СПИРАЛЬНЫЙ НАТЯЖНОЙ ЗАЖИМ

Полезная модель относится к области электроэнергетики, и может быть использована на воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линиях связи в качестве натяжных зажимов для крепления проводов/кабелей к опорам, а именно для натяжного подвеса самонесущих оптических кабелей с допустимой рабочей нагрузкой свыше 50 кН.
Известен натяжной зажим, состоящий из двух силовых прядей с противоположными направлениями навивки, которые могут монтироваться как непосредственно на проводе или кабеле, так и на смонтированном на проводе или кабеле протекторе [Описание к патенту РФ №2315408 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 30.08.2006 г., опубликовано 20.01.2008 г.].
Указанные зажимы предназначены, в основном, для работы при больших нагрузках, поэтому помимо двух силовых прядей в их состав может входить протектор, имеющий длину больше длины силовых прядей и предназначенный как для обеспечения заданной прочности заделки, так и для предупреждения повреждений провода при действии интенсивных сжимающих нагрузок. Конструкция известных зажимов сложная и дорогая; требует от монтажников соответствующего навыка при установке зажимов на провод.
Известен спиральный натяжной зажим, выполненный в виде спиралей, свитых в прядь, состоящую из, по меньшей мере, двух ветвей, навиваемых на провод или трос, и образующих в средней части пряди U-образную петлю с вложенным в нее коушем, прикрепленным через соединительные элементы к опоре воздушной линии [Описание к патенту РФ №2272346 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 29.07.2004 г., опубликовано 20.03.2006 г.].
К недостаткам данного зажима можно отнести возможность повреждений провода или троса проволоками U-образной петли зажима при изменении величины растягивающей нагрузки в месте соприкосновения с ветвями силовой пряди и повреждают провод.
Известен спиральный натяжной зажим для анкерного крепления проводов и тросов воздушных линий электропередач, или волоконно-оптических кабелей линий связи, или кабелей, встроенных в грозотрос, содержащий навитые на провод, или кабель, или трос, по меньшей мере, две пряди проволочных спиралей с противоположным друг другу направлением навивки, состоящие из двух ветвей каждая, пряди вплетены одна в другую и согнуты в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше, при этом между вплетенными одна в другую прядями проволочных спиралей расположена защитная прокладочная вставка для предотвращения чрезмерных сдавливающих нагрузок между прядями, а угол навивки вплетенных одна в другую прядей проволочных спиралей различен. Пряди проволочных спиралей, имеющих противоположное направление навивки, изготовлены из проволоки разных диаметров изготовлены из проволоки разных материалов. [Описание к патенту РФ №2530753 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 07.02.2013 г., опубликовано 10.10.2014 г.].
Основным недостатком известной конструкции является отсутствие протектора по всей длине кабеля, при использовании зажима с двумя силовыми прядями предполагается, и используется для повышенных нагрузок. Однако если силовые пряди в данном случае могут выдерживать значительные нагрузки, то коуш ограничен по разрывной нагрузке (в России максимально 160 кН). Но до 160 кН можно изготовить зажим и с одной силовой прядью. И, как следствие, в данном случае происходит перерасход материалов зажима, а именно проволоки, что повышает его себестоимость.
Наиболее близким техническим решениям по совокупности конструктивных признаков является спиральный натяжной зажим для крепления проводов и тросов воздушных линий электропередач на опорах линии, выполненный в виде спиралей, свитых в прядь, состоящую из, по меньшей мере, двух ветвей, навиваемых на провод или трос, и образующих в средней части пряди U-образную петлю с вложенным в нее коушем, прикрепленным через соединительные элементы к опоре линии, снабжен протектором, выполненным в виде отдельных проволочных спиралей или в виде нескольких прядей спиралей, изготовленных из стальной проволоки с защитным антикоррозионным покрытием или из проволоки из алюминиевого сплава, или из проволоки из коррозионно-стойкого сплава, или из пластического полимерного материала, или в виде ленточных спиралей, выполненных из металлической алюминиевой или коррозионно-стойкой ленты, или полимерной ленты, при этом протектор монтируется на свободном от навитых ветвей петли участке провода или троса под U-образной петлей вплотную к навитым ветвям спирали и имеет направление навивки, совпадающее или противоположное по сравнению с направлением навивки проволок верхнего повива провода. [Описание к патенту РФ №2521438 «Спиральный натяжной зажим», H02G 7/02, заявлено 17.09.2012 г., опубликовано 27.06.2014 г.].
В указанном спиральном натяжном зажиме применяется защитный протектор, который навивается в месте расположения коуша. Он выполнен из проволочных спиралей, которые могут предохранить кабель от повреждения, когда коуш может касаться кабеля, т.е. защита от перетирания наружных элементов кабеля. Однако, при достижении больших растягивающих усилий (50 кН и выше) возникают сдавливающие усилия в месте схода силовой пряди с кабеля, и в этом случае протектор не защитит самонесущий кабель от сдавливающей нагрузки. Оболочка кабеля продавится, и будет воздействовать на оптическое волокно. Сдавливающие нагрузки, возникающие при этом, оказывают отрицательное воздействие на оптическое волокно, расположенное в кабеле, и вследствие чего, возникает значительное превышение допустимой нормы затухания оптического сигнала.
Одним из основных недостатков известных спиральных натяжных зажимов является использование коуша, изготовленного из чугуна, для производства которого требуется высоко энергоемкое производство, большие затраты для плавки металла. Коуш, изготовленный методом литья, тяжелее ввиду конструкционных особенностей, возможность присутствия посторонних вкраплений в коуше после его изготовления, что приводит к нарушению его структуру и к преждевременному разрушению коуша, что в целом влияет на эксплуатационную надежность, на срок службы, так и на себестоимость комплекта натяжного зажима.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении эксплуатационной надежности, уменьшении себестоимости комплекта натяжного зажима и повышении срока службы, а также улучшении защиты от усилия сжатия, действующего на кабель при больших горизонтальных нагрузках, возникающих при эксплуатации кабеля, и исключении сдавливающих нагрузок на оптическое волокно, и, соответственно, повышении качества передаваемой информации путем исключения превышения допустимой нормы затухания сигнала.
2
Технический результат достигается тем, что в спиральном натяжном зажиме для крепления проводов и тросов на воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи, выполненный в виде одной или двух силовых спиральных прядей с протектором, и образующих в средней части U-образную петлю с вложенным в нее соответствующим коушем, прикрепленным через соединительные элементы к опоре линии, коуш в сечении выполнен в виде буквы «U», нижняя часть коуша вогнута внутрь с радиусом под петлю силовой пряди, который рассчитан исходя из диаметра скрученной части силовой пряди, по формуле R=(3•dпр•):2, где dпр - диаметр проволоки из которой изготовлена силовая прядь, причем коуш изготовлен методом штамповки из листовой стали, на стенках коуша выполнены и расположены соосно отверстия, в которых установлен палец или болт со шплинтом для крепления к опоре линии через соединительные элементы, при этом длина коуша зависит от нагрузочной характеристики спирального натяжного зажима, а толщина стенок «t» и ширина «В» коуша рассчитаны по формуле (B-D)•t)•Ps, где B - ширина коуша, D - диаметр отверстия в стенках коуша для пальца или болта, t - толщина стенки коуша, Ps - удельная разрывная нагрузка для стали на 1 мм, из которой изготовлен коуш методом штамповки.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели.
Геометрия выполнения коуша и рассчитанные его геометрические размеры, а также изготовление коуша методом штамповки из листовой стали позволяют обеспечить эксплуатационную надежность защиты кабеля и качество передаваемых сигналов, уменьшить себестоимость комплекта натяжного зажима, повысить срок службы воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи.
Возможны два варианта исполнения предлагаемой конструкции спирального натяжного зажима для крепления проводов и тросов на воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи как с одной, так и с двумя силовыми спиральными прядями.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид спирального натяжного зажима для крепления проводов и тросов на воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи с одной силовой спиральной прядью; на фиг. 2 - коуш (вид сбоку, вид спереди, вид без болта или пальца).
Спиральный натяжной зажим для крепления проводов и тросов на воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи включает спиральную силовую прядь 1 с протектором 2 и кабелем 3. Спиральная силовая прядь 1 образует в средней части U-образную петлю с вложенным в нее коушем 4, который закрепляют через соединительные элементы к опоре линии.
Коуш 4 в сечении выполнен в виде буквы «U», нижняя часть которого вогнута внутрь с радиусом под петлю силовой пряди 1, который рассчитан исходя из диаметра скрученной части силовой пряди 1.
Радиус нижней части коуша 4, вогнутой внутрь, рассчитывают по формуле R=(3•dпр•):2, где dпр - диаметр проволоки из которой изготовлена силовая прядь 1.
Коуш 4 изготовлен методом штамповки из листовой стали, на стенках коуша выполнены, и расположены соосно отверстия 5, в которых установлен палец или болт 6 со шплинтом 7 для крепления к опоре линии через соединительные элементы.
Длина L коуша 4 зависит от нагрузочной характеристики спирального натяжного зажима.
2
Толщина стенок «t» и ширина «В» коуша рассчитывают по формуле (B-D)•T)•Ps, где B - ширина коуша, D - диаметр отверстия 5 в стенках коуша 4 для пальца или болта 6, t - толщина стенки коуша, Ps - удельная разрывная нагрузка для стали на 1 мм, из которой изготовлен коуш 4 методом штамповки.
Коуш 4, изготовленный методом штамповки, выполнен из листовой стали. Фигурально представляет собой в сечении букву «U». Нижняя часть коуша вогнута внутрь с радиусом под петлю зажима (силовой пряди), которая рассчитывается исходя из диаметра скрученной части силовой пряди по выражению R=(3•dпр•5):2. Для крепления зажима к остальной линейной арматуре в коуше 4 предусмотрен «палец» 6 (болт) с шайбой и шплинтом 7. Болт 6 вставляется в коуш 4 в отверстия 5, которые расположены соосно на стенках коуша 4 и закрепляется шплинтом 7.
2
Толщина стенок коуша, его длина и ширина рассчитывается по нагрузке, которую коуш 4 должен будет выдерживать, по выражению Sк•Ps, кН; где Sк - площадь сечения коуша в месте расположения «пальца» (болта) 6, Ps - удельная разрывная нагрузка для стали на 1 мм.
Расстояние между стенками коуша, отверстие 5 под «палец» и сам палец 6 соответствуют тоннажным рядам по ГОСТ 11359-75 «Арматура линейная. Ряд разрушающих нагрузок».
Предлагаемая конструкция коуша 4 предназначена для любого типа спирального натяжного зажима для крепления проводов и тросов воздушных линий электропередач и волоконно-оптических линий связи.
Необходимо отметить преимущества предлагаемой конструкции коуша, выполненного методом штамповки перед коушем, выполненным методом литья:
1. Материал для литья коуша - высокопрочный чугун. Необходимы литейные печи, т.е. высоко энергоемкое производство, большие затраты для плавки металла.
Для производства коуша методом штамповки необходим пресс, который потребляет гораздо меньше энергии.
2. Нерентабельно изготавливать в малых количествах в связи с технологией производства.
Рентабельность коуша, изготавливаемого методом штамповки, не зависит от объема производства.
3. Возможность присутствия посторонних вкраплений в коуше после его изготовления и может нарушить его структуру, что приведет к преждевременному разрушению коуша.
Коуш, изготовленный методом штамповки, производится из горячекатаной листовой стали, и все механические дефекты выявляются в процессе изготовления листа.
4. Коуш, изготовленный методом литья, тяжелее коуша, изготавливаемого методом штамповки ввиду конструкционных особенностей. Из этого вытекает, что штампованный коуш дешевле. Это влияет на себестоимость комплекта натяжного зажима, соответственно, цена продажи со штампованным коушем будет меньше, чем с коушем из литья.
Использование предлагаемой конструкции спирального натяжного зажима позволит в целом обеспечить эксплуатационную надежность защиты кабеля и качество передаваемых сигналов, уменьшить себестоимость комплекта натяжного зажима, повысить срок службы воздушных линиях электропередач и волоконно-оптических линий связи.