Hogyan válassza ki a megfelelő felfüggesztő konzolt?

A felfüggesztő konzolok kiválasztásának főbb szempontjai

Felfüggesztő konzolok illesztése vezetéktípusokhoz és csatlakozókhoz

A felfüggesztő konzolok kiválasztásakor az első lépés annak biztosítása, hogy a konzol megfelelően illeszkedjen a vezeték méretéhez, anyagához és a már meglévő csatlakozóelemekhez. Az ADSS kábeleknél, amelyek teljesen dielektromosak és önmagukban hordozhatók, általában gumibélésű konzolokat használunk, mivel ezek segítenek elkerülni a kábel összenyomódását. Másrészről, amikor ACSR távvezetékekkel van dolgunk, amelyek alumínium vezetékekből állnak acéllal megerősítve, keményített acél konzolok használata szükséges, hiszen ezek a vezetékek lényegesen nagyobb húzóerőket viselnek. Az IEEE 524 szabvány szerint a konzolfogak alakjának megfelelő kialakítása a vezeték tényleges íve mentén segít csökkenteni a feszültségpontokat. Ha ezt rosszul választják meg? Az ipari adatok szerint ez akár a telepítés élettartamának akár 30 százalékos csökkenését is okolhatja.

A környezeti feltételek értékelése, amelyek befolyásolják a konzolok teljesítményét

A környezeti tényezők a csatlakozók 60%-os idő előtti meghibásodásához járulnak hozzá. Napos éghajlaton UV-álló bevonatokat, tengerparti területeken sópermetálló anyagokat, valamint hőmérsékletváltozásokhoz alkalmazkodó polimereket (-40 °C-tól 80 °C-ig) kell alkalmazni. A 2024-es Aerial Hardware Durability jelentés megállapította, hogy a tengerparti környezetben nem megfelelően cinkbevonatos csatlakozók háromszor gyorsabban meghibásodnak, mint a szárazföldi telepítések.

A teherbírás és a fogóerő jelentősége a csatlakozók kiválasztásakor

Az IEC 61854 szabvány szerint a felfüggesztő műanyagbilincseknek legalább 1,5-szeresének kell lennie a maximális számított feszítőerőnek, miközben biztosítaniuk kell a vezetékek megbízható rögzítését. A terepen tapasztalt valós teljesítmény alapján azt látjuk, hogy amikor a szorítóerő 12 kN alá csökken, jelentősen megnő a csúszási problémák kockázata a viharos jégidők alatt 230 kV-os villamosenergia-vezetékeken. A helyzet még bonyolultabb a légvezetékes optikai kábelek esetében. Ezekhez az FTTH alkalmazásokhoz éppen a megfelelő szorítóerő szükséges, hogy ne károsodjanak az érzékeny optikai szálak. Az FTTH Tanács tanulmányai ezt alátámasztják, kimutatva, hogy túl szoros rögzítés felelős körülbelül 23 százalékos mikrohajlítási veszteségekért ezen rendszerekben.

Tartósság, rugalmasság és karbantartási költségek egyensúlya

Az alumínium csavarok mérsékelt éghajlaton akár 25 évig is eltarthatnak, de 40%-kal drágábbak, mint a horganyzott acél. A kompozit kialakítások 18%-kal csökkentik a toronyterhelést, és rezgéselnyelést is biztosítanak, bár ezekhez speciális eszközökre van szükség. A rozsdamentes acélra való áttérés csökkenti a karbantartást évesről kétévente jelentkezőre, annak ellenére, hogy a kezdeti költség 60%-kal magasabb (T&D World 2023).

Felfüggesztő csavarok gyakori típusai és szerkezeti kialakításai

A levegőben vezetett FTTH és villamosenergia-hálózatokban használt felfüggesztő csavar-típusok áttekintése

Különböző alkalmazásokhoz különböző oph colgatípusok szükségesek. A levegőben vezetett FTTH telepítésekhez a legtöbb vállalat alumíniumból vagy kompozit anyagokból készült könnyű megoldásokat választ, amelyek ellenállnak a UV-sugárzásnak és nem rozs-dásodnak meg idővel. A villamosenergia-átviteli vonalak esetében más a helyzet, nekik azokra a nehéz, acélból készült modellekre van szükségük, amelyek képesek elviselni a mechanikai igénybevételt. Az iparági adatok szerint a múlt évben a levegőben vezetett száloptikai hálózatoknak körülbelül háromnegyede áttért a kompozit ophangokra. Ezek az újabb verziók továbbra is rendelkeznek kb. 500 newton per négyzetmilliméter szakítószilárdsággal, de lényegesen könnyebbek a hagyományos alternatíváknál. A kisebb súly megkönnyíti a telepítést, miközben nem csökken a szerkezeti integritás, amit az üzemeltetők nagyra értékelnek, különösen magasban végzett munkák során.

A felfüggesztési szögtől és a görbületi sugártól függően különböző kialakítások

Az ophang geometriájának illeszkednie kell a telepítési szögekhez és a kábelgörbülethez:

• 0°–30° szögek : Szimmetrikus csavarok széles fogási felületekkel
• 45°–90°-os szögek : Dőlt nyergek a megcsúszás megelőzéséhez
  A nem egyező görbületi sugár 27%-kal növeli a feszültségkonzentrációt, felgyorsítva a fáradást – különösen a tengerparti korróziós környezetekben, ahol a mechanikai és kémiai igénybevétel kombinálódik (Grid Engineering Journal, 2022).

Előreformázott, csavarozott és rezgéscsillapító csavarok közötti különbségek

Az előreformázott csavarok valóban segítenek a megfelelő igazításban az üzembe helyezés során, és akár negyven százalékkal csökkenthetik a beállítási időt más módszerekhez képest. A csavarkötések esetében a feszítési nyomaték állítható, nagyjából ötven és háromszáz Nm között mozog, ami meglehetősen változatos. Ezeknél azonban félévente ellenőrizni kell a nyomatékot, különösen olyan területeken, ahol jelentős rezgés éri őket. Olyan helyeken, ahol súlyos rezgések vannak, a rezgéselnyelő modellek használata javasolt. Ezek a különleges változatok vagy neopren beépítést, vagy spirális kialakítást alkalmaznak, amelyek képesek a rezgő energia hatvan-tíz százalékát elnyelni. A 2023-ban megjelent Alpine Grid Study tanulmány szerint ez a fajta csillapítás a berendezések élettartamát is jelentősen meghosszabbítja, akár nyolc-tizenkét évvel tovább tarthatnak a kemény hegyi környezetekben. A lényeg az, hogy a különböző csavarfajták különböző kompromisszumokat jelentenek a kezdeti költségek, a szükséges karbantartás mennyisége és az időtállóság szempontjából.

Mechanikai szilárdsági és teljesítmény szabványok

A fogóerő és húzóállóság követelményeinek megértése

A jó minőségű csavarok megfelelően tartják a vezetékeket még azokkal az idegesítő dinamikus erőkkel szemben is, amelyekkel mindannyian jól ismerkedünk – gondoljunk erős szélre és hőtágulási problémákra. A húzóállóság tekintetében az építészek általában azt javasolják, hogy lépjük túl a várt értéket körülbelül 25%-kal. Ez a plusz kapacitás képes kezelni a váratlan helyzeteket, például jégfelhalmozódást vagy hirtelen feszültségcsúcsokat, amelyek a valós körülmények között előfordulhatnak. Vegyünk példaként egy 12 kN névleges teherbírású csavart. A szakemberek többsége valószínűleg azt szeretné, ha akár 15 kN közelében bírná a terhelést, különösen ha az IEEE 1654 irányelveket követjük. És itt van egy érdekes adat a legutóbbi jelentésekből: a légvezetékek meghibásodásainak majdnem hét tizede visszavezethető a csavarok elégtelen szilárdságából fakadó fáradási törésekre, amint az a tavaly megjelent Grid Reliability Report (Hálózati megbízhatósági jelentés) is kifejtette. Ez elgondolkoztató, ha belegondolunk.

Szabványok és tanúsítványok a megbízható teljesítményhez

A gyártók a teljesítményt kulcsfontosságú mércealapokon értékelik:

A 2024-es Anyagfeszültség Elemzési Jelentés szerint ezeknek a szabványoknak megfelelő csavarok 89%-kal kevesebb téri meghibásodást szenvedtek.

Esettanulmány: Téri meghibásodások a mechanikai szilárdság hiánya miatt

Egy regionális energiaszolgáltató 2021-ben áttért acélról alumínium kapcsokra, főként a súlycsökkentés érdekében. Azonban hamar problémák merültek fel. 2022 közepére körülbelül minden ötödik új alumínium alkatrész meghibásodott szélsőséges téli körülmények között. A fő problémák az voltak, hogy az alumínium nem bírta a rákiszabott terhelést (csak 210 MPa-t ért el, pedig legalább 450 MPa-ra volt szükség), ráadásul repedezni kezdett, amikor a hőmérséklet -15 Celsius-fok alá süllyedt. Emellett galvánikus korrózió is fellépett a különböző fémek között. Az összes probléma orvoslása több mint kétmillió dollárba került a vállalatnak. Ez a drága lecke világossá tette számukra, mennyire fontos a megfelelő független tanúsítványok megléte. Azóta minden cseredarabnak szigorú szabványoknak, mint például az IEC 61914 és az ASTM F1842, meg kell felelnie a beépítés előtt.

Anyagválasztás a hosszú távú tartósság érdekében

A felfüggesztő kapcsokban gyakran használt anyagok: Alumínium, acél és kompozitok

Az anyagok kiválasztásakor fontos, hogy azok megfeleljenek a mechanikai igénybevételeknek és a különböző környezeti körülményekhez való alkalmazkodó képességnek. Az alumínium kiváló választás, mivel könnyű és nem rozsdaérzékeny, így ideális az ereszkedő száloptikai kábelezéshez. A nagyfeszültségű távvezetékekhez viszont a melegen horganyzott acél ajánlott, mivel nagyobb feszítőerőt képes elviselni törés nélkül. Egyre több cég használ polimer kompozitokat olyan partszakaszokon, ahol a sós levegő gyorsan tönkreteszi a hagyományos fémes anyagokat. Ezek az anyagok kevésbé vezetik az áramot, és körülbelül 60 százalékkal lassabban oxidálódnak, az Energy Materials Report legutóbbi kutatása szerint. Egy másik hasznos megoldás a cink-alumínium ötvözetekből készült bevonatok alkalmazása, amelyek csökkentik a galvánelemes korrózió problémáit, amikor különböző fémek kerülnek egymással kapcsolatba, a tesztek szerint körülbelül 42 százalékkal csökkentve a károsodás mértékét.

Korrózióállóság és UV-állóság kemény környezetekben

A partokat a tengerparti területeken és ipari létesítmények közelében használt anyagoknak ellenállóknak kell lenniük a szigorú körülményekkel szemben, mint például a tengeri levegőből származó só permet, a szennyezettségből fakadó savas eső és a hosszan tartó napsugárzás okozta károk. Az alumínium természetes módon oxidréteget képez, amely bizonyos mértékig védi a korrócióval szemben, bár a legtöbb mérnök tudja, hogy ez önmagában nem elegendő. Amikor porfestéket alkalmazunk alumínium felületekre, tesztek azt mutatják, hogy ezek akár 8-12 évig is eltarthatnak a szabványosított sóköd körülményei között, amelyeket az ISO 9227 szabvány határoz meg. A sivatagi éghajlaton hegy kitéve lévő alkatrészekhez a gyártók UV-stabilizált polimer kompozitokhoz fordulnak, mivel a hagyományos műanyagok idővel lebomlanak. Ipari adatok szerint a hagyományos műanyagok évente kb. 1,2 százalékot veszítenek szerkezeti integritásukból, ha védetlenül hagyják őket ilyen extrém hőségben és napsütésben.

Az anyagválasztás hatása az élettartamra és karbantartási igényekre

A rozsdamentes acélbilincsek 25 évig tartanak mérsékelt éghajlaton, de elasztomer beépítéseket igényelnek a vezetékek védelméhez. A kompozitbilincsek önmagukban kenőanyag-mátrix segítségével megszüntetik az évente kétszeri kenést, csökkentve a karbantartási munkaköltségeket 35%-kal (Utility Maintenance Index 2023). Az új NEMA TS 2 tanúsítvánnyal rendelkező alumíniumtervek 1000 hőciklus után is megtartják 98%-os fogást, felülmúlva a hagyományos acélmodelleket fagymentesítő területeken.

Alkalmazásspecifikus szempontok légi FTTH-telepítésekhez

Kihívások légi FTTH-hálózatokban, melyek speciális felfüggesztőbilincseket igényelnek

A légi FTTH szélsőséges körülményekkel néz szembe: UV-sugárzás, hőmérsékletingadozás (-40 °C-tól +85 °C-ig) és partmenti övezetekben 150 km/h feletti szélterhelés. Nem specializált bilincsek e környezetekben 23%-os arányban meghibásodnak. A hatékony bilincseknek kontrollálniuk kell a hőtágulásból fakadó mikromozgásokat a szálak szétmorzsolódásának megelőzése érdekében.

Meglévő infrastruktúrával való integráció és kompatibilitás a csatlakozókkal

A csavarzatoknak zökkenőmentesen illeszkedniük kell a szabványos villanyoszlopokhoz (8–16 hüvelyk átmérő) és az ADSS kábelrendszerekhez. Az inkompatibilis tervek a visszacsatlakoztatás miatt 12–18%-kal növelik az üzembehelyezési költségeket. Városi környezetben az alacsony profilú csavarzatok, amelyek 15 mm-nél kisebb kiállással rendelkeznek, csökkentik az ütközési kockázatokat a zsúfolt légvezeték-utakon.

Trend: Növekvő kereslet könnyű, UV-álló és könnyen telepíthető csavarzatok iránt

A világpiacon a kompozit felfüggesztő csavarzatok piaca 2023-ban éves alapon 35%-kal nőtt, elsősorban az 1,2 kg alatti, kattintós zárral rendelkező modellek iránti kereslet hajtotta. A UV-stabilizált nylon változatok 10 év alatt 85%-kal kevésbé romlanak le, mint a hagyományos acél. Az előre összeszerelt készletek 40%-kal csökkentik a szerelési időt, ezzel segítve a munkaerőhiány kezelését a gyorsan bővülő FTTH hálózatokon.

GYIK

Mik a fő szempontok felfüggesztő csavarzatok kiválasztásakor?

A főbb tényezők a csatlakozó típusának és illesztőelemeinek összehangolását, a környezeti feltételek értékelését, a megfelelő teherbírás és fogóerő biztosítását, valamint a tartósság, rugalmasság és karbantartási költségek egyensúlyának megteremtését jelentik.

Miért fontosak a környezeti feltételek a felfüggesztő konzolok teljesítményéhez?

A környezeti tényezők, mint például UV-sugárzás, sópermet és hőmérsékletingadozás, a meghibásodások 60%-ához járulhatnak hozzá, befolyásolva az élettartamot és a teljesítményt.

Hogyan befolyásolja az anyagválasztás a felfüggesztő konzolok élettartamát?

Az anyagválasztás hatással van a korrózióállóságra, mechanikai szilárdságra és a karbantartási igényekre. Például az alumínium könnyű és korrózióálló tulajdonságokkal rendelkezik, míg a kompozit anyagok a tengerparti területeken teljesítenek jobban.

Milyen teljesítményszabványok vonatkoznak a felfüggesztő konzolokra?

A teljesítményszabványok közé tartozik a statikus húzóterhelés, ciklikus fáradás és korrózióállóság, melyeket például az IEC 61914, ASTM F1842 és ISO 9227 szabványok határoznak meg.

Milyen kihívásokkal néznek szembe a légvezetékes FTTH telepítések?

A levegőn futó FTTH telepítéseknél jelentkező kihívások közé tartozik a UV-sugárzás, a nagy hőmérsékletingadozás és a magas szélterhelés, amelyek miatt szükség van különleges csavarokra a szálak szétmorzsolódásának megelőzésére.