Вертикальне кріплення кабелів у шахтах — крок кабельних кліпс згідно з IEC 61914

Стаття про протяжку кабелів — тягове зусилля та радіус згину розглядає сили, що виникають під час монтажу кабелю: тягове зусилля, яке можна прикласти до жили, і мінімальний радіус згину, який не можна перевищувати під час протяжки. Ця стаття розглядає інше, постійне навантаження: що прокладений вертикально кабель у шахті чи стояку несе після монтажу, і як кабельні кліпси згідно з IEC 61914 сприймають це навантаження.

Два різні навантаження, два різні моменти

Під час протяжки кабелю тягове зусилля на жилі тимчасове і закінчується, щойно кабель зайняв своє місце. У вертикальній шахті потім виникає інше, постійне навантаження: власна вага кабелю, яка постійно тисне на нижнє кріплення та на кожну проміжну кліпсу, доки кабель перебуває в експлуатації. Без достатньої кількості проміжних опор всю вагу довгої вертикальної ділянки несе верхнє кріплення або з'єднувальні затискачі на кінці — навантаження, для якого ці точки підключення не розраховані.

Функція кабельної кліпси згідно з IEC 61914

IEC 61914 встановлює вимоги та методи випробувань для кабельних кліпс («cable cleats»), які механічно підтримують кабелі по довжині траси та утримують їх на місці. Кабельна кліпса виконує дві окремі функції:

• Статична підтримка: несення власної ваги кабелю між двома точками кріплення, так щоб жодна точка траси не опинилася постійно перевантаженою.
• Динамічна фіксація при короткому замиканні: стримування електродинамічних сил, що виникають між фазними жилами під час короткого замикання, так щоб кабелі не розкидало та не зсунуло (див. статтю про електродинамічні сили при короткому замиканні про фізику цих сил, викладену там для шинопроводів, але по суті таку саму для кабелів у трилисниковому чи плоскому компонуванні).

IEC 61914 тому випробовує кліпси як на статичне зусилля затиску, так і на стійкість до заданого струму короткого замикання протягом часу випробування, і присвоює кліпсам класифікацію на основі того, який струм короткого замикання і яку конфігурацію кабелів (трилисник чи плоску) вони витримують.

Крок кліпс: немає універсального числа

Максимально допустима відстань між кабельними кліпсами у вертикальній шахті не є фіксованим числом із самого стандарту, а визначається виробником кліпси в поєднанні з вагою кабелю на метр, діаметром кабелю та — для кабелів середньої напруги — очікуваним струмом короткого замикання. Практичні моменти:

• Таблиці виробника зазвичай вказують максимальний крок підтримки для даного діаметра і ваги кабелю; для вертикальної ділянки цей крок часто менший, ніж для горизонтальної, оскільки в шахті кліпса несе всю вагу нижчележачої ділянки, а не лише підтримує її частину.
• На драбинкових лотках крок кліпс часто прив'язують до кратного числа кроку щаблів лотка (наприклад, кожні 300 мм), щоб кожну кліпсу можна було закріпити на фіксованому щаблі, а не в довільній точці.
• Додаткові кліпси поблизу верхньої точки кріплення довгої вертикальної ділянки часто застосовують, оскільки накопичене тягове навантаження від ваги кабелю, що висить нижче, там найбільше.
• Для кабелів середньої напруги у трилисниковому компонуванні крок кліпс також потрібно перевіряти за електродинамічною силою короткого замикання: вища очікувана потужність короткого замикання вимагає меншого кроку кліпс, щоб запобігти розкиданню кабелів під час пошкодження.

Практична значущість для огляду

Під час періодичного огляду кабельної шахти чи стояка доцільно звертати увагу на:

• Провисання кабелю між двома кліпсами, що вказує на занадто великий крок підтримки для фактичної ваги кабелю.
• Деформовану чи порізану оболонку в місці кліпси, що вказує на занадто туго затягнуту чи неправильно підібрану кліпсу.
• Послаблені чи зміщені кліпси, особливо після короткого замикання в іншому місці установки — це може вказувати на попереднє електродинамічне навантаження, яке кліпса ледь, чи щойно, витримала.
• Відсутні кліпси у нижній частині довгої вертикальної ділянки, де накопичене навантаження найбільше.

Часті помилки

1. Застосування кроку для горизонтальної ділянки до вертикальної ділянки, тоді як власна вага в шахті вимагає іншого, часто меншого, максимального кроку.
2. Вибір кабельних кліпс без урахування очікуваної потужності короткого замикання для кабелів середньої напруги у трилисниковому компонуванні, через що кліпса не здатна витримати коротке замикання.
3. Плутанина вимог до тягового зусилля і радіуса згину при протяжці з вимогами до постійної підтримки після монтажу — це дві різні оцінки за різними стандартами.
4. Відсутність додаткових кліпс поблизу верхньої точки кріплення довгої вертикальної ділянки, через що накопичене навантаження залишається зосередженим в одній точці підключення.

Пов'язані матеріали

• Протяжка кабелів — тягове зусилля та радіус згину
• Системи підтримки кабелів — кабельні лотки та драбинки
• Електродинамічні сили при короткому замиканні — шинопроводи (IEC 60865-1)