În liniile electrice aeriene sau substații, hardware-ul utilizat pentru suspendarea conductoarelor și paratrăsnetelor de izolatoare sau pentru suspendarea paratrăsnetelor din turnuri este denumit hardware de suspensie. Este cunoscut și ca suportHardware pentru cablu de fibră opticăsau cleme de suspensie (pentru consistență, denumite în continuare „cleme de suspensie”). Instalațiile moderne folosesc din ce în ce mai mult echipamente specializatecleme de suspensie din fibreşicleme de suspensie cu fibră opticăalături de sistemele tradiționale de suspendare a conductorilor.
Structura de bază a clemelor de suspensie
O clemă de suspensie constă de obicei dintr-un corp de clemă, o placă de presiune (inclusiv șuruburi de fixare) și un știft R-. Figura 2-1 prezintă o clemă de suspensie standard, cunoscută și sub denumirea de clemă de suspensie de tip agățat paralel-. Principiul său de funcționare implică utilizarea a două șuruburi în U pentru a fixa placa de presiune, fixând clema în corpul clemei.
Figura 2-1: Poza reală a clemei standard pentru cabluri aeriene
Figura 2-2 prezintă două configurații suplimentare de cleme de suspensie. Structurile lor de bază seamănă cu cele ale clemelor de suspensie standard. Clema de suspensie a plăcii de suspendare a capului-castronului încorporează o placă de suspendare a capului-bolului pe clema de suspendare a plăcii de suspendare. Clema de suspendare a plăcii de suspendare în formă de U-adaugă o placă de suspendare în formă de U la clema de suspendare a plăcii de suspendare paralele.
Figura 2-2 Fotografii reale ale clemelor aeriene
(a) Clemă superioară CGU-XXX (cu placă de agățare pentru bol-cap); (b) Clemă de deasupra CGU-XXX (cu placă de suspendare în formă de U-)
Cocă de clemă pentru cablu
Clemele de sârmă și plăcile de presiune sunt fabricate de obicei din fontă maleabilă, aliaj de aluminiu sau formate prin ștanțarea plăcilor de oțel. Conductorii și firele de împământare sunt plasate în canalul clemei, a căror rază de curbură trebuie să depășească de opt ori diametrul conductorului suspendat.
(1) Cleme de sârmă din fontă forjată.Conductorii din fontă forjată formează un circuit magnetic închis în jurul conductorului. Chiar și cu rezistență magnetică minimă, câmpurile magnetice alternative de la curentul AC induc pierderi de histerezis și generează căldură, crescând temperatura conductorului. Încălzirea conductorului reduce rezistența mecanică, limitând astfel capacitatea de transmisie. Astfel, în timp ce clemele conductoare din fier (sau oțel) oferă investiții inițiale reduse, ele măresc pierderile de linie și costurile anuale de operare.
(2) Cleme de suspensie ștanțate din tablă de oțelprezintă o carcasă formată prin ștanțarea plăcilor de oțel, eliminând necesitatea unei plăci de suspendare. Punctul de suspendare este poziționat deasupra axei conductorului, cu șuruburi U-instalate în sus, facilitând construcția. Acest tip oferă avantaje precum procese simple de producție, cicluri scurte, rate de randament ridicate, design ușor și mai puține componente. Este potrivit pentru instalarea conductoarelor cu miez din oțel-aluminiu și conductori din aluminiu cu secțiuni transversale mici și medii-.
(3) Cleme din aliaj de aluminiu.Clemele de suspensie din aliaj de aluminiu sunt în prezent promovate pe scară largă pentru proprietățile lor de-economisire a energiei, capacitățile anti-halare și designul ușor.
Placa de prindere
Placa de prindere utilizează forța de strângere generată de strângerea șuruburilor U-pentru a prinde bine conductorul și firul de împământare.
Pin închis-Sfârșit (R-Spin)
Știftul de capăt închis-, cunoscut și ca știft R-, este o componentă concepută pentru a preveni slăbirea șuruburilor.
Tipuri și exemple de cleme aeriene
Tipuri de cleme aeriene
Figura 2-3 ilustrează clasificarea clemelor aeriene. Corespondența dintre numerele de desemnare și sarcinile nominale de rupere ale clemelor aeriene este prezentată în Tabelul 2-1.
Figura 2-3 Denumirea modelului de cleme de suspensie
În noul standard, modelele de cleme de suspensie încep cu „X”. Vechiul standard interzicea „X” și în schimb folosea „C”. În prezent, producătorii folosesc ambele denumiri.
Tabelul 2-1 Corespondența dintre cifrele de desemnare și sarcinile nominale de rupere
Exemplu:CGU-3 clemă de suspensie: „C” înseamnă clemă de suspensie; „G” înseamnă tip fix; „U” denotă cu șurubul U-; „3” indică numărul combinației. Referindu-ne la Tabelul 1-4 sau cataloagele de produse hardware, este potrivit pentru diametre de sârmă de aluminiu cu toroane de 16,0–18,0 mm și diametre de sârmă de toroane de aluminiu cu miez de oțel de 13,0–14,5 mm.
Clemă de suspensie CGU-5A indică o clemă de suspensie fixă cu șuruburi U{-. Litera suplimentară „A” după numărul de combinație „5” indică că are o placă de suspendare cu cap de bol.
Clemă de suspensie XTS-2A: „X” indică clema de suspensie, „T” denotă utilizarea firului jumper, numărul „2” indică numărul combinației de sârmă (diametrul firului) și „A” indică că are o placă de suspendare cu cap de bol.
Exemple de modele de cleme de suspensie
Conform DL/T 683-2010, exemplele de modele de cleme de suspensie sunt prezentate în Tabelul 2-2.
Tabelul 2-2 Exemple de modele de cleme de suspensie
Sisteme specializate de suspendare prin cablu cu fibră optică
Infrastructura modernă de telecomunicații integrată cu sistemele de transport de energie necesită specializarecleme de suspensie pentru cabluri de fibră optică. Acestea includ:
(1) Cleme de suspensie ADSS
ADSScleme de suspensie(Toate -Dielectric Self-Supporting) sunt proiectate special pentru cablurile de fibră optică cu auto-suport care nu conțin componente metalice. Acestecleme de suspendare a cablurilor aerieneoferiți suport sigur, găzduind în același timp proprietățile mecanice unice ale cablurilor dielectrice. Designul asigură concentrarea minimă a tensiunilor pe mantaua cablului și menține un spațiu liber adecvat față de conductorii sub tensiune.
(2) Cleme de suspensie OPGW
Cleme de suspensie OPGW(Optical Ground Wire) sunt proiectate pentru cabluri care combină elemente de fibră optică cu funcționalitatea firului de împământare. AcesteCleme de tensiunetrebuie să ofere atât împământare electrică, cât și protecție prin fibră, necesitând modele specializate care să prevină solicitarea fibrelor, menținând în același timp continuitatea electrică.
(3) Cleme de suspensie elicoidale și preformate
Cleme elicoidale de suspensieutilizați tije elicoidale preformate care prind cablul prin distribuția elastică a tensiunii de-a lungul lungimii cablului.Cleme de suspensie preformateoferă avantaje semnificative, inclusiv:
- Fără deteriorare mecanică a suprafeței cablului
- Distribuție uniformă a tensiunilor
- Instalare rapidă fără unelte speciale
- Caracteristici îmbunătățite de amortizare a vibrațiilor
- Prindere cu auto{0}reglare în diferite condiții de încărcare
Theclemă de suspensie preformatădesignul este deosebit de eficient pentruclemă de suspensie cu fibră opticăaplicații în care integritatea cablului este critică. Aceste cleme dispun de tije de blindaj elicoidal care se înfășoară în jurul cablului, distribuind sarcinile mecanice uniform și protejând împotriva daunelor provocate de vibrațiile eoliene.
Cerințe pentru clemele de suspensie pe liniile de operare și analiza defecțiunilor
(A) Cerințe tehnice
Cerințele tehnice pentru clemele de suspensie trebuie să respecte prevederile DL/T 756-2009 „Clemente de suspensie”.
(1)Condițiile tehnice generale pentru clemele de suspensie trebuie să fie conforme cu GB/T 2314-2008 și să fie fabricate conform desenelor aprobate, urmând procedurile prescrise.
(2)Designul trebuie să minimizeze impactul micro-vibrațiilor asupra conductorilor și firelor de împământare. Clemele trebuie să prezinte caracteristici dinamice favorabile, cu corpuri care se rotesc liber și o inerție de rotație minimă în raport cu axa de pivotare.
(3)Pierderile de energie electrică datorate histerezisului și curenților turbionari trebuie reduse la minimum.
(4)Raza de curbură a canalului conductorului din corpul clemei nu trebuie să fie mai mică de 8 ori diametrul conductorului sau al firului de împământare.
(5)Trebuie să existe o zonă de contact suficientă între clemă și conductor/firul de masă pentru a minimiza deteriorarea conductorului cauzată de curenții de scurt-circuit.
(6)Suprafețele în contact cu conductorii sau firele de împământare, cum ar fi canalele conductoare și benzile de prindere, trebuie să fie netede și plane, fără bavuri, proeminențe sau defecte care ar putea provoca abraziunea conductorului.
(7)Structura trebuie să faciliteze operațiunile de lucru sub tensiune, să minimizeze numărul de componente și să permită instalarea sau îndepărtarea utilizând unelte de lucru sub tensiune.
(8)Ambele capete ale carenei trebuie să aibă o formă netedă evazată, iar ambele capete ale benzilor de prindere trebuie să aibă profile curbe netede.
(9)Proiectarea trebuie să se adapteze la diferite condiții de instalare, inclusiv conductoare goale, fire de împământare sau conductori învelite cu bandă blindată sau benzi de protecție.
(10)Valoarea razei canelurii va fi selectată conform Tabelului 2-3.
Tabelul 2-3 Valorile razei canelurii pentru corpurile clemelor conductorului (mm)
(11)Dimensiunile primare includ lungimea totală, înălțimea totală, masa totală, unghiul maxim de ieșire pe latura carenei (în general nu mai puțin de 25 de grade), unghiul minim de ieșire (în general nu mai mare de 3 grade, cu excepțiaCleme de sârmăpentru deschideri mari) și unghiul de rotație permis al suportului.
(12)Sarcina nominală de rupere, diametrul șuruburilor de fixare (ureche) și distanța dintre șuruburi trebuie selectate conform tabelului 2-4. Pentru conductoarele cu secțiune transversală de 300–400 mm², sarcina de rupere nu trebuie să fie mai mică de 60 kN; pentru 630–720 mm², nu mai puțin de 80 kN.
Tabelul 2-4 Sarcina nominală de rupere a clemelor de suspensie
(B) Analiza defecțiunilor clemelor de suspensie în liniile de operare
1. Uzura clemelor de suspensie
Știfturile clemelor de suspensie formează perechi în mișcare cu componente precum plăci de suspendare și inele, creând un contact punct și linie la interfață. Această mișcare relativă generează o presiune localizată excesivă, ceea ce duce la uzură, fractură și defecțiune operațională ulterioară.
Cauze primare:
(1)Sub forțele vântului, apare o mișcare relativă între corpul clemei și placa de fixare. Placa de suspendare pivotează la un unghi mic în jurul știftului de pivotare al corpului. Datorită subțirii plăcii de suspendare, aceasta acționează ca o lamă care taie corpul, reducând treptat zona secțiunii transversale-a pivotului corpului. Când uzura atinge un anumit nivel, conductorul sau firul de împământare se pot desprinde de clema de suspensie sub propria greutate, provocând un accident.
(2)Clemele supradimensionate sau conductoarele/firele de împământare insuficient strânse generează mișcare relativă sub forțele vântului sau ale curentului de fulger, determinând tăierea sau arderea conductorilor/firelor de masă. Acest lucru duce la desprinderea conductorului/firului de împământare din clemă.
2. Impactul calității producției de produse și al condițiilor de mediu
(1)Când sunt utilizate componente din oțel, galvanizarea la cald-inferioară aplicată pentru prevenirea ruginii poate eșua din cauza contaminării mediului și a coroziunii corona în timpul funcționării.
(2)Fisurile inerente structurii în sine, sau tensiunile interne rezultate din procesele de fabricație necorespunzătoare sau tratamentul termic, pot duce la cedarea prin oboseală după o funcționare prelungită.
(C) Considerații speciale pentru sistemele de suspendare prin cablu cu fibră optică
La instalarecleme de suspendare a cablurilor aerienepentru aplicațiile cu fibră optică, trebuie luate în considerare moduri suplimentare de defecțiune:
(1) Deteriorarea mantalei cablului:Instalarea necorespunzătoare a clemei sau forța excesivă de strângere pot deteriora mantaua exterioară a cablului, expunând elementele din fibre la degradarea mediului și la pătrunderea umezelii.
(2) Tulpina de fibre:Solicitarea mecanică excesivă transmisă princlemă de suspensie pentru cablu de fibră opticăsistemele pot provoca pierderi de micro-îndoire sau ruperea fibrelor, degradând performanța optică.
(3) Oboseală indusă de vibrații-: Cleme de suspensie din fibretrebuie să atenueze eficient vibrațiile eoliene pentru a preveni deteriorarea prin oboseală atât a structurii cablului, cât și a elementelor interne din fibre.Cleme elicoidale de suspensieşiclemă de suspensie preformatămodelele excelează în această aplicație datorită caracteristicilor lor superioare de amortizare a vibrațiilor.
