Устройство монтажа транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии, находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе
DEVICE FOR MOUNTING THE TRANSPOSITION GEOMETRY OF WIRES OF AN AIR HIGH-VOLTAGE POWER SUPPLY LINE WITH HIGH SYMMETRY OF RUNNING ELECTRICAL PARAMETERS OF THE LINE, WHICH IS IN CONDITIONS OF INTENSE ACTION OF THE ELECTROMAGNETIC FIELD OF THE OVERHEAD SYSTEM OF RAILWAYS, ELECTRIFIED ON ALTERNATING CURRENT

«Область техники, к которой относится изобретение»
Представленное изобретение является устройством, позволяющим осуществить автоматизацию и комплексную механизацию работ по строительству воздушных высоковольтных линий электроснабжения (речь идет о линиях с повышенной симметрией погонных электрических параметров и, которые находятся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе).
«Уровень техники»
Для систем с изолированной нейтралью (ВЛ СЦБ) и для высоковольтной проводной системы продольного электроснабжения, совместимая с электромагнитным полем контактной сети электрических железных дорог, электрифицированных на переменном токе (ДПЗП) (патент №2286891 2006 г.), решение проблемы снижения несимметрии треугольника питающих напряжений потребителей от электромагнитного влияния контактной сети, находится в прямой зависимости от геометрии расположения проводов воздушных линий.
Если, влияющее электромагнитное поле, будет оказывать одинаковое воздействие на все три провода линии, то в проводах - фазах, выровняться уровни наведенных напряжений. Причем это, как от магнитной, так и электрической составляющих электромагнитного поля. Тогда, разности потенциалов, по фазам в проводах линии от влияний электромагнитного поля, будут стремиться к нулю. При этом, на самом потребителе, останется только напряжение питания. Такой эффект достигается созданием одинакового расстояния от каждого из проводов линии до эквивалента влияния контактной сети. Транспозиция проводов воздушной линии, через выравнивание индуктивностей и емкостей отдельных фаз проводов, должна уменьшить электромагнитное влияние на соседние параллельные воздушные линии и, в конечном итоге, призвана обеспечивать качественную передачу электроэнергии потребителю.
Транспозиция заключается во взаимном обмене местами проводов различных фаз, на протяжении всей линии.
Транспозиция проводов выполняется на специальной транспозиционной опоре или в пролете (промежуток между опорами), подходящий к транспозиционной опоре. В остальных пролетах линии (3 км), провода идут параллельно друг другу, до следующего шага транспозиции. Между шагами транспозиции электрические параметры проводов несимметричны. Такая транспозиция проводов использует технологию монтажа с разрезом проводов на транспозиционной опоре, обычно в конце используемого барабана с проводом.
Технология монтажа проводов на транспозиционные опоры {Техническая библиотека ГОСТов, Правил и Нормативов. Сборник Е23, выпуск 3 § Е 23-3-21) принята авторами в качестве прототипа.
Для ДПЗП, применение технологии монтажа по (§ Е 23-3-21) неприемлемо. В системе ДПЗП применяется транспозиция с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии, и так как ее провода монтируются непосредственно на опорах контактной, они находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог (патент №2460654 от 12 января 2011 г.). Эта транспозиция использует шестишаговый метод, что предусматривает поворот проводов на 60°, по окружности, на каждой опоре (в этом случае, каждая опора выполняет функцию транспозиционной опоры).
Применение шестишагового поворота проводов на 60°, по окружности на каждой опоре, незначительно увеличивает расстояние между проводами в опорных точках по отношению к середине пролета (всего лишь, на коэффициент 1.15). Это позволяет использовать стандартизированные конструкции кронштейнов и опор, тем самым, во-первых, - сохранять нормируемые габариты и разгружать опору до стандартных значений нагрузки, а во-вторых, - выполнять транспозиционный шаг на каждом пролете, без пропусков. Кроме того, расположение кронштейнов с одной стороны опоры (контактная сеть) позволяет создать устройство монтажа проводов в виде единого, мобильного механизированного комплекса.
Устройство монтажа шестишаговой транспозиционной геометрии проводов должно обладать тремя степенями свободы. Это необходимо для того, чтобы в процессе производства монтажа проводов, на каждом шаге, могли бы выполняться следующие действия:
1) Устройство монтажа, должно быть мобильным и иметь возможность перемещаться вдоль всей строительной трассы;
2) В процессе указанного выше перемещения, отдельные элементы устройства должны совершать вращательные движения;
3) Вращающие элементы устройства, сведенные в блок должны, в свою очередь, совершать вращательное действие, а именно, - поворачиваться на 60° при движении на один пролет между опорами;
4) После остановки устройства монтажа у монтажной опоры, устройством должно быть сделано вертикальное перемещение - подъем проводов к изоляторам кронштейнов.
Дальнейшее движение устройства монтажа представляет собой непрерывный повтор всех, выше описанных, действий.
Анализ существующих ныне устройств, выполняющих подобные действия, выявил, что при производстве кабелей используют различные крутильные машины: клетевые, сигарного типа, дисковые и литцекрутильные (Основы кабельной техники. Привезенцев В.А. и др. - М.; Энергия, 1967.) Наиболее близкий принцип, к новому, предлагаемому авторами, устройству монтажа, используется в машинах сигарного типа. Принимаем устройство этих машин в качестве аналога.
В аналоге, для скрутки кабельных жил, используется вращательное движение и последовательное расположение подающих катушек.
«Раскрытие изобретения»
Цель изобретения - устройства монтажа транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии, находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе, использующее комплексную механизацию и автоматизацию, которая способствует увеличению производительности труда при строительстве линии. Технологически, создается возможность беспрерывного, безразрывного и одновременного монтажа трех проводов шестишаговой транспозиции на каждой опоре, по всей длине воздушной высоковольтной линии. Такая технология монтажа позволяет значительно сократить время на производство строительных работ.
Предлагаемое авторами устройство монтажа, представляет собой, базирующийся на мобильной платформе, механизированный комплекс, который перемещаться вдоль строительной трассы. Комплекс состоит из манипулятора, выполняющего вертикальное перемещение проводов для монтажа проводов на изоляторы опоры и крутильной машины, которая выполняет подачу проводов из бухт и при этом осуществляет вращательное движение (поворачивая на 60 при движении платформы на один пролет между опорами).
Устройство монтажа предназначено для транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии, находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе.
Устройство позволяет использовать технологию беспрерывного, безразрывного и одновременного монтажа всех трех проводов шести шаговой транспозиции воздушной высоковольтной линии на каждой опоре по всей ее длине. Причем применяемая крутильная машина имеет разнесенные в пространстве центры барабанов с проводами. Эти оси барабанов и направляющие для транспортировки проводов разнесены по окружности опорных колец на угол 120°. Данная крутильная машина является составной частью механизированного комплекса базирующегося на мобильной подвижной платформе с манипулятором, который выполняет вертикальное перемещение проводов для монтажа на изоляторы консолей опор. В целом, платформа с комплексом выполнена с возможностью перемещения вдоль пролетов строящейся линии. При этом, сама крутильная машина, посредством вращательного движения, имеет возможность совершать поворот за счет своей подвижной части на 60°, что и происходит при передвижении всей платформы на один пролет между опорами, при монтаже воздушных проводов транспозиции.
«Краткое описание чертежей»
На Фиг. 1 представлена неподвижная часть крутильной машины согласно настоящему изобретению.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлена подвижная часть крутильной машины согласно настоящему изобретению.
«Осуществление изобретения»
Крутильная машина состоит из подвижной (Фиг. 2, 3.) и неподвижной частей (Фиг. 1.). На (Фиг. 3.) схематично показано расположение осевых опор бухт под углом 120° в пространстве и направляющих проводов по окружности опорных колец.
Неподвижная часть конструкции закреплена на мобильной платформе и состоит из рамы 1 с опорными стойками 2, которые оснащены вращающимися направляющими роликами 3. Подвижная часть конструкции закрепляется в ее неподвижной части на центральной опоре 4, посредствам центра 5, расположенного на оси всей конструкции 6 и приводится во вращение приводом 7.
Крепится подвижная часть конструкции, в неподвижный остов, на вращающиеся направляющие ролики 3, которые закреплены на платформе и состоят из, (собранных в единую конструкцию с помощью скрепляющих планок 9), четырех опорных колец 8. Кольца являются жесткими опорами для, центров вращения 10 бухт с монтируемыми проводами, разнесенными в пространстве на 120°. Трубчатые направляющие 11, также разнесены на 120° в подвижной части конструкции, по окружности колец 8. Провода, через трубчатые направляющие, монтируются с помощью манипулятора на изоляторы консолей опор. Для устранения возможных повреждений проводов, при транспортировке к месту их установки, входные и выходные отверстия трубчатых направляющих, оборудованы вращающимися шкивами 12.
Установка бухт с проводами в центрах 10, осуществляется подъемным манипулятором, при последовательном повороте, после каждой установленной бухты, подвижной части конструкции на угол 120°.
Манипулятор, смонтированный на общей платформе, используется для вертикального движения устройства, как для погрузки, так и для последовательного подъема проводов каждой бухты к местам их крепления на изоляторы консолей. Последовательный подъем проводов начинается с верхнего дальнего (по отношению к оснастке), места крепления провода. Последним крепится нижний, ближний провод.
После предварительного крепления проводов, оснастка двигается к следующей опоре, при одновременном натяжении подвешенных проводов и с поворотом, своей подвижной части, на угол 60°. Натяжение проводов осуществляется за счет небольшого торможения бухт, в процессе движения платформы к следующей опоре. На следующей опоре процесс повторяется. Такая технология монтажа проводов позволяет значительно повысить производительность труда и снизить себестоимость готовой продукции.
Актуальной особенностью применения устройства является возможность беспрерывного, безразрывного и одновременного монтажа сразу трех проводов шестишаговой транспозиции на каждой опоре, по всей длине воздушной высоковольтной линии.