RU95173U1

RU95173U1 - INSULATING CROSS

Info

Publication number: RU95173U1
Application number: RU2010108154/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Викторович Воронов; Александр Валерьевич Колычев; Захар Константинович Кондрашов
Original assignee: Открытое акционерное общество "ПОЗИТРОН"
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-06-10

Abstract

1. Изолирующая траверса, содержащая опорный и подвесной изоляторы, одни концы которых шарнирно закреплены на опоре на расстоянии друг от друга, а вторые концы соединены между собой и с фазным проводом линии электропередачи, отличающаяся тем, что оба изолятора закреплены на опоре под острым углом, образуя с участком опоры остроугольный треугольник. ! 2. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что концы изоляторов соединены между собой посредством линейного соединителя. ! 3. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что концы изоляторов соединены между собой посредством тарельчатого изолятора. ! 4. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве подвесного изолятора использован ограничитель перенапряжений линейного типа ОПН-П-ПИ. ! 5. Траверса по п.1, отличающаяся тем, что шарнирные узлы закреплены на опоре с помощью переходной плиты. 1. An insulating traverse containing a support and suspension insulators, one ends of which are pivotally mounted on the support at a distance from each other, and the second ends are connected to each other and to the phase wire of the power line, characterized in that both insulators are mounted on the support at an acute angle, forming an acute-angled triangle with the support section. ! 2. Traverse according to claim 1, characterized in that the ends of the insulators are interconnected by means of a linear connector. ! 3. Traverse according to claim 1, characterized in that the ends of the insulators are interconnected by means of a plate insulator. ! 4. Traverse according to claim 1, characterized in that a linear type surge suppressor OPN-P-PI is used as a suspension insulator. ! 5. The traverse according to claim 1, characterized in that the hinge assemblies are fixed to the support using the adapter plate.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтным линиям электропередачи, и может быть использована в конструкции изолирующих траверс, предназначенных для подвески фазных проводов линий к опорам.The utility model relates to electrical engineering, namely to high-voltage power lines, and can be used in the construction of insulating traverses designed to suspend the phase conductors of the lines to the supports.

Известны конструкции изолирующих траверс с использованием серийно выпускаемых изоляторов, как фарфоровых, так и полимерных. См., например, «Энергетическое строительство за рубежом» 1978, №5, Стр.37-46.Known designs of insulating traverses using commercially available insulators, both porcelain and polymer. See, for example, “Energy Construction Abroad,” 1978, No. 5, pp. 37-46.

Также известны конструкции изолирующих траверс, состоящих из трех стержневых изоляторов, закрепленных в виде трех лучей через металлические оконцеватели к вершине стойки опоры. На свободных концах изоляторов закрепляются токоведущие фазные провода высоковольтной линии электропередачи. (Патент РФ 2159969, кл Н01В 17/02 опубл. 27.11.2000 г.). Принципиальным недостатком указанных конструкций является превышение допустимых нагрузок на использованные в них изоляционные элементы. Примененные в них опорно-стержневые изоляторы имеют существенные ограничения по допустимым усилиям на изгиб, направленным перпендикулярно относительно оси изолятора. В вышеописанных конструкциях нагрузка от силы тяжести проводов действует в перпендикулярном направлении относительно оси изолятора, что ограничивает использование опорно-стержневых изоляторов в качестве изоляционных конструкций по механическим характеристикам.Also known are the designs of insulating traverses, consisting of three rod insulators, fixed in the form of three beams through metal ends to the top of the support strut. At the free ends of the insulators, current-carrying phase wires of a high-voltage power line are fixed. (RF patent 2159969, class Н01В 17/02 publ. 11/27/2000). The principal drawback of these structures is the excess of permissible loads on the insulation elements used in them. The support and rod insulators used in them have significant limitations on the allowable bending forces directed perpendicular to the axis of the insulator. In the above constructions, the load from the gravity of the wires acts in the perpendicular direction relative to the axis of the insulator, which limits the use of supporting-rod insulators as insulating structures according to mechanical characteristics.

Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция изолирующей траверсы для подвески проводов на опоре линии электропередачи, выполненная из комбинации подвесного (линейного) и опорного стержневых изоляторов. (Патент RU на ПМ №52250 от 2006.г.). В данной конструкции изоляторы закреплены на опоре на расстоянии друг от друга, в точке крепления провода объединены в общем узле крепления, образуя тем самым прямоугольный треугольник, одной стороной которого служит участок опоры, расположенный между точками крепления опорного и подвесного изоляторов, а две другие стороны - опорный и подвесной изоляторы. При этом подвесной изолятор располагается горизонтально, а опорный - вниз от соединительного узла до опоры под острым углом. Узлы крепления изоляторов к опоре выполнены шарнирными и позволяют траверсе повернуться на угол до 90° вокруг оси, параллельной оси опоры. Изоляторы крепятся к опоре с помощью металлического хомута. В качестве подвесного (линейного) изолятора используется полимерный стержневой изолятор, а в качестве опорного - полимерный опорно-стержневой изолятор.Closest to the proposed solution is the design of an insulating crosshead for hanging wires on a power line support, made of a combination of suspended (linear) and support rod insulators. (RU patent on ПМ №52250 dated 2006.). In this design, the insulators are mounted on a support at a distance from each other, at the point of attachment of the wire are combined in a common attachment point, thereby forming a rectangular triangle, one side of which is the portion of the support located between the attachment points of the support and suspension insulators, and the other two sides are reference and suspension insulators. In this case, the suspension insulator is located horizontally, and the support is downward from the connecting node to the support at an acute angle. The attachment points of the insulators to the support are hinged and allow the traverse to rotate up to 90 ° around an axis parallel to the axis of the support. The insulators are attached to the support with a metal clamp. A polymeric rod insulator is used as a suspended (linear) insulator, and a polymeric rod and core insulator is used as a reference.

Указанная конструкция траверсы также обладает рядом недостатков. Шарнирное крепление изоляторов к опоре и горизонтальное расположение подвесного изолятора приводит к тому, что сила тяжести провода, а также гололедно-ветровые нагрузки, действуют на подвесной изолятор на растяжение, а по отношению к опорному изолятору на сжатие. Разложение действия силы тяжести Fт на составляющие в этом случае показано на фиг.1. Сила на растяжение F_Раст подвесного изолятора 1 и сила сжатия F_Сж опорного изолятора 2 при горизонтальном расположении подвесного изолятора определяются по следующим формулам:The specified design of the traverse also has several disadvantages. The hinged fastening of the insulators to the support and the horizontal location of the suspension insulator leads to the fact that the gravity of the wire, as well as ice and wind loads, act on the suspension insulator in tension, and in relation to the reference insulator in compression. The decomposition of the action of gravity Ft into components in this case is shown in figure 1. The tensile force F _{Rast of the} suspension insulator 1 and the compression force F _{Cg of the} support insulator 2 with the horizontal location of the suspension insulator are determined by the following formulas:

Из формул (1.1) видно, что при горизонтальном расположении линейного подвесного изолятора при любом угле Б, большем 0 градусов, сила на сжатие для опорного изолятора превышает нагрузку от тяжести проводов. При углах Б, меньших 45°, сила на растяжение меньше силы тяжести провода, а при углах больше 45° градусов, сила на растяжение для линейного подвесного изолятора превышает нагрузку от тяжести проводов. При угле 45° нагрузка на сжатие опорного изолятора будет больше нагрузки от тяжести провода на 41,4%. При этом на участке опоры между точками крепления изоляторов возникает крутящий момент, воздействующий на тело опоры, превышающий силу от тяжести проводов. Подобные эксплуатационные условия снижают надежность конструкции и могут привести к повреждению изоляторов и обрыву провода.From formulas (1.1) it can be seen that with a horizontal arrangement of a linear suspension insulator at any angle B greater than 0 degrees, the compressive force for the reference insulator exceeds the load from the weight of the wires. At angles B less than 45 °, the tensile force is less than the gravity of the wire, and at angles greater than 45 ° degrees, the tensile force for the linear suspension insulator exceeds the load from the gravity of the wires. At an angle of 45 °, the compression load of the support insulator will be 41.4% more than the load from the weight of the wire. At the same time, a torque occurs on the support section between the attachment points of the insulators, affecting the support body, exceeding the force from the gravity of the wires. Such operating conditions reduce the reliability of the design and can lead to damage to the insulators and wire breakage.

Полимерные изоляторы, опорные и подвесные, изготавливаются на основе стеклопластиковых стержней, которые несут механическую нагрузку в изоляционных конструкциях. Согласно ГОСТ 27380-87 «Стеклопластики профильные электроизоляционные», предел прочности на растяжение составляет не менее 900 МПа, а предел прочности на сжатие не менее 260 МПа. Это показывает, что полимерные изоляторы на основе стеклопластиковых стержней наиболее эффективно работают на растяжение. Таким образом, при использовании такой изоляционной траверсы необходимо учитывать расстояние до точки крепления опорного изолятора и учитывать превышение нагрузки на сжатие, что ограничивает ее использование для крепления проводов с различной массой и при различных гололедно-ветровых нагрузках.Polymeric insulators, supporting and suspended, are made on the basis of fiberglass rods, which carry a mechanical load in insulating structures. According to GOST 27380-87 "Fiberglass profile electrical insulating", the tensile strength is at least 900 MPa, and the compressive strength is at least 260 MPa. This shows that polymer insulators based on fiberglass rods work most effectively in tension. Thus, when using such an insulating crosshead, it is necessary to take into account the distance to the attachment point of the support insulator and take into account the excess compression load, which limits its use for fastening wires with different weights and for various icy-wind loads.

Предлагаемое решение конструкции изоляционной траверсы повышает надежность изолирующей траверсы с полимерными изоляторами.The proposed solution to the design of the insulating beam increases the reliability of the insulating beam with polymer insulators.

Поставленная задача решена следующим образом. В изолирующей траверсе, содержащей опорный и подвесной изоляторы, одни концы которых шарнирно закреплены на опоре на расстоянии друг от друга, а вторые концы соединены между собой и с проводом, оба изолятора закреплены на опоре под острым углом, образуя с участком опоры остроугольный треугольник.The problem is solved as follows. In an insulating traverse containing support and suspension insulators, one end of which is pivotally mounted on a support at a distance from each other, and the second ends are connected to each other and to a wire, both insulators are fixed to the support at an acute angle, forming an acute-angled triangle with the support section.

Концы изоляторов могут быть соединены между собой посредством линейного соединителя или тарельчатого изолятора.The ends of the insulators can be interconnected by means of a linear connector or a plate insulator.

В качестве подвесного изолятора может быть использован ограничитель перенапряжений линейного типа ОПН-П-ПИ.As a suspension insulator, a surge suppressor of the linear type OPN-P-PI can be used.

Шарнирные узлы могут быть закреплены на опоре с помощью переходной плиты.The hinge assemblies can be secured to the support using an adapter plate.

В предлагаемой конструкции сила на растяжение подвесного изолятора будет больше силы тяжести проводов, а сила сжатия для опорного изолятора будет меньше силы тяжести провода, что приводит к повышению надежности работы изоляторов.In the proposed design, the tensile force of the suspension insulator will be greater than the gravity of the wires, and the compression force for the reference insulator will be less than the gravity of the wire, which leads to an increase in the reliability of the insulators.

Предлагаемая изолирующая траверса показана на фиг.2.The proposed insulating traverse is shown in figure 2.

Изолирующая траверса состоит из подвесного изолятора 1, опорного изолятора 2, узла их соединения 3, предусматривающего возможность закрепления в нем провода, и узлов 4 и 5 крепления каждого из изоляторов к опоре 6. При этом подвесной изолятор 1 крепится к опоре под острым углом выше точки соединения изоляторов 3, а опорный изолятор крепится к опоре ниже от соединительного узла 3 под острым углом.The insulating crosshead consists of a suspension insulator 1, a supporting insulator 2, a node for their connection 3, which provides for the possibility of fixing a wire in it, and nodes 4 and 5 for attaching each of the insulators to the support 6. In this case, the suspension insulator 1 is attached to the support at an acute angle above the point connection of insulators 3, and the supporting insulator is attached to the support below the connecting node 3 at an acute angle.

В качестве линейного изолятора 1 применяется линейный полимерный изолятор стержневого типа, а в качестве опорного изолятора 2 - опорный стержневой полимерный изолятор. К узлу 3 соединения изоляторов с помощью стандартных линейных соединителей закрепляется подвешиваемый провод или промежуточный керамический тарельчатый изолятор, который может применяться для снижения электрической напряженности на оголовниках полимерных изоляторов.A rod-type linear polymer insulator is used as a linear insulator 1, and a rod-shaped polymer insulator as a reference insulator 2. A suspended wire or an intermediate ceramic plate insulator is fixed to the node 3 of the connection of insulators using standard linear connectors, which can be used to reduce electrical voltage on the head ends of polymer insulators.

Для снятия поперечных нагрузок на изоляторы, которые могут возникнуть при обрыве провода, узлы 4 и 5 крепления изоляторов к опоре 6 выполнены шарнирными. Это обеспечит поворот всей подвески вокруг вертикальной оси (параллельной оси опоры), вплоть до угла, близкого к 90°. При этом, в случае возникновения продольной силы растяжения, изолирующая траверса, по существу, переходит из режима поддерживающей подвески в режим подвески анкерной, и тем самым не дает проводу упасть на землю на всем участке до следующей анкерной опоры.To remove the transverse loads on the insulators that may occur when the wire is broken, the nodes 4 and 5 of the fastening of the insulators to the support 6 are made hinged. This will ensure that the entire suspension rotates around a vertical axis (parallel to the axis of the support), up to an angle close to 90 °. In this case, in the event of a longitudinal tensile force, the insulating crosshead essentially passes from the support suspension mode to the anchor suspension mode, and thereby prevents the wire from falling to the ground throughout the section to the next anchor support.

Шарнирные узлы 4 и 5 закрепляются на опоре 6 с помощью переходной плиты.The hinge nodes 4 and 5 are fixed to the support 6 using the adapter plate.

Разложение действия силы тяжести Fт на составляющие в этом случае показано на фиг.3. При этом сила на растяжение F_Раст подвесного изолятора 1 и сила сжатия F_Сж опорного изолятора 2 при произвольном угле расположения изоляторов определяются по следующим формулам:The decomposition of the action of gravity Ft into components in this case is shown in Fig.3. The force F a tensile _Rast suspension insulator 1 and the compression force F _Cx support insulator 2 at an arbitrary angle insulators location determined by the following formulas:

Из формул (2.1) и видно, что при расположении изоляторов под углом к опоре и при выполнении условия угол А=180°-2×Б сила растяжения для подвесного изолятора будет равна силе тяжести провода. Сила сжатия для опорного изолятора в этом случае при углах А, больше 60°, будет меньше силы тяжести проводов. Это позволяет повысить надежность работы траверсы. Кроме того, это позволит упростить выбор линейных подвесных изоляторов по критерию нормированной разрушающей силы на растяжение, а при выборе опорного изолятора - по критерию силы тяжести токоведущего провода.From the formulas (2.1) it can be seen that when the insulators are located at an angle to the support and when the condition is fulfilled, the angle A = 180 ° -2 × B, the tensile force for the suspension insulator will be equal to the gravity of the wire. The compression force for the supporting insulator in this case, at angles A greater than 60 °, will be less than the gravity of the wires. This improves the reliability of the traverse. In addition, this will simplify the choice of linear suspension insulators according to the criterion of normalized tensile tensile strength, and when choosing a reference insulator - according to the criterion of gravity of a current-carrying wire.

При увеличении угла крепления опорного изолятора 2 к опоре (горизонтальном или близком к горизонтальному положению, когда угол Б примерно равен 90°) силы на растяжение и сжатие равны:With an increase in the angle of attachment of the support insulator 2 to the support (horizontal or close to horizontal, when the angle B is approximately 90 °), the tensile and compression forces are equal to:

В этом случае сила на растяжение подвесного изолятора будет больше силы тяжести проводов, а сила сжатия для опорного изолятора при углах А, менее 45°, будет меньше силы тяжести провода, что приводит к более надежной работе подвесного изолятора, работающего на растяжение.In this case, the tensile force of the suspension insulator will be greater than the gravity of the wires, and the compression force for the supporting insulator at angles A, less than 45 °, will be less than the gravity of the wire, which leads to more reliable operation of the suspension insulator operating in tension.

В такой конструкции траверсы в качестве подвесного изолятора 1 может быть использован подвесной полимерный ограничитель перенапряжений линейного типа ОПН-П-ПИ. Использование в конструкции стеклопластиковых материалов аналогичных тем, которые используется в подвесных полимерных стержневых изоляторах, обеспечивает ОПН-П-ПИ высокую механическую прочность на растяжение. Наличие нелинейных варисторов внутри конструкции ОПН позволяет ограничивать воздействующие перенапряжения, что уменьшает изоляционные расстояния между проводом и опорой и позволяет уменьшить высоту опоры и линейные размеры изоляторов.In this design, the traverse as a suspension insulator 1 can be used suspended polymer surge suppressor linear type OPN-P-PI. The use in the construction of fiberglass materials similar to those used in suspended polymer rod insulators provides OPN-P-PI with high mechanical tensile strength. The presence of non-linear varistors inside the design of the arrester allows you to limit the effect of overvoltage, which reduces the insulation distance between the wire and the support and allows you to reduce the height of the support and the linear dimensions of the insulators.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на полезную модель:Sources of information taken into account when drawing up an application for a utility model:

1. Патент РФ 2159969, класс Н01В 17/02, опубл. 27.11.2000;1. RF patent 2159969, class НВВ 17/02, publ. 11/27/2000;

2. Журнал «Энергетическое строительство за рубежом» 1978 г., №5, стр.37-462. The journal "Energy construction abroad" 1978, No. 5, pp. 37-46

3. Патент RU 52250 U1 H01B 17/02, опубл. 10.03.2006 г.).3. Patent RU 52250 U1 H01B 17/02, publ. 03/10/2006).

Claims

1. An insulating traverse containing a support and suspension insulators, one ends of which are pivotally mounted on the support at a distance from each other, and the second ends are connected to each other and to the phase wire of the power line, characterized in that both insulators are mounted on the support at an acute angle, forming an acute-angled triangle with the support section.

2. Traverse according to claim 1, characterized in that the ends of the insulators are interconnected by means of a linear connector.

3. Traverse according to claim 1, characterized in that the ends of the insulators are interconnected by means of a plate insulator.

4. Traverse according to claim 1, characterized in that a linear type surge suppressor OPN-P-PI is used as a suspension insulator.

5. The traverse according to claim 1, characterized in that the hinge assemblies are fixed to the support using the adapter plate.