способ навива кабеля на провода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ навива кабеля на провод, при котором требуемую длину кабеля наматывают на рабочий барабан, устанавливают последний с возможностью поступательного перемещения вдоль провода и в процессе перемещения последовательно снимают на провод витки кабеля с барабана, отличающийся тем, что перед намоткой рабочий барабан надевают соосно на провод, предварительно наматывают требуемую длину кабеля на вспомогательный барабан, отматывают с него часть длины кабеля Е₁, после этого используя часть оставшейся на вспомогательном барабане длины кабеля Е₂, образуют петлю, которую фиксируют на рабочем барабане, и осуществляют намотку частей Е₁ и Е₂ на рабочий барабан в разные стороны от петли, после чего фиксируют рабочий барабан от вращения, и сообщают ему поступательное движение вдоль оси провода, во время которого осуществляют сброс витков с рабочего барабана на провод до освобождения петли, закрепляют кабель в зоне петли на проводе, и продолжают осуществлять поступательное перемещение барабана до полной размотки кабеля.

2. Устройство для навива кабеля на провода, содержащее выполненный с возможностью надевания на провод и перемещения вдоль него корпуса, имеющий части, соединенные между собой разъемно с фиксацией взаимного положения, два барабана для кабеля, первый из которых установлен на корпусе с возможностью вращения, кронштейн и элемент тяги, отличающееся тем, что оно снабжено зажимом для закрепления кабеля на проводе, корпус выполнен в виде двух прямоугольников П-образного профиля, на которых с наружной стороны установлены на расстоянии, соответствующем длине первого барабана, два вала, каждый из которых образован парой полувалов, скрепленных между собой, и имеет две выборки по периметру, одна из которых предназначена для установки на валу с возможностью вращения первого барабана, а другая для крепления двух элементов сброса витков, последовательно установленных один за другим вплотную к одной из щек первого барабана, выполненного с прорезью по всей длине для пропускания провода, кронштейн жестко закреплен на корпусе со стороны, противоположной размещению элементов сброса витков и имеет стопор для предотвращения вращения первого барабана при навиве кабеля, узел намотки кабеля на первый барабан и приспособление для крепления второго барабана на кронштейне.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что элемент сброса витков состоит из втулки с боковой прорезью для пропускания провода, выполненной с возможностью регулирования усилия вращения, например, с помощью стягивающего болта, на которой на расстоянии, превышающем радиус щеки рабочего барабана, закреплены направляющие для сброса витков кабеля с барабана, каждая из которых представляет собой плоский металлический прямоугольник, разделенный на две части с отверстием по линии раздела для пропускания кабеля, причем направляющие выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для монтажа кабеля, в том числе волоконно-оптического (ВОК) на провода, например воздушных линий электропередачи.

Известен способ монтажа дополнительных проводов на действующие линии электропередачи (ЛЭП) (см. например, а.с. СССР N 1720118, М.кл. Н 02 G 1/04, опубл. 15.03.92 г.) для перевода ЛЭП на более высокое номинальное напряжение, при котором для ускорения и повышения качества вытяжки провода при его монтаже один конец дополнительного провода закрепляют на первой анкерной опоре укладывают на раскаточные ролики подвесных гирлянд промежуточных опор, второй конец укладывают на ролик, предварительно закрепленный на второй анкерной опоре, ко второму концу провода подвешивают груз массой

P=KF(_макс-_монт),,

где К 1,3 коэффициент перегрузки от горизонтального тяжения провода;

F площадь поперечного сечения дополнительного провода, мм.

_макс максимально допустимое тяжение по проводу, кгс/мм;

_монт тяжение по проводу в монтажном режиме, кгс/мм,

груз выдерживают до его перемещения в вертикальном направлении на расстояние

,

где n число пролетов в анкерном участке,

l_пр приведенный пролет в анкерном участке, м.

f_p расчетная стрела провеса провода при максимальном напряжении, м.

f_м то же в монтажном режиме, м.

затем дополнительному проводу придают такое же тяжение, какое имеет существующий провод, после чего дополнительный провод закрепляют в линейной арматуре.

Данный способ может быть использован лишь для подключения дополнительного провода на сильно загруженных ЛЭП, длительное отключение которых недопустимо. При этом требуются трудоемкие расчеты массы груза и расстояния, на которое он должен переместиться, а также проведение сложных операций подвески груза и контроля его перемещения.

Известен способ навива волоконно-оптического кабеля (ВОК) на провода и грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи, используемый в устройстве, разработанном фирмой ОРГРЭС, изготовитель завод "Микрон" (сведения о способе прилагаются к материалам данной заявки). В этом способе не требуется дополнительных элементов крепления кабеля к проводам или тросам, а навив кабеля осуществляют буксировкой устройства для реализации способа по проводам или тросам поводком с земли или с помощью какого-либо тягового механизма. При этом навив осуществляют сматыванием кабеля с барабана.

Однако при сматывании кабеля с барабана, входящего в это устройство, необходимо компенсировать уменьшение веса кабеля, что осуществляют перемещением контргруза по консоли. Это требует сложного слежения за сохранением статической балансировки перемещения этого устройства относительно провода или троса. В противном случае может произвести обрыв кабеля. Причем при навиве кабеля оптимальное тяжение можно обеспечить исключив обратный ход при случайном ослаблении натяжения тягового каната, что требует применения специального стопорного устройства.

Известен способ подготовки кабеля на размоточном барабане для последующей организации шлейфа (см. патент Франции N 2650805, М.кл. Н 02 G 1/06, B 65 H 65/00, опубл. в 1992 г.), при котором на вспомогательный барабан наматывают необходимую длину кабеля Е, затем на промежуточный барабан отматывают часть полной длины кабеля Е1 и, используя часть оставшейся длины кабеля Е2, образуют на рабочем барабане петлю, которую фиксируют, после чего перематывают со вспомогательного барабана оставшуюся после образования петли часть длины кабеля Е2 на рабочий барабан, а параллельно этой намотке без разделения в ту же сторону перематывают на рабочий барабан с промежуточного барабана часть кабеля длиной Е1. Причем намотку на рабочий барабан части кабеля Е1 и оставшейся после образования петли части кабеля Е2 осуществляют одновременно. Способ также предусматривает возможность намотки неравных частей кабеля К1 и Е2.

Поскольку данный способ используется для организации шлейфа, то основной целью дальнейшего использования подготовленного описанным способом кабеля является возможность иметь неразнесенные концы кабеля (концы кабеля, находящиеся в одном месте). В силу этого описанный способ не удается использовать при последующем навиве кабеля на провода путем его смотки с рабочего барабана, которая должна осуществляться тяжением кабеля в одну сторону при поступательном движении рабочего барабана вдоль провода.

Данный способ выбран за прототип.

Задачей изобретения является обеспечение возможности навива провода, при котором бы размотка кабеля с рабочего барабана на провода осуществлялась при поступательном движении барабана вдоль провода при одновременном исключении обрыва кабеля, например, при налипании снежного покрова.

Решение указанной задачи обеспечивается в предлагаемом способе навива кабеля на провода, при котором на вспомогательный барабан наматывают требуемую длину кабеля Е, отматывают с него часть длины кабеля Е1, после этого, используя часть оставшейся длины кабеля Е2, образуют на рабочем барабане петлю, которую фиксируют, и осуществляют намотку оставшейся после образования петли части длины кабеля Е2 на рабочий барабан одновременно с частью длины кабеля Е2, отличиями которого является то, что перед намоткой рабочий барабан надевают соосно на провод, а намотку частей кабеля Е1 и Е2 на рабочий барабан осуществляют в разные стороны от петли затем прикрепляют один конец кабеля к проводу, рабочий барабан к отвесу, препятствующему вращению рабочего барабана, и сообщают рабочему барабану поступательное движение вдоль провода, во время которого осуществляют сброс витков с рабочего барабана на провод до освобождения петли, закрепляют кабель в этом месте на проводе и продолжают осуществление поступательного движения рабочего барабана вдоль провода до полной размотки кабеля.

Поскольку рабочий барабан перед намоткой надевают на провод соосно, а намотку частей кабеля на рабочий барабан после образования петли ведут от нее в разные стороны, это позволяет в последующем размотку кабеля на провод с рабочего барабана осуществлять в одну сторону (в направлении поступательного движения рабочего барабана). Размотка до выхода петли позволяет установив в этом месте элемент закрепления кабеля, например зажим, и прикрепив барабан к отвесу, устpанив его вращение, производить размотку кабеля в другую сторону от петли, что исключает возможность обрыва кабеля при повреждении провода.

В то же время поступательное движение надетого соосно на провод рабочего барабана, во время которого осуществляется сброс витков, исключает возможность повреждения кабеля в процессе навива. Следует отметить, что предлагаемым способом может быть осуществлен навив кабеля и большей, чем Е1 + Е2 длины, где Е1 + Е2 длина кабеля, соответствующая длине пролета между точками подвеса провода.

В этом случае после навива длины Е1 + Е2 оставшуюся длину Е3 наматывают аналогичным образом.

Реализацию предлагаемого способа можно пояснить с помощью фиг. 1а, б, в, г, где показана последовательность операции по реализации способа.

Известно устройство для подачи проволоки (см. а.с. СССР N 1283113, кл. В 65 Н 51/00, опубл. 15.01.87 г.), которое может быть использовано при навиве бортовых колец покрышек пневматических шин для снижения обрывности проволоки за счет подачи проволоки с постоянным натяжением.

Устройство содержит тормозной барабан, жестко закрепленный на стойке, выполненной с возможностью вращения, съемную катушку с проволокой. При этом на стойке шарнирно закреплена также тяга со следящим роликом, а на тяге - шарнирно закрепленный двуплечий рычаг, один конец которого пружиной связан с тягой, а другой снабжен шарнирно смонтированной тормозной колодкой для взаимодействия с тормозным барабаном. Кроме того, устройство имеет направляющий ролик, закрепленный на кронштейне.

При подаче проволоки на шаблон станка для навивки колец следящий ролик с тягой за счет натяжения проволоки находится в верхнем положении, а двуплечий рычаг слегка прижимает тормозную колодку к тормозному барабану, создавая слабое и постоянное натяжение проволоки. При снижении скорости подачи проволоки ее натяжение уменьшается, и она провисает между роликом и катушкой. При этом следящий ролик с тягой опускаются под воздействием собственного веса так, что рычаг, поворачиваясь по часовой стрелке, растягивает пружину и прижимает тормозную колодку к тормозному барабану с нарастающим усилием. При увеличении скорости подачи проволоки следящий ролик за счет натяжения проволоки поднимается вместе с тягой, поворачивая рычаг против часовой стрелки так, что тормозная колодка прижимается к тормозному барабану с меньшим усилием. Таким образом тормозной момент на тормозном барабане изменяется прямо пропорционально изменению скорости подачи проволоки, а при постоянной скорости остается постоянным, что создает постоянное натяжение проволоки. Однако данное устройство решает лишь задачу навива колец проволоки подачей ее на шаблон станка с постоянным натяжением, но не может быть использовано при навиве кабеля на провода с исключением его обрыва. Кроме того, устройство представляет собой сложную механическую систему, в связи с чем использование его затруднено.

Известно устройство для навива ВОК на провода и грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи, разработанное фирмой ОРГРЭС, изготовитель завод "Микрон". Это устройство содержит по меньшей мере один рабочий барабан, на который наматывают кабель, и с которого сматывание кабеля осуществляют путем его буксировки по проводам или тросам с помощью какого-либо тягового механизма (в том числе, например, и поводком с земли). По мере сматывания кабеля с рабочего барабана уменьшение веса его должно быть скомпенсировано, для чего в устройстве предусмотрена следящая система баланса, перемещающая отвес в виде контргруза, уравновешивающий барабан с кабелем по консоли. А для создания оптимального тяжения ВОК при навиве в устройстве имеется стопорное устройство, исключающее обратный ход при случайном ослаблении тяги.

Таким образом, устройство требует достаточно сложных балансировки и слежения для исключения обрыва кабеля при навиве и компенсации его веса, а также применения стопорного устройства для исключения обратного хода. Кроме того, в устройстве не исключена возможность обрыва при повреждении провода.

Данное устройство выбрано за прототип.

Задачей изобретения является создание устройства, не требующего сложных балансировки, слежения и стопора при навиве кабеля на провода при одновременном исключении его обрыва.

Решение данной задачи обеспечивается в устройстве для навива кабеля на провода, содержащем рабочий барабан, элемент тяги, отвес, выполненный с возможностью связи с рабочим барабаном, которое дополнительно содержит вспомогательный барабан для предварительной намотки необходимой длины кабеля, надеваемый на провод корпус, выполненный с возможностью перемещения вдоль провода и состоящий из двух частей, жестко, разъемно связанных между собой и представляющих металлические прямоугольники П-обратного профиля, каждый из которых охватывают два полувала, скрепленных между собой, образуя единый вал, при этом валы установлены друг от друга на расстоянии, равном длине рабочего барабана и имеют две выборки по периметру, одна из которых служит для закрепления с возможностью вращения рабочего барабана, надеваемого на валы и имеющего прорезь по всей своей длине для пропускания провода, а другая для укрепления двух элементов сброса витков, последовательно установленных один за другим вплотную к одной из щек рабочего барабана, зажим для закрепления кабеля на проводе, а отвес жестко закреплен на корпусе и имеет стопор для предотвращения вращения рабочего барабана при навиве кабеля, приспособление для закрепления на отвесе вспомогательного барабана и узел намотки кабеля на рабочий барабан.

При этом для обеспечения равномерного навива кабеля путем сброса его с рабочего барабана и исключения при этом обрыва кабеля элемент сброса состоит из втулки с боковой прорезью для пропускания провода, выполненной с возможностью регулирования усилия вращения, например с помощью стягивающего болта, на которой на расстоянии l > R, где R радиус щеки рабочего барабана, закреплены направляющие для сброса витков кабеля с барабана, каждая из которых представляет собой плоский металлический прямоугольник, разделенный на две части с отверстием по линии раздела для пропускания кабеля, причем направляющие выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси. Наличие в предлагаемом устройстве корпуса и валов, выполненных указанным выше образом, обеспечивает возможность равномерного перемещения предлагаемого устройства вдоль провода.

При этом наличие свободно вращающихся элементов сброса и установленных на них направляющих, выполненных с возможностью свободного вращения вокруг своей оси, закрепление кабеля на проводе и обеспечение возможности намотки на рабочий барабан кабеля с образованием на нем петли, а также размещение рабочего барабана на одной оси с проводом за счет наличия в рабочем барабане прорези и создание тягового усилия позволяют равномерно сбрасывать витки кабеля с рабочего барабана на провод с постоянным шагом. Это исключает обрыв кабеля при его навиве на провода и не требует дополнительной балансировки и слежения за навивом, т.к. шаг навива определяется только длиной окружности рабочего барабана. При этом закрепление кабеля на проводе в месте выхода петли с помощью зажима, который освобождает кабель при обрыве провода, исключает обрыв кабеля при обрыве провода (провод свободно выпадает из витков кабеля).

Изобретение поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 2, согласно которой устройство обеспечивает навив на провод 1, в качестве которого, например, может быть использован фазный провод линии электропередачи (ЛЭП) или грозозащитный трос, кабеля 2, например, волоконно-оптического (ВОК).

Устройство состоит из корпуса 3, выполненного из двух разъемных металлических частей П-образного профиля, внутри которых размещены ролики качения, обеспечивающие свободное перемещение корпуса вдоль оси провода 1, а с наружной стороны половин корпуса 3, жестко закреплены два полувала 4, причем при соединении половин корпуса 3 таким образом, чтобы они охватывали провод 1, полувалы 4 образуют полный вал, ось которого совпадает с осью провода 1. На образованный вал последовательно установлены два элемента сброса витков 5, кабеля 2 и рабочий барабан 6 с прорезью и стопором 7. В свою очередь, каждый элемент сброса 5 состоит из направляющей 8 с отверстием, имеющей возможность вращения вокруг своей оси, закрепленной на втулке 9, с помощью несущих 10, причем расстояние от оси провода 1 до оси отверстия в направляющей 8, через которое проходит кабель 2, должно быть больше, чем радиус щеки рабочего барабана 6. С противоположной стороны корпуса 3 жестко закреплен кронштейн-отвес 11, на который установлен вспомогательный барабан 12 и узел 13 с рычагом 14 для намотки и регулировки намоточного усилия кабеля 2 на рабочий барабан 6.

Для закрепления кабеля на проводе в устройство входит зажим.

Реализация способа кабеля на провод осуществляется в предлагаемом устройстве в два этапа: 1 этап подготовительный, 2 этап рабочий.

1 этап.

На вспомогательный барабан 12 равномерно, виток к витку, наматывают строительную длину Е кабеля 2, причем намотка может осуществляться в любом удобном или предназначенном для этого месте как вручную, так и механическим способом. Одновременно устройство устанавливают на провод 1 в следующей последовательности: на провод 1 устанавливают корпус 3 устройства, половины которого скрепляют, например, с помощью замков типа защелки; на образованный на установленном корпусе 3 полный вал надевают элементы сброса 5, которые закрепляют на нем, например, с помощью выше упомянутых аналогичных защелок и возможностью свободного вращения в направлении стрелки А в прорезь рабочего барабана 6 пропускают провод 1 и рабочий барабан 6 задвигают на вал 9, где закрепляют, например, с помощью специально устанавливаемого в выборке вала хомута, обеспечивающего возможность его свободного вращения на валу в направлении С; с противоположной стороны корпуса 3 жестко закрепляют кронштейн-отвес с установленным на нем узлом 13 и рычагом 14 для намотки кабеля, а также элемент тяги, создающий тяговое усилие F направленное вдоль провода 1; в качестве элемента тяги может быть использован как специальный механизм, так и трос. Вспомогательный барабан 12 с кабелем длиной Е устанавливают на кронштейн-отвес 11 в соответствующие гнезда, после чего с него сматывают кабель длиной Е1/2, где Е1 длина кабеля, необходимая для навивки на данном пролете, и в этом месте на кабеле 2 образуют петлю, которую закрепляют на рабочем барабане 6. Затем вращают рабочий барабан 6 в направлении стрелки С, например, механическим способом с помощью узла 11 и рычага 12 или вручную и укладывают два кабеля, исходящие от петли равномерно, виток к витку, в разные стороны до тех пор, пока длина Е1/2 полностью не будет намотана на рабочий барабан 6. Свободный конец кабеля 2 пропускают в отверстия направляющих 8 элементов сброса 5 и закрепляют его на проводе 1, например, с помощью зажима, который может быть выполнен аналогично зажиму, описанному в патенте ФРГ N 3611770, кл. Н 02 G 7/05, опубл. 1987 г. закрепляют рабочий барабан 6 с помощью стопора 7, исключая его вращение относительно своей оси.

2 этап.

Создают тяговое усилия, достаточное для равномерного перемещения устройства вдоль провода 1. При этом за счет упругости кабеля 2 элементы броса 5 приходят во вращение в направлении стрелки А, последовательно сбрасывая витки кабеля 2 с рабочего барабана 6. Перемещение устройства осуществляют до момента освобождения петли. В этом месте кабель закрепляют на проводе 1, например, с помощью аналогичного указанному выше зажима и продолжают перемещение устройства вдоль провода 1, при этом элементы сброса 5 начинают вращаться в другую сторону. После навива всего кабеля 2 с рабочего барабана 6 устройство переставляют на следующий пролет и повторяют подготовительные операции.

Необходимо отметить, что в последовательность и содержание операций по реализации способа с помощью предлагаемого устройства могут быть внесены уточнения, не изменяющие существа способа, в зависимости от требований, возникающих в каждой конкретной ситуации. Например, вспомогательный барабан 12 может не устанавливаться на кронштейн-отвес (если вес кабеля велик, а провод тонкий).