Ответвительный зажим для соединения магистрального провода с ответвляемым проводом
BRANCH CLAMP FOR CONNECTING THE MAIN WIRE TO THE BRANCH WIRE

Изобретение относится к электроэнергетике, и может быть использовано для ответвления проводов воздушных линий электропередачи от магистрального провода.
Известен ответвительный зажим, содержащий средство соединения магистрального и ответвляемого проводов (RU 2559856C2, 20.08.2015). Зажим представляет собой Т-образную конструкцию, выполненную, по крайней мере, из двух спиральных токопроводящих проволочных прядей Г-образной формы. Для обеспечения плотного постоянного электрического контакта и предупреждения проскальзывания соединяемых проводов в зажиме поверх тококопроводящего повива навит протектор-фиксатор. Протектор-фиксатор выполнен, по крайней мере, из двух спиральных токопроводящих проволочных прядей Г-образной формы. Известная конструкция позволяет соединять провода, как с одинаковыми, так и с разными наружными диаметрами. В этом случае для выравнивания диаметров магистрального и ответвляемого проводов предварительно навивают выравнивающий повив из токопроводящих спиралей или прядей. Выравнивающие повивы могут присутствовать и на магистральном, и на ответвляемом проводах, или на одном из них. Описанные варианты конструкции имеют, по крайней мере, один токопроводящий повив спиралей Г-образной формы и один повив, представляющий собой протектор-фиксатор из спиралей Г-образной формы. Повив токопроводящий может состоять как из отдельных спиралей, так и из прядей. Прядь состоит из нескольких спиралей, получаемых проклейкой. Проклейка спиралей может быть выполнена с абразивом для увеличения сил трения между сопрягаемыми участками зажима с проводом. Протектор-фиксатор может состоять как из отдельных спиралей, так и из проклеенных прядей.
Анализ описанных выше известных вариантов технического решения по патенту RU 2559856 показал, что в них присутствуют спиральные элементы, которые можно исключить, или существенно уменьшить их длину.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является уменьшение материалоемкости и снижение массы ответвительного зажима при сохранении надежности при эксплуатации.
Заявленное изобретение, как и наиболее близкий аналог, представляет собой ответвительный зажим спирального типа, используемый для соединения магистрального провода с ответвляемым проводом, при этом зажим представляет собой Т-образную конструкцию, имеющую, по крайней мере, один токопроводящий повив, включающий, по крайней мере один комплект токопроводящих спиралей Г-образной формы, с одним направлением навивки, навиваемых на провод, и комплект силовых спиралей Г-образной формы, выполняющих функцию протектора-фиксатора с противоположным направлением навивки, навиваемых на токопроводящие спирали. Спирали токопроводящего повива и протектора-фиксатора могут быть собраны в пряди и проклеены с нанесением абразивных материалов.
Для решения указанной технической проблемы в заявленном изобретении предлагается подход к конструированию ответвительных зажимов, основанный на использовании спиральных элементов со ступенчатой геометрией. Техническая проблема решается за счет того, что Г-образные силовые спирали (или пряди) протектора-фиксатора навиты поверх спиралей (или прядей) токопроводящего повива с переходом по концам непосредственно на магистральный или на ответвляемый провод. Силовые спирали (или пряди) протектора-фиксатора по своей длине имеют переменный диаметр - ступенчатую конструкцию, которая характеризуется следующим образом: в части, контактирующей со спиралями (или прядями) токопроводящего повива, диаметр силовых прядей протектора-фиксатора больше (рассчитан под внешний диаметр спиралей или прядей токопроводящего повива), при этом за пределами токопроводящего повива внутренний диаметр силовых прядей протектора-фиксатора соответствует внешнему диаметру магистрального или ответвляемого провода, причем в месте перехода с токопроводящего повива на соответствующий провод происходит изменение диаметра силовых спиралей (или прядей) протектора-фиксатора, в результате их форма представляет собой как бы ступеньку.
Технический результат, достигаемый при изготовлении и использовании заявленного изобретения, заключается в том, что при прочих равных условиях, значительно снижена масса зажима, улучшена технологичность конструкции. В понятие технологичности конструкции входит количество составных элементов, время на их изготовление, время на сборку всей конструкции, суммарная материалоемкость, время на ремонт в процессе эксплуатации и т.д. Все перечисленные компоненты претерпевают изменение в сторону их уменьшения, что позволило сделать конструкцию более технологичной. Одновременно обеспечен более плавный переход в изменении изгибной жесткости от середины соединения к периферии, так как изгибная жесткость заявленной конструкции наибольшая в середине уменьшается к периферии - к концам, а чем меньше изгибная жесткость по концам изделия отличается от изгибной жесткости собственно провода, тем больше ресурс работы такой совместной конструкции в процессе ветрового воздействия.
Технический результат, который достигается заявленным изобретением, заключается в экономии металла силовых прядей протектора-фиксатора и спиралей (или прядей) токопроводящего повива за счет уменьшения их длины, массы при сохранении всех необходимых эксплуатационных свойств зажима, присущих аналогам, известным из уровня техники. Требуемые характеристики ответвительного зажима обеспечивают более плавный перехода в изменении изгибной жесткости от середины соединения магистрального и ответвляемого проводов к периферии за счет перехода силовых спиралей (или прядей) протектора-фиксатора на провод с соответствующим уменьшением их внутреннего диаметра навивки, при этом навивка силовых прядей протектора-фиксатора, выполненная крестообразно по отношению к спиралям или прядям токопроводящего повива (т.е. в противоположном направлении), дополнительно усиливает данный эффект. За счет предложенной конструкции силовые спирали (или пряди) протектора-фиксатора плотно прижимают спирали (или пряди) токопроводящего повива к магистральному и к ответвляемому проводу и, за счет ступенчатого уменьшения диаметра силовых прядей протектора-фиксатора при переходе на соответствующий провод, надежно удерживают токопроводящий повив от перемещения относительно провода, что позволяет уменьшить длину спиралей (или прядей) токопроводящего повива, а также уменьшить длину силовых спиралей протектора-фиксатора.
То, что отдельные спирали токопроводящего повива и/или протектора-фиксатора могут быть собраны в пряди и проклеены с нанесением абразивных материалов, позволяет дополнительно уменьшить их длину и материалоемкость, так как такое выполнение еще более увеличивает силу трения, возникающую между протектором-фиксатором и токопроводящим повивом, а также между магистральным и ответвляемым проводами.
В результате обеспечивается надежность работы зажима при эксплуатации на воздушных линиях электропередачи.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
1
2
Фиг. 1. Конструкция ответвительного зажима по наиболее близкому аналогу. Соединение двух проводов одного диаметра (D=D).
1
2
Фиг. 2. Конструкция ответвительного зажима в соответствии с заявленным изобретением. Ответвительный зажим в виде ступенчатой конструкции, соединение двух проводов одного диаметра (D=D).
1
2
Фиг. 3. Конструкция ответвительного зажима по наиболее близкому аналогу. Соединение двух проводов разного диаметра: D≠D.
1
2
Фиг. 4. Конструкция ответвительного зажима в соответствии с заявленным изобретением. Ответвительный зажим в виде ступенчатой конструкции, соединение двух проводов разного диаметра (D≠D))
На чертежах позициями обозначено:
1 - магистральный провод;
2 - ответвляемый провод;
3 - токопроводящий повив;
4 - протектор-фиксатор;
5 - выравнивающий повив из токопроводящих спиралей (прядей) провода.
Ответвительный зажим (см. фиг. 1) для магистрального провода 1 и ответвляемого провода 2 состоит, по крайней мере, из одного комплекта спиралей токопроводящего повива 3, имеющих Г-образную форму, и из комплекта спиралей протектора-фиксатора 4, также имеющих Г-образную форму. Для обеспечения суммарного сечения пропускной площади магистрального провода 1 количество комплектов токопроводящего повива 3 в зажиме может быть более одного.
На фиг. 4 схематически представлена конструкция заявленного ответвительного зажима, в котором спирали протектора-фиксатора 4 и токопроводящего повива 3 выполнены из спиральных элементов ступенчатого типа.
Токопроводящий повив 3 и протектор-фиксатор 4 могут состоять как из отдельных спиралей, так и из прядей. Пряди токопроводящего повива 3 или протектора-фиксатора 4 образованы из отдельных спиралей, которые собраны в пряди и проклеены, в частном случае, с нанесением абразивных материалов, что дополнительно позволяет уменьшить их длину, поскольку такое выполнение еще более увеличивает силу трения, возникающую между протектором-фиксатором и токопроводящим повивом, а также между проводами (магистральным или ответвляемым) и токопроводящим повивом.
Спирали или пряди токопроводящего повива 3 изготавливаются из материалов с малым омическим сопротивлением. Одним концом спираль или прядь токопроводящего повива 3 навивают на магистральный провод 1, а вторым концом - на ответвляемый провод 2 (см. фиг. 2).
1
2
1
Магистральный 1 и ответвляемый 2 провода могут иметь, как одинаковый наружный диаметр, так и разные диаметры D и D. Во втором случае спирали или пряди токопроводящего повива 3 также будут представлять собой ступенчатую конструкцию Г-образной формы со ступенчатым изменением диаметра при переходе с магистрального провода одного диаметра D на ответвляемый провод другого диаметра D2 (см. фиг. 4).
На фиг. 3 показана конструкция, характеризующая наиболее близкий аналог, в котором для выравнивания диаметров магистрального и ответвляемого проводов предварительно навивают выравнивающий токопроводящий повив из спиралей или прядей. Выравнивающие токопроводящие повивы могут присутствовать и на магистральном или на ответвляемом проводах, или на обоих проводах. В отличие от наиболее близкого аналога, показанного на фиг. 3, в котором требуется использовать выравнивающий повив, в заявленном изобретении за счет выполнения токопроводящего повива ступенчатой конструкции выравнивающий повив не требуется, эту функцию выполняет ступенчатая конструкция заявленного изобретения.
В соответствии с заявленным изобретением поверх токопроводящего повива 3 навивается протектор-фиксатор 4, выполненный из спиральных элементов ступенчатой конструкции. Протектор-фиксатор 4 может состоять как из отдельных спиралей, так и из прядей, образованных проклеенными спиралями Г-образной формы. Протектор-фиксатор 4 создает силы, необходимые для прижатия токоведущих спиралей 3 к магистральному 1 и ответвляемому 2 проводам и обеспечивает требуемые прочностные свойства всей конструкции. Пряди протектора-фиксатора 4, в зависимости от прочностных требований, могут быть в частном случае выполнения проклеены с абразивом, как на отдельных участках, так и по всей его длине. По концам протектор-фиксатор 4 монтируется одним концом на магистральный провод 1, а другим концом -на ответвляемый провод 2 за пределами токопроводящего повива 3.
Спирали протектора-фиксатора 4 изготавливаются из сталей с высоким временным сопротивлением на разрыв.
Каждый вышележащий слой спиралей заявленного ответвительного зажима имеет противоположное направление навивки по отношению к ниже расположенному повиву. В результате изготовленная конструкция состоит, как минимум из одного токопроводящего повива и одного протектора-фиксатора. Протектор-фиксатор и токопроводящий повив имеют противоположные направления навивки. Токопроводящий повив имеет ступенчатую конструкцию для случая ответвления проводов разных диаметров, а протектор-фиксатор всегда имеет ступенчатую конструкцию, поскольку навивается поверх токопроводящего повива, а по концам переходит на провод.
В тех случаях, когда необходимо соединить два провода значительного сечения, токопроводящий повив ответвительного зажима изготавливается таким образом, чтобы суммарное сечение, приходящееся на токопроводящий повив, было бы не меньше сечения провода. Если этого сделать нельзя посредством одного повива, то в этом случае необходимо использовать еще один токопроводящий комплект спиралей Г-образной формы, который навивается поверх первого.