Кабельные клипсы (cable cleats) — стойкость к короткому замыканию по IEC 61914

Гид об электродинамических усилиях при коротком замыкании шинопроводов по IEC 60865-1 рассматривает расчёт силы между проводниками во время короткого замыкания. Эта статья рассматривает крепёжное изделие, которое должно фактически воспринимать эту силу у кабелей: кабельную клипсу, или cable cleat, механическая стойкость к короткому замыканию которой испытывается и нормируется по IEC 61914 ("Cable cleats for electrical installations").

Почему кабельная клипса — больше, чем точка крепления

Кабель, свободно лежащий в кабельном лотке или на кабельной лестнице, при нормальной эксплуатации нагружен только собственным весом. При коротком замыкании, однако, кратковременно возникает огромное пульсирующее электродинамическое усилие между кабелями группы — та же физика, что и у шин, но между гибкими кабельными проводниками, которые под действием этой силы стремятся разойтись. Кабельная клипса должна воспринять эту силу в течение всего времени отключения защитой без разрушения, раскрытия или повреждения оболочки кабеля — это совершенно иное требование, чем просто удержание статического веса кабеля.

Что испытывает и нормирует IEC 61914

• Испытание на КЗ продолжительностью 0,1 с (пять периодов при 50 Гц): стандарт предписывает продолжительность испытания 0,1 секунды, в течение которых клипса должна выдержать заданный испытательный ток без разрушения крепления к опоре или недопустимого повреждения самого кабеля. В пределах этих 0,1 с пик электродинамической силы возникает уже в течение первого полупериода.
• Механическое удержание, осевое и боковое: помимо стойкости к КЗ, стандарт также испытывает, какое усилие вытягивания (осевое, вдоль кабеля) и боковую силу (поперёк кабеля) может выдержать клипса без выскальзывания кабеля или деформации самой клипсы.
• Воздействия окружающей среды: также испытываются УФ-стойкость, диапазон температур и поведение при пожаре материала клипсы (часто пластик или с металлической скобой), поскольку клипса, применяемая снаружи, в кабельном подвале или на огнестойкой трассе, должна соответствовать иным требованиям к окружающей среде, чем клипса внутри помещения.
• Документация производителя по опорной поверхности: поскольку стойкость клипсы к КЗ частично зависит от способа крепления самой клипсы к опоре (кабельный лоток, лестница, настенный кронштейн), производитель указывает метод крепления, для которого действителен испытанный уровень стойкости к КЗ.

Внимание: уровень стойкости кабельной клипсы к короткому замыканию действителен только в сочетании с конфигурацией кабелей, шагом расстановки клипс и методом крепления, с которыми клипса была испытана. Та же клипса с большим шагом расстановки, другим диапазоном диаметров кабеля или иным способом крепления к опоре может иметь существенно более низкую фактическую стойкость к КЗ, чем значение, заявленное производителем.

Шаг расстановки клипс и связь с ожидаемым током КЗ

Максимально допустимое расстояние между двумя кабельными клипсами напрямую связано с ожидаемым током короткого замыкания в данной точке установки (см. [гид об ожидаемом токе короткого замыкания и выборе Icu](/guides/nen-1010/prospectieve-kortsluitstroom-icu-dimensionering)): чем выше ожидаемый ток КЗ, тем короче должен быть шаг расстановки клипс, чтобы удержать электродинамическое отклонение кабелей между двумя клипсами в пределах, испытанных производителем. Шаг расстановки клипс, основанный только на весе кабеля — без учёта тока КЗ в данной точке, — может привести к чрезмерному отклонению и возможному разрушению клипсы или повреждению оболочки кабеля при тяжёлом повреждении.

Практическая значимость

При проектировании кабельной трассы с высоким ожидаемым током короткого замыкания — например, вблизи трансформатора или главного распределительного щита — важно выбирать не только сечение кабеля и тип лотка или лестницы, но и кабельную клипсу с уровнем стойкости к КЗ, подтверждённым производителем по IEC 61914, который соответствует фактическому току КЗ и выбранному шагу расстановки клипс в данной точке.

Типичные ошибки

1. Применение произвольной, универсальной кабельной клипсы без проверки того, какой уровень стойкости к КЗ подтверждён производителем по IEC 61914, из предположения, что любая клипса, механически удерживающая кабель, способна выдержать и короткое замыкание.
2. Определение шага расстановки клипс только по весу кабеля, без учёта ожидаемого тока КЗ в данной точке установки.
3. Увеличение шага расстановки клипс по сравнению с испытанной производителем конфигурацией для экономии материала, без проверки того, остаётся ли заявленный уровень стойкости к КЗ действительным.
4. Оценка клипсы, применяемой снаружи или на огнестойкой трассе, только по механической прочности, без проверки УФ-стойкости, диапазона температур или поведения материала клипсы при пожаре.

См. также

• Электродинамические усилия при коротком замыкании шинопроводов (IEC 60865-1)
• Ожидаемый ток короткого замыкания и выбор Icu
• Протяжка кабелей — тяговое усилие и радиус изгиба
• Системы кабеленесущих конструкций — лотки и лестницы