Грозозащитный трос для воздушных линий электроперадач

Авторы патента:

H01B5/08 - несколько проволок и т.п., скрученных в форме каната

Настоящее устройство относится к области электротехники. Грозозащитный трос предназначен для подвески на воздушных линиях электропередачи напряжением от 35 кВ и выше для защиты от ударов молнии.

Из предшествующего уровня техники известны спиральные канаты по ГОСТ 3063-80, отличающиеся тем, что имеют конструкцию 1×19(1+6+12), свиваемую за две технологические операции, без применения калибрующих устройств. Применение в качестве грозозащитных тросов канатов по ГОСТ 3063-80 основывалось на относительно низких растягивающих нагрузках при эксплуатации их на высоковольтных линиях и принципиальной способности стали проводить электрический ток при ударе молнии. Однако, во время удара молнии, кроме электрического воздействия, на металл оказывает действие и тепловое, которое приводит к ухудшению прочностных свойств стали в связи с перегревом. Следствием перегрева являются местные разрывы и оплавления проволок, которые в совокупности могут привести к обрыву грозотроса. Кроме того, в процессе эксплуатации на Грозозащитный трос воздействует ветровая нагрузка, которая вызывает вибрацию и пляску, что может способствовать возникновению усталостных изменений в структуре стали. Возникновение гололеда на тросах может значительно увеличить суммарную растягивающую нагрузку. Все эти факторы ставят под сомнение использование канатов по ГОСТ 3063-80 в качестве грозозащитных.

Задача, на решение которой направлено техническое решение заключается в изготовлении грозозащитного троса с увеличенной стойкостью к воздействиям удара молнии, тока короткого замыкания, эоловой вибрации и пляске.

Поставленная задача достигается путем изменения конструкции и технологии изготовления грозозащитного троса. Грозозащитный трос изготавливается из проволоки по ГОСТ 7372-79 с цинковым покрытием по группе «ОЖ» (ОЖ - цинковое покрытие для особо жестких условий эксплуатации). Грозозащитный трос изготавливается из пластически обжатых прядей, каждая из которых состоит из шести проволок повива 2 диаметром равным d₂ и одной центральной проволоки 1 диаметром равным d₁ (рис.1). Конструкция грозозащитного троса 3×7(1+6). Грозозащитный трос изготавливается на канатной машине за две технологические операции. Первая операция - изготовление пластически обжатых прядей конструкции 1+6. Пластическое обжатие прядей осуществляется путем протягивания готовой пряди через роликовую кассету, установленную в суппорт канатной машины.

Вторая операция - изготовление грозотроса конструкции 3×7(1+6). По сочетанию направлений свивки элементов - грозотрос изготавливается крестовой свивки.

Из предшествующего уровня техники известны спиральные канаты по ГОСТ 3063-80. Отличающиеся тем, что имеют конструкцию 1×19(1+6+12), свиваемую за две технологические операции, без применения калибрующих устройств. Применение в качестве грозозащитных тросов канатов по ГОСТ 3063-80 основывалось на относительно низких растягивающих нагрузках при эксплуатации их на высоковольтных линиях и принципиальной способности стали проводить электрический ток при ударе молнии. Однако, во время удара молнии, кроме электрического воздействия, на металл оказывает действие и тепловое, которое приводит к ухудшению прочностных свойств стали в связи с перегревом. Следствием перегрева являются местные разрывы и оплавления проволок, которые в совокупности могут привести к обрыву грозотроса. Кроме того, в процессе эксплуатации на Грозозащитный трос воздействует ветровая нагрузка, которая вызывает вибрацию и пляску, что может способствовать возникновению усталостных изменений в структуре стали. Возникновение гололеда на тросах может значительно увеличить суммарную растягивающую нагрузку. Все эти факторы ставят под сомнение использование канатов по ГОСТ 3063-80 в качестве грозозащитных.

Пример конкретного исполнения: Грозозащитный трос изготавливается трехпрядной конструкции. Изготовление прядей конструкции 1+6 производится из оцинкованной проволоки по ГОСТ 7372-79 с цинковым покрытием по группе «ОЖ». Диаметр центральной проволоки 2,35 мм, диаметр проволок повива 2,10 мм. Направление свивки левое. Пряди пластически обжаты. Изготовление прядей производится с использованием роликовой кассеты. Изготовление грозотроса производится с шагом 84,5 мм, правой свивки. Диаметр грозозащитного троса составляет 13,0 мм. Площадь поперечного сечения 75,4 мм².

Данная конструкция грозозащитного троса, позволяет получить более сбалансированный, некрутящийся канат, Благодаря трехпрядной конструкции поврежденные проволоки не расплетаются, т.к. зажаты прядями. Пластическое обжатие прядей позволяют использовать во внешнем повиве проволоку большего диаметра, что увеличивает стойкость к воздействию удара молнии и токов короткого замыкания. Кроме того увеличивается площадь поперечного сечения, суммарное разрывное усилие, разрывное усилие троса в целом и удельная прочность грозотроса (отношение разрывного усилие троса в целом к весу единицы длины).

Благодаря большему количеству составляющих проволок (по сравнению с ранее используемыми канатами по ГОСТ 3063) данный грозотрос более гибкий и обладает большей стойкостью к воздействию эоловой вибрации и пляске. Таким образом, предлагаемая конструкция грозозащитного троса позволяетувеличить стойкость к воздействиям удара молнии, тока короткого замыкания, эоловой вибрации и пляске.

Грозозащитный трос, состоящий из двадцати одной оцинкованной проволоки по группе «ОЖ» (цинковое покрытие для особо жестких условий эксплуатации), отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости к воздействию удара молнии, токам короткого замыкания, эоловой вибрации и пляске, конструкция выполнена по схеме, содержащей три пластически обжатые пряди, каждая из которых состоит из шести проволок повива диаметром, равным D₂ , свитых вокруг центральной проволоки, диаметром, равным D₁, причем направление свивки прядей и грозотроса произведено в противоположенном направлении, соотношения диаметров составляющих проволок: D₁/D₂=(1,0-1,3), кратность шага свивки пряди равна 7-12, кратность шага свивки грозотроса равна 5-9.

Высокопрочный металлический сердечник для неизолированных проводов и канатов, состоящий из оцинкованных проволок по группе ОЖ с временным сопротивлением разрыву не менее 1960 Н/мм2, отличающийся тем, что на центральную проволоку выполняют один повив из семи проволок и пластической деформацией сердечника по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13,5%.