ОПОРА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
OVERHEAD POWER LINE SUPPORT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к энергетическому строительству и может быть использовано при возведении анкерных, угловых, концевых, промежуточных угловых и ответвительных опор воздушных линий электропередачи.
Уровень техники
Известна опора воздушной линии электропередачи (патент RU 133175 U1, МПК: Е04Н 12/12, опубл. 20.02.2013), содержащая стойку и шарнирно связанный с ней подкос, нижние концы которых заглублены в грунт. Такое закрепление может быть применено только для стоек и подкосов, выполненных из железобетона. Для металлических стоек требуется устройство фундамента.
Известна одноцепная опора с подкосом (патент RU 2295015 С1, МПК: Е04Н 12/00, опубл. 10.03.2007), содержащая закрепленную в грунте нижним концом стойку с консолями для подвеса проводов и расположенный в плоскости консолей подкос, одним концом закрепленным в грунте, а другим - прикрепленным к стойке. Закрепление стойки и подкоса в грунте осуществляется с использованием фундаментов, отдельных для стойки и подкоса, при этом в зоне фундаментов стойка и подкос связаны между собой стяжкой.
Наиболее близким аналогом для заявляемой опоры является конструкция анкерной опоры для воздушных линий электропередачи серии ЭЛ-ТП.010.07, пр-во ЗАО «ВНПО ЭЛСИ», (см. источник https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293834/4293834837.htm/. «Типовые строительные конструкции. Серия ЭЛ-ТП.010.07. «Стальные опоры из гнутого профиля для воздушных линий электропередачи 10 кВ с неизолированными проводами», Новосибирск - 2008, стр. 46 и 62-63). Аналогичная конструкция опоры имеет место на чертежах в патенте на полезную модель RU 127796 U1, МПК: Е04Н 12/08, дата публикации 10.05.2013 г.
Конструктивные признаки ближайшего аналога, сходные с существенными признаками заявляемой опоры, следующие. Опора воздушной линии электропередачи включает стойку и шарнирно связанный с ней подкос, закрепленный на фундаменте посредством трубы (отрезка трубы), один конец которой шарнирно связан с фундаментом, а другой соединен посредством хомутов с нижней частью подкоса.
Такое закрепление подкоса на фундаменте с использованием промежуточного соединительного элемента в виде трубы существенно облегчает монтаж и позволяет компенсировать неточности положения фундамента подкоса относительно фундамента стойки, а также неточности расположения оголовка фундаментной трубы или сваи, его высоты над поверхностью грунта. Такая конструкция особенно актуальна для северных регионов, где в силу погодных условий и мерзлого грунта, зачастую невозможно добиться высокой точности при устройстве фундамента.
В известной опоре серии ЭЛ-ТП.010.07 подкос, как и стойка, выполнен из гнутого V-образного профиля (профиля с открытым треугольным поперечным сечением), имеющего низкую жесткость в отношении крутящих и изгибающих нагрузок. Для обеспечения требуемой жесткости, а значит и эксплуатационной надежности конструкции, края стенок V-образного подкоса соединены элементами решетки (планками и раскосами), которые формируют поверхность недостающей третьей грани.
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести большую металлоемкость подкоса, его громоздкость и трудоемкость изготовления.
Настоящее изобретение направлено решение проблемы высокой металлоемкости и трудоемкости изготовления опоры при сохранении ее эксплуатационной надежности.
Достигаемый технический результат заключается в снижении габаритов, веса и металлоемкости подкоса при обеспечении его высокой жесткости и прочности в отношении различных нагрузок, что позволяет облегчить монтаж опоры и обеспечить ее высокую эксплуатационную надежность.
Раскрытие сущности изобретения
Упомянутая техническая проблема решена и результаты достигнуты благодаря тому, что в конструкции опоры воздушной линии электропередачи, содержащей стойку и шарнирно связанный с ней подкос, закрепленный на фундаменте посредством трубы, один конец которой шарнирно связан с фундаментом, а другой соединен посредством хомутов с нижней частью подкоса, согласно заявляемому изобретению, подкос выполнен в виде замкнутого профиля, на верхнем конце которого размещены проушины для шарнирного соединения с кронштейном стойки, а на нижнем сонаправленно закреплен отрезок открытого профиля, выполненный с возможностью частичного охвата трубы и снабженный отверстиями для закрепления концов хомутов.
В отличие от ближайшего аналога, в предлагаемой конструкции подкос сформирован из замкнутого профиля, например, прямоугольной трубы, квадратной или треугольной трубы, или трубы с круглым сечением. В силу замкнутого поперечного сечения такой профиль обладает достаточно большой жесткостью при сравнительно небольшой площади поперечного сечения. Это позволило уменьшить габариты, вес и металлоемкость подкоса, и при этом обеспечить требуемую жесткость.
Благодаря выполнению нижней части подкоса в виде отрезка открытого профиля, сонаправленно закрепленного на нижнем конце замкнутого профиля и образующего его продолжение, сохранена возможность соединения с фундаментом посредством трубы. При соединении трубы с подкосом отрезок открытого профиля накладывается на трубу, частично охватывая ее по наружному контуру, и фиксируется хомутами, для чего в стенках отрезка открытого профиля сформированы отверстия.
Подкос имеет простую конструкцию, собираемую из малого количества деталей. Уменьшение веса и габаритов подкоса, упростило его транспортировку, способствовало облегчению и упрощению монтажных работ. Уменьшение габаритов подкоса позволило снизить парусность конструкции, за счет чего улучшить условия ее эксплуатации.
С целью повышения плотности соединения отрезок открытого профиля, предпочтительно, снабжен ложементами для трубы, выполненными на его внутренней поверхности и разнесенными по его длине.
Наиболее целесообразным является исполнение отрезка открытого профиля в виде швеллера, при этом отверстия для закрепления концов хомутов выполняют в стенке швеллера. Однако это не исключает возможности использования для нижней части подкоса других профилей, например, уголка.
С целью повышения технологичности сборки, на торцах замкнутого профиля приварены поперечные пластины, к одной из которых закреплены проушины для соединения с кронштейном стойки, а к другой - отрезок открытого профиля.
Кронштейн для соединения стойки с подкосом, предпочтительно, выполнен в виде П-образной детали, стенка которой приварена к стойке, а полки связаны между собой поперечными ребрами жесткости и выполнены с отверстиями для оси шарнира, пропущенной через эти отверстия и проушины подкоса. Коробчатой формы кронштейн способствует высокой жесткости и надежности узла соединения подкоса со стойкой.
На чертежах представлен пример опоры с подкосом, выполненной в соответствии с заявляемым изобретением:
на фиг. 1 показана опора воздушной линии электропередачи, общий вид, изометрия;
на фиг. 2 фрагмент с фиг. 1, увеличено, показано соединение нижней части подкоса с трубой и фундаментом;
на фиг. 3 (а и б) - поперечное сечение подкоса (сечение А-А с фиг. 2), два варианта исполнения подкоса;
на фиг. 4 - узел соединения стойки с подкосом, изометрия.
Осуществление изобретения
Опора воздушной линии электропередачи (см. фиг. 1) содержит стойку 1 и шарнирно связанный с ней подкос 2, закрепленный на фундаменте 3 посредством трубы 4, один конец которой шарнирно связан с фундаментом 3, а другой соединен посредством хомутов 5 с нижней частью подкоса 2.
Подкос 2 выполнен в виде замкнутого профиля, предпочтительно, трубы прямоугольного или квадратного поперечного сечения, полученной, например, методом прокатки, прессования или сварки. При этом не исключено использование других замкнутых профилей, например треугольного или круглого поперечного сечения.
На верхнем торце замкнутого профиля закреплены проушины 6 для шарнирного соединения с кронштейном 7 стойки 1, а на нижнем сонаправленно закреплен отрезок открытого профиля 8, образующий нижнюю часть подкоса (см. фиг. 2).
Технологичность сборки подкоса обеспечена поперечными пластинами 9, приваренными на торцах замкнутого профиля.
Отрезок открытого профиля 8, предпочтительно, выполнен в виде швеллера 8' (см. фиг. 3а). Форма и размеры швеллера 8' обеспечивают частичный охват трубы 4 по наружному контуру. На внутренней поверхности швеллера 8' сформированы ложементы 10 для трубы 4, разнесенные между собой по длине швеллера. В стенках швеллера 8' сформированы отверстия для закрепления концов 11 хомутов 5.
Предпочтительное использование швеллера обусловлено получением конструкции нижней части подкоса с наилучшими характеристиками: минимальной парусностью, высокой жесткость, при простоте и технологичности монтажа соединения с трубой.
Однако не исключена возможность использования при изготовлении подкоса других открытых профилей, например уголка 8'', как показано на фиг. 3б.
Конструкция стойки 1 может быть любой. Приведенная в качестве примера на чертежах стойка 1, выполнена из состыкованных между собой секций, каждая из которых образована парой швеллеров, обращенных полками навстречу друг другу, при этом пара швеллеров нижней секции развернута относительно других секций на 90° и закреплена в обхват опоры 14, например сваи или трубы фундамента.
Подкос 2 доставляется к месту установки в состоянии заводской готовности и соединяется со стойкой 1.
Узел соединения стойки 1 с подкосом 2 включает (см. фиг.4) кронштейн 7, выполненный в виде П-образной детали, стенка (средняя часть) которой закреплена на стойке 1, а полки (боковины) связаны между собой поперечными ребрами жесткости 12 и выполнены с отверстиями для установки оси 13 шарнира, которую пропускают через проушины 6 подкоса 2.
Затем выполняют закрепление подкоса 2 на фундаменте 3, для чего отрезок открытого профиля 8 (нижнюю часть подкоса) соединяют трубой 4 и фиксируют посредством хомутов 5.
Закрепление подкоса 2 на фундаменте 3 с использованием промежуточного соединительного элемента в виде трубы 4 позволяет компенсировать неточности устройства фундаментов 3 и 14, подкоса и стойки соответственно: их взаимного расположения, высоты и т.д., что существенно облегчает монтажные работы.
Помимо простоты монтажа, такая конструкция не боится неравномерных осадок фундамента, что особенно актуально для северных регионов.
Во всех приведенных примерах исполнения конструкция подкоса характеризуется высокой жесткостью, при сравнительно небольшом весе и металлоемкости, собирается из малого числа элементов.
Проведенные испытания показали, что в процессе эксплуатации вышеупомянутая конструкция обеспечивает требуемый уровень надежности опоры.