Соединительный зажим спирального типа
SPIRAL TYPE CONNECTION CLAMP

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к линейным спиральным зажимам, предназначенным для соединения проводов воздушных линий электропередачи. Изобретение может использоваться в качестве линейной арматуры на воздушных линиях электропередачи различных классов напряжения.
c
c
пp
пp
Известен соединительный зажим комбинированного типа по патенту на изобретение RU 2272343 С1, опубл. 20.03.2006. Зажим состоит из соединителя в виде стальной втулки, токопроводящего повива в виде алюминиевых спиральных проволок и протектора-фиксатора. Стальной втулкой опрессовываются стальные сердечники соединяемых проводов; на втулку навивается токопроводящий повив и протектор-фиксатор. Длина прессуемой втулки выбирается в пределах (5,5-15)d, где d - диаметр стальной части соединяемых проводов, а длина токопроводящего повива и длина силового повива выбираются из расчета (45-120)D, где D - диаметр соединяемых проводов.
В качестве недостатков данного аналога можно отметить недостаточную прочность соединения, значительную материалоемкость и большое время монтажа зажима.
Наиболее близким техническим решением является соединительный зажим, для соединения проводов в пролетах воздушных линий электропередачи по патенту на полезную модель RU 133352 U1, опубл. 10.10.2013. Соединительный зажим предназначен для соединения сердечников соединяемых проводов и обеспечивает механическую прочность соединения. В процессе эксплуатации на сердечник может приходиться растягивающее усилие, достигающее 70% от разрывной прочности провода. Соединительный зажим состоит из проклеенных с абразивом прядей спиралей, изготовленных из стальной высокопрочной проволоки. Токопроводящий повив обеспечивает токопроводящие свойства зажима. Спирали токопроводящего повива изготавливаются из материалов с малым омическим сопротивлением. В зависимости от марки соединяемых проводов количество токопроводящих повивов в зажиме может быть более одного. Для придания конструкции дополнительных прочностных свойств по удержанию соединяемых проводов, часть длины токопроводящих спиралей (прядей) может быть проклеена с абразивом. Для обеспечения плотного постоянного электрического контакта и предупреждения проскальзывания соединяемых проводов в зажиме поверх тококопроводящего повива навивается протектор-фиксатор. Спирали протектора-фиксатора изготавливаются из стальной высокопрочной проволоки. Протектор-фиксатор может состоять, как из отдельных спиралей, так и из спиралей, проклеенных в пряди. Таким образом, приведенная выше конструкция соединительного зажима имеет, по крайней мере, один повив токопроводящих спиралей (прядей), один соединитель, и повив спиралей (прядей) протектора-фиксатора. Для придания конструкции дополнительных прочностных свойств часть длины токопроводящих спиралей (прядей) проклеивается с абразивом.
В описанных аналогах присутствуют спиральные элементы достаточно большой длины, что необходимо для обеспечения требуемой прочности, однако это приводит к большой материалоемкости, при этом перепад в изгибной жесткости от середины соединения к периферии снижает ресурсную стойкость провода.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является уменьшение материалоемкости зажима и снижение массы зажима при сохранении надежности при эксплуатации.
Решение указанной проблемы основано на использовании спиральных элементов со ступенчатой геометрией. Это позволяет уменьшить массу зажима, сделать конструкцию более технологичной, что существенно как при серийном изготовлении, так и при эксплуатации, а также сделать более плавным переход в изменении изгибной жесткости от середины соединения к периферии.
Заявленное изобретение, как и наиболее близкий аналог, содержит соединитель для сердечников соединяемых проводов, образованный проклеенными прядями спиралей, по крайней мере, один комплект спиралей токопроводящего повива, навиваемых поверх соединителя, и комплект силовых спиралей протектора-фиксатора, навитых на токопроводящий повив.
Для решения указанной выше технической проблемы силовые спирали протектора-фиксатора за пределами токопроводящего повива навиты с переходом непосредственно на соединяемые провода, при этом участок силовых спиралей протектора-фиксатора, навитый поверх токопроводящего повива, и участки силовых спиралей протектора-фиксатора, навитые непосредственно на соединяемые провода, выполнены с разными диаметрами.
Кроме того, пряди спиралей соединителя могут быть проклеены с абразивом, причем как с внутренней стороны, так и по наружной поверхности прядей. Спирали токопроводящего повива, а также силовые спирали протектора-фиксатора могут быть собраны в пряди и проклеены с нанесением абразива или без нанесения абразива.
Технический результат, достигаемый при изготовлении и использовании заявленного изобретения, заключается в том, что при прочих равных условиях, значительно снижена масса зажима и улучшена технологичность конструкции. В понятие технологичности конструкции входит, в том числе, время на сборку всей конструкции, суммарная материалоемкость, время на ремонт в процессе эксплуатации и т.д. В заявленном изобретении 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 плавно уменьшается к периферии - к концам зажима, а чем меньше изгибная жесткость по концам изделия отличается от изгибной жесткости собственно провода, тем больше ресурс работы такой конструкции в процессе эксплуатации.
Силовые спирали (пряди) протектора-фиксатора по своей длине имеют переменный диаметр - ступенчатую конструкцию, которая характеризуется следующим образом: в части, контактирующей со спиралями (прядями) внешнего токопроводящего повива, диаметр силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора больше, так как рассчитан под внешний диаметр спиралей (прядей) токопроводящего повива, при этом за пределами спиралей токопроводящего повива внутренний диаметр силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора соответствует внешнему диаметру соединяемых проводов, и, что существенно, в месте перехода со спиралей токопроводящего повива на провода происходит изменение диаметра силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора, в результате в этом месте его форма представляет собой как бы ступеньку.
За счет предложенной конструкции силовые спирали (пряди) протектора-фиксатора плотно прижимают спирали (пряди) токопроводящего повива к соединяемым проводам и, за счет ступенчатого уменьшения диаметра силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора при переходе на соединяемые провода, надежно удерживают токопроводящий повив от перемещения относительно проводов, что позволяет уменьшить длину спиралей (прядей) токопроводящего повива, а также уменьшить длину силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора.
Технический результат, обусловленный заявленной конструкцией, заключается в экономии металла силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора и спиралей (прядей) токопроводящего повива за счет уменьшения их длины и массы при сохранении всех необходимых эксплуатационных свойств соединительного зажима, присущих аналогам, известным из уровня техники. Конструкция соединительного зажима обеспечивает более плавный переход изменения изгибной жесткости от середины к периферии, за счет перехода силовых спиралей (прядей) протектора-фиксатора с токопроводящего повива на соединяемые провода с соответствующим уменьшением их внутреннего диаметра навивки. Это позволяет увеличить ресурс работы заявленной конструкции зажима в процессе эксплуатации при воздействии ветровой нагрузки.
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 проводами и токопроводящим повивом и/или протектором-фиксатором. В результате обеспечивается надежность работы зажима при эксплуатации на воздушных линиях электропередачи и улучшается технологичность.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема соединительного зажима спирального типа.
На чертеже позициями обозначено:
1 и 2 - соединяемые провода одинакового диаметра;
3 - нижний токопроводящий повив спиралей;
4 - верхний токопроводящий повив спиралей;
5 - соединитель;
6 - протектор-фиксатор.
Изобретение представляет собой конструкцию соединительного зажима, в котором протектор-фиксатор выполнен из силовых спиральных элементов ступенчатого типа.
Соединительный зажим для проводов 1 и 2 одинакового диаметра состоит из соединителя 5, который монтируется на сердечниках соединяемых проводов 1 и 2. Соединитель 5 выполнен из прядей спиралей, изготовленных из стальной высокопрочной проволоки. Для повышения прочностных свойств зажима пряди соединителя 5 проклеены с абразивом, как по внутренней, так и по наружной поверхности.
В конструкцию зажима входит один верхний токопроводящий повив спиралей (прядей) 4 или два токопроводящих повива спиралей (прядей), монтируемых поверх соединителя 5, а именно, верхний 3 токопроводящий повив и нижний 4 токопроводящий повив. Спирали (пряди) токопроводящих повивов, верхнего 3 и нижнего 4, изготовлены из материалов с малым омическим сопротивлением.
В конструкцию соединительного зажима входит также протектор-фиксатор 6, выполненный в виде ступенчатой конструкции и состоящий из нескольких силовых спиралей (прядей). В средней своей части силовые спирали протектора-фиксатора 6 монтируются поверх спиралей токопроводящего повива 3. Протектор-фиксатор 6 выходит за пределы токопроводящего повива 3 и концевыми частями своих силовых спиралей (прядей) монтируется непосредственно на соединяемые провода 1 и 2, причем переход с токопроводящего повива 3 на провода 1 и 2 выполняется ступенчатым за счет разницы в диаметрах спиралей токопроводящего повива 3 и проводов 1 и 2. На концевых участках силовые спирали (пряди) протектора-фиксатора 6 проклеены с абразивом.
Протектор-фиксатор 6 создает необходимые силы прижатия спиралей токопроводящих повивов 3 и 4 к проводам 1 и 2 и к соединителю 5, при этом ступенчатый переход концевых частей силовых спиралей протектора-фиксатора 6 с токопроводящего повива 3 на провода придает требуемые прочностные свойства всей конструкции соединительного зажима.
Материалоемкость такой конструкции значительно меньше по сравнению с конструкциями, известными из уровня техники.
Монтаж соединительного зажима производится в следующей последовательности. Вначале расплетаются концы токопроводящих повивов соединяемых проводов 1 и 2, освобождая тем самым стальные сердечники проводов. На освобожденные сердечники проводов 1 и 2 последовательно навиваются пряди соединителя 5. Затем заплетают, расплетенные ранее проволоки нижнего повива соединяемых концов проводов 1 и 2. Излишек длины проволок нижнего повива отрезается по длине смонтированного соединителя 5. Таким же образом заплетаются и остальные токопроводящие повивы соединяемых проводов 1 и 2. Поверх соединителя 5 навиваются спирали (пряди) токопроводящего повива 4 соединительного зажима, затем поверх спиралей (прядей) токопроводящего повива 4 и поверх заплетенных повивов проводов 1 и 2, навиваются спирали (пряди) токопроводящего повива 3, на который затем монтируются силовые спирали (пряди) протектора-фиксатора 6, при этом по концам силовые спирали (пряди) протектора-фиксатора 6 выходят за пределы токопроводящего повива 3 и со ступенчатым переходом монтируются непосредственно на соединяемые провода 1 и 2.