, приоритет с 31.12.2019, МПК Е04Н 12/02), содержащая фиксируемую в вертикальном положении растяжками стойку, изготовленную из пултрузионного стеклопластика, соединенную осью через металлические проушины с пространственным шарниром, прикрепленным к основанию, состоящему из двух пар балок, расположенных вдоль и поперек оси линии, отличающаяся тем, что между проушинами и стойкой предусмотрены приклеенные к стойке пластины из стеклопластикового пултрузионного ламината, волокна которого расположены перпендикулярно к волокнам стойки.
Недостатками быстросборной мобильной опоры линии электропередачи являются:
- ограничение применения по напряжению сети: 0,4-10 Кв;
- конструктивное исполнение ограничивающее использование опоры в разных типах местности: невозможность установки в труднодоступной местности, такой как болотистая, горная и пересеченная местность.
Ближайшем прототипом заявленного изобретения является быстровозводимая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на линиях электропередачи (патент RU2614180, приоритет с 24.12.2015, МПК Е04Н 12/02), содержащая две Х-образно соединенные стойки, установленные на основание, снабженные горизонтальной балкой, установленной ниже их узла пересечения, подкос, гибкую траверсу, гибкие связи, объединяющие верхние и нижние концы стоек по одну сторону от вертикальной оси опоры, отличающаяся тем, что основание выполнено из трех секций соединенных в треугольник, каждая из которых, а также Х-образно соединенные стойки и подкос состоят из двух частей с фланцевым соединением посередине, стойки основания, Х-образно соединенные стойки, подкос, секции основания и горизонтальные балки соединены между собой шарнирами, образуя жесткую пространственную конструкцию.
Недостатком конструкции быстровозводимой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ на линиях электропередачи является ее сложность, обусловленная большим количеством деталей и их фланцевых и шарнирных соединений, что осложняет изготовление и замедляет процесс монтажа/демонтажа.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом изобретения является сокращение времени устранения последствий аварий воздушных линий электропередач, в том числе в труднодоступной местности, такой как болотистая, пересеченная, горная местность, и сокращение затрат при проведении монтажа/демонтажа опор при выполнении аварийно-восстановительных работ.
Указанный технический результат достигается тем, что используют быстромонтируемую облегченную опору для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях электропередач, представляющую собой сборно-разборную конструкцию, содержащую секции, подкос, перекладину и сквозной узел, оконцованные стальными фланцами и выполненные из унифицированных модулей, соединенных прокладками, при этом модули изготовлены из полимерного композитного материала, включающую перемычки, узлы сочленения секций, установочное приспособление, при этом
в первом варианте исполнения быстромонтируемая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях представляет собой промежуточную опору в первом исполнении, которая включает основание, состоящее из неразъемно соединенных швеллеров, на котором установлены вилка и основание подкоса, на вилку смонтированы секции, на основание подкоса установлен подкос, при этом верхняя часть секций соединена перекладиной, к середине которой верхней частью закреплен подкос, который с помощью узла сочленения секций, который включает укосину верхнюю, укосину и нижнюю укосину, связан с секциями, при этом между секциями установлена перемычка, а к верхним концам секций закреплен сквозной узел, оконцованный фланцами, на котором установлены траверсы и траверса средняя с плитой подвеса, при этом все секции, подкос, перекладина и сквозной узел состоят из модулей, соединенных прокладками, при чем промежуточная опора в первом исполнении снабжена установочным приспособлением, включающем лестницу, стойку монтажную, тросы-оттяжки и узлы крепления тросов-оттяжек;
во втором варианте исполнения быстромонтируемая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях представляет собой промежуточную опору во втором исполнении, которая включает основание, состоящее из неразъемно соединенных швеллеров, на котором установлены вилка и основание подкоса, на вилку смонтированы секции, на основание подкоса установлен подкос, при этом верхняя часть секций соединена перекладиной, к середине которой верхней частью закреплен подкос, который с помощью узла сочленения секций, который включает укосину верхнюю, укосину и нижнюю укосину, связан с секциями, при этом между секциями установлена перемычка, а к верхним концам секций закреплен сквозной узел, оконцованный фланцами, на котором установлены траверсы и траверса средняя с плитой подвеса, при этом все секции, подкос, перекладина и сквозной узел промежуточной опоры во втором исполнении состоят из модулей, герметично соединенных прокладками, при чем промежуточная опора во втором исполнении снабжена установочным приспособлением, включающим лестницу, стойку монтажную, тросы-оттяжки, установочную опору, которая состоит из центральной секции, центральной частью соединенной с основанием, к которой перпендикулярно на равном от основания расстоянии пристыкованы короткие секции, края которых стыкуют с неразъемно соединенными швеллерами, по краям всех секций установочной опоры установлены площадки, к которым крепятся тросы-оттяжки, при этом края секций установочной опоры оконцованы фланцами.
в третьем варианте исполнения быстромонтируемая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях представляет собой анкерную, проходную опору, которая включает основание, состоящее из неразъемно соединенных швеллеров, на котором установлены вилка и основание подкоса, на вилку смонтированы секции, на основание подкоса установлен подкос, при этом верхняя часть секций соединена перекладиной, к середине которой верхней частью закреплен подкос, который с помощью узла сочленения секций, который включает укосину верхнюю, укосину и нижнюю укосину, связан с секциями, при этом между секциями установлена перемычка, а к верхним концам секций закреплен сквозной узел, оконцованный фланцами, при этом все секции, подкос, перекладина и сквозной узел состоят из модулей, соединенных прокладками, при чем анкерная, проходная опора снабжена установочным приспособлением, включающем лестницу, стойку монтажную, тросы-оттяжки и узлы крепления тросов-оттяжек;
в четвертом варианте исполнения быстромонтируемая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях представляет собой анкерную, угловую опору в первом исполнении, которая включает основание, состоящее из неразъемно соединенных швеллеров, на котором установлены вилка и основание подкоса, на вилку смонтированы секции, на основание подкоса установлен подкос, при этом верхняя часть секций соединена перекладиной, к середине которой верхней частью закреплен подкос, который с помощью узла сочленения секций, который включает укосину верхнюю, укосину и нижнюю укосину, связан с секциями, при этом между секциями установлены перемычки, а к верхним концам секций закреплен сквозной узел, оконцованный фланцами, при этом все секции, подкос, перекладина и сквозной узел состоят из модулей, соединенных прокладками, при чем анкерная, угловая опора в первом исполнении снабжена установочным приспособлением, включающем лестницу, стойку монтажную, тросы-оттяжки и узлы крепления тросов-оттяжек;
в пятом варианте исполнения быстромонтируемая облегченная опора для производства аварийно-восстановительных работ на воздушных линиях представляет собой анкерную, угловую опору во втором исполнении, которая включает основание, состоящее из неразъемно соединенных швеллеров, на котором установлены вилка и основание подкоса, на вилку смонтированы секции, на основание подкоса установлен подкос, при этом верхняя часть секций соединена перекладиной, к середине которой верхней частью закреплен подкос, который с помощью узла сочленения секций, который включает укосину верхнюю, укосину и нижнюю укосину, связан с секциями, при этом между секциями установлены перемычки, а к верхним концам секций закреплен сквозной узел, оконцованный фланцами, при этом все секции, подкос, перекладина и сквозной узел промежуточной опоры во втором исполнении состоят из модулей, герметично соединенных прокладками, при чем анкерная, проходная опора во втором исполнении снабжена установочным приспособлением, включающем лестницу, стойку монтажную, тросы-оттяжки и установочную опору, которая состоит из центральной секции, центральной частью соединенной с основанием, к которой перпендикулярно на равном от основания расстоянии своими центральными частями присоединены длинные секции, края которых стыкуют с неразъемно соединенными швеллерами, по краям всех секций установочной опоры установлены площадки, к которым крепятся тросы-оттяжки, при этом площадки оснащены утяжелителями, а края всех секций установочной опоры оконцованы фланцами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вариант быстромонтируемой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ, опора промежуточная в первом исполнении.
На фиг. 2 показан вариант быстромонтируемой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ, опора промежуточная во втором исполнении.
На фиг. 3 показан вариант быстромонтируемой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ, опора анкерная, проходная.
На фиг. 4 показан вариант быстромонтируемой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ, опора анкерная, угловая в первом исполнении.
На фиг. 5 показан вариант исполнения быстромонтируемой облегченной опоры для производства аварийно-восстановительных работ, опора анкерная, угловая во втором исполнении.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1. Траверса;
2. Стойка монтажная;
3. Секция;
4. Модуль;
5. Основание;
6. Вилка;
7. Перекладина;
8. Основание подкоса;
9. Фланец;
10. Лестница;
11. Узел крепления троса-оттяжки;
12. Подкос;
13. Перемычка;
14. Укосина;
15. Укосина нижняя;
16. Узел сквозной;
17. Укосина верхняя;
18. Траверса средняя;
19. Трос-оттяжка;
20. Прокладка;
21. Швеллер;
22. Плита подвеса.
На фиг. 2 приняты следующие обозначения:
1. Траверса;
2. Стойка монтажная;
3. Секция;
5. Основание;
6. Вилка;
7. Перекладина;
8. Основание подкоса;
9. Фланец;
10. Лестница;
12. Подкос;
13. Перемычка;
14. Укосина;
15. Укосина нижняя;
16. Узел сквозной;
17. Укосина верхняя;
18. Траверса средняя;
19. Трос-оттяжка;
21. Швеллер;
22. Плита подвеса;
23. Площадка;
24. Центральная секция установочной опоры;
25. Короткая секция установочной опоры.
На фиг. 3 приняты следующие обозначения:
2. Стойка монтажная;
3. Секция;
4. Модуль;
5. Основание;
6. Вилка;
7. Перекладина;
8. Основание подкоса;
9. Фланец;
10. Лестница;
11. Узел крепления троса-оттяжки;
12. Подкос;
13. Перемычка;
14. Укосина;
15. Укосина нижняя;
16. Узел сквозной;
17. Укосина верхняя;
19. Трос-оттяжка;
20. Прокладка;
21. Швеллер.
На фиг.4 приняты следующие обозначения:
2. Стойка монтажная;
3. Секция;
4. Модуль;
5. Основание;
6. Вилка;
7. Перекладина;
8. Основание подкоса;
9. Фланец;
10. Лестница;
11. Узел крепления троса-оттяжки;
12. Подкос;
13. Перемычка;
14. Укосина;
15. Укосина нижняя;
16. Узел сквозной;
17. Укосина верхняя;
19. Трос-оттяжка;
20. Прокладка;
21. Швеллер.
На фиг. 5 приняты следующие обозначения:
2. Стойка монтажная;
3. Секция;
5. Основание;
6. Вилка;
7. Перекладина;
8. Основание подкоса;
9. Фланец;
10. Лестница;
12. Подкос;
13. Перемычка;
14. Укосина;
15. Укосина нижняя;
16. Узел сквозной;
17. Укосина верхняя;
19. Трос-оттяжка;
21. Швеллер;
23. Площадка;
24. Центральная секция установочной опоры;
26. Утяжелитель;
27. Длинная секция установочной опоры.
Осуществление изобретения
Конструкция заявленной быстромонтируемой облегченной опоры в пяти вариантах предназначена для расчетно-климатических условий Сахалинской области, на территории которой преобладают особые природно-климатические условия:
- ceйcмичнocть не менее 8 баллов;
- максимальный уровень гололедно - ветровых нагрузок с толщиной стенки гололеда от 30 мм и выше, что соответствует V, VII району вплоть до особого;
- по ветру V район и выше от 40 м/с;
- высокий уровень снегозаносов;
- агрессивные воздействия солевых наносов с моря;
- труднодоступная местность;
- ограниченный период строительства и трудность синхронизации сроков вывода в ремонт для реконструкции объекта с учетом режима работы энергосистемы.
Указанные условия приводят к высокой аварийности воздушных линий электропередач (далее - ВЛЭП), а труднодоступная местность и высокий уровень снегозаносов ограничивают использование специальной техники при проведении аварийно-восстановительных работ.
Заявленное изобретение особенно значимо для использования в труднодоступных и отдаленных районах с неразвитой сетью автомобильных дорог, где проезд большегрузного транспорта становится затрудненным и/или невозможным и доставка железобетонных фундаментов или стальных опор сопряжена со значительными трудностями и затратами. Заявленная быстромонтируемая облегченная опора в пяти вариантах, благодаря сборно-разборной конструкции и взаимозаменяемости унифицированных узлов, обеспечивает возможность снижения затрат на транспортировку, исключая потребность в тяжелой специальной технике, и монтаж / демонтаж, за счет снижения трудоемкости проведения работ, так как работы выполняются силами аварийно-восстановительной бригады без применения специальной техники, ручным способом с использованием стандартных такелажных ручных инструментов и приспособлений, что приводит к сокращению времени устранения последствий аварий ВЛЭП, в том числе в труднодоступной местности, такой как болотистая, пересеченная, горная местность.
Для достижения заявленного технического результата используют быстромонтируемую облегченную опору сборно-разборной конструкции в пяти вариантах, содержащих унифицированные секции 3 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), подкосы 12 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), перекладины 7 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) и сквозные узлы 16 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), оконцованные стальными фланцами 9 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) и выполненные из модулей 4 (фиг. 1), соединенных прокладками 20 (фиг. 1), при этом модули 4 (фиг. 1) изготовлены из полимерного композитного материала, а конструкции опор включают перемычки 13 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), узлы сочленения секций и установочные приспособления.
Быстромонтируемые облегченные опоры в 1, 2, 3, 4 и 5 вариантах (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) представляют собой в первом варианте опору промежуточную в первом исполнении (фиг. 1), во втором варианте опору промежуточную во втором исполнении (фиг. 2), в третьем варианте опору анкерную, проходную (фиг. 3), в четвертом опору анкерную, угловую в первом исполнении (фиг. 4), в пятом варианте опору анкерную, угловую во втором исполнении (фиг. 5).
Опора промежуточная в первом исполнении (фиг. 1), опора анкерная, проходная (фиг. 3), опора анкерная, угловая в первом исполнении (фиг. 4) по вариантам 1, 3, 4 соответственно предназначены для использования при аварийно-восстановительных работах при возведении временной ВЛЭП в пересеченной, горной местности, для чего снабжены установочным приспособлением, включающем лестницу 10 (фиг. 1, 3, 4), стойку монтажную 2 (фиг. 1,3,4), тросы-оттяжки 19 (фиг. 1, 3, 4) и узлы крепления тросов-оттяжек 11 (фиг. 1, 3, 4).
Опора промежуточная во втором исполнении (фиг. 2) и опора анкерная, угловая (фиг. 5) по вариантам 2 и 5 соответственно предназначены для использования при аварийно-восстановительных работах при возведении временной ВЛЭП на равнинной, а также болотистой местности, для чего оснащены устойчивым и легким установочным приспособлением, включающем лестницу 10 (фиг. 2, 5), стойку монтажную 2 (фиг. 2, 5), тросы-оттяжки 19 (2, 5), установочную опору, которая состоит из центральной секции 24 (фиг. 2, 5), центральной частью соединенной с основанием 5 (фиг. 2, 5), к которой перпендикулярно на равном от основания расстоянии во втором варианте пристыкованы короткие секции 25 (фиг. 2), края которых стыкуют с неразъемно соединенными швеллерами 21 (фиг. 2), а в пятом варианте присоединены длинные секции 24 (фиг. 5), края которых стыкуют с неразъемно соединенными швеллерами 21 (фиг. 5), по краям всех секций установочной опоры установлены площадки 23 (фиг. 2, 5), к которым крепятся тросы-оттяжки 19 (фиг. 2, 5), при этом края секций установочной опоры оконцованы фланцами 9 (фиг. 2, 5), в варианте 5 на площадки установлены утяжелители 26 (фиг. 5).