ЗАЖИМ СПИРАЛЬНЫЙ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
SPIRAL CLAMP FOR ATTACHMENT OF WIRES OF OVERHEAD POWER LINES

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к линейной спиральной арматуре и, в частности, к зажимам спиральным для крепления проводов воздушных линий электропередачи.
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.
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.
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.
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.
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].
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.
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].
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.
Заявитель ставил перед собой конкретную задачу снижения потерь мощности в проводе при практическом использовании спиральных зажимов.
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)».
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.
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).
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.
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.
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.
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.
Источники информации
[1] Описание изобретения к патенту №2291535 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 12.10.2005, опубликовано 10.01.2007.
[2] Описание изобретения к патенту №2645745, «Линейный спиральный зажим», H02G 7/05, заявлено 28.12.2016, опубликовано 28.02.2018.
[3] Описание изобретения к патенту №2558388, «Спиральный натяжной зажим» H02G 7/02,, заявлено 30.12.2013, опубликовано 10.12.2014.
[4] Описание изобретения к патенту №2315408 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 30.08.2006, опубликовано 20.01.2008.
[5] Описание изобретения к патенту №2272346 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 29.07.2004, опубликовано 20.03.2006.
[6] Описание изобретения к авторскому свидетельству №976820 «Соединительный зажим», H01R 4/08, H01R 4/62, заявлено 18.06.1979, опубликовано 15.11.1984.
[7] Описание изобретения к патенту №2272343, «Соединительный зажим комбинированного типа», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 03.08.2004, опубликовано 20.03.2006.
[8]. Заявка на изобретение №96116241 «Соединительный зажим», H01R 4/10, H02G 1/14, заявлено 06.08.1996, опубликовано 10.11.1998.
[9]. Патент США №3125630, «Соединительный зажим», опубликован 17.03.1964 г.
[10]. Ежемесячный производственно-технический журнал «Электрические станции», №1, 1998 г., стр. 3-5, рис. 2.
[11]. Авторское свидетельство СССР №1014083, H02G 7/02, от 11.08.81 г.
[12]. Описание изобретения к патенту №2035104 «Способ изготовления натяжных зажимов спирального типа», H02G 1/04, опубликовано 10.05.95.
[13]. Патент США №4791237, «Натяжной зажим», опубликован 13.12.1988 г.
[14]. Патент Франции №2215731, опубликован 23.08.1974 г
[15]. Патент США №3052750, 174-94, дата публикации 1962 г
[16]. Описание изобретения к патенту №597355 «Электрический соединитель», H01R 5/10 H02G 15/08, заявлено 12.09.74, опубликовано 16.02.78.