Устройство защиты соединения подземных кабелей от механических нагрузок Советский патент 1985 года по МПК H02G3/04 H02G9/04 

1 Изобретение относится к устройс вам защиты соединения строительных длин подземных кабельных линий от статических и динамических нагрузок возникающих в процессе колебания температуры , морЬзного пучения грун та и образования морозобойных трещин, землетрясений, взрЫьов, движения транспорта и т.п., а также от нагрузок, возникающих в особо опасных случаях сверхмощных толчков и сотрясений грунта. По основному авт.св. № 1008836 известно устройство защиты соединения подземных кабелей от механических нагрузок, содержащее заглубленную в траншее с засыпкой из песка ограждающую koнcтpyкцию, выполненную в виде соединенных между собой лотковых элементов с наружным защитным антифрикционным покрытием и слоем смазки .поверх него, в среднем из которых расположена муфта и симметрично уложенные относительно ее продольной оси зигзагообразные выкладки срощенных концов кабелей, прямолинейные участки которых лежащие за выкладками в пределах лотковых элементов, расположены со осно с муфтой, причем ограждающая конструкция снабжена демпфирующими элементами, каждый из которых ; сос тоит по наименьшей мере из двух разноупругих пластин, установленны на торцах крайних лотковых элементов , на граничащих с траншейной засыпкой из песка частях поверхнос тей торцов среднего лоткового элемента и между каждыми двумя соседними лотковыми элементами, соедине ными подпружиненными болтами pj . Однако выкладка концов кабелей при воздействии на нее динамически нагрузок, вызванных сверхмощными толчками и сотрясениями грунта, не обеспечивает полное гащение -колебаний, поэтому послеамортизационная нагрузка через отгиб выкладки воздействует на соединенный с муфтой конец кабеля. При этом ее продольная составляющая вызывает сдви а поперечная -.изгиб конца кабеля .на входе в муфту, вследствие чего нарушается герметичность соединения кабельной оболочки с муфтой. Причины указанных недостатков заключаются в том, что вследствие сыпучести засыпкииз песка, запол82няющей средний лотковый Злемент, не обеспечивается разгрузка выкладок срощенных концов кабелей, муфты и прямолинейных частей, непосредственно примыкающих k ней, от изменяющихся по величине и знаку нагрузок растяжения и сжатия, что приводит к поврелодению кабельной линии. Цель изобретения - снижение механических нагрузок-на кабельное соединение в случаях сверхмощных толчков и сотрясений грунта. Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем заглубленную в траншее с засыпкой из песка, ограждающую конструкцию, выполненную в виде соединенных между собой лотковых элементов с наружным защитным антифрикционным покрытием и слоем смазки поверх него, в среднем из которых расположена -муфта и симметрично уложенные относительно ее продольной оси зигзагообразные выкладки срощенных концов кабелей, прямолинейные участки которых, лежа.щие за выкладками в пределах лотковых элементов, расположены соосно с муфтой, причем ограждающая конструкция снабжена демпфирующими элементами, каждый из-которых состоит по меньшей мере из двух разноупругих пластин, установленных на торцах с траншейной засыпкой из песка частях поверхностей торцов среднего лоткового элемента и между каждыми двумя coceдними лотковыми элементами соединенными подпружиненными болтами, муфта и непосредственно примыкающие к ней прямолинейные части концов кабелей зафиксированы в среднем лотковом элементе жестко, а зигзагообразные выкладки - упруго. Кроме того, средний лотковый элемент выполнен с разделяющими его на три отсека перегородками, каждая из которых установлена перпендикулярно продольной оси лоткового элемента на расстоянии от муфты, соответствующем длине непосредственно примыкающих к ней прямолинейных частей кабелей, при этом отсек, в котором размещена муфта, заполнен жестким пенопластом, а два других - полужестким. С целью повышения сопротивления продольному смещению непосредственно примыкающих к муфте прямолинейных

3

частей концов кабелей, имеющих оболочку, на каждой такой части вертикально закреплено по меньшей мере поодному разгрузочному диску.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий йид спереди; на фиг. 2 - то же, общий вид сверху; на фиг. 3 - средний лотковый элемент с изображением разгрузочных дисков, применяемых для кабелей, имеющих металлическую йболочку, вид сверху; на фиг. 4 - разгрузочный диск, вид спербди; на фиг. 5 - то же, 8ИД сбоку.

Устройство состоит из охватывающей соединение ограждающей конструкции, включающей средний лотковый элемент 1(фиг.1) и состыкованные с ним с двух сторон лотковые элементы 2. Все элементы имеют плиты 3 перекрытия с герметизирующими прокладками 4 .и состыкованы внутренними торцовыми отбортовками 5 при помощи болтов 6 с пружинами 7 через по меньшей мере две, выполненные, например, из пенопласта, разноупругие демпфирующие прокладки 8 и 9, На открытых, граничащих с транщейной засыпкой из песка,торцовых частях поверхности среднего элемента 1 и торцах концевых элементов 2 установлены компенсационные амортизаторы ,10 (фиг.2) , состоящие по меншей мере из двух сцепленных между собой разноупругих пластин, выполненных, например, из того же материала, что и прокладки 8 и 9.Суммарная толщина компенсационныхамортизаторов 10 определяется максимальной величиной смещения грунта вдоль кабеля, а предварительное поджатие прокладок 8 и 9 - величиной сжатия амортизаторов 10 в процессе растяжения этих же прокладок. В среднем лотковом элементе 1 размещена муфта 11 и двухсторонние по отношению к ее оси зигзагообразные выкладки 1 герметично соединенных с ней срощенных концов кабелей, перехЪдящие в соосные с муфтой 11 прямолинейные участки 13, уложенные в засыпке 14 из песка лотковых элементов 2.

Общая длина элементов 2 определяется величиной нагрузок на прямолинейных участках 13 кабеля, а количество двухсторонних отгибов выкладок 12 относительно муфты 11, а следовательно, и длина среднего

36238

элемента 1 - диаметром и жесткостью оболочки кабеля. На прямолинейных участках 13 нанесен слой консистентной смазки 15.

5 Кроме того, на наружную поверхность ограждающей конструкции защитного антифрикционного покрытий нанесен отделенный от транщейной засыпки из песка полимерной пленкой 16

fO слой консистентной смазки 17. Муфта 1 1 и непосредственно приг-ыкающие к ней прямолинейные части концов кабелей зафиксированы неподвижно на длине упомянутой части концов

5 кабелей, жестким пенопластом 18 путем заливки его компонентов между двумя вертикальными перегородками 19, каждая из которых установлена на расстоянии от конца муфты 11, равном

20 этой же длине, с учетом применения любого другого способа.

Зигзагообраэные выкладки 12 срощенных концов кабелей таким же путем зафиксированы упруго полужест25 КИМ пенопластом 20 на длине между

перегородками 19 и внутренними торцовыми отбортовками 5. На каждой непосредственно примыкающей к муфте прямолинейной части концов

,д кабелей, имекщих металлическую оболочку, вертикально закреплено по меньшей мере по одному разгрузочному диску 21 (фиг.З) . Каждый из них, так же как муфта и свободные от них поверхности прямолинейных частей концов кабелей, неподвижно зафиксирован жестким пенопластом 18. Количество дисков 21 определяется величиной продольной нагрузки и сопротивлением сдвигу каждой упомянутой

прямолинейной части в пенопласте 18.

Диск 21 в увеличенном виде представлена нафиг.4.При помощи винтов 22 (фиг.З) он закреплен на составленной из двух половин ступице 23, которая закреплена на оболочке кабеля .24 болтами 25. Площадь сцегления ступицы металлической оболочкой. 24 может быть увеличина за ее длины. Склй сцепления регулируется поДжатием эластичной прокладки 26.1 нчём крепление ступицы 23 на каждой прямолинейной части концов кабелей с ниофрированной оболочкой 24 может

быть усилено при посадке ее. на слое соответствукяцего клея.

Функционирование предлагаемого устройства обеспечивается при воз5

действии; на кабельное соединение статических и динамических нагрузок любого направления.

Рассматривается наиболее опасный для кабельного соединениявоздействия фронтальных направлению его оси, сверхмощных сотрясений грунта я толчков переданмцикся kyфте по срощенным концам кабелей.

От указанных воздействий на одно срощенном конце кабеля возникает сжимающая нагрузка, а на другом растягивающая, причем последняя, вследствие гашения колебаний на строительной длине кабеля, может быть тормозящей относительно сжимающих нагрузок, действующих с противополояшого конца муфты.

Упомянутые сотрясешя грунта и толчки распространяются на расположенные со стороны смешения грунта компенсационные амортизаторы 10 (фиг,2), состоящие по меньшей мере из двух сцепленных между собой пластин, которые сжимаются, частично компенсируют смещение грунта и поглощают некоторую часть энергии действуЮЕчих нагрузок при демпфировании. При этом граничащий с ограж-дакщей конструкцией слой засыпки из песка в траншее под напряжением грунта смещается, проскальзывая: по слою смазки 17. Причем вследствие некоторого смещения лотковых элементов 2 фиг, 1) разноупругие прокладки 8 и 9 сжимаются, а пружины 7 растягиваются и через болты 6 противодействуют смещению среднего элемента без нарушения герметичности соеданения лоткошлх элементов 1 и 2 Нагрузка растяжения, воздействуй щая на поверхности лотковых элементов 2, примыкающих к среднему элементу I с противоположной стсфоны, сжимает пружины 7, вследствие чего поджатые демпфируюпцсе прокладки 8 и 9 растягиваются, противодействуя смещению среднего элемента i,

Разгрузка кабельного соединения от перемен1шх нагрузок сжатия и растяжения, возникаюнщх на сращеншях концах кабелей, осуществляется слеДУЮЩ1М образом.

Распрострайявщиеся фронтально направлению трассы колебания воздействуют на траншейную засыпку и ограяздающую конструкцию, передаются по кабелю через лежащий в

36238

пределах лотковых элементов 2 соос- ный с муфтой П (фиг,2) прямолинейный участок 13 кабеля к зигзагообразной выкладке 12, зафиксированной 5 упруго полужестким пенопластом 20, При этом участок 13 кабеля с неметаллической оболочкой сдвигается вдоль оси, сжимает упруго выкладку 12 на величину смещения, не вызывая 10 лослеамортизационного напряжения. Однако после сжатия выкладки 12 концов кабеля, имеющего более жесткую металлическую оболочку, возникает послеамортизационное напряжение 5 выкладки 12, которое воздействует на неподвижно зафиксированную жестким пенопластом 18 непосредственно примыкающую к муфте прямолинейную часть конца кабеля, но сдвига е 0 не вызывает, так как упомянутое

напряжение Передается закрепленному на этой -же части конца зафиксированному упомянутым пенопластом разгрузочному диску 21 (фиг.з), имеющему 5 площадь сцепления соразмерно дейст вующей нагрузке, энергию которой погашает пенопласт 18, |Е)азгружая муфту 11 (фиг, 2,) Нагрузка растяжения, воздействуняцая на кабельное 0 соединение с противоположной стороны, передакмцаяся по кабелю от траншейной засыпки 14 к муфте 11, поглощается аналогично, при работе противолежащей выкладки 12 на растяжение. Причем нагрузка от напряженно го разгрузочного диска 21 Сфиг,3) по отношению жесткого пенопласта 18 направлена в противоположную сторону, за исключением случаев воздейст0 ВИЯ на него тормозящей нагрузки, возникакщей на противолежащей строительной длине в результате гашения энергии колебаний на этой же длине, Вслед,ствие проскальзываш{я прямолинейшлх 5 участков 13 колебаний по слою смазки 15 нагрузки на муфту 11, передающаеся от смещакщихся лоткошз1Х элементов 2 через засыпку из песка 14 и прямолинейные участки 13, уменьшаются,

Неподвижное фиксирование муфты и пpи alIкaю I{иx к ней прямолинейных частей концов кабелей, а также упругое фиксирование зигзагообразных J выкладок сращенных концов кабелей при использовании двух перегородок в среднем лотковом элементе, установка зафиксированных неподвижно

разгрузочйых дисков, по меньшей мере ho одному на каждой прямолинейной части примыкающих к муфте концов кабелей, имеющих жесткие металлические оболочки, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного так как оно в особо опасных случаях сверхмоющих толчков и сотрясений грунта обеспечивает разгрузку кабельного соединения, поглощение энергии послеамортизационньгх напряжений, повьшает механическую устойчивость муфты, исключает несоосные с ней нагрузки, приводящие к нарушению герметичности ее соединения с оболочкой кабеля, вследствие чего снижается повреждаемость кабельного соединения, повышается эксплуатационная надежность кабельных линий.

n