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一种新型电缆耐张装置的研究

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陆旻炜刘经阳黄宇珩

摘要：从电气时代开始，随着科学技术的不断发展，电气就开始不断融入人们的生活，以至于人们的日常生活生产的正常秩序都需要靠其来维持。当电缆被固定在电线杆上后，受热胀冷缩和负荷电流变化影响，季节更替带来的温差和用电量造成电缆的热伸缩，容易造成运行电缆位移、滑落甚至损坏电缆及附件，从而造成电力系统瘫痪，而这一现象在季节温差较大的地区则显得很危险。部分城市也出现过路口电缆下垂至接近路面，对交通与行人的安全造成隐患。文章旨在研发一种防止电缆下垂的装置，尽可能减少季节温差造成电缆松紧度的变化对电缆支撑端的影响，进一步提高电缆支撑端的可靠性和耐用性。

关键词：电缆防下垂;电缆热胀冷缩

：TM07：A：1674-1064（2021）03-009-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.004

目前，我国电缆采用的输电线大多为螺旋铝包钢线，其具有极强的耐张强度，无集中应力，对电缆起到保护和辅助减振的作用。其优点是对绞线应力分布均匀，不损伤绞线，提高了绞线抗振能力且安装简单，可重复使用。但是，其缺少对电缆热伸缩的应对处理，在热伸缩影响下会造成电缆与线夹间的应力发生变化，有减少线夹寿命、损坏电缆的风险[1]。我国电缆用来固定拉线杆塔拉线的是耐张线夹。耐张线夹用于开端、铰链点和末端的连接，但其有效周期较短，出现的常见情况为：电缆下垂、影响人们出行、对行人安全有潜在隐患。

如孙金玲设计的电缆固定装置，其波纹式保护管有效保证了线缆被锁定在通槽中，以保证电缆保护管的固定牢靠。但是其未对电缆蠕动做出防范，若两边受力不均，则波纹管中的应力将使装置面临滑动失效、固定架破裂等风险[2]。

综上所述，现有的电缆耐张装置还没有达到能够较长时间防止电缆下垂的作用，在部分地区有着较大的安全隐患。因此，设计一种高强度、高可靠的新型电缆耐张装置，对解决城市电缆下垂问题有着实际的重要意义。文章旨在提供一种新型耐张装置设计，为防止城市电缆下垂提供一种优化方式，达到提高城市交通出行安全系数的目的。

1新型电缆耐张装置设计内容

该设计对现今的电缆防下垂装置进行了改良，将其传统的利用拉伸弹簧绷紧电缆的耐张装置，改良为用扭转弹簧绷紧电缆的耐张装置，并在其基础上加装了能使其二次绷紧的装置以延长使用周期。

该设计根据结构和功能，可以简单分为三个部分：

扭转弹簧绷紧装置：由两个连杆与扭转弹簧组成，用于初步对电缆进行绷紧，防止电缆下垂。

压力检测装置：用于检测水平连杆的承受压力，当电缆下垂，水平连杆压力变大至一定限额时，触发电缆绷紧装置2。

旋转绷紧装置：由旋转装置与细铁丝组成，可对，电缆进行二次绷紧[3-4]。

结构示意图如图1所示。

2基于机械臂结构的行李架系统工作流程

为了能比现有市场上的耐张装置拥有更长的有效时间，该设计采用了二次检测绷紧措施。初步的電缆绷紧作用由扭转弹簧绷紧装置完成，在经历长时间的使用周期后电缆下垂至一定程度，触发旋转绷紧装置进行二次绷紧，依此能更长时间的绷紧电缆，保障民生安全。

具体实施方式如下：

由①②④构成的耐张装置一端铰接在电线杆上，耐张装置另一端连接电缆，为电缆提供张力，从而防止电缆松弛下垂，在长时间使用下，耐张装置内部的扭转弹簧的弹力容易下降，因此电缆张力下降，从而电缆就会下垂;当电缆张力下降时，电缆下垂，电缆带动耐张装置旋转;滑块⑤安装在耐张装置下，从而耐张装置带动滑块⑤及与其铰接的连杆运动;机座⑦内设有压力传感器⑥，当压力达到一定限度时，传输信号给旋转装置③使其转动，与此同时机座⑦也开始转动。在旋转装置③和旋转机座⑦的作用下，耐张装置中的两连杆夹角变小，从而使扭转弹簧弹力上升再次绷紧电缆，增强装置的寿命，提高耐用性，如图1所示。

该系统的完整工作流程如图2所示。

3装置优势

相比其他以加强固定手段防止电缆蠕动的方案，该设计倾向于在受较大力时，以机械结构来缓解电缆热应变力，并且该设计二次绷紧的功能也使其有着更长的使用周期。正是因此，在温差较大的地区，本产品将会表现出更长的寿命和更强的抗拉性。

4结语

目前，国内有大量长距离电力输送，地域跨度大，昼夜、季节温差和用电量带来的电缆热伸缩现象客观且大量存在。其造成的电缆位移、下垂的危害对电力输送来说显然是致命的，且长距离电力输送中的部分线路地理偏僻，维护成本高。此时，延长电缆耐张装置的寿命、防止电缆位移，显得很有必要。

本项目中的耐张装置结合机械耐张和电控耐张两部分;基于原有耐张装置上优化并加入新的耐张结构以延迟耐张装置的寿命。该装置一方面有效延缓了电缆位移时间;另一方面，装置相比以往略显复杂、占地大，不利于安装及大规模、大批量使用，建议用在温差较大、电缆位移较大的地区。此外，从电缆耐张