На воздушных линиях электропередачи или подстанциях оборудование, используемое для подвешивания проводников и молниеотводов к изоляторам или для подвешивания молниеотводов к опорам, называется подвесным оборудованием. Это также известно как поддержкаОборудование для оптоволоконного кабеляили подвесные зажимы (для единообразия далее именуемые «подвесные зажимы»). В современных установках все чаще используются специализированныезажимы для подвески волокнаиоптоволоконные подвесные зажимынаряду с традиционными системами подвески проводников.
Базовая конструкция подвесных зажимов
Подвесной зажим обычно состоит из корпуса зажима, прижимной пластины (включая крепежные болты) и R-штифта. На рис. 2-1 показан стандартный подвесной зажим, также известный как подвесной зажим с параллельным подвесом-. Принцип его работы заключается в использовании двух U-образных болтов для зажима нажимной пластины и закрепления зажима внутри корпуса зажима.
Рисунок 2-1: Фактическое фото стандартного подвесного кабельного зажима
На рис. 2-2 показаны две дополнительные конфигурации подвесных зажимов. Их базовая конструкция напоминает стандартные подвесные зажимы. Подвесной зажим пластины подвески чаши-головки включает в себя подвесную пластину головки чаши-над подвесным зажимом пластины подвески. Подвесной зажим подвесной пластины U-образной формы добавляет U-образную подвесную пластину к подвесному зажиму параллельной подвесной пластины.
Рисунок 2-2 Реальные фотографии верхних зажимов
(a) Верхний зажим CGU-XXX (с пластиной для подвешивания чаши-головы); (b) Верхний зажим CGU-XXX (с U-образной подвесной пластиной)
Кабельный зажим Корпус
Зажимы для проволоки и прижимные пластины обычно изготавливаются из ковкого чугуна, алюминиевого сплава или штампуются из стальных пластин. Проводники и заземляющие тросы размещаются внутри канала зажима, радиус кривизны которого должен в восемь раз превышать диаметр подвешиваемого проводника.
(1) Зажимы для проволоки из кованого чугуна.Проводники из кованого чугуна образуют вокруг проводника замкнутую магнитную цепь. Даже при минимальном магнитном сопротивлении переменные магнитные поля переменного тока вызывают гистерезисные потери и выделяют тепло, повышая температуру проводника. Нагрев проводника снижает механическую прочность, тем самым ограничивая пропускную способность. Таким образом, хотя железные (или стальные) зажимы для проводников требуют низких первоначальных инвестиций, они увеличивают потери в линии и ежегодные эксплуатационные расходы.
(2) Штампованные подвесные зажимы из стальной пластины.имеют корпус, образованный штамповкой стальных пластин, что исключает необходимость в подвесной пластине. Точка подвеса расположена над осью проводника, U-болты установлены вверх, что упрощает конструкцию. Этот тип предлагает такие преимущества, как простые производственные процессы, короткие циклы, высокая производительность, легкая конструкция и меньшее количество компонентов. Он подходит для установки алюминиевых многожильных проводов со стальным-сердечником и алюминиевых многопроволочных проводов малого и среднего- сечения.
(3) Зажимы изготовлены из алюминиевого сплава.Подвесные хомуты из алюминиевого сплава в настоящее время широко рекламируются из-за их энергосберегающих-свойств, защиты от-запотевания и легкого веса.
Зажимная пластина
Зажимная пластина использует силу зажима, возникающую при затягивании U-болтов, для надежного захвата проводника и заземляющего провода.
Закрытый-Концевой штифт (R-штифт)
Штифт с закрытым-концом, также известный как штифт R-, представляет собой компонент, предназначенный для предотвращения ослабления болтов.
Типы и примеры верхних зажимов
Типы верхних зажимов
На рис. 2-3 показана классификация верхних зажимов. Соответствие номеров обозначений номинальным разрушающим нагрузкам подвесных зажимов показано в Таблице 2-1.
Рисунок 2-3 Обозначение модели подвесных зажимов
В новом стандарте модели подвесных зажимов начинаются с буквы «X». Старый стандарт запрещал «X» и вместо него использовал «C». В настоящее время производители используют оба обозначения.
Таблица 2-1 Соответствие между цифрами обозначения и номинальной разрушающей нагрузкой
Пример:Подвесной зажим CGU-3: «C» обозначает подвесной зажим; «G» обозначает фиксированный тип; 'U' обозначает болт U-; «3» обозначает номер комбинации. Согласно Таблице 1-4 или каталогам метизов, он подходит для алюминиевых многопроволочных проводов диаметром 16,0–18,0 мм и алюминиевых многожильных проводов со стальным сердечником диаметром 13,0–14,5 мм.
Подвесной зажим CGU-5A обозначает подвесной зажим, фиксируемый U-болтом. Дополнительная буква «А» после номера комбинации «5» указывает на то, что она оснащена подвесной пластиной с чашеобразной головкой.
XTS-2A Подвесной зажим: «X» обозначает подвесной зажим, «T» обозначает использование перемычки, число «2» указывает на номер комбинации проводов (диаметр провода), а «A» указывает на то, что он оснащен подвесной пластиной с чашеобразной головкой.
Примеры моделей подвесных зажимов
В соответствии с DL/T 683-2010 примеры моделей подвесных зажимов показаны в Таблице 2-2.
Таблица 2-2 Примеры моделей подвесных зажимов
Специализированные системы подвески оптоволоконных кабелей
Современная телекоммуникационная инфраструктура, интегрированная с системами передачи электроэнергии, требует специализированныхподвесные зажимы для оптоволоконных кабелей. К ним относятся:
(1) Подвесные зажимы ADSS
АДССподвесные зажимы(Все-диэлектрические самонесущие-несущие) специально разработаны для самонесущих оптоволоконных кабелей-, не содержащих металлических компонентов. Этизажимы для подвески воздушного кабеляобеспечивают надежную поддержку, сохраняя при этом уникальные механические свойства диэлектрических кабелей. Конструкция обеспечивает минимальную концентрацию напряжений на оболочке кабеля и обеспечивает необходимый зазор от проводников под напряжением.
(2) Подвесные зажимы OPGW
Подвесные зажимы OPGW(Оптический заземляющий провод) разработаны для кабелей, которые сочетают в себе оптоволоконные элементы с функциями заземляющего провода. ЭтиНатяжные зажимыдолжны обеспечивать как электрическое заземление, так и защиту оптоволокна, что требует специальных конструкций, которые предотвращают растяжение волокна, сохраняя при этом электрическую непрерывность.
(3) Спиральные и предварительно отформованные подвесные зажимы
Спиральные подвесные зажимыиспользуйте предварительно сформированные спиральные стержни, которые захватывают кабель за счет эластичного распределения натяжения по длине кабеля.Предварительно сформированные подвесные зажимыпредлагают значительные преимущества, в том числе:
- Отсутствие механических повреждений поверхности кабеля.
- Равномерное распределение напряжения
- Быстрая установка без специальных инструментов
- Улучшенные характеристики гашения вибрации
- Саморегулирующаяся-рукоятка при различных условиях нагрузки
предварительно сформированный зажим для подвескидизайн особенно эффективен дляоптоволоконный подвесной зажимприложения, где целостность кабеля имеет решающее значение. Эти зажимы имеют спиральные армированные стержни, которые охватывают кабель, равномерно распределяя механические нагрузки и защищая от повреждений, вызванных эоловой вибрацией.
Требования к подвесным зажимам на рабочих линиях и анализ отказов
(А) Технические требования
Технические требования к подвесным зажимам должны соответствовать положениям DL/T 756-2009 «Хомуты подвесные».
(1)Общие технические условия для подвесных зажимов должны соответствовать GB/T 2314-2008 и изготавливаться по утвержденным чертежам в соответствии с установленными процедурами.
(2)Конструкция должна минимизировать воздействие микро-вибраций на проводники и заземляющие провода. Зажимы должны обладать благоприятными динамическими характеристиками, иметь свободно вращающиеся корпуса и минимальную инерцию вращения относительно оси поворота.
(3)Потери электрической энергии из-за гистерезиса и вихревых токов должны быть сведены к минимуму.
(4)Радиус кривизны канала проводника в корпусе зажима должен быть не менее 8-кратного диаметра проводника или заземляющего провода.
(5)Между зажимом и проводом/заземляющим проводом должна существовать достаточная площадь контакта, чтобы свести к минимуму повреждение проводника, вызванное токами короткого-замыкания.
(6)Поверхности, контактирующие с проводниками или заземляющими проводами, такие как каналы для проводов и зажимные планки, должны быть гладкими и плоскими, без заусенцев, выступов или дефектов, которые могут вызвать истирание проводника.
(7)Конструкция должна облегчать рабочие операции, минимизировать количество компонентов и допускать установку или снятие с использованием рабочих инструментов под напряжением.
(8)Оба конца корпуса должны иметь гладкую расширяющуюся форму, а оба конца прижимных планок иметь плавные изогнутые профили.
(9)Конструкция должна учитывать различные условия установки, включая оголенные проводники, заземляющие провода или проводники, обернутые броневой лентой или защитными полосами.
(10)Значение радиуса канавки выбирают согласно таблице 2-3.
Таблица 2-3 Значения радиуса канавок для корпусов зажимов проводников (мм)
(11)Основные размеры включают общую длину, общую высоту, общую массу, максимальный угол выхода на борт корпуса (обычно не менее 25 градусов), минимальный угол выхода (обычно не более 3 градусов, за исключениемЗажимы для проводовдля больших пролетов) и допустимый угол поворота подвески.
(12)Номинальная разрушающая нагрузка, диаметр подвесного болта (ушка) и расстояние между болтами выбираются в соответствии с Таблицей 2-4. Для жил сечением 300–400 мм² разрывная нагрузка должна быть не менее 60 кН; для 630–720 мм² — не менее 80 кН.
Таблица 2-4 Номинальная разрывная нагрузка подвесных зажимов
(B) Анализ отказов подвесных зажимов на рабочих линиях
1. Износ подвесных хомутов.
Штифты подвесных зажимов образуют движущиеся пары с такими компонентами, как подвесные пластины и кольца, создавая точечный и линейный контакт на границе раздела. Это относительное движение создает избыточное локальное давление, приводящее к износу, разрушению и последующему отказу в работе.
Основные причины:
(1)Под действием ветра между корпусом зажима и подвесной пластиной происходит относительное движение. Подвесная пластина поворачивается под небольшим углом вокруг шарнирного пальца корпуса. Из-за тонкой пластины подвески она действует как лезвие, врезающееся в корпус, постепенно уменьшая площадь поперечного-поперечного сечения шарнирного пальца корпуса. Когда износ достигает определенного уровня, проводник или заземляющий провод могут оторваться от подвесного зажима под собственным весом, что приведет к несчастному случаю.
(2)Зажимы слишком большого размера или недостаточно затянутые проводники/заземляющие провода создают относительное перемещение под действием силы тока ветра или молнии, что приводит к перерезанию или прогоранию проводников/заземляющих проводов. Это приводит к отсоединению проводника/заземляющего провода от зажима.
2. Влияние качества производства продукции и условий окружающей среды
(1)При использовании стальных компонентов некачественное горячее-оцинкование, применяемое для предотвращения ржавчины, может выйти из строя из-за загрязнения окружающей среды и коронной коррозии во время эксплуатации.
(2)Трещины, присущие самой конструкции, или внутренние напряжения, возникающие в результате неправильных производственных процессов или термической обработки, могут привести к усталостному разрушению после длительной эксплуатации.
(C) Особенности подвесных систем оптоволоконных кабелей
При установкезажимы для подвески воздушного кабелядля оптоволоконных приложений необходимо учитывать дополнительные виды отказов:
(1) Повреждение оболочки кабеля:Неправильная установка зажима или чрезмерное усилие зажима могут повредить внешнюю оболочку кабеля, подвергая оптоволоконные элементы воздействию окружающей среды и проникновению влаги.
(2) Напряжение волокна:Чрезмерное механическое напряжение, передаваемое черезподвесной зажим для оптоволоконного кабелясистемы могут вызвать потери на микро-изгибах или поломку волокна, что приведет к ухудшению оптических характеристик.
(3) Усталость,-вызванная вибрацией: Зажимы для подвешивания волокондолжен эффективно гасить эоловую вибрацию, чтобы предотвратить усталостное повреждение как конструкции кабеля, так и внутренних волоконных элементов.Спиральные подвесные зажимыипредварительно сформированный зажим для подвескиконструкции превосходны в этом применении благодаря своим превосходным характеристикам гашения вибрации.
