Протяжка кабелів — максимальне тягове зусилля та мінімальний радіус згину під час монтажу

У посібнику про переріз кабелю та струмонесучу здатність визначається, який переріз потрібен кабелю для передачі заданого робочого струму. Ця стаття розглядає інше обмеження, яке не має жодного стосунку до струмонесучої здатності: механічні обмеження, яким повинен відповідати кабель під час затягування (у трубу, кабельний лоток чи кабельну естакаду), щоб уникнути пошкодження жили, ізоляції або броні/екрана.

Обмеження 1 — максимальне тягове зусилля на жилу

Коли кабель тягнуть за тяговий наконечник, закріплений безпосередньо на жилі(ах), діє емпіричне максимальне розтягувальне напруження на одиницю перерізу, засноване на межі текучості матеріалу жили із запасом міцності:

• Мідь: приблизно 50 Н/мм² перерізу жили.
• Алюміній: приблизно 30 Н/мм² перерізу жили (нижче, ніж у міді, через нижчу межу текучості алюмінію).

Для кабелю з мідною жилою перерізом, наприклад, 95 мм² це відповідає максимальному тяговому зусиллю порядку 50 × 95 ≈ 4750 Н. Якщо кабель тягнуть не за наконечник на жилі, а за допомогою тягового панчоха (плетеного захвату) навколо всієї оболонки кабелю, діє нижче допустиме тягове зусилля, яке визначається тертям панчоха об оболонку, а не межею міцності самої жили — це значення вказується в монтажній документації виробника кабелю і не може бути надійно оцінене за емпіричним правилом.

Увага: окрім самого тягового зусилля, діє також обмеження на бічний тиск (sidewall pressure), якого кабель може зазнавати на згині під час протяжки — при надто великому тяговому зусиллі в поєднанні з крутим згином кабель може бути локально роздавлений, навіть якщо саме зусилля залишається в межах обмеження для прямої ділянки.

Обмеження 2 — мінімальний радіус згину

Незалежно від тягового зусилля діє мінімальний радіус згину, що виражається як кратне зовнішнього діаметра кабелю (D), яке не можна занижувати ні під час, ні після монтажу:

• IEC 60502-1 встановлює базові значення 15× D для одножильних кабелів і 12× D для багатожильних кабелів (обидва без броні).
• Кабелі з металевою бронею, екраном або оболонкою (мідна стрічка, сталевий бронедріт, алюмінієва фольга) зазвичай потребують більшого радіуса згину, ніж базове значення для небронованого кабелю, оскільки кожен додатковий металевий шар незворотно пластично деформується при надто крутому згині (зминання екранувальної стрічки, розрив бронедроту).
• Гнучкі кабелі (наприклад, кабелі для кабель-каналів з волочінням) можуть допускати менший радіус згину (порядку 4–5× D), спеціально розрахований на багаторазовий згин.

Увага: універсального значення радіуса згину «для кабелю» не існує — точний мінімальний радіус згину залежить від виробника та конструкції конкретного кабелю і вказується в паспорті виробу; значення IEC 60502-1 — це базовий рівень для поширених силових кабелів, а не абсолютна нижня межа для будь-якого типу кабелю.

Чому обидва обмеження потрібно перевіряти незалежно одне від одного

Установка може залишатися в межах максимального тягового зусилля і все ж пошкодити кабель через надто крутий згин десь на трасі (або навпаки: пряма траса протяжки без крутих згинів, але з надмірним тяговим зусиллям через надто довгу чи важку ділянку). Тому обидва обмеження потрібно перевіряти окремо стосовно фактичної траси — перевірка лише тягового зусилля (наприклад, динамометром під час протяжки) нічого не каже про те, чи не є якийсь згин на трасі крутішим, ніж допускає мінімальний радіус згину.

Практична значущість

При плануванні кабельної траси через труби чи лотки з кількома згинами необхідно заздалегідь переконатися, що кожен згин на трасі відповідає мінімальному радіусу згину кабелю, що прокладається, а під час протяжки тягове зусилля (бажано виміряне, а не оцінене) повинно залишатися в межах, встановлених виробником — особливо на довгих трасах з кількома згинами, де ефекти тертя накопичуються.

Часті помилки

1. Застосування загального емпіричного правила радіуса згину до бронованого чи екранованого кабелю без звернення до специфікації виробника — базові значення IEC 60502-1 стосуються небронованих кабелів; броня чи екран зазвичай потребують більшого радіуса згину.
2. Прирівнювання протяжки за тяговий панчох до протяжки за наконечник на жилі — допустиме тягове зусилля принципово інше, оскільки панчох передає зусилля через тертя об оболонку, а не безпосередньо на жилу.
3. Перевірка лише тягового зусилля без попередньої оцінки радіусів згину по трасі — кабель може бути локально пошкоджений через надто крутий згин, навіть якщо виміряне тягове зусилля залишається в межах допустимого.

Пов'язані матеріали

• Переріз кабелю та струмонесуча здатність
• Кабельний лоток і кабельна естакада — коефіцієнт заповнення
• Кабеленесучі системи — лотки та драбини
• Класифікація IK та механічний захист