ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ. Проектирование и прокладка кабелей
Методы монтажа кабельной конструкции и прокладки кабелей. Оборудование для прокладки кабеля
4.1.1 Конструкция прокладки кабеля. В основном должны быть рассмотрены два типа прокладки кабеля в воздухе. В первом типе, кабель жестко поддерживается и удерживается от любого движения за счет теплового расширения или сжатия. Этот тип поддержки, обеспечивается двумя близко расположенными рейками. Этот тип прокладки описан в главе 4.1.1.1.
Второй тип поддержки включает в себя все системы, в которых кабель может свободно перемещаться в результате теплового расширения или сжатия. Кабель может поддерживаться рейками с интервалом, достаточно широким, чтобы позволить ему отклоняться по вертикали или по горизонтали тогда, когда он расширяется или сжимается. Шипы, как правило, поддерживаются снизу, но также могут быть подвешены сверху, в зависимости от местных условий. Этот тип прокладки описан ниже.
Существует еще одна ситуация, когда кабели, находящиеся в воздухе, устанавливаются в трубах, не заполненных твердым материалом. С термомеханической точки зрения, кабель может быть жестким или гибким, в зависимости от конкретной конструкции прокладки, как описано в главе 4.1.1.4.
Различные типы поддержки приводят к очень различным механическим напряжениям и деформации в компонентах кабеля, и процедуры проектирования, следовательно, совершенно различны. В общем случае, предпочтительно, чтобы любая кабельная система была спроектирована по всей длине на основе жесткой или гибкой опоры. Если по какой-либо причине становится необходимо смешать два вида поддержки в рамках одного маршрута кабеля, нужно обеспечить на границе раздела между различными системами особые меры предосторожности.
Жесткие системы. Когда кабель подвергается изменению температуры, каждый компонент пытается расширяться или сжиматься на величину, соответствующую изменению температуры и коэффициенту расширения. Когда кабель установлен в жестко сдержанной среде, продольное расширение или сокращение не может произойти, и, следовательно, кабель развивает тягу при нагревании, и его компоненты подвергаются соответствующей деформации сжатия.
На практике при расчете этой тяги необходимо рассматривать проводник и оболочку. Если оболочка не присутствует, следует считать только проводник. Эксперименты показывают, что величина тяги, разработанной при нагревании, зависит от размера кабеля и конструкции, повышения температуры и скорости нарастания температуры. Чем медленнее скорость, тем больше кабельные элементы стремятся расслабиться и уменьшить фактическую тягу.
Принято считать, что во время прокладки кабель находится в стрессовом свободном состоянии. Так что, если кабель прокладывается при температуре грунта (или температуре окружающей среды для кабелей в воздухе) ниже максимальной расчетной температуры окружающей среды, на которой основаны рейтинговые расчеты, он будет развивать тягу, пока температура окружающего воздуха не возрастет до расчетного значения. Это повышение температуры, вероятно, будет очень медленным, однако, и, следовательно, позволит еще большее расслабление. Скорость повышения температуры от расчетной температуры окружающей среды до максимальной рабочей температуры зависит от кабельной среды и скорости увеличения нагрузки. Похороненный кабель не может быстро предусмотреть повышение температуры из-за теплоемкости его окружения.
Кабель в воздухе может учесть повышение температуры более быстро. Но очень необычно требовать от только что проложенного кабеля немедленно нести полную нагрузку. Рост нагрузки обычно происходит постепенно и циклически, так что налицо некоторые возможности для расслабления. Для обеспечения этих эффектов необходимо включить в расчет общей кабельной тяги факторы релаксации.
- Расчет тяги кабеля. Тяговое усилие кабеля при тяжении (максимальное, номинальное)
Оценка кабельной тяги имеет важное значение при работе с жестко проложенными кабелями, или в точках интерфейса, где гибкие и жесткие системы сосуществуют.
4.1.1.2 Гибкие системы (западный подход). Гибкие типы поддержки кабеля – системы, которые позволяют расширить кабель в длину и отклониться в боковом направлении, чтобы приспособить это расширение, когда кабель нагревается и вернуться к исходному образованию при охлаждении. Для того, чтобы управлять движением кабеля в заранее определенных пределах, он обычно устанавливается в начале, в приблизительно синусоидальном образовании с грунтозацепами через соответствующие промежутки времени, так что расширение происходит за счет увеличения амплитуды синусоидальной волны. Поскольку гибкая система позволяет расширить кабель, она не характеризуется высокими значениями тяги, которые имеют место в жестко сдержанной системе.
- Рифленые кабели с движением в вертикальной плоскости. Кабель проходит в широко расставленные грунтозацепы с начальным провисанием между грунтозацепами, которое увеличивается с повышением температуры. Расстояние между грунтозацепами не является критическим и в пределах, указанных ниже, может быть выбрано в соответствии с доступной струбциной. Все кабели поддерживаются шипами.
- Если расстояние шпунта слишком велико, давление на кабель со стороны шипа станет чрезмерным, и будет отмечаться тенденция концентрации изгиба на краю шипа. Стоит предположить, что длина шипа приблизительно равна диаметру кабеля и имеет соответственно закругленные края. Соответственно, чтобы избежать концентрированного изгиба у края шипа, кабельное отклонение из-за его собственного веса должно быть, по меньшей мере, в пять раз меньше, чем исходное провисание между грунтозацепами. Требуется это для обеспечения удовлетворительного расширения и движения сжатия. Поэтому необходимо сделать начальную оценку расстояния.
Определив интревал шипа, необходимо вычесть из него значение, равное начальному провисанию между грунтозацепами. Этот провис обычно не должен быть меньше, чем 2 Д Е. Но иногда может быть необходимо увеличить его за пределы этого значения для того, чтобы гарантировать, что изменение напряжения в оболочке из-за тепловых движений не превышает максимально наложенного свойствами усталости ножен.
Чтобы упростить вычисление оболочки штамма, предполагается, что продольное расширение полного кабеля следует считать расширением проводника. Общая деформация оболочки – это сумма абсолютных величин деформации вследствие перемещения кабеля вместе со штаммом из-за дифференциального расширения проводника и оболочки. На этой основе можно показать, что максимальное изменение деформации оболочки не будет превышено, при условии типичной системы, предназначенной для жизни 30, 40 лет.
Стандартные значения 0,1% для свинцовой оболочки и 0,25% для алюминиевых оболочек кабелей обычно принимаются, в частности, для наполненных жидкостью кабелей. Учитывая отличный опыт на протяжении многих лет, однако, есть несколько менее консервативных ценностей, таких, как 0,12% свинца и 0,35% алюминия. Их также можно рассматривать, в частности, для экструдированных кабелей. Система, описанная выше, является подходящей для прямой или плавно искривленной кабельной трассы.
Если необходимо установить кабель вокруг небольшого изгиба в маршруте, он должен поддерживаться на горизонтальной плоскости в пределах сгиба с использованием соответствующих средств с минимальным трением, так как кабель перемещается из-за тепловых изменений. В этом типе монтажа кабелей, расположенных в виде синусоидального формирования в горизонтальной плоскости с грунтозацепами, фиксированными в точках изгиба этих синусоид, предполагается гибкая система с кабельным движением в горизонтальной плоскости.
Чтобы кабель тоже перемещался, могут быть использованы поворотные грунтозацепы, с возможностью вращения на вертикальной оси. Но предпочтительно использовать фиксированные бутсы с длиной, приблизительно равной диаметру кабеля и с резиновой прокладкой от 3 до 5 мм толщиной. Эти зажимы должны быть проложены под соответствующим углом. Движение кабеля из-за термических циклов будет в значительной степени зависеть от трения между наружной поверхностью кабеля и поддержки между грунтозацепами. Важно, чтобы кабель поддерживался таким образом, чтобы он двигался только в горизонтальной плоскости, с использованием низкой поддержки на трение, и позволял адекватное движение воздуха вокруг кабеля, чтобы избежать снижения номинальной мощности.
- Расчет кабельной тяги. Как уже упоминалось, тепловое расширение кабеля в гибкой конфигурации подъема придает малое осевое давление, в то время как первоначальное провисание увеличивается. Для вычисления этих параметров могут быть использованы простые формулы, при условии, что начальная конфигурация представляет собой синусоиду. Можно легко проверить, что осевое усилие в гибкой системе намного ниже, чем в жесткой системе и часто можно им практически пренебречь.
- Короткие замыкания при прокладке силового кабеля. Короткое замыкание гибкого типа гораздо более значимо в кабельных сооружениях гибкого типа из-за более широкого интервала используемых кливажей, по сравнению с жестко сдержанными кабелями. Как правило, необходимо обеспечить ремни вокруг трех кабелей с интервалами между зажимами для удержания кабелей вместе во время короткого замыкания. Поэтому становится необходимым рассмотреть интервал этих ремешков и прочность ремня. Необходимо, чтобы он смог выдерживать силы, участвующие в этом процессе. Как и в случае с жестким сдерживанием кабелей, длина кабеля между ограничениями будет подвергаться воздействию равномерно распределенной боковой нагрузки и предполагаемому/короткому замыканию фазы.
Обычно необходимо установить, по крайней мере, один ограничительный зажим вокруг кабелей между грунтозацепами. Он соответствует расстоянию между этими зажимами или между планкой и зажимом. Следовательно, как и прежде, максимальная деформация оболочки определяется по формуле, где символы имеют то же значение, как и прежде, и, чтобы избежать заметной остаточной деформации кабеля от значения, оболочка деформации должна быть ограничена до приемлемо низкого уровня.
Прочность ремня можно рассчитать из уравнения, но так как при этом игнорируется мгновенное значение тока, который может значительно превышать величину среднеквадратичного а также игнорирует резонансные эффекты, которые могут возникнуть, должен быть разрешен фактор безопасности . Использование этих уравненений позволит вычислить число ремешков в пределах промежутка кабеля между зажимами. Те же самые уравнения справедливы для обоих типов гибкой прокладки с движением в вертикальной или горизонтальной плоскости.
4.1.1.3 Гибкие системы (японский подход). Как правило, для извилистой обработки существуют единые основы. Горизонтальная извилистая прокладка.
1) Первоначальная ширина:
2) Пек (2 л): 6 — 9 м
3) Занимаемая ширина, где D = ширина кабеля (2D е D е = внешний диаметр кабеля при прокладке трилистником) B = Первоначальная ширина = Боковое смещение 963; = Толерантность
4) Боковое смещение (п): п = B — 0, 8 х 2 + Lm b178; Где: м = расширительный кабель = 945;. TL 945; = коэффициент линейного расширения кабеля т = повышение температуры
5) Формулы для осевых напряжений генерируются (Fa): в зависимости от типов кабелей с или без металлических оболочек.
Горизонтальные расчеты. Формулы для расчета. Осевая извилистость. Напряженность сгенерированных кабелей (горизонтальная змея). Металлическая оболочка. В некоторых прокладках, используются через каждые несколько шагов сдерживающие бутсы. Вертикальная прокладка. Дизайн заполненных жидкостью кабелей включает подъемы давления жидкости, благодаря их вертикальной прокладке. Кабели с качественной изоляцией из сшитого полиэтилена не связаны с такими трудностями, поэтому их легко установить на башне вверху. Вертикальные прокладки, используемые на вышках, в вертикальных туннелях и т.д., как правило, могут быть классифицированы следующим образом:
- Вертикальный монтаж кабеля на валы.
- Прямая прокладвка. Крепление грунтозацепами с интервалами в несколько метров. Интервалы одножильных кабелей с высотой вала 6 – 10 м или меньше.
- Прямая прокладка кабелей, скрепленных с грунтозацепами в нескольких интервалах с высотой вала 6 — 10 м или более или извилистый прокладки (6 — 8м основного тона).
- Скрепленные с грунтозацепами в точках перегиба змеи (для некоторых размеров подвижные опоры шипа также используются при змеиных гребнях.) Валы, где шипы не могут быть использованы
— Одноточечное крепление, с помощью кабельного растянутого элемента — используются стабилизирующие бутсы (в случае специальных установок).
- 1. 1. 4 Кабель в коробах. Каналы могут быть заполнены твердым материалом, таким как бентонит или могут вовсе не заполняться. Первое решение часто является предпочтительным для относительно коротких протоков (обычно менее 100 м), используемых для пересечения дорог, железных дорог или других препятствий, расположенных на тех участках, где кабель непосредственно похоронен. Любое движение термического происхождения будет полностью предотвращено, и кабель будет вести себя так, как будто он быи непосредственно похоронен. В других ситуациях, в соответствии с различными видами практики или из-за других ограничений, протоки не заполняются. Могут быть использованы три различных концепции дизайна.
А) Канал большого диаметра, кабель заблокирован на концах. Если внутренний диаметр трубопровода, значительно больше, чем у кабеля (как правило, от 1,5 до 2 раз), тепловое удлинение приводит к изгибам кабеля. Геометрическая конфигурация подобна синусоиде или спирали с определенным шагом и амплитудой, в зависимости от протока и диаметра кабеля, веса, осевой жесткости, жесткости при изгибе кабеля, коэффициента трения между кабелем и каналом, изменением температуры. Благодаря эффекту извилистости, осевое усилие резко снижается относительно тяги, разработанной жестко сдержанным кабелем. В результате термоциклирования, амплитуда деформации циклически изменяется, и необходимо учитывать сопротивление кабеля к усталостным явлениям.
Б) Малый диаметр воздуховода, кабель заблокирован на концах. Если диаметр воздуховода лишь немного больше, чем кабель (предусмотрен минимальный зазор, для протягивания кабеля), очень ограниченной извилистости недостаточно, чтобы уменьшить осевое усилие и тепловые движения.
На практике этот случай можно рассматривать, как жесткий монтаж.
С) Малый диаметр воздуховода, кабель свободно перемещается на концах. В этом типе прокладки есть определенное движение троса из канала к колодцу, как следствие теплового расширения. В люках кабель устанавливается в извилистой конфигурации, правильно спроектированной для того, чтобы в допустимых пределах поддерживать циклические изгибы кабеля. Такая ситуация рассматривается как переход в главе 4.1.3.