Pengapit tegangan jenis bolt{0}}berfungsi dengan mencengkam konduktor atau wayar pembumian melalui daya pengapit. Daya cengkaman ini datang dari dua aspek:
① Daya geseran yang dihasilkan oleh tekanan blok mampatan di bahagian belakang pengapit dan geseran permukaan arka yang dibentuk oleh banyak gelombang kecil;
② Daya geseran yang dijana oleh permukaan arka di bahagian hadapan pengapit, yang juga boleh dikatakan sebagai kesan geseran yang dihasilkan oleh tekanan menegak beberapa bolt U-(2, 3, 4 atau 5 bolt bergantung pada reka bentuk struktur) dan pengapit berbentuk gelombang-untuk menetapkan konduktor. Kelebihannya ialah struktur yang ringkas, tidak perlu memutuskan sambungan konduktor untuk-menara bukan terminal semasa penggunaan talian, mengurangkan sambungan talian, memudahkan pembinaan dan memanfaatkan operasi talian yang selamat.
Pengiraan Ketegangan Konduktor
Mengikut prinsip kerja pengapit tegangan jenis bolt-, daya cengkaman pengapit bergantung pada mengetatkan beberapa bolt U-untuk memampatkan konduktor dan menjana ketegangan ekor, sambil menjana daya geseran yang lebih besar pada bahagian arka hadapan untuk mencengkam konduktor. Magnitud daya geseran pada permukaan arka bergantung kepada pekali geseran dan sudut yang diliputi oleh arka. Rajah 3-7 menunjukkan rajah analisis daya bagi pengapit tegangan jenis bolt dan analisis tegasan permukaan arka pengapit.
Rajah 3-7 Rajah Skema Analisis Daya untuk Pengapit Ketegangan Jenis Bolt dan Rajah Analisis Tegasan Permukaan Arka Pengapit
(a) Niat analisis daya untuk pengapit tegangan jenis bolt-; (b) Gambar rajah analisis tegasan permukaan arka pengapit
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3-7 (b), mengambil dl segmen mikro pada pengapit sebagai badan terpencil:
dN=Tsin(dθ/2) + (T + dT)sin(dθ/2)
Memandangkan dθ sangat kecil, kita boleh mengambil sin(dθ/2)≈dθ/2, dan mengabaikan -tertib kedua infinitesimal dTsin(dθ/2), kita dapatdN=Tdθ.
Juga, sejakfdN+Tcos(θ/2)=(T+dT)cos(dθ/2), dengan mengambil cos(dθ/2)≈1, kita memperoleh fdN=dT, oleh itu:
dN=Tdθ=dT/fataufdθ=dT/T
Mengintegrasikan kedua-dua pihak:
kita dapatln(T₁/T₂)=f, yang memberikan:
(3-1)
di mana:
T₁- Ketegangan konduktor, N
T₂- Ketegangan ekor alur, N
e- Asas logaritma semula jadi, e=2.718
f- Pekali geseran gelongsor
- Sudut lengkok, rad
Daripada persamaan (3-1), dapat dilihat bahawa peningkatan sudut boleh meningkatkan daya geseran. Walau bagaimanapun, tegasan lentur tambahan pada konduktor adalah berkadar songsang dengan jejari kelengkungan R. Untuk mengelakkan tegasan tambahan yang berlebihan pada konduktor di pintu keluar pengapit, jejari kelengkungan pengapit mesti ditingkatkan. Untuk pengapit tegangan jenis bolt biasa, terdapat had tertentu untuk meningkatkan sudut lengkok dan jejari kelengkungan R; peningkatan yang berlebihan akan membawa kepada dimensi yang terlalu besar, berat yang berlebihan, dan tidak praktikal.
Untuk mengatasi masalah "had tertentu", amalan umum ialah membuat ekor pengapit dengan alur kecil-berbentuk gelombang (gelombang terlalu dalam tidak sesuai untuk keluli konduktor aluminium bertetulang - ACSR), dan gunakan bolt U-untuk menekan konduktor ke dalam alur untuk meningkatkan geseran permukaan arka. Walau bagaimanapun, kerana konduktor mempunyai kekakuan tertentu (konduktor yang lebih besar mempunyai kekakuan yang lebih besar), membengkokkan konduktor memerlukan tekanan tertentu. Oleh itu, daya pengetatan pemasangan bolt U-mesti terlebih dahulu mengatasi kekakuan konduktor. Selepas konduktor ditekan pada bahagian bawah alur, daya yang tinggal boleh digunakan untuk memampatkan konduktor (yang penting, memampatkan helai aluminium). Selalunya, disebabkan oleh daya yang tidak mencukupi memampatkan konduktor, geseran permukaan arka terutamanya berlaku di antara helai aluminium dan pengapit, menyebabkan helai aluminium pecah dan teras keluli ditarik keluar, membentuk fenomena "pengekstrakan teras". Oleh itu, tegasan mampatan permukaan arka mesti dipertimbangkan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3-7, kaedah pengiraan adalah seperti berikut:
(3-2)
(3-3)
di mana:
φ- Sudut lengkok, rad
R- Jejari kelengkungan, m
q- Tekanan setiap unit panjang, N/cm
τ- Daya geseran per unit panjang, N/cm
Mengikut keadaan keseimbangan daya,ΣTᵧ = 0, maka:
Oleh itu, kita boleh menyelesaikan:
Menggantikan kepada persamaan (3-3), tekanan per unit panjang L pada permukaan arka alur ialah:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-4)
Bolt-jenis Pengiraan Tekanan Cengkaman Pengapit Ketegangan
Tujuan pengiraan tekanan bolt adalah untuk memastikan daya geseran statik yang mencukupi selepas pemasangan pengapit tegangan.
Untuk benang kasar M10~M60, tork mengetatkanM=0.2pd(di mana p ialah daya pramuat bolt, d ialah diameter nominal bolt). Untuk kemudahan dalam menganalisis daya pramuat bolt dan memastikan pramuat yang boleh dipercayai, ia harus mencapai 50%~70% daripada had hasil bahan. Pada masa ini, daya pramuat bolt boleh disimpulkan sebagai:
p = M/(0.2d) = 5(M/d) (3-5)
Untuk kemudahan analisis dan anggaran, anggap bahawa daya cengkaman profil alur pengapit tegangan pada konduktor terdiri daripada empat tekanan bolt p₁, p₂, p₃, p₄, tiga daya geseran lengkok kecil Δt₁, Δt₂, Δt₃ (seperti ditunjukkan dalam Rajah 3T.T₃), dan daya geseran arc-8 besar.
Rajah 3-8 Gambarajah Skema Taburan Daya dalam Saluran Kabel Pengapit Tegangan Jenis Bolt
Menurut teori mekanik bahan, memahami susunan dua nat bolt sebagai struktur rasuk mudah (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3-9),
Rajah 3-9 Rasuk Disokong Mudah
dan dengan mengandaikan jumlah tekanan dua nat bolt ialah p', ubah bentuk rasuk ialah δ, dan EJ ialah kekuatan lentur, maka jumlah tekanan rasuk ringkas yang dibentuk oleh dua nat bolt ialah:
p'=(48EJδ)/L³ (3-6)
Daya p₁ yang digunakan untuk memampatkan konduktor ialah:
p₁ = 2p - p' (3-7)
Jika pekali geseran antara pengapit keluli dan helai aluminium ialah f (biasanya f=0.25), maka daya geseran T₂ ialah:
T₂ = T₁f = 0.25T₁ (3-8)
Daripada persamaan (3-1), formula pengiraan daya geseran untuk tiga lengkok kecil ialah:
Daya geseran arka besar ΔT ialah:
ΔT = (T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)(e^(f ) - 1) (3-9)
Jumlah daya cengkaman T pengapit ialah:
T = T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + ΔT (3-10)
Daya pecah konduktor boleh dikira dengan formula berikut:
(3-11)
di mana:
σAB- Tegasan putus helai aluminium, N/mm²
σSB- Tegasan putus helai keluli, N/mm²
FA- Luas keratan rentas untai aluminium-, mm²
FS- Luas keratan rentas untai keluli-, mm²
Pengiraan Tegasan Wayar Aluminium pada Permukaan Arka
Tegasan pada wayar aluminium konduktor pada permukaan arka termasuk tegasan mampatan melintang, daya tegangan membujur, dan tegasan lentur, dikira dengan persamaan (3-1). Tekanan q per unit panjang pada permukaan arka ialah:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-12)
di mana:
φ- Sudut lengkok permukaan lengkok besar, rad
R- Jejari lengkok besar, mm
Tegasan mampatan σN per unit luas pada dawai aluminium konduktor pada permukaan arka, mengikut prinsip pengiraan mekanikal talian atas:
σN = q/D (3-13)
di mana:
D- Diameter luar konduktor, mm
q- Tekanan per unit panjang pada permukaan arka, N/mm
Tegasan tambahan σ yang disebabkan oleh lenturan konduktor dalam berkas adalah:
σ=(3/8) × (h/D)EA=0.375(h/D)EA(3-14)
Menurut teori mekanik bahan mengenai pengiraan tegasan dua-dimensi, tegasan gabungan σ_s ialah:
(3-15)
Malah, tegasan mampatan permukaan arka σ_N mempunyai sedikit kesan ke atas jumlah tegasan σ_s dan boleh diabaikan.
Artikel Berkaitan
