في خطوط الكهرباء العلوية أو المحطات الفرعية، يُشار إلى الأجهزة المستخدمة لتعليق الموصلات ومانعات الصواعق من العوازل، أو لتعليق مانعات الصواعق من الأبراج، باسم أجهزة التعليق. ومن المعروف أيضا باسم الدعمأجهزة كابلات الألياف الضوئيةأو مشابك التعليق (من أجل الاتساق، يشار إليها فيما يلي بشكل جماعي باسم "مشابك التعليق"). تستخدم المنشآت الحديثة بشكل متزايد المتخصصةالمشابك تعليق الأليافوالمشابك تعليق الألياف البصريةإلى جانب أنظمة تعليق الموصلات التقليدية.
الهيكل الأساسي لمشابك التعليق
يتكون مشبك التعليق عادةً من جسم مشبك، ولوحة ضغط (بما في ذلك مسامير التثبيت)، ودبوس R-. يوضح الشكل 2-1 مشبك التعليق القياسي، المعروف أيضًا باسم مشبك التعليق من النوع -الشماعة المتوازية. يتضمن مبدأ التشغيل استخدام اثنين من البراغي على شكل حرف U لتثبيت لوحة الضغط، وتثبيت المشبك داخل جسم المشبك.
الشكل 2-1: الصورة الفعلية لمشبك الكابل العلوي القياسي
يوضح الشكل 2-2 تكوينين إضافيين لمشابك التعليق. تشبه هياكلها الأساسية تلك الموجودة في مشابك التعليق القياسية. يشتمل مشبك تعليق لوحة تعليق الرأس للوعاء- على لوحة تعليق رأس الوعاء- على مشبك تعليق لوحة التعليق. يضيف مشبك تعليق لوحة التعليق على شكل U- لوحة تعليق على شكل U إلى مشبك تعليق لوحة التعليق المتوازي.
الشكل 2-2 الصور الفعلية للمشابك العلوية
(أ) CGU-XXX المشبك العلوي (مع الوعاء-لوحة تعليق الرأس)؛ (ب) CGU-XXX المشبك العلوي (مع لوحة تعليق على شكل U-)
هال كابل المشبك
عادةً ما يتم تصنيع مشابك الأسلاك وألواح الضغط من الحديد الزهر القابل للطرق أو سبائك الألومنيوم أو يتم تشكيلها عن طريق ختم ألواح الصلب. يتم وضع الموصلات والأسلاك الأرضية داخل قناة المشبك، والتي يجب أن يتجاوز نصف قطر انحناءها ثمانية أضعاف قطر الموصل المعلق.
(1) مشابك الأسلاك مصنوعة من الحديد الزهر.تشكل الموصلات المصنوعة من الحديد الزهر دائرة مغناطيسية مغلقة حول الموصل. حتى مع الحد الأدنى من المقاومة المغناطيسية، فإن المجالات المغناطيسية المتناوبة من التيار المتردد تحفز فقدان التباطؤ وتولد الحرارة، مما يرفع درجة حرارة الموصل. يؤدي تسخين الموصل إلى تقليل القوة الميكانيكية، مما يحد من قدرة النقل. وبالتالي، في حين أن مشابك الموصلات المصنوعة من الحديد (أو الفولاذ) توفر استثمارًا أوليًا منخفضًا، إلا أنها تزيد من خسائر الخطوط وتكاليف التشغيل السنوية.
(2) مشابك تعليق مختومة من ألواح الصلبتتميز بهيكل تم تشكيله عن طريق ختم ألواح فولاذية، مما يلغي الحاجة إلى لوحة تعليق. يتم وضع نقطة التعليق فوق محور الموصل، مع تثبيت مسامير على شكل حرف U - لأعلى، مما يسهل عملية البناء. يوفر هذا النوع مزايا مثل عمليات الإنتاج البسيطة، والدورات القصيرة، ومعدلات الإنتاجية العالية، والتصميم خفيف الوزن، وعدد أقل من المكونات. إنه مناسب لتركيب الموصلات الفولاذية-المجدولة المصنوعة من الألومنيوم والموصلات المجدولة المصنوعة من الألومنيوم ذات المقاطع العرضية الصغيرة إلى المتوسطة-.
(3) المشابك مصنوعة من سبائك الألومنيوم.يتم حاليًا الترويج لمشابك التعليق المصنوعة من سبائك الألومنيوم على نطاق واسع نظرًا لخصائصها الموفرة للطاقة-وقدرتها على مكافحة الهالة-والتصميم خفيف الوزن.
لوحة لقط
تستخدم لوحة التثبيت قوة التثبيت الناتجة عن ربط المسامير على شكل حرف U- للإمساك بالموصل والسلك الأرضي بشكل آمن.
مغلق-دبوس النهاية (R-دبوس)
دبوس النهاية المغلق-، والمعروف أيضًا باسم دبوس R-، هو مكون مصمم لمنع ارتخاء البراغي.
أنواع وأمثلة المشابك العلوية
أنواع المشابك العلوية
يوضح الشكل 2-3 تصنيف المشابك العلوية. يظهر التطابق بين أرقام التعيين وأحمال القطع الاسمية للمشابك العلوية في الجدول 2-1.
الشكل 2-3 نموذج التعيين لمشابك التعليق
في المعيار الجديد، تبدأ نماذج مشبك التعليق بالحرف "X". المعيار القديم يحظر "X" ويستخدم بدلاً من ذلك "C." يستخدم المصنعون حاليًا كلا التسميتين.
جدول 2-1 المراسلات بين أرقام التعيين وأحمال الكسر الاسمية
مثال:CGU-3 مشبك التعليق: يشير "C" إلى مشبك التعليق؛ يشير "G" إلى النوع الثابت؛ يشير 'U' بـ U-bolt؛ "3" يشير إلى رقم المجموعة. بالرجوع إلى الجدول 1-4 أو كتالوجات منتجات الأجهزة، فهي مناسبة لأقطار أسلاك الألمنيوم المجدولة من 16.0 إلى 18.0 مم وقطر أسلاك الألمنيوم ذات القلب الفولاذي من 13.0 إلى 14.5 مم.
يشير مشبك التعليق CGU-5A إلى مشبك تعليق ثابت بمسمار U-. يشير الحرف الإضافي "A" الذي يلي الرقم المجمع "5" إلى أنه يحتوي على لوحة تعليق لرأس الوعاء.
XTS-2A مشبك التعليق: يشير "X" إلى مشبك التعليق، ويشير "T" إلى استخدام سلك التوصيل، ويشير الرقم "2" إلى رقم مجموعة الأسلاك (قطر السلك)، ويشير "A" إلى أنه يحتوي على لوحة تعليق لرأس الوعاء.
أمثلة على نماذج مشبك التعليق
وفقًا للمواصفة DL/T 683-2010، تظهر أمثلة نموذج مشبك التعليق في الجدول 2-2.
جدول 2-2 أمثلة على نماذج مشبك التعليق
أنظمة تعليق كابلات الألياف الضوئية المتخصصة
تتطلب البنية التحتية الحديثة للاتصالات المتكاملة مع أنظمة نقل الطاقة تخصصًاالمشابك المعلقة لكابلات الألياف الضوئية. وتشمل هذه:
(1) مشابك التعليق ADSS
إي دي إس إسالمشابك تعليق(جميع-الدعم الذاتي-للعزل الكهربائي) مصممة خصيصًا لكابلات الألياف الضوئية ذاتية الدعم-التي لا تحتوي على مكونات معدنية. هؤلاءالمشابك تعليق الكابلات الجويةتوفير دعم آمن مع استيعاب الخصائص الميكانيكية الفريدة للكابلات العازلة. يضمن التصميم الحد الأدنى من تركيز الضغط على غلاف الكابل ويحافظ على الخلوص المناسب من الموصلات النشطة.
(2) مشابك تعليق OPGW
مشابك التعليق OPGW(السلك الأرضي البصري) مصمم للكابلات التي تجمع بين عناصر الألياف الضوئية ووظيفة السلك الأرضي. هؤلاءالمشابك التوتريجب أن توفر كلاً من التأريض الكهربائي وحماية الألياف، مما يتطلب تصميمات متخصصة تمنع إجهاد الألياف مع الحفاظ على الاستمرارية الكهربائية.
(3) مشابك تعليق حلزونية ومُشكلة مسبقًا
المشابك تعليق حلزونيةاستخدم قضبان حلزونية مشكلة مسبقًا والتي تمسك الكابل من خلال توزيع التوتر المرن على طول الكابل.المشابك تعليق مسبقة التشكيلتقديم مزايا كبيرة بما في ذلك:
- لا يوجد ضرر ميكانيكي على سطح الكابل
- توزيع الضغط الموحد
- تركيب سريع بدون أدوات خاصة
- تعزيز خصائص التخميد الاهتزاز
- قبضة ذاتية الضبط-في ظل ظروف تحميل مختلفة
الالمشبك تعليق مسبقة التشكيلالتصميم فعال بشكل خاص لمشبك تعليق من الألياف الضوئيةالتطبيقات التي تكون فيها سلامة الكابل أمرًا بالغ الأهمية. تتميز هذه المشابك بقضبان مدرعة حلزونية تلتف حول الكابل، وتوزع الأحمال الميكانيكية بالتساوي وتحمي من أضرار الاهتزازات الجوية.
متطلبات مشابك التعليق على خطوط التشغيل وتحليل الأعطال
(أ) المتطلبات الفنية
يجب أن تتوافق المتطلبات الفنية لمشابك التعليق مع أحكام DL/T 756-2009 "مشابك التعليق".
(1)يجب أن تكون الشروط الفنية العامة لمشابك التعليق مطابقة للمواصفة GB/T 2314-2008 ويتم تصنيعها طبقاً للرسومات المعتمدة باتباع الإجراءات المقررة.
(2)يجب أن يقلل التصميم من تأثير الاهتزازات الدقيقة-على الموصلات والأسلاك الأرضية. يجب أن تظهر المشابك خصائص ديناميكية مناسبة، مع أجسام تدور بحرية وأدنى حد من القصور الذاتي الدوراني بالنسبة للمحور المحوري.
(3)يجب تقليل فقدان الطاقة الكهربائية بسبب التباطؤ والتيارات الدوامة.
(4)يجب ألا يقل نصف قطر انحناء قناة الموصل في جسم المشبك عن 8 أضعاف قطر الموصل أو السلك الأرضي.
(5)يجب أن توجد منطقة اتصال كافية بين المشبك والموصل/السلك الأرضي لتقليل تلف الموصل الناتج عن تيارات الدائرة القصيرة.
(6)يجب أن تكون الأسطح الملامسة للموصلات أو الأسلاك الأرضية، مثل قنوات الموصلات وشرائط التثبيت، ناعمة ومسطحة، وخالية من نتوءات أو نتوءات أو عيوب قد تسبب تآكل الموصل.
(7)يجب أن يسهل الهيكل عمليات العمل الحية، ويقلل عدد المكونات، ويسمح بالتركيب أو الإزالة باستخدام أدوات العمل الحية.
(8)يجب أن يتميز كلا طرفي الهيكل بشكل أملس متوهج، ويجب أن يكون لكلا طرفي شرائط التثبيت جوانب منحنية ناعمة.
(9)يجب أن يستوعب التصميم ظروف التركيب المختلفة، بما في ذلك الموصلات العارية، والأسلاك الأرضية، أو الموصلات المغلفة بشريط مدرع أو شرائط واقية.
(10)يجب اختيار قيمة نصف قطر الأخدود طبقاً للجدول 2-3.
جدول 2-3 قيم نصف قطر الأخدود لهياكل مشبك الموصل (مم)
(11)تشمل الأبعاد الأساسية الطول الإجمالي، والارتفاع الإجمالي، والكتلة الإجمالية، وزاوية الخروج القصوى لكل جانب من جوانب الهيكل (بشكل عام لا تقل عن 25 درجة)، والحد الأدنى لزاوية الخروج (بشكل عام لا تزيد عن 3 درجات، باستثناءإسقاط المشابك الأسلاكلمسافات كبيرة)، وزاوية الدوران المسموح بها للشماعة.
(12)يجب اختيار حمل الكسر الاسمي، وقطر مسمار التعليق (الأذن)، ومسافة الترباس وفقًا للجدول 2-4. بالنسبة للموصلات التي تبلغ مساحة مقطعها العرضي 300-400 مم²، يجب ألا يقل حمل القطع عن 60 كيلو نيوتن؛ لـ 630-720 مم²، لا يقل عن 80 كيلو نيوتن.
جدول 2-4 حمل الكسر الاسمي لمشابك التعليق
(ب) تحليل فشل مشابك التعليق في خطوط التشغيل
1. ارتداء مشابك التعليق
تشكل دبابيس مشابك التعليق أزواجًا متحركة بمكونات مثل ألواح التعليق والحلقات، مما يؤدي إلى إنشاء نقطة اتصال وخط في الواجهة. تولد هذه الحركة النسبية ضغطًا موضعيًا مفرطًا، مما يؤدي إلى التآكل والكسر والفشل التشغيلي اللاحق.
الأسباب الأولية:
(1)تحت قوى الرياح، تحدث حركة نسبية بين جسم المشبك ولوحة التعليق. تدور لوحة التعليق بزاوية صغيرة حول الدبوس المحوري للجسم. نظرًا لرقاقة لوحة التعليق، فإنها تعمل مثل النصل الذي يقطع الجسم، مما يقلل تدريجيًا من مساحة المقطع -للدبوس المحوري للجسم. عندما يصل التآكل إلى مستوى معين، قد ينفصل الموصل أو السلك الأرضي عن مشبك التعليق تحت ثقله، مما يتسبب في وقوع حادث.
(2)تولد المشابك كبيرة الحجم أو الموصلات/الأسلاك الأرضية المشدودة بشكل غير كافٍ حركة نسبية تحت قوى تيار الرياح أو البرق، مما يتسبب في قطع الموصلات/الأسلاك الأرضية أو حرقها. يؤدي هذا إلى فصل الموصل/السلك الأرضي عن المشبك.
2. تأثير جودة تصنيع المنتج والظروف البيئية
(1)عند استخدام مكونات فولاذية، قد تفشل عملية الجلفنة بالغمس الساخن دون المستوى المطلوب لمنع الصدأ بسبب التلوث البيئي والتآكل الإكليلي أثناء التشغيل.
(2)الشقوق الكامنة في الهيكل نفسه، أو الضغوط الداخلية الناتجة عن عمليات التصنيع غير الصحيحة أو المعالجة الحرارية، يمكن أن تؤدي إلى فشل الكلال بعد التشغيل لفترة طويلة.
(ج) اعتبارات خاصة لأنظمة تعليق كابلات الألياف الضوئية
عند التثبيتالمشابك تعليق الكابلات الجويةبالنسبة لتطبيقات الألياف الضوئية، يجب مراعاة أوضاع الفشل الإضافية:
(1) تلف سترة الكابل:قد يؤدي التثبيت غير الصحيح للمشبك أو قوة التثبيت المفرطة إلى إتلاف الغلاف الخارجي للكابل، مما يعرض عناصر الألياف للتدهور البيئي ودخول الرطوبة.
(2) سلالة الألياف:الإجهاد الميكانيكي المفرط ينتقل عبرمشبك تعليق لكابلات الألياف الضوئيةيمكن أن تتسبب الأنظمة في حدوث خسائر في الانحناء الدقيق أو كسر الألياف، مما يؤدي إلى تدهور الأداء البصري.
(3) الاهتزاز-التعب المستحث: المشابك تعليق الأليافيجب أن يخفف الاهتزازات الريحية بشكل فعال لمنع تلف الكلال لكل من هيكل الكابل وعناصر الألياف الداخلية.المشابك تعليق حلزونيةوالمشبك تعليق مسبقة التشكيلتتفوق التصاميم في هذا التطبيق نظرًا لخصائصها الفائقة في تخميد الاهتزاز.
