Опора линии электропередачи

 

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению линий электропередач и связи. Техническим результатом является снижение массы и повышение технологичности. Опора линии электропередач включает в себя траверсу и мачту, образованные сетчатой обечайкой из композиционного материала, полученной путем намотки волокнистого наполнителя на оправку и скрепления его связующим. Мачта может быть выполнена из отдельных секций, каждая из которых образована связанными витками ленты с сетчатым каркасом и фланцами для соединения с фланцами смежной секции. Для соединения траверсы с мачтой между секциями устанавливается переходник с подшипниковыми узлами, каждый из которых включает в себя закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью, в которой установлено с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты из композиционного материала, которой образована сетчатая оболочка траверсы. При выполнении балок траверсы в виде сетчатой оболочки возможны различные варианты соединения балок для получения пространственных конструкций повышенной жесткости. 4 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению линий электропередач и связи.

Известна опора, образованная пластиковым корпусом, армированная вертикальными и охватывающими их спиральными элементами, выполненными в виде жгутов из "пластмассы", армированной стекловолокном (см. патент СССР N 784804, Мкл. E 04 H 12/00, публ. 1980 г.).

Недостатком известной опоры является большая материалоемкость и пониженная прочность при работе на изгиб.

Наиболее близкой к заявленной является опора линий электропередач, содержащая мачту, образованную расположенными вдоль образующих тела вращения наклонными скрещивающимися прямолинейными стойками, и траверсу для монтажа проводов (см. авторское свидетельство СССР N 969869, Мкл. E 04 H 12/00, 82).

Недостатком известной опоры является большая масса, так как стойки выполнены из железобетона, низкая технологичность изготовления и прочность. Кроме того, траверса выполнена заодно целое со стойками, поэтому ее элементы работают на изгиб, что приводит к необходимости увеличивать массу для обеспечения требуемой жесткости.

Целью изобретения является снижение массы и повышение технологичности.

Сущность изобретения заключается в том, что в опоре линии электропередач, содержащей мачту, образованную расположенными по замкнутой поверхности скрещивающимися элементами, и связанную с ней соединительным узлом траверсу для установки проводов, согласно изобретению, скрещивающиеся элементы образованы лентой из композиционного материала, включающей в себя волокнистый наполнитель и связующий компонент, причем в местах скрещивания лента соединена связующим компонентом.

Изобретение отличается также тем, что мачта образована по высоте соединенными между собой, секциями, каждая из которых включает в себя каркас и два фланца с пазами на наружной поверхности, в которых расположены петли указанной ленты, соединяющие указанные скрещивающиеся элементы.

Изобретение отличается также тем, что соединительный узел образован соединенным с фланцами переходником, с по меньшей мере двумя шарнирными узлами, каждый из которых включает в себя закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью, в которой установлено с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты из композиционного материала, которой образована траверса, выполненная в виде сетчатой оболочки.

Кроме того, траверса образована по меньшей мере двумя связанными с фланцами секции мачты балками в виде сетчатой оболочки, свободными концами связанными с дополнительными балками для образования многогранника.

Траверса в соответствии с изобретением может быть образована соединенными одними концами с фланцами одной из секций мачты балками, другие концы которых попарно связаны между собой и с кольцом жесткости, при этом кольцо жесткости может быть соединено растяжками с грунтом.

Изобретение проиллюстрировано на чертежах, где: на фиг. 1 изображена опора линии электропередач (ЛЭП) на оттяжках; на фиг. 2 - изображена опора ЛЭП на подножниках; на фиг. 3 - опора ЛЭП с увеличенным диаметром нижней секции; на фиг. 4 - фрагмент секции опоры в виде сетчатой оболочки с вертикальными и кольцевыми скрещивающимися элементами; на фиг. 5 - то же, с сетчатой оболочкой с наклонными и кольцевыми скрещивающимися элементами; на фиг. 6 - то же, с сетчатой оболочкой с наклонными скрещивающимися элементами; на фиг. 7 - место I на фиг. 1; на фиг. 8 - место II на фиг. 2; на фиг. 9 - место III на фиг. 3;
на фиг. 10 - изображено место соединения секций опоры посредством переходного кольца;
на фиг. 11 - то же, с несколькими переходными кольцами;
на фиг. 12 - место соединения двух фланцев секции посредством переходного фланца;
на фиг. 13 - место соединения секций опоры посредством конического переходного фланца;
на фиг. 14 - вариант соединения фланцев секций штифто-шпилечным соединением;
на фиг. 15 - то же, болтовым соединением;
на фиг. 16 - соединения секций посредством хомута;
на фиг. 17 - соединение секций посредством дополнительных фланцев;
на фиг. 18 - соединение секций посредством внутренней втулки;
на фиг. 19 - крепление траверсы к опоре при помощи двух хомутов;
на фиг. 20 - крепление траверсы к внутренней перемычке опоры;
на фиг. 21 - крепление траверсы к наружной части опоры при помощи двух накладок;
на фиг. 22 - крепление траверсы при помощи клея;
на фиг. 23 - крепление траверсы посредством переходника;
на фиг. 24 - сечение А-А на фиг. 23;
на фиг. 25 - опора ЛЭП с траверсой повышенной жесткости;
на фиг. 26 - опора ЛЭП с траверсой повышенной жесткости на оттяжках;
на фиг. 27 - соединение фланца с сетчатой оболочкой с вертикальными и кольцевыми скрещивающимися элементами;
на фиг. 28 - то же с наклонными элементами.

Опора ЛЭП содержит мачту 1 и траверсу 2, связанные между собой соединительным узлом 3. Мачта 1 опоры и траверса 2 могут быть выполнены из намотанного композиционного материала, который обеспечивает высокую удельную прочность (в 2-5 раз выше, чем у металлов), высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах и условиях всеклиматики, высокую технологичность конструкции, умеренную стоимость при серийном производстве, теоретически неограниченную сырьевую базу (применительно к стеклонаполнителям).

Первый фактор обусловлен спецификой структурной организации такого материала, при которой основную нагрузку воспринимает высокопрочный волокнистый наполнитель (например, в виде нитей, жгутов, ровницы), ориентированный в объеме по направлению действия максимальных напряжений. Оптимально выбирая направления укладки наполнителя, можно в широком диапазоне управлять прочностными и жесткостными параметрами создаваемой конструкции и, следовательно, ее массой и материалоемкостью.

Высокая коррозионная стойкость конструкции связана с невосприимчивостью компонентов материала к воздействию агрессивной среды.

Изготовление конструкции в большинстве случаев происходит за одну технологическую операцию.

На практике наибольшее применение получили три вида КМ: стеклопластики, органопластики и углепластики. Соответственно для этих материалов армирующими наполнителями являются стеклянные, полимерные и углеводные волокна, различающиеся по своим свойствам по уровню физико-механических, электрических, химических и других характеристик.

Полимерное связующее для этих волокон может быть одним и тем же или различаться некоторой модификацией с целью обеспечения высокой связи с волокном и увеличения термостойкости.

Намоточный стеклопластик может быть, например, на основе стеклоткани (ТСУ8-3-ВМ-78) и связующего ЭХД-У или на основе ровинга РВМН10-1260-80 и связующего ЭХД-МК.

Мачта и траверса выполняются в виде оболочки вращения методом намотки или укладки в пазы вращающейся оправки предварительно пропитанного или пропитываемого в процессе намотки наполнителя. В качестве связующего используют различные синтетические смолы, которые при последующей термической обработке становятся жесткой матрицей для наполнителя. Наполнителем и связующим образована многослойная лента, из которой выполнена сетчатая оболочка со скрещивающимися элементами 4. Могут быть получены различные варианты сетчатых оболочек: с расположением скрещивающихся элементов вертикально, по дуге окружности и наклонно (фиг. 4-6), причем в месте скрещивания соединение осуществляется за счет наполнителя.

Каждая из перечисленных структур или схем обладает определенными эксплуатационными, экономическими, прочностными и жесткостными характеристиками. Например, оболочка, выполненная по схеме фиг. 4 обладает высокой жесткостью на изгиб, но имеет меньшую крутильную жесткость, по схеме фиг. 6 хорошее сопротивление кручению, но имеет меньшую изгибную жесткость, по схеме фиг. 5 обладает высокой и крутильной и изгибной четкостью.

Мачта может быть выполнена по высоте из отдельных секций, каждая из которых включает в себя сетчатый каркас 5 из композиционного материала и два фланца 6 для соединения с фланцем другой секции.

Фланцы выполнены с пазами на наружной поверхности, в которых расположены витки ленты для закрепления фланца к каркасу. В зависимости от структуры намотки пазы выполняются наклонными или прямыми, а витки ленты охватывают выступы между пазами, причем каждым витком охвачен соответствующий выступ. Фланцы секций могут соединяться посредством переходного кольца 7 болтовым соединением, шпилечным соединением 9 или болтовым соединением через переходный фланец 10, а также штифто-шпилечным соединением через конический переходный фланец 11.

Секции одного диаметра могут стыковаться посредством болтового 8 или штифто-шлилечного соединения 9, а также хомутами 12, дополнительными фланцами 13 или внутренней втулкой 14.

Применение в конструкциях опор полимерных композиционных материалов практически не сказывается на особенностях крепления опоры: могут быть использованы углубления в пробуренную скважину с последующей засыпкой, в этом случае предполагается использовать сплошную обечайку 15 с целью исключения смятия грунта или крепление секций опор через анкерные болты 16 и фланцевое соединение с железобетонными подушками 17.

Большую сложность представляет собой задача крепления траверс. Возможно крепление траверсы к мачте, как это представлено на фиг. 19-21. Например, в местах соединения с мачтой участки траверсы выполнены сплошными с кольцевой канавкой, в которой расположены хомуты (фиг. 19), причем этот участок может быть расположен в середине траверсы для соединения с внутренней перемычкой опоры (фиг. 20). Сплошные участки могут быть соединены с мачтой с помощью накладок или на клею (фиг. 21, 22).

Наиболее предпочтительным является вариант крепления траверс с двумя сферическими опорами, который исключает изгибающие нагрузки на траверсу, создавая только растягивающие и сжимающие нагрузки. В соответствии с этим вариантом фланцы 6 секций мачты соединяются с переходником, в корпусе 18 которого закреплены обечайки 19 с внутренней сферической поверхностью, в каждой из которых установлено с возможностью поворота кольцо 20 с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты траверсы, что обеспечивает жесткое соединение кольца 20 с траверсой, между обечайками 19 может быть расположена распорная втулка 21.

Для повышения жесткости траверсы она может быть выполнена из связанных с балкой 22 траверсы дополнительных балок 23, которые связаны одними концами между собой, например, посредством стыковочного узла 24, и с фланцами секций мачты, образуя многогранники различной формы.

Траверса может быть выполнена в виде балок 24, соединенных попарно с фланцами секции, между собой и с кольцом 25, которое может быть связано растяжками с грунтом.

Формула изобретения

1. Опора линии электропередачи, включающая мачту, образованную расположенными по замкнутой поверхности скрещивающимися элементами, и соединенную с ней соединительным узлом траверсу для закрепления проводов, отличающаяся тем, что скрещивающиеся элементы выполнены в виде ленты из композиционного материала с волокнистым наполнителем, причем в местах скрещивания ленты соединены связующими компонентами.

2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что мачта по высоте образована соединенными между собой секциями, каждая из которых имеет два фланца с пазами на наружной поверхности для размещения петель лент, соединяющих скрещивающиеся элементы.

3. Опора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что траверса выполнена в виде сетчатой оболочки из лент из композиционного материала, а узел соединения мачты и траверсы - в виде связанного с фланцами переходника по крайней мере с двумя шарнирными узлами, каждый из которых имеет закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью и установленное внутри обечайки с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на котором образованы пазы для укладки лент из композиционного материала.

4. Опора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что траверса образована из соединенных с фланцем секций мачты по крайней мере двух балок в виде сетчатых оболочек, связанных свободными концами с дополнительными балками с образованием многогранника.

5. Опора по п.1, отличающаяся тем, что траверса образована из соединенной с каждым фланцем секции мачты пары балок, связанных свободными концами с дополнительной парой балок и с кольцом жесткости, соединенным с грунтом посредством растяжек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28