Nelle linee elettriche aeree o nelle sottostazioni, l'hardware utilizzato per sospendere conduttori e parafulmini agli isolanti o per sospendere i parafulmini alle torri è denominato hardware di sospensione. È noto anche come supportoHardware per cavi in fibra otticaovvero fascette di sospensione (per coerenza, di seguito collettivamente denominate “fascette di sospensione”). Le installazioni moderne utilizzano sempre più specialistimorsetti di sospensione in fibraEmorsetti di sospensione in fibra otticaaccanto ai tradizionali sistemi di sospensione dei conduttori.
Struttura di base dei morsetti di sospensione
Un morsetto di sospensione è generalmente costituito da un corpo del morsetto, una piastra di pressione (compresi i bulloni di fissaggio) e un perno R-. La Figura 2-1 mostra un morsetto di sospensione standard, noto anche come morsetto di sospensione di tipo a gancio parallelo-. Il suo principio di funzionamento prevede l'utilizzo di due bulloni a U per bloccare la piastra di pressione, fissando la fascetta all'interno del corpo della fascetta.
Figura 2-1: Foto reale del serracavo aereo standard
La Figura 2-2 mostra due configurazioni aggiuntive di morsetti di sospensione. La loro struttura di base ricorda quella dei morsetti di sospensione standard. Il morsetto di sospensione della piastra di sospensione della testa della ciotola- incorpora una piastra di sospensione della testa della ciotola-sul morsetto di sospensione della piastra di sospensione. Il morsetto di sospensione della piastra di sospensione a forma di U- aggiunge una piastra di sospensione a forma di U al morsetto di sospensione della piastra di sospensione parallela.
Figura 2-2 Foto reali dei morsetti sopraelevati
(a) Morsetto sopraelevato CGU-XXX (con ciotola-piastra di supporto della testa); (b) Morsetto sopraelevato CGU-XXX (con piastra di supporto a forma di U-)
Scafo serracavo
I morsetti per cavi e le piastre di pressione sono generalmente realizzati in ghisa malleabile, lega di alluminio o formati mediante stampaggio di piastre di acciaio. I conduttori e i fili di terra sono posizionati all'interno del canale della pinza, il cui raggio di curvatura deve superare otto volte il diametro del conduttore sospeso.
(1) Morsetti per cavi in ghisa forgiata.I conduttori in ghisa forgiata formano un circuito magnetico chiuso attorno al conduttore. Anche con una resistenza magnetica minima, i campi magnetici alternati della corrente CA inducono perdite per isteresi e generano calore, aumentando la temperatura del conduttore. Il riscaldamento del conduttore riduce la resistenza meccanica, limitando così la capacità di trasmissione. Pertanto, sebbene i morsetti per conduttori in ferro (o acciaio) offrano un basso investimento iniziale, aumentano le perdite di linea e i costi operativi annuali.
(2) Morsetti di sospensione stampati in lamiera d'acciaiopresentano uno scafo formato stampando piastre di acciaio, eliminando la necessità di una piastra di sospensione. Il punto di sospensione è posizionato sopra l'asse del conduttore, con i bulloni a U-installati verso l'alto, facilitando la costruzione. Questo tipo offre vantaggi come processi di produzione semplici, cicli brevi, tassi di rendimento elevati, design leggero e meno componenti. È adatto per l'installazione di conduttori a trefoli in alluminio con nucleo in acciaio- e conduttori a trefoli in alluminio con sezioni trasversali- da piccole a medie.
(3) Morsetti realizzati in lega di alluminio.I morsetti di sospensione in lega di alluminio sono attualmente ampiamente promossi per le loro proprietà-di risparmio energetico, capacità anti-halation e design leggero.
Piastra di bloccaggio
La piastra di serraggio utilizza la forza di serraggio generata stringendo i bulloni a U- per afferrare saldamente il conduttore e il filo di terra.
Chiuso-Pin finale (R-Pin)
Il perno a estremità chiusa-, noto anche come perno a R-, è un componente progettato per impedire l'allentamento dei bulloni.
Tipi ed esempi di morsetti sopraelevati
Tipi di morsetti sopraelevati
La Figura 2-3 illustra la classificazione delle morse aeree. La corrispondenza tra i numeri di designazione e i carichi di rottura nominali delle morse aeree è mostrata nella Tabella 2-1.
Figura 2-3 Designazione del modello dei morsetti di sospensione
Nel nuovo standard, i modelli di morsetti di sospensione iniziano con "X". Il vecchio standard proibiva la "X" e utilizzava invece la "C". I produttori attualmente utilizzano entrambe le denominazioni.
Tabella 2-1 Corrispondenza tra le cifre della designazione e i carichi di rottura nominali
Esempio:CGU-3 morsetto di sospensione: "C" indica il morsetto di sospensione; "G" indica il tipo fisso; 'U' indica con il bullone a U-; "3" indica il numero della combinazione. Facendo riferimento alla Tabella 1-4 o ai cataloghi dei prodotti hardware, è adatto per diametri di filo a trefolo di alluminio di 16,0–18,0 mm e diametri di filo a trefolo di alluminio con anima in acciaio di 13,0–14,5 mm.
Il morsetto di sospensione CGU-5A indica un morsetto di sospensione fisso con bullone a U-. La lettera aggiuntiva "A" che segue il numero di combinazione "5" indica che è dotato di piastra di aggancio a vasca.
XTS-2A morsetto di sospensione: "X" indica il morsetto di sospensione, "T" indica l'uso del ponticello, il numero "2" indica il numero di combinazione del filo (diametro del filo) e "A" indica che è dotato di una piastra di sospensione per testata.
Esempi di modelli di morsetti di sospensione
Secondo il DL/T 683-2010, gli esempi di modelli di morsetti di sospensione sono mostrati nella Tabella 2-2.
Tabella 2-2 Esempi di modelli di morsetti di sospensione
Sistemi di sospensione specializzati per cavi in fibra ottica
Le moderne infrastrutture di telecomunicazioni integrate con i sistemi di trasmissione di energia richiedono competenze specializzatemorsetti di sospensione per cavi in fibra ottica. Questi includono:
(1) Morsetti di sospensione ADSS
ADSSmorsetti di sospensione(Tutti i cavi-Dielettrici Auto-Supportanti) sono progettati specificatamente per cavi in fibra ottica auto-portanti che non contengono componenti metallici. Questimorsetti di sospensione del cavo aereoforniscono un supporto sicuro rispettando le proprietà meccaniche uniche dei cavi dielettrici. Il design garantisce una concentrazione minima di sollecitazioni sulla guaina del cavo e mantiene una distanza adeguata dai conduttori sotto tensione.
(2) Morsetti di sospensione OPGW
Morsetti di sospensione OPGW(Optical Ground Wire) sono progettati per cavi che combinano elementi in fibra ottica con funzionalità di filo di terra. QuestiMorsetti di tensionedeve fornire sia la messa a terra elettrica che la protezione della fibra, richiedendo progetti specializzati che impediscano la tensione della fibra mantenendo la continuità elettrica.
(3) Morsetti di sospensione elicoidali e preformati
Morsetti di sospensione elicoidaliutilizzano aste elicoidali preformate che afferrano il cavo attraverso la distribuzione elastica della tensione lungo la lunghezza del cavo.Morsetti di sospensione preformatioffrono notevoli vantaggi tra cui:
- Nessun danno meccanico alla superficie del cavo
- Distribuzione uniforme delle tensioni
- Installazione rapida senza attrezzi speciali
- Caratteristiche migliorate di smorzamento delle vibrazioni
- Impugnatura autoregolante-in condizioni di carico variabili
ILmorsetto di sospensione preformatoil design è particolarmente efficace permorsetto di sospensione in fibra otticaapplicazioni in cui l'integrità del cavo è fondamentale. Questi morsetti sono dotati di aste armate elicoidali che avvolgono il cavo, distribuendo uniformemente i carichi meccanici e proteggendo dai danni dovuti alle vibrazioni eoliche.
Requisiti per i morsetti di sospensione sulle linee operative e analisi dei guasti
(A) Requisiti tecnici
I requisiti tecnici delle pinze di sospensione devono essere conformi a quanto previsto dal DL/T 756-2009 “Morsetti di sospensione”.
(1)Le condizioni tecniche generali per i morsetti di sospensione devono essere conformi alla norma GB/T 2314-2008 e essere prodotte secondo i disegni approvati seguendo le procedure prescritte.
(2)La progettazione deve ridurre al minimo l'impatto delle micro-vibrazioni sui conduttori e sui cavi di terra. I morsetti dovranno presentare caratteristiche dinamiche favorevoli, con corpi che ruotano liberamente e un'inerzia rotazionale minima rispetto all'asse del perno.
(3)Le perdite di energia elettrica dovute all'isteresi e alle correnti parassite devono essere ridotte al minimo.
(4)Il raggio di curvatura del canale del conduttore nel corpo del morsetto non deve essere inferiore a 8 volte il diametro del conduttore o del filo di terra.
(5)Deve esistere un'area di contatto sufficiente tra il morsetto e il conduttore/filo di terra per ridurre al minimo i danni al conduttore causati dalle correnti di cortocircuito.
(6)Le superfici a contatto con conduttori o fili di terra, come i canali dei conduttori e le fascette di serraggio, devono essere lisce e piatte, prive di bave, sporgenze o difetti che potrebbero causare l'abrasione del conduttore.
(7)La struttura deve facilitare le operazioni di lavoro sotto tensione, ridurre al minimo il numero di componenti e consentire l'installazione o la rimozione utilizzando strumenti di lavoro sotto tensione.
(8)Entrambe le estremità dello scafo dovranno presentare una forma svasata e liscia, ed entrambe le estremità delle strisce di bloccaggio dovranno avere profili curvi e lisci.
(9)Il progetto dovrà adattarsi a varie condizioni di installazione, inclusi conduttori nudi, cavi di terra o conduttori avvolti con nastro armato o strisce protettive.
(10)Il valore del raggio della scanalatura deve essere selezionato in base alla Tabella 2-3.
Tabella 2-3 Valori del raggio della scanalatura per gli scafi dei morsetti del conduttore (mm)
(11)Le dimensioni principali includono la lunghezza totale, l'altezza complessiva, la massa totale, l'angolo di uscita massimo per lato dello scafo (generalmente non inferiore a 25 gradi), l'angolo di uscita minimo (generalmente non superiore a 3 gradi, ad eccezione diMorsetti per filo cadenteper grandi luci) e angolo di rotazione ammissibile della pendina.
(12)Il carico di rottura nominale, il diametro dei bulloni del pendino (orecchio) e la spaziatura dei bulloni devono essere selezionati in base alla Tabella 2-4. Per conduttori con sezione pari a 300–400 mm² il carico di rottura non deve essere inferiore a 60 kN; per 630–720 mm² non inferiore a 80 kN.
Tabella 2-4 Carico di rottura nominale dei morsetti di sospensione
(B) Analisi dei guasti dei morsetti di sospensione nelle linee operative
1. Usura dei morsetti di sospensione
I perni dei morsetti di sospensione formano coppie mobili con componenti quali piastre e anelli di sospensione, creando un contatto puntuale e lineare all'interfaccia. Questo movimento relativo genera una pressione localizzata eccessiva, che porta a usura, frattura e conseguente guasto operativo.
Cause primarie:
(1)Sotto la forza del vento, si verifica un movimento relativo tra il corpo della pinza e la piastra di supporto. La piastra di sospensione ruota con un piccolo angolo attorno al perno di articolazione del corpo. A causa della sottigliezza della piastra del gancio, agisce come una lama che taglia il corpo, riducendo gradualmente l'area della sezione trasversale del perno del corpo. Quando l'usura raggiunge un certo livello, il conduttore o il filo di terra potrebbero staccarsi dal morsetto di sospensione sotto il proprio peso, provocando un incidente.
(2)Morsetti sovradimensionati o conduttori/fili di terra non sufficientemente serrati generano movimenti relativi sotto la forza del vento o della corrente del fulmine, causando il taglio o la bruciatura dei conduttori/fili di terra. Ciò provoca il distacco del conduttore/filo di terra dal morsetto.
2. Impatto della qualità della produzione del prodotto e delle condizioni ambientali
(1)Quando si utilizzano componenti in acciaio, la zincatura a caldo-di qualità inferiore applicata per la prevenzione della ruggine potrebbe non funzionare a causa della contaminazione ambientale e della corrosione corona durante il funzionamento.
(2)Le crepe inerenti alla struttura stessa o le sollecitazioni interne derivanti da processi di produzione o trattamenti termici inadeguati possono portare a guasti per fatica dopo un funzionamento prolungato.
(C) Considerazioni speciali per i sistemi di sospensione con cavo in fibra ottica
Durante l'installazionemorsetti di sospensione del cavo aereoper le applicazioni in fibra ottica è necessario considerare ulteriori modalità di guasto:
(1) Danni alla guaina del cavo:Un'installazione impropria del morsetto o una forza di serraggio eccessiva possono danneggiare il rivestimento esterno del cavo, esponendo gli elementi in fibra al degrado ambientale e all'ingresso di umidità.
(2) Deformazione della fibra:Eccessiva sollecitazione meccanica trasmessa attraverso ilmorsetto di sospensione per cavo in fibra otticai sistemi possono causare perdite da micro-flessione o rottura della fibra, riducendo le prestazioni ottiche.
(3) Fatica-indotta da vibrazioni: Morsetti di sospensione in fibradeve smorzare efficacemente le vibrazioni eoliche per prevenire danni da fatica sia alla struttura del cavo che agli elementi interni in fibra.Morsetti di sospensione elicoidaliEmorsetto di sospensione preformatoi design eccellono in questa applicazione grazie alle loro caratteristiche superiori di smorzamento delle vibrazioni.
