Устройство защиты соединения подземных кабелей от механических нагрузок

 

ЦЮ 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И СНРПН

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61 ) 1008836 (21} 3566276/24"07 (22) 24.03.83 (46) 23.01,85. Бюл. В 3 (72) Н.А.Зубаков (53) 621.315,(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 1008836, кл. Н 02 G 3/04, 1981. (54) (57) 1 . УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СОЕДИНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ КАБЕЛЕЙ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК по авт.св.

1l 1008836, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью снижения механи,ческих нагрузок на кабельное соединение в случаях сверхмощных толчков и сотрясений грунта, муфта и непос редственно примыкающие к ней прямолинейные части концов кабелей зафиксированы в среднем лотковом элемен те жестко, а зигзагообразные выкладки — упругр.

4 (51) Н 02 G 3/04; Н 02 С 9/04

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что 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.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с а целью повышения сопротивления продоль Е ному смещению непосредственно примыкающих к муфте прямолинейных частей концов кабелей, имеющих металлическую оболочку, на каждой такой части вертикально закреплено по меньшей мере по одному разгрузочному диску.

1)36238

О

Однако выкладка концов кабелей при воздействии на нее динамических нагрузок, вызванных сверхмощными толчками и сотрясениями грунта, не обеспечивает полное гашение колебаний, поэтому послеамортизационная нагрузка через отгиб выкладки воздействует на соединенный с муфтой конец кабеля. При этом ее продольная составляющая вызывает сдвиг, а поперечная †.изгиб конца кабеля . на входе в муфту, вследствие чего

° нарушается герметичность соединения кабельной оболочки с муфтой.

Причины укаэанных недостатков заключаются в том, что вследствие сыпучести засыпки из песка, запол45

Изобретение относится к устройствам защиты соединения строительных длин подземных кабельных линий от статических и динамических нагрузок, возникающих в процессе колебания температуры, морозного пучения грун-. та и образования морозобойных треп;ин, землетрясений, взрывов, движения транспорта и т.п., а также от нагрузок, возникающйх в особо опасных случаях сверхмощных толчков и сотрясений грунта.

Но основному авт.св. Р 1008836 известно устройство защиты соединения подземных кабелей от механи- 15 ческих нагрузок, содержащее 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 сред- нем из которых расположена муфта и симметрично уложенные относительно ее продольной оси зигзагообраз- 25 нь® выкладки срощенных концов кабелей, прямолинейные участки которых, лежащие за выкладками в пределах лотковых элементов, расположены соосно с муфтой, причем ограждающая 30 конструкция снабжена демпфирующими элементами, каждый из которых :состоит по наименьшей мере из двух разноупругнх пластин, установленных на торцах крайних лотковых эле35 ментов, на граничащих с траншейной засыпкой из песка частях поверхностей торцов среднего лоткового элемента и между каждыми двумя соседними лотковыми элементами, соединенными подпружиненными болтами fl) . няющей средний лотковый элемент, не обеспечивается разгрузка выкладок срощенных концов кабелей, муфты и прямолинейных частей, непосредственно примыкающих к ней, от изменяющихся по величине и знаку нагрузок растяжения и сжатия, что приводит к повреждению 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, лежащие 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 соседними.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 з 1 частей концов кабелей, имеющих оболочку, на каждой такой части вертикально закреплено по меньшей мере поодному разгрузочному диску.

На фиг. l показано предлагаемое устройство, общий вид спереди, на фиг ° 2 — то же, общий вид сверху; на фиг. 3 — средний лотковый элемент с изображением разгрузочных дисков, применяемых для кабелей, имеющих металлическую Оболочку, вид сверху; на фиг. 4 — разгрузочный диск, вид спереди, на фиг. 5 — то же, вид сбоку.

Устройство состоит из охватываю- щей 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 перекрытий 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 траншейной засыпкой из песка, торцовых частях поверхности среднего элемента 1 и торцах концевых элементов 2 установлены компенсационные амортизаторы .10 (фиг.2), состоящие по меньшей мере из двух сцепленных между собой разноупругих пластин, выполненных, например, из того же материала, что и прокладки 8 и 9.Суммарная толщина компенсационных амортизаторов 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 12 герметично соединенных с ней срощенных концов кабелей, перехЬдящие в соосные с муфтой ll прямолинейные участки 13, уложенные в засыпке 14 из песка лотковых элементов 2.

136238 4 элемента 1 — диаметром и жесткостью оболочки кабеля. На прямолинейных участках 13 нанесен слой консистентной смазки 15.

Кроме того, на наружную поверхность ограждающей конструкции защитного антифрикционного покрытий нанесен отделенный от траншейной засыпки из песка полимерной пленкой 16 слой консистентной смазки 17. Муфта 11 и непосредственно примыкающие к ней прямолинейные части концов кабелей зафиксированы неподвижно на длине упомянутой части концов кабелей, жестким пеноппастом 18 путем заливки его компонентов между двумя вертикальными перегородками 19, каждая из которых установлена на расстоянии от конца муфты 11, равном этой же длине, с учетом применения любого другого способа.

Зигзагообразные выкладки 12 срощениых концов кабелей таким же путем зафиксированы упруго полужест2 ким пенопластом 20 на длине между перегородками 19 и внутренними торцовыми отбортовками 5. На каждой непосредственно примыкающей к муфте прямолинейной части концов кабепей, имеющих металлическую оболочку, вертикально закреплено по меньшей мере по одному разгрузочному диску 21 (фиг.3) . Каждый из иих, так же как муфта и свободные от них

35 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.

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

Диск 21 в увеличенном виде представлена на фиг.4.При помощи винтов 22 (» фиг.5) он закреплен нв составлен45 ной из двух половин ступице 23, которая закреплена на оболочке кабеля .24 болтами 25. Площадь сцен.ления.ступицы 23 с металлической оболочкой24 может быть увеличина sa счет Ее дли-

50 ны. Сила сцепления регулируется под.жатием эластичной прокладки 26.Причем крепление ступицы 23 на каждой прямолинейной части концов кабелей с ниофрированыой оболочкой 24 может

55 быть усилено при посадке ее на слое соответствующего клея.

Функционирование предлагаемого устройства обеспечивается при воз1!36238 .

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

Рассматривается наиболее опасный для кабельного соединения воздействия фронтальных направлению его оси, сверхмощных сотрясений грунта и толчков передающихся Муфте по срощенным концам кабелей.

От указанных воздействий на одном !0 срощенном конце кабеля возникает сжимающая нагрузка, а на другом— растягивающая, причем последняя, вследствие гашения колебаний на строительной длине кабеля, может . !5 быть тормозящей относительно сжимающих нагрузок, действующих с противоположного конца муфты. упомянутые сотрясения грунта и толчки распространяются на распо- 20 ложенные со стороны смешения грун" та компенсационные амортизаторы 10 (фиг.2), состоящие по меньшей мере из двух сцепленных между собой пластин, которые сжимаются, частич- 25 но компенсируют смещение грунта и поглощают некоторую часть энергии действующих нагрузок нри демпфировании. При этом граничащий с ограж.дающей конструкцией слой засыпки 30 из песка в траншее под напряжением грунта смещается, проскальзывая. по слою смазки 17. Причем вследствие некоторого смещения лотковых элементов 2 (фиг. !) разноупругие прок- З5 ладки 8 и 9 сжимаются, а пружины 7 растягиваются и через болты 6 проти" водействуют смещению среднего элемента 1 без нарушения герметичности соединения лотковых элементов 1 и,2

Нагрузка растяжения, воздействуЬщая на поверхности лотковых элементов 2, примыкающих к среднему элементу 1 с противоположной стороны, сжимает пружины 7, вследствие чего 45 поджатые демпфирующие прокладки

8 и 9 растягиваются, противодействуя смещению среднего элемента

Разгрузка кабельного соединения от переменных нагрузок сжатия и рас« 50 тяжения, возникшщнх на сращенных концах кабелей, осуществляется следующим образом.

Распространяющиеся фронтально направлению трассы колебания грунта воздействуют на траншейную засыпку и ограждающую конструкцию, передаются по кабелю через лежащий в пределах лотковых элементов 2 соосный с муфтой 11 (фиг.2) прямолинейный участок 13 кабеля к зигзагообразной выкладке 12, зафиксированной упруго полужестким пенопластом 20.

При этом участок 13 кабеля с неметаллической оболочкой сдвигается вдоль оси, сжимает упруго выкладку 12 на величину смещения, не вызывая послеамортизационного напряжения.

Однако после сжатия выкладки 12 кон- цов кабеля, имеющего более жесткую металлическую оболочку, возникает послеамортизационное напряжение выкладки !2 которое воздействует на неподвижно зафиксированную жестким пенопластом 18 непосредственно примыкающую к муфте прямолинейную часть конца кабеля, но сдвига ее не вызывает, так как упомянутое напряжение передается sакрепленному на этой же части конца зафиксированному упомянутым пенопластом разгрузочному диску 21 (фиг.3), имеющему площадь сцепления соразмерно действующей нагрузке, энергию которой погашает пенопласт 18, разгружая муфту 11 (фиг. 2.) Нагрузка растяжения, воздействующая на кабельное соединение с противоположной стороны, передающаяся по кабелю от траншейной засыпки 14 к муфте 11, поглощается аналогично, при работе противолежащей выкладки 12 на растяжение. Приче нагрузка от напряженного разгрузочного диска 21 (фиг.3) по отношению жесткого пенопласта !8 направлена в противоположную сторону, эа исключением случаев воздействия на него тормозящей нагрузки, возникающей на противолежащей строительной длине в результате гашения энергии колебаний на этой же длине. Вслед1 ствие проскальзывания прямолинейюлх участков 13 колебаний но спою смазKH !5 нагрузки на муфту 11, передающиеся от смещающихся лотковых элементов 2 через засыпку из песка 14 и прямолинейные участки 13, уменьшаются.

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

1136238 разгрузочных дисков, по меньшей мере

1 о одному на каждой прямолинейной части примыкающих к муфте концов кабелей, имеющих жесткие металлические оболочки, выгодно отличает 5 предлагаемое устройство от известного так как оно в особо опасных случаях сверхмоющих толчков и сотрясений грунта обеспечивает разгрузку кабельного соединения, ноглощение энергии послеамортизационных напряжений, повышает 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. ))36238

Составитель Н.Борисова

Техред О. Ващишина Г - Корректор И.Розман

Редактор А Д)андор

Подписное

Филиал fill)I "Патент", r.Óàrîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ )0292/4) Тиран 620

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по далек изобретений и открытий

))3035, Москва, й-35, Раушская наб., д.4/5