RU202972U1 - Single lay rope - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к канатному производству, применяется в области электротехники в качестве грозотросов, и в других отраслях промышленности. Трос одинарной свивки состоит из стальных оцинкованных проволок круглого сечения с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормированной, свитых в 2-3 концентрических слоя, с углом свивки в наружном слое, равным 16-20°, по типу полосового касания со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%, причем второй слой выполнен из чередующихся проволок, имеющих разный диаметр, при этом соотношение диаметра центральной стальной оцинкованной проволоки к диаметру троса составляет 1:(4,2-5,3). Обеспечивается повышенная стойкость троса к удару молнии, вибрации, галопированию, к воздействию токов короткого замыкания и коррозионной стойкостью. 1 ил., 1 табл.The utility model relates to rope production, is used in the field of electrical engineering as ground wires, and in other industries. A single lay rope consists of galvanized steel wires of a circular cross-section with an increased surface density of zinc by 5% of the standardized, twisted in 2-3 concentric layers, with a lay angle in the outer layer equal to 16-20 °, by the type of strip tangency with a degree of area reduction cross-section 7-9%, and the second layer is made of alternating wires having different diameters, while the ratio of the diameter of the central galvanized steel wire to the diameter of the cable is 1: (4.2-5.3). Provides increased resistance of the cable to lightning, vibration, galloping, short-circuit currents and corrosion resistance. 1 dwg, 1 tbl

Description

Полезная модель относится к канатному производству, применяется в области электротехники в качестве грозотросов и в других отраслях промышленности.The utility model relates to rope production, is used in the field of electrical engineering as ground wires and in other industries.

Известны тросы одинарной свивки по ГОСТ 3063, ГОСТ 3064, имеющие точечное касание проволок в слоях.Known single lay cables according to GOST 3063, GOST 3064, having a point contact with the wires in the layers.

Недостатком данных тросов является высокие контактные напряжения проволок в слоях, невысокая прочность, что вызывает разрушением проволок, проплавление; не регламентированные провисания, связанные с сильным гололедообразованием.The disadvantage of these cables is the high contact stresses of the wires in the layers, low strength, which causes the destruction of the wires, penetration; unregulated sagging associated with strong ice formation.

Известен грозозащитный трос, содержащий центральную проволоку и скрученные вокруг нее один и более повивов из проволок, отличающийся тем, что центральная проволока и повивы вокруг нее выполнены из стальной плакированной алюминием проволоки (RU 93178, МПК H01B 5/08, H01B 7/00, 20.04.2010 г.).Known lightning protection cable containing a central wire and twisted around it one or more strands of wires, characterized in that the central wire and strands around it are made of steel clad aluminum wire (RU 93178, IPC H01B 5/08, H01B 7/00, 20.04 .2010).

Недостатком грозозащитного троса известной конструкции является низкая стойкость к ударам молнии вследствие невысокой прочности, а также стальная плакированная алюминием проволока не обеспечит достаточную защиту от коррозии.The disadvantage of the lightning protection cable of the known design is the low resistance to lightning strikes due to its low strength, and the steel wire clad with aluminum will not provide sufficient protection against corrosion.

Известен (принят за прототип) грозозащитный трос, состоящий из восемнадцати оцинкованных проволок по группе «ОЖ» (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 в себе центральную стальную проволоку диаметром D₁, первый повив из шести стальных проволок диаметром D₂ и второй повив из одиннадцати стальных проволок диаметром D₃, причем свивка первого и второго повивов произведена в противоположенном направлении с разными шагами свивки, соотношения диаметров составляющих проволок: D₁/D₂=(1-1,3), D₁/D₃=(1-1,3) проволоки первого и второго повивов пластически деформированы, грозозащитный трос в целом уплотнен, кратность шагов свивки при изготовлении первого и второго повивов составляет 7-12 (RU 113061, МПК H01B 5/08, 27.01.2012 г.).Known (taken as a prototype) lightning protection cable, consisting of eighteen galvanized wires in the group "coolant" (coolant - zinc coating for particularly harsh operating conditions), characterized in that, in order to increase resistance to lightning, short-circuit currents, aeolian vibration and dance, the structure is made according to a scheme containing a central steel wire with a diameter of D ₁ , the first strand of six steel wires with a diameter of D ₂ and the second strand of eleven steel wires with a diameter of D ₃ , and the lay of the first and second strands is made in the opposite direction with different lay steps, the ratio of the diameters of the constituent wires: D ₁ / D ₂ = (1-1.3), D ₁ / D ₃ = (1-1.3) the wires of the first and second layers are plastically deformed, the lightning protection cable is generally compacted, the multiplicity of lay steps in the manufacture of the first and second strands is 7-12 (RU 113061, IPC H01B 5/08, 01/27/2012).

Недостатком прототипа является высокая жесткость вследствие точечного касания проволок в слоях и противоположных направлений свивки в слоях, что вызывает преждевременное разрушение проволок.The disadvantage of the prototype is the high rigidity due to the point contact of the wires in the layers and opposite directions of the lay in the layers, which causes premature destruction of the wires.

Технический результат полезной модели – получение троса одинарной свивки с повышенной стойкостью к удару молнии, вибрации, галопированию, к воздействию токов короткого замыкания и коррозионной стойкостью.The technical result of the utility model is to obtain a single lay rope with increased resistance to lightning, vibration, galloping, short-circuit currents and corrosion resistance.

Технический результат достигается тем, что трос одинарной свивки, состоящий из стальных оцинкованных проволок круглого сечения с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормированной, свитых, в 2-3 концентрических слоя, с углом свивки в наружном слое равным 16-20°, по типу полосового касания со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%, причем второй слой выполнен из чередующихся проволок, имеющих разный диаметр; при этом соотношение диаметра центральной стальной оцинкованной проволоки к диаметру троса составляет 1:(4,2-5,3).The technical result is achieved by the fact that a single lay cable, consisting of galvanized steel wires of a circular cross-section with an increased surface density of zinc by 5% of the normalized, twisted, in 2-3 concentric layers, with a lay angle in the outer layer equal to 16-20 °, along the type of stripe tangency with the degree of compression of the cross-sectional area of 7-9%, and the second layer is made of alternating wires having different diameters; the ratio of the diameter of the central galvanized steel wire to the diameter of the cable is 1: (4.2-5.3).

Трос используется на воздушных линиях электропередач, предназначен для защиты от прямых ударов молнии. The cable is used on overhead power lines, designed to protect against direct lightning strikes.

Абсолютно устойчив к разрядам молнии до 147 Кл, ветровым и вибрационным нагрузкам.Absolutely resistant to lightning discharges up to 147 C, wind and vibration loads.

В таблице приведены технические характеристики троса одинарной свивки в сравнении со стандартным тросом по ГОСТ 3063.The table shows the technical characteristics of a single lay rope in comparison with a standard rope in accordance with GOST 3063.

Как видно, из таблицы минимальное разрывное усилие МBL для маркировочной группы 1770 Н/мм² у троса одинарной свивки выше троса по ГОСТ 3063, то есть прочность выше при том же диаметре.As you can see from the table, the minimum breaking force MBL for the marking group is 1770 N / mm ² for a single lay cable is higher than the cable according to GOST 3063, that is, the strength is higher with the same diameter.

Трос одинарной свивки стоек к эоловой вибрации не менее 100 млн. циклов, частота которой должна соответствовать ближайшей резонансной частоте, возбуждаемой скоростью ветра от 4 до 8 м/с, при приложении к нему растягивающей нагрузки.A single lay rope is resistant to aeolian vibration of at least 100 million cycles, the frequency of which must correspond to the nearest resonant frequency excited by a wind speed of 4 to 8 m / s, when a tensile load is applied to it.

Также стоек к галопированию (пляске), когда в процессе его эксплуатации под воздействием поперечного ветрового потока возникает знакопеременная аэродинамическая подъемная сила, которая при определенных соотношениях параметров крутильных и поступательных движений троса может возбуждать автоколебательный процесс.It is also resistant to galloping (dancing), when in the course of its operation, under the influence of a transverse wind flow, an alternating aerodynamic lifting force arises, which, at certain ratios of the parameters of the torsion and translational movements of the cable, can excite a self-oscillatory process.

Трос одинарной свивки стоек к термическому воздействию тока короткого замыкания, возникающего в процессе эксплуатации троса при однофазных и двухфазных замыканиях на землю.Single lay rope of struts to the thermal effect of short-circuit current arising during the operation of the rope during single-phase and two-phase ground faults.

Трос одинарной свивки обладает абсолютной молниестойкостью (класс 4) с сохранением 100% прочности; стойкостью к последовательным видам воздействий: удар молнии – полный цикл вибраций.Single lay rope has absolute lightning resistance (class 4) while maintaining 100% strength; resistance to successive impacts: lightning strike - full cycle of vibrations.

Свивка проволок по типу полосового касания со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%, обеспечивается максимальное заполнение площади поперечного сечения троса, позволяет при меньшем диаметре сохранить технические характеристики троса и увеличить прочность.Laying of wires according to the type of strip contact with the degree of compression of the cross-sectional area of 7-9%, the maximum filling of the cross-sectional area of the cable is ensured, allows maintaining the technical characteristics of the cable and increasing the strength with a smaller diameter.

ТаблицаTable

НаименованиеName Диаметр, ммDiameter, mm Маркировочная группа, Н/мм² Marking group, N / mm ² Минимальное разрывное усилие МBL, кНMinimum breaking force МBL, kN Вид воздействияImpact type Электрическое сопротивление постоянному току 1 км, ОмElectrical resistance to direct current 1 km, Ohm Модуль упругости, кг/мм² Elastic modulus, kg / mm ² Стойкость к удару молнии(испытания)Resistance to lightning strike (tests) Эоловая вибрация после ударов молнии(испытания)Aeolian vibration after lightning strikes (tests) Разряд, КлDischarge, Cl Падение прочности, после разряда, % МПР*Drop in strength, after discharge,% MPR * Подтверждение класса молнестойкостиProof of lightning resistance class Количество цикловThe number of cycles Падение прочности, после вибрации, % МПР*Drop in strength, after vibration,% MPR * Трос ГОСТ 3063-80Rope GOST 3063-80 9,19.1 17701770 75,975.9 4040 на 50,4 by 50.4 не соответствуетdoes not match 00 разрушениеdestruction 3,433.43 160160 Трос одинарной свивкиSingle lay rope 9,29.2 17701770 83,183.1 110110 отсутствуетabsent соответствует 4 классcorresponds to grade 4 10⁸ 10 ⁸ 00 2,832.83 185185

* МПР – механическая прочность на разрыв.* MPR - mechanical tensile strength.

Меньший диаметр позволяет снизить вес и стрелы провеса тросов, не увеличивая для воздушных линий электропередач горизонтальные нагрузки от тяжения на опоры и не ухудшая их термическую стойкость.The smaller diameter allows to reduce the weight and sag of the cables, without increasing the horizontal loads for overhead power transmission lines from pulling on the supports and without deteriorating their thermal resistance.

Полосовое касание проволок в тросе обеспечивает стойкость к циклическому, знакопеременному воздействию ветровой нагрузки. В процессе эксплуатации трос подвержен вибрации, что вызывает усталостные разрушения проволок в местах контактов, что, в свою очередь, провоцирует преждевременные разрушения таких конструкций в наиболее нагруженных изгибающими нагрузками местах, например, вблизи крепления провода к опоре, на выходе из арматуры крепления. Полосовое касание проволок исключает усталостные разрушения.The stripe contact of the wires in the cable provides resistance to cyclic, alternating wind load. During operation, the cable is subject to vibration, which causes fatigue damage to the wires at the contact points, which, in turn, provokes premature failure of such structures in the places most loaded with bending loads, for example, near the wire attachment to the support, at the exit from the fastening reinforcement. Lane contact of the wires eliminates fatigue damage.

С увеличением диаметра троса возрастает количество концентрических слоев и может быть 2-3.With an increase in the diameter of the cable, the number of concentric layers increases and can be 2-3.

Угол свивки в наружном слое равен 16-20° обеспечивает параллельное расположение проволок всех слоев, что исключает износ внутренних проволок и контактные напряжения проволок при эксплуатации троса одинарной свивки.The lay angle in the outer layer is equal to 16-20 ° provides a parallel arrangement of wires of all layers, which excludes wear of the inner wires and contact stresses of the wires during operation of the single lay cable.

Соотношение диаметра центральной стальной оцинкованной проволоки к диаметру троса составляет 1:(4,2-5,3), что обеспечивает необходимую геометрию троса и зазор между проволоками в слоях.The ratio of the diameter of the central galvanized steel wire to the diameter of the cable is 1: (4.2-5.3), which provides the necessary cable geometry and the gap between the wires in the layers.

Второй слой выполнен из чередующихся проволок, имеющих разный диаметр, что обеспечивает максимальное заполнение площади поперечного сечения троса и увеличению прочности.The second layer is made of alternating wires with different diameters, which ensures maximum filling of the cable cross-sectional area and increases the strength.

Трос одинарной свивки обладает высокой коррозионной стойкостью за счет применения оцинкованной проволоки круглого сечения с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормируемой, и уменьшения суммарной поверхности контакта поверхности троса с окружающей средой.A single lay rope has high corrosion resistance due to the use of galvanized round wire with an increased surface density of zinc by 5% of the normalized one, and a decrease in the total contact surface of the rope surface with the environment.

Полосовое касание проволок троса обеспечивает высокий модуль упругости, что снижает относительное удлинение, которое уменьшает провисания при эксплуатации. Не происходит снижения прочности, разрывов или оплавления проволок по основному металлу после ударов молнии мощностью до 147 Кл.The stripe contact of the wire rope provides a high modulus of elasticity, which reduces the elongation, which reduces sag during operation. There is no decrease in strength, rupture or melting of wires on the base metal after lightning strikes with a power of up to 147 C.

За счет полосового касания проволок трос одинарной свивки имеет гладкую, ровную поверхность. Благодаря меньшей площади, гладкой поверхности обеспечивается меньшее по массе гололедообразование и стойкость к ветровым воздействиям.Due to the strip contact of the wires, the single lay cable has a smooth, even surface. Due to the smaller area, the smooth surface provides less ice formation and resistance to wind influences.

Достоинством заявляемой полезной модели, помимо большей прочности и лучшей стойкости к коррозии, является повышенная стойкость к воздействию импульса тока молнии от 85 Кл и выше.The advantage of the claimed utility model, in addition to greater strength and better corrosion resistance, is the increased resistance to lightning current impulse from 85 C and above.

Рассмотрим подробное изготовление троса одинарной свивки.Consider the detailed manufacture of a single lay rope.

На фигуре представлено поперечное сечение троса одинарной свивки конструкции 1хК36(1+7+7/7+14), где 1 – центральная стальная оцинкованная проволока круглого сечения; 2 – первый слой троса; 3 – второй слой троса с чередующимися проволоками разного диаметра; 4 – наружный слой троса.The figure shows a cross-section of a single lay rope of the structure 1xK36 (1 + 7 + 7/7 + 14), where 1 is a central galvanized steel wire of a circular cross-section; 2 - the first layer of the cable; 3 - the second layer of cable with alternating wires of different diameters; 4 - the outer layer of the cable.

Трос одинарной свивки изготавливается из стальных оцинкованных проволок по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия», но с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормированной по ГОСТ 7372-79.Single lay rope is made of galvanized steel wires in accordance with GOST 7372-79 “Steel wire rope. Specifications ", but with an increased surface density of zinc by 5% from the standardized in accordance with GOST 7372-79.

Изготовление троса одинарной свивки производится за одну технологическую операцию на канатовьющем оборудовании. При этом на канатовьющем оборудовании установлена роликовая клеть-волока для получения полосового касания проволок.The production of a single lay rope is carried out in one technological operation on rope equipment. At the same time, a roller cage is installed on the wire rope to obtain a strip contact of the wires.

Стальные оцинкованные проволоки круглого сечения распределяются согласно конструкции в распределительном шаблоне, затем поступают в обжимные плашки, свиваясь, трос сразу же поступает в роликовую клеть-волоку, где происходит радиальное обжатие со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%. Так образуется полосовое касание проволок в слоях. Трос выполнен с одинаковым шагом свивки в слоях, при этом угол свивки проволок наружного слоя 4 составляет 16-20°. Далее, для снятия упругих напряжений трос подвергается рихтовке в рихтовальном приспособлении, наматывается на вытяжной шкив и поступает в приемный механизм.Galvanized steel wires of circular cross-section are distributed according to the design in the distribution template, then they enter the crimping dies, twisting, the cable immediately enters the roller cage, where radial reduction occurs with the degree of reduction of the cross-sectional area of 7-9%. This forms a stripe tangency of the wires in the layers. The rope is made with the same lay pitch in layers, while the wire lay angle of the outer layer 4 is 16-20 °. Further, in order to relieve elastic stresses, the cable is straightened in a straightening device, wound on a pulling pulley and enters the receiving mechanism.

Трос одинарной свивки, в отличие от стандартных канатов, сохраняет работоспособность даже в районах с повышенными значениями вероятности сильных грозовых разрядов.A single lay rope, in contrast to standard ropes, remains operational even in areas with increased probability of strong lightning discharges.

Claims (1)

Трос одинарной свивки, состоящий из стальных оцинкованных проволок круглого сечения с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормированной, свитых в 2-3 концентрических слоя, с углом свивки в наружном слое, равным 16-20°, по типу полосового касания со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%, причем второй слой выполнен из чередующихся проволок, имеющих разный диаметр, при этом соотношение диаметра центральной стальной оцинкованной проволоки к диаметру троса составляет 1:(4,2-5,3).Single lay rope, consisting of galvanized steel wires of a circular cross-section with an increased surface density of zinc by 5% of the standardized, twisted in 2-3 concentric layers, with a lay angle in the outer layer equal to 16-20 °, as a strip contact with a reduction rate cross-sectional area 7-9%, and the second layer is made of alternating wires having different diameters, while the ratio of the diameter of the central galvanized steel wire to the diameter of the cable is 1: (4.2-5.3).

Images