Воздушная линия электропередачи

(Л 1 аа Миа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Киевский технологический институт пищевой промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 681491, кл. Н 02 6 702, 1978,Авторское свидетельство СССРВ 670994, кл, Н 02 6 7/00, 1978.Авторское свидетельство СССРМ. 754541, кл, Н 02 Й 700, 1980,Изобретение относится к электроэнер-, гетике, а именно к конструкциям воздушных линий электропередачи, и может быть использовано при проектировании, сооружении и эксплуатации линий электропередачи всех классов напряжения.Известны воздушные ЛЭП, в которых с целью стабилизации тяжения вдоль прово. дов (стрелы провеса проводов) провода ЛЭП механически объединены с узлами направленной нагрузки, Имеются в виде грузовые компенсаторц, располагаемые на опорах воздушных ЛЭП 1). Значительным недостатком указанных решений является необходимость изменения конструкций опор, поскольку узел направленной нагрузки крепится к проводу через систему блоков,Известна воздушная ЛЭП, в которой узел направленной нагрузки расположен непосредственно на проводах ЛЭП в пролете, В рассматриваемом случае узел направленной нагрузки компенсирует вертикальную составляющую тяжения вдоль провода и изменение тяжения вдоль провода(стрелы провеса) в широком диапа 2(57) Сущность изобретения кпроводам воздушной линии" электропередачи прикрейлены узлы найравлаЕнйой нагрузки, выполненные ввиде гибких нитей йз материала с эффектом сверхупругости с температурой окончания обратного мартенситного превращейия не выше мини- . мальной температуры окружающей среды.3 ил. зоне температур становится" неэначи гельным 2)Во всех указанныхвариантах ЛЭП с грузовыми компенсаторами последние имеют значительный вес из-за необходимости стабилизации значительного тяжения вдоль провода. Очевидна громоздкость и материалоемкость подобных конструкций.Предельной простотой конструкции и малым весом характеризуется узел направленной нагрузки (термокомпенсатор), выполненный из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ) в виде гибких нитей, прикрепленных параллельно проводу в пролете 3).При повышении температуры окружающей среды термокомпенсатор сокращается, . "вспоминая" форму, и подтягивает провод. Однако достичь стабилизации тяжения вдоль провода здесь не удается, Это объясняется тем, что для реализации ЭПФ температуры начала и окончания срабатывания термокомпенсатора (температуры начала и окончания обратного мартенситного превращения) должны быть выше минимальной температуры окружающей среды. Разность между указанными температурами не пре1753534 5 10 20 25 30 35 45 50 вышает 10-20 и устройство таким образом может реагировать только на изменения температуры окружающей среды в указанном диапазоне,Целью изобретения является уменьшение материалоемкости линии путем стабилизации тяжения вдоль провода во всем диапазоне рабочих температур,Указанная цель достигается тем, что в конструкциях ЛЭП, содержащих опоры, провода и механически прикрепленные к проводам узлы направленной нагрузки, выполненные в виде гибких нитей, каждый узел направленной нагрузки выполнен из материала с эффектом сверхупругости, с температурой окончания обратного мартен- ситного превращения не выше минимальной температуры окружающей среды.В предлагаемой" конструкции воздушной ЛЭП вес узла неизменной по величине направленной нагрузки, выполненного из элемента с эффектом сверхупругости (ЭСУ), вместе с устройствами крепления к проводу не превышает нескольких килограмм, Отпадает необходимость в изоляции подобного устройства, так как по габаритам оно составляет 0,5-1 м в длину и крепится непосредственно на проводе ЛЭП. Поскольку жесткость материала с ЭСУ близка к нулевой, будет обеспечена стабилизация тяжения вдоль провода (стрелы провеса провода) во всем диапазоне изменения тока ЛЭП, температуры окружающей среды и др.На фиг.1 изображена содержащая узел неизменной по величине направленной нагрузки - материал с ЭСУ, общий вид; на фиг,2 - конструктивное выполнение узла направленной нагрузки - элемента с ЭСУ; на фиг,З - диаграмма деформации элемента с ЭСУ, построенная в осях напряжение о удлинение я. Конструктивно материал с ЭСУ 1 (фиг,2) прикреплен параллельно проводу 2 ЛЭПпри помощи узлов 3 крепления (фиг,2),Для уяснения работы подобной ЛЭПрассмотрим эффект сверхупругости. Рассмотрим диаграмму деформации элемента с ЭСУ (фиг.3), В начале деформации подобного элемента идет обычный участок ОА,соответствующий закону Гука. Затем диаграмма резко изгибается вправо, скорость роста напряжения о резко уменьшается. Когда накопилось общее"удлинение, соответствующее относительной деформации е = 10%, разгрузка материала идет не по 55 линии АС, параллельно гуковскому участку ОА, а по линии АА. Причем линия разгрузки проходит весьма близко к линии нагружения; Далее участок разгрузки совпадает с 4первоначальным участком ОА и деформацияполностью исчезает, На участке АА жесткость подобного материала будет близкой кнулевой. Деформация элемента с ЭСУ, прикоторой еще возможен 100% возврат.формы, составляет 10%.Эффектом сверхупругости обладают впервую очередь сплав Оландера, никелидтитана (сплав никеля с титаном) и др. Следует отметить, что эффектом сверхупругостиобладают не вообще указанные материалы,а только материалы, находящиеся в высокотемпературной модификации (т.е. материалы, температура которых в данный моментпревышает температуру окончания обратного мэртенситного превращения). Указанная температура окончания обратногомартенситного превращения зависит отпроцентного соотношения компонентов,входящих в материал. Таким образом можно подобрать состав материала, который бу- .дет обладать ЭСУ в требуемом диапазонетемператур. Для деформации материала сЭСУ необходимо приложить усилие на единицу сечения 600 - 800 МПэ.Рассмотрим работу подобного узла направленной нагрузки на ЛЭП. При низкихтемпературах тяжение вдоль провода максимально и материал с ЭСУ деформировани занимает положение, показанное на фиг,1 и фиг,2 (это соответствует точке А нэ фиг,З).При увеличении температуры окружающейсреды тяжение вдоль провода падает и материал с ЭСУ сжимается, в результате тяжение вдоль провода ЛЭП остается безизменения (это соответствует участку А А нафиг,З), При увеличении температуры окружающей среды "процесс повторяется, но вобратном порядке. Подобные циклы могутповторяться многократно,Известно; что для стабилизации тяжения (стрелы провеса) вдоль провода ЛЭПнеобходимо изменение длины проводалишь на несколько сантиметров, Следовательно, длина подобного узла направленной нагрузки реально бу 2 дет оставлять 0,5 - 1м, а сечение - 30-50 мм .Реагировать на токовую нагрузку ЛЭПподобное устройство непосредственно небудет, так как удельное электрическое сопротивление такого дешевого материала сЭСУ как никелид титана в 30 - 40 раз вышеудельного сопротивления материала провода ЛЭП.Исходя иэ изложенного видно, что возможна полная стабилизация тяжения вдольпровода(стрелы провеса провода) на любомзаданном уровне и в любом диапазонеизменения токов ЛЭП и температуры окружающей среды. Очевидна предельная про1753534 Составитель С.Вакуленко ехред М. Моргентал Редактор М.Янкович ректор М.Керецма Заказ 2772 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 оизво стота предлагаемой конструкции воздушной ЛЭП. Подобная воздушная ЛЭП также в намного меньшей степени будет подвержена пляске проводов, так как материал с ЭСУ является хорошим демпфером механических колебаний проводов,Данное изобретение позволит повысить до предела пропускную способность ЛЭП по нагреву проводов. Использование предлагаемой конструкции обеспечит повышение надежности и безопасности обслуживания линий электро; передачи. Формула изобретенияВоздушная линия электропередачи, содержащая опоры, провода и механически прикрепленные к проводам узлы направ ленной нагрузки, выполненные в виде гибких нитей, о т л и ч а ю щ а я с я тем;что, с целью уменьшения материалоемкости линии путем стабилизации тяжения вдоль провода во всем диапазоне рабочих темпе ратур, каждый узел направленной нагрузки выполнен из материала с эффектом сверх- упругости, с температурой окончания обратного мартенситного превращения не выше минимальной температуры окружающей 15