4.4. Разработка жестких зажимов для крепления проводов

с целью исключения разрегулировки их стрел провеса

Уменьшение под действием порывистых ветров несинхронности раскачиваний проводов может быть достигнуто путем исключения разрегулировки их стрел провеса (см. раздел 3.1). При отсутствии разрегулировки ( ) согласно уравнению (3.5) , т.е. провода раскачиваются синхронно без существенного изменения расстояний между ними.

Исключить возникающую на практике разрегулировку стрел провеса проводов ВЛ 6–10 кВ, работающих в тяжелых климатических условиях (выше III района по ветру, IV и особом районе по гололеду, районах с интенсивной пляской) возможно путем повышения прочности крепления провода к штыревому изолятору, исключающего его перемещения относительно узла крепления при односторонних усилиях, возникающих в условиях эксплуатации. Поэтому нами были разработаны конструкции жестких зажимов для надежного крепления проводов на ВЛ со штыревыми изоляторами (авторские свидетельства №№ 1007135, 1169028, 1171858) [148, 149, 150].

Наибольший практический интерес представляет зажим по авторскому свидетельству №1007135, отличающийся удобством монтажа, высокой производительностью труда при закреплении провода на опоре и его универсальностью, т. е. возможностью использования зажима для разных марок проводов и типов штыревых изоляторов, применяемых на ВЛ 6–10 кВ.

Предлагаемый зажим содержит (рис. 4.9) хомут с кулачками, выполненный в виде двух половин 1 и 2, а также захват 3 провода 4. Половины хомута 1 и 2 соединены шарнирно при помощи оси 5 и расположены на шейке изолятора 6. Ось 5 жестко соединена с тягой 7, перпендикулярной к ней, а тяга 7 снабжена винтовой резьбой с гайкой 8 на конце. Захват 3 выполнен из двух элементов в виде симметричного продольного разъема, закрепленного на тяге 7 гайкой 8, и снабжен хвостовиком 9. Половины хомута 1 и 2 могут быть снабжены эластичной прокладкой 10.

Провод 4 устанавливают в захват 3 и предварительно разведенными половинами хомута 1 и 2 охватывают шейку штыревого изолятора 6. При затяжке гайки 8 по резьбе тяги 7 за счет упора стенок захвата 3 в кулачки половин хомута 1 и 2 они обжимают шейку изолятора 6 до надежного упора. При дальнейшей затяжке гайки 8 происходит зажим провода 4 в захвате 3, чем и обеспечивается его надежное крепление на шейке изолятора 6. Устройство удобно при монтаже, так как за счет одной операции выполняется крепление провода 4 в зажиме 3 и самого зажима на шейке штыревого изолятора 6.

Рис. 4.9. Зажим для крепления провода на штыревом изоляторе

Один из вариантов конструктивного исполнения зажима для опытно-промышленного внедрения представлен на рис. 4.10.

Рис. 4.10. Опытно-промышленный образец зажима

для крепления провода на штыревом изоляторе

С целью определения циклической прочности были выполнены динамические испытания предлагаемого зажима в лабораторных условиях на специально разработанном стенде, позволяющем имитировать низкочастотные колебания в вертикальной плоскости типа «пляски». Размеры стенда и образцов провода, закрепленного на изоляторе испытуемым зажимом, выбраны по принципу геометрического подобия для пролета ВЛ 6–10 кВ длиной 50 м и стрелой провеса провода 0,65… 0,70 м при следующих параметрах пляски: амплитуда – 0,2 м, частота – 2 Гц.

Испытательный стенд (рис. 4.11) представляет жесткую сварную раму 1 размерами 2200×440×500 мм, установленную на амортизаторах 2. На раме 1 жестко закреплен электродвигатель 3, на валу которого установлена ведущая звездочка 4, связанная цепной передачей 5 с ведомой звездочкой 6. Ведомая звездочка 6 закреплена на валу 7 с кулачками, расположенными по отношению друг к другу под углом 90º. Вал 7 закреплен в подшипниках скольжения 8, жестко установленных на раме 1. В кулачки 7 упираются толкатели 9, на которых установлены шкивы 10, имитирующие штыревые изоляторы. На шкивах 10 при помощи испытуемых креплений провода к штыревому изолятору устанавливается отрезок провода 11, который при помощи плашечных зажимов 12 и упругих элементов (цилиндрических пружин) 13 крепится к устройству натяжения 14 провода 11. Для смазки толкателей 9 масло подводится через специальные устройства 15 и собирается в ванне 16. Управление работой стенда осуществляется с пульта 17.

Принцип работы испытательного стенда показан на рис. 4.12 и заключается в том, что вращение вала с кулачками 7 вызывает возвратно-поступатель-ные движения толкателей 9, которые имитируют низкочастотные колебания провода в реальных условиях при воздействии гололедно-ветровых нагрузок. В качестве вала с кулачками 7 был использован распределительный вал двигателя автомобиля «Москвич-412». Использование четырех толкателей на распредвалу позволяет одновременно проводить сравнительные испытания четырех различных конструкций крепления провода к штыревому изолятору.

Общий вид разработанного стенда представлен на рис. 4.13.

Для сравнительной оценки работоспособности предлагаемого зажима одновременно с ним на испытательном стенде были выполнены испытания проволочной вязки (рис. 4.1), антивибрационного зажима ЗАК-10-1 (рис. 4.5) и рессорного крепления, применяемого в Башкирской энергосистеме [102]. Рессора (рис. 4.14) выполняется из стальной оцинкованной проволоки диаметром 4…5 мм, длиной 300 мм и крепится к проводу вязальной проволокой. На провод в месте контакта с изолятором для предотвращения его перетирания накладывается бандаж из вязальной проволоки.

Испытания креплений провода на штыревом изоляторе проводились в течение 1000 часов. После испытаний выполнялся демонтаж креплений, осмотр состояния их элементов и поверхности провода в зоне его крепления с проведением необходимых измерений:

1. Проволочная вязка. Визуальный осмотр показал наличие ослабления проволочной вязки из-за образования зазора между проводом и шейкой изолятора, который составлял 3…4 мм. В зоне контакта с шейкой изолятора был обнаружен износ трех проволок повива провода: одной (непосредственно в месте контакта) на 30% диаметра проволоки на длине 7 мм, второй – на 25% диаметра на длине 7 мм, третьей – на 20% диаметра на длине 15 мм. Осмотр вязальной проволоки показал наличие на ней вмятин (на глубину 1/4 диаметра) в местах контакта с проволоками повива провода. Практически по всей длине охвата шейки изолятора наблюдался износ вязальной проволоки, достигавший 15% ее диаметра. Очевидно, что дальнейшие испытания при наличии уже образовавшегося зазора приведут к интенсивному износу самого провода и вязальной проволоки.

Рис. 4.11. Стенд для испытания различных креплений провода к штыревому изолятору в режиме

низкочастотных колебаний типа «пляски»

Рис. 4.12. Кинематическая схема испытательного стенда

Рис. 4.13. Общий вид стенда для испытания различных креплений

провода к штыревому изолятору в режиме низкочастотных колебаний

типа «пляски»

Рис. 4.14. Рессорное крепление провода к штыревому изолятору

2. Антивибрационный зажим ЗАК-10-1. Визуальный осмотр показал наличие износа трех проволок повива провода в зоне его контакта с шейкой изолятора: двух – на 35% диаметра проволоки на длине 12…14 мм, а одной – на 25% диаметра на длине 8 мм. Наблюдался износ двух проволок повива провода на 20…25% их диаметра в местах контакта с захватами зажима ЗАК-10-1 (по всей длине), а также износ внутренней поверхности самих захватов.

3. Рессорное крепление. Визуальный осмотр показал наличие износа трех витков подмотки провода в месте контакта с шейкой изолятора, составляющего 15…20% диаметра проволоки. Износ имел место в зоне 1/3 каждого витка по его длине. Обнаружена также на выходе рессоры из бандажа деформация отдельных проволок провода в виде раковины, полученной в результате вдавливания в провод концов рессоры. Глубина раковины составляла 25% диаметра проволоки провода, а длина – 5 мм на одном конце рессоры и 10 мм на другом.

4. Зажим по авторскому свидетельству № 1007135. Визуальный осмотр показал отсутствие износа провода по длине зажима и на его концах. При имитации обрыва провода (при тяжении 1372 Н) была зафиксирована его протяжка в зажиме на 10…12 мм.

Были также проведены в течение пяти лет полевые испытания опытно-промышленных образцов предлагаемого зажима, установленных на четырех опорах ВЛ 10 кВ комплекса экспериментальных линий, при этом максимальная скорость ветра достигала 22 м/с, нагрузка от гололедно-изморозевых отложений на проводах – 11,8…12,7 Н/м. За указанный период в опытных пролетах разрегулировка стрел провеса фазных проводов не возникала, повреждений элементов зажима и провода не обнаружено.

Таким образом, лабораторные и полевые испытания показали отсутствие повреждений элементов зажима и провода в местах его крепления на штыревом изоляторе.

Зажим для крепления провода к штыревому изолятору внедрен в Белебеевских электрических сетях Башкирской энергосистемы и на Докучаевском флюсо-доломитовом заводе (Донецкая область).