Кабельні кліпси (cable cleats) — стійкість до короткого замикання за IEC 61914

Гід про електродинамічні зусилля при короткому замиканні шинопроводів за IEC 60865-1 розглядає розрахунок сили між провідниками під час короткого замикання. Ця стаття розглядає кріпильний виріб, який має фактично сприймати цю силу у кабелів: кабельну кліпсу, або cable cleat, механічна стійкість якої до короткого замикання випробовується та нормується за IEC 61914 ("Cable cleats for electrical installations").

Чому кабельна кліпса — більше, ніж точка кріплення

Кабель, який вільно лежить у кабельному лотку чи на кабельній драбині, за нормальної експлуатації навантажений лише власною вагою. Під час короткого замикання, однак, короткочасно виникає величезне пульсуюче електродинамічне зусилля між кабелями групи — та сама фізика, що й у шин, але між гнучкими кабельними провідниками, які під дією цієї сили прагнуть розійтися. Кабельна кліпса має сприйняти цю силу протягом усього часу відключення захистом без руйнування, розкриття чи пошкодження оболонки кабелю — це зовсім інша вимога, ніж просте утримання статичної ваги кабелю.

Що випробовує та нормує IEC 61914

• Випробування на КЗ тривалістю 0,1 с (п'ять періодів при 50 Гц): стандарт приписує тривалість випробування 0,1 секунди, протягом якої кліпса має витримати заданий випробувальний струм без руйнування кріплення до опори чи неприпустимого пошкодження самого кабелю. У межах цих 0,1 с пік електродинамічної сили виникає вже протягом першого напівперіоду.
• Механічне утримання, осьове та бокове: окрім стійкості до КЗ, стандарт також випробовує, яке зусилля витягування (осьове, вздовж кабелю) та бокову силу (поперек кабелю) може витримати кліпса без вислизання кабелю чи деформації самої кліпси.
• Впливи навколишнього середовища: також випробовуються УФ-стійкість, діапазон температур і поведінка під час пожежі матеріалу кліпси (часто пластик або з металевою скобою), оскільки кліпса, застосована зовні, у кабельному підвалі чи на вогнестійкій трасі, має відповідати іншим вимогам до середовища, ніж кліпса всередині приміщення.
• Документація виробника щодо опорної поверхні: оскільки стійкість кліпси до КЗ частково залежить від способу кріплення самої кліпси до опори (кабельний лоток, драбина, настінний кронштейн), виробник вказує метод кріплення, для якого дійсний випробуваний рівень стійкості до КЗ.

Увага: рівень стійкості кабельної кліпси до короткого замикання дійсний лише в поєднанні з конфігурацією кабелів, кроком розстановки кліпс і методом кріплення, з якими кліпса була випробувана. Та сама кліпса з більшим кроком розстановки, іншим діапазоном діаметрів кабелю чи іншим способом кріплення до опори може мати суттєво нижчу фактичну стійкість до КЗ, ніж значення, заявлене виробником.

Крок розстановки кліпс та зв'язок з очікуваним струмом КЗ

Максимально допустима відстань між двома кабельними кліпсами безпосередньо пов'язана з очікуваним струмом короткого замикання в цій точці установки (див. [гід про очікуваний струм короткого замикання та вибір Icu](/guides/nen-1010/prospectieve-kortsluitstroom-icu-dimensionering)): чим вищий очікуваний струм КЗ, тим коротшим має бути крок розстановки кліпс, щоб утримати електродинамічне відхилення кабелів між двома кліпсами в межах, випробуваних виробником. Крок розстановки кліпс, заснований лише на вазі кабелю — без урахування струму КЗ у цій точці — може призвести до надмірного відхилення та можливого руйнування кліпси чи пошкодження оболонки кабелю при тяжкому пошкодженні.

Практична значущість

Під час проєктування кабельної траси з високим очікуваним струмом короткого замикання — наприклад, поблизу трансформатора чи головного розподільчого щита — важливо обирати не лише переріз кабелю та тип лотка чи драбини, а й кабельну кліпсу з рівнем стійкості до КЗ, підтвердженим виробником за IEC 61914, який відповідає фактичному струму КЗ і обраному кроку розстановки кліпс у цій точці.

Типові помилки

1. Застосування довільної, універсальної кабельної кліпси без перевірки того, який рівень стійкості до КЗ підтверджений виробником за IEC 61914, з припущення, що будь-яка кліпса, яка механічно утримує кабель, здатна витримати і коротке замикання.
2. Визначення кроку розстановки кліпс лише за вагою кабелю, без урахування очікуваного струму КЗ у цій точці установки.
3. Збільшення кроку розстановки кліпс порівняно з випробуваною виробником конфігурацією для економії матеріалу, без перевірки того, чи залишається заявлений рівень стійкості до КЗ дійсним.
4. Оцінювання кліпси, застосованої зовні чи на вогнестійкій трасі, лише за механічною міцністю, без перевірки УФ-стійкості, діапазону температур чи поведінки матеріалу кліпси під час пожежі.

Дивіться також

• Електродинамічні зусилля при короткому замиканні шинопроводів (IEC 60865-1)
• Очікуваний струм короткого замикання та вибір Icu
• Протяжка кабелів — тягове зусилля та радіус згину
• Системи кабеленесучих конструкцій — лотки та драбини