Арматура за въздушни eлектропроводи

Арматурата (фитингите) за въздушни електропреносни линии служи за механично закрепване, за електрическо свързване и за защита на проводниците и изолаторите. Фитингите за проводници служат за прекъсване, окачване или съединяване на проводниците и са директно свързани към тях.

Носещите и глухите клеми, съединителите, отклонителните клеми, фитингите за защита срещу вибрации, както и дистанционерите също са в тази категория. Според тяхната функция те могат да образуват съвкупност, състояща се от няколко елемента, например носещи и глухи клеми и необходимите свързващи компоненти.

Фитингите за изолаторни комплекти и други крепежни елементи служат за свързване на опъвателните или носещите компоненти чрез точки за закрепване върху опорите. В случая на изолаторните комплекти компонентите за свързване на изолаторите също са в тази категория; самите изолатори обаче не са включени.

Тази група фитинги включва всички компоненти, разположени между глухите или носещите клеми и първия разглобяем елемент на опората, т.е. свързващия щифт или U-болта.

Закрепване на проводници към окачени изолаторни комплекти

За да се прикрепят проводниците към комплектите от окачени изолатори, се използват различни видове арматура.

В рамките на носещата клема и в близост до нея проводникът е подложен на механични напрежения, по-високи от тези в свободното пространство.

Статичното напрежение на опън, дължащо се на силите на механично напрежение в проводника и на мъртвата тежест, се наслагва върху статичните напрежения на огъване, породени от изкривяването на проводника, статичните напрежения на натиск в резултат на затягането на проводниците и променящите се напрежения на огъване вследствие на вибрациите на проводниците.

За да се поддържа динамичното напрежение на проводника ниско в обхвата на носещите клеми, тялото им трябва да бъде олекотено и шарнирно, за да може да следва безпрепятствено, доколкото е възможно, асиметричните режими на вибрации на проводника.

Съчленената клема е най-често използваният тип носеща клема. Тялото й, закрепено шарнирно към чифт планки, поддържа проводника, който се фиксира посредством затвора на клемата. Радиусът и дължината на жлеба трябва да бъдат проектирани така, че в случай на големи ъгли на провисване на проводника, той да не се огъва рязко в края на тялото.

Оста на шарнира трябва да бъде разположена приблизително на същото ниво като оста на проводника, за да се поддържа ниско напрежението на огъване при въртенето на клемата.

Носещите прътовидни окачвания (armor rod suspension, ARS) и захващащите окачвания (armor grip suspension, AGS) представляват набор от спираловидно оформени цилиндрични пръти, навити около проводника.

Тези пръти разпределят силите, упражнявани от клемите върху по-дълга част от проводник (до 2,5 m), в зависимост от напречното му сечение. Съпротивлението на огъване на прътовидните окачвания е приблизително равно на това на окачения проводник и по този начин се постига достатъчно голям радиус на кривина, поддържащ ниските деформации от огъване.

Късите и олекотени клеми притежават малък инерционен момент и следователно могат да следват движенията на проводниците при асиметрични вибрационни режими. По този начин променливите напрежения на огъване на проводника остават ниски. Освен това захващащото окачване има гумена еластична облицовка, която е затворена от спираловидно оформените пръти като кошница.

Шарнирната клема се разполага около този кош и фиксира проводника в надлъжна посока. Гумената еластична облицовка намалява радиалното свиване върху проводника. Тази конструкция води до удобно и устойчиво на вибрации, но по-скъпо окачване, което по-специално се прилага, когато арматурата на по-разумна цена не осигурява достатъчна защита на проводниците.

Захващащото окачване се използва в цял свят, особено за окачване на оптични наземни проводници (OPGW) и диелектрични въздушни кабели. Проводимостта на оптичните влакна би била значително нарушена от локално концентрирани сили на натиск, причинени от конвенционалните носещи клеми; следователно, захващащото окачване е особено подходящо за всички видове оптични кабели. Дължината на прътовидните окачвания трябва да бъде избрана така, че да е възможно поставянето на необходимите виброгасители върху тях.

Закрепване на проводници с глухи клеми

Проводниците могат да бъдат прекъснати чрез глухи клеми или чрез предварително оформени краища.

Окачванията на проводниците към опъвателните комплекти изолатори трябва да са в състояние да издържат натоварването на опън, породено от проводника, възникващо в отделната линия или опора. Изискванията за механичните характеристики зависят от вида на клемата, от съответните стандарти или от спецификацията на проекта.

Приложението на предварително оформени краища е ограничено до някои видове проводници с малки размери.

За предпочитане е те да се използват за метално подсилени въздушни кабели с интегрирани оптични влакна. Клемите от притискащ или клиновиден тип е прието да се използват предимно за фазови проводници на линии с високо и средно напрежение. Монтажът на клиновидния тип клеми е относително прост и не изисква използването на специални инструменти.

Корекцията на провисването на проводника може да се постигне чрез преместване на клемата. Клиновидните клеми са особено подходящи за еднокомпонентните проводници и за комбинираните проводници, съставени от повече от един слой алуминий или алуминиева сплав и следователно с ниско съдържание на стомана.

Те се състоят от клиновидна система, приспособена и закрепена към проводника, и едно- или двукомпонентно тяло с щифтове, към които са прикрепени крайните планки на изолаторния комплект.

Съгласно конструктивния принцип на клинообразната скоба клиновидната система се плъзга в тялото на клина, когато напрежението на разтягане на проводника се увеличава. В резултат на това има прогресивно нарастване на напречната сила върху проводника.

Това увеличение е необходимо, за да се повиши съответно задържащата сила. В случай на съставни проводници стоманената сърцевина допринася адекватно и достатъчно в общата задържаща сила, дължаща се на триенето с алуминиевите пластове, разположени около нея. Смазването на стоманената сърцевина може да редуцира степента на триене.

Притискащите глухи клеми са подходящи за прекъсване на всички стандартни видове проводници, налични на пазара. Те са конструирани да издържат на максимални сили на опън, достигащи до номиналната якост на опън на проводниците. Преместване на клемата след инсталиране вече не е възможно.

За монтаж на притискащи глухи клеми са необходими специални инструменти, а именно хидравлична преса и съответни матрици. Те са проектирани с един метален маншон за единични проводници и с два маншона за композитни проводници.

В случая на композитни проводници първо стоманеният маншон се кримпва върху стоманената сърцевина на съответната дължина след отрязване на алуминиевите снопове. След това външният маншон, изработен от алуминиева сплав, се кримпва на единия край върху стоманената клема на скобата и от другата страна върху целия проводник, състоящ се от алуминиеви и стоманени слоеве.

Инструкциите на производителя трябва да се спазват при монтажа на притискащи клеми. Дължината, дебелината и материалът на маншона, както и позицията и броят на притисканията (кримпванията), влияят в голяма степен върху крайната задържаща сила.

Предварително оформените глухи пръти разпределят радиалните сили на натиск, необходими за фрикционното зацепване, върху по-дълги кабелни секции отколкото при глухите клеми и следователно са особено подходящи за прекъсване на метално подсилени кабели с оптични влакна, диелектрични кабели с оптични влакна и други въздушни кабели.

Предварително оформените глухи пръти отговарят на всички изисквания за краища на проводниците. Те могат да бъдат лесно инсталирани без използването на инструменти и са широко използвани в цял свят.

Състоят се от няколко спираловидно оформени цилиндрични метални пръти, вътрешният диаметър на които е малко по-малък от външния диаметър на проводника, който трябва да бъде прекъснат. Силите на опън се прехвърлят върху проводника през спиралите чрез триене, генерирано от радиален натиск.

Дължината и формата на предварително оформените пръти поддържат радиалния натиск на ниско ниво и по този начин се избягва всякакво увреждане на проводника. Вътрешната повърхност на предварително оформените пръти е покрита с пясък, за да се увеличат крайните задържащи сили.

Съединители

Съединителите са фитинги, които свързват един или повече фазови проводници или наземни жици заедно, или създават разклонение на проводник. Различават се устойчиви и неустойчиви на опън конектори.

По отношение на температурния рейтинг се прилагат същите принципи, както при другите аксесоари за токови линии. За свързвания със средна дължина падът на напрежението и електрическото съпротивление покрай съединителя не трябва да превишават напрежението на еквивалентна дължина на проводника.

За предварително напрегнатите съединявания на проводници важат същите изисквания, както за глухите клеми. При конструирането на нови въздушни електропреносни линии се използват предимно притискащи конектори, чийто дизайн, функция и монтаж са аналогични с тези на глухите клеми.

Често за възстановяване на електрическата и механичната функция след повреди или неизправности на верига на проводници, наземни жици или въздушни кабели се използват парчета от защитни предварително оформени пръти или т. нар. ремонтни спирали.

Те могат да бъдат инсталирани без специални инструменти. Доставят се с адаптирани дължини, като инструкциите на производителя декларират до каква степен на щетите биха могли да бъдат подходящи като средство за ремонт.

Като правило, ремонтни спирали се използват, когато делът на повредените нишки във външния слой на проводника не надвишава 25%. При по-тежки повреди ще бъде необходимо поставянето на ремонтна съединителна спирала, издържаща на опън.

Фитинги за изолаторни комплекти

Арматурата за изолаторни комплекти включва: фитинги за закрепване към подпората, напр. U-болтове или болтове на панти; фитинги за присъединяване към изолаторите на един низ, напр. сферични и фасунгови куплунги и клеми и езикови куплунги, гъвкави пластини за многонизови изолаторни комплекти; фитинги за изравняване на електрични полета и защита срещу ел. дъги.

Сферичните и фасунгови куплунги се използват за свързване на прътовидни и висящи изолатори, а съединения с клеми и езикови куплунги се използват за прътовидни и композитни изолатори.

Фитингите за предпазване от искри трябва да защитават изолаторите, чувствителни към резки температурни промени, които могат да възникнат поради поява на електрически дъги.

Магнитното поле, произведено от дъгата, се използва за нейното стабилизиране и насочване. В случай на множество изолаторни низове целта е сливането на частичните дъги в една интегрална дъга, така че дъгата да изгаря встрани от изолаторите, докато изгасне.

Техническите параметри на системата като номинално напрежение и ток на късо съединение, заедно с периода на прекъсване, предопределят избора на устройствата за защита срещу ел. дъги, както и подредбата - успоредно или перпендикулярно, на индивидуалните изолаторни низове на проводниците в случай на няколко изолаторни комплекта.

Разпределящите фитинги основно хомогенизират електрическото поле по дължината на изолаторния низ, по-специално при висящи изолаторни комплекти. По-голямата част от устройствата за защита срещу ел. дъги се грижат постоянно за разпределяне на потенциала.

Следователно, отделни разпределящи пръстени са необходими само в случаите напроектиране на помощни устройства за изолаторни комплекти за специални приложения, които изискват екраниране на отделни елементи, за да се запази напълно изолаторният комплект незасегнат от частични разряди. Такива разпределящи фитинги не функционират като фитинги за предпазване от ел. дъги.

В случай на дълги разстояния, например при пресичане на реки, напреженията в проводника в местата на окачване допълнително се увеличават поради големия ъгъл на провисване. Чрез използване на аранжировка от крайно окачване, съединена към проводника посредством глухи клеми, се избягва статичното му напрежение на огъване.

Ако не могат да бъдат използвани клиновидни клеми поради конструкцията на проводника и е нужно проводникът да премине неотрязан от един до друг напрегнат низ през няколко окачващи низа, ще са необходими изключително дълги носещи клеми. Тези конструкции се наричат седловидни клеми.

Поради големите ъгли на спускане на проводника, които се появяват при дълги разстояния, може да се наложи използване на дълги до два метра тела за окачване. Такива клеми се правят по поръчка и се съобразяват с конкретното приложение.

Формата на тялото и радиусът на жлеба трябва да бъдат напълно регулирани спрямо тежестта на проводника, така че силата на срязване в проводника да не превишава допустимите граници и конструкцията на проводника да не се разхлаби.

Понякога се налага използване на компенсиращи (отпускащи) носещи клеми, които защитават недостатъчно устойчиви на торсионни натоварвания носещи кули. Клемите освобождават проводника при наклон при изолатора приблизително 45°, което може да бъде причинено от небалансирани натоварващи сили в съседните участъци вследствие например на обледеняване.

Плъзгащите се носещи клеми позволяват на проводника да се приплъзне през клемата, за да компенсира разликата в напрежението на опън между съседните участъци.