Kontrollen vor dem Ziehen von Kabeln
Vor der Verlegung von Kabeln ist es empfehlenswert, die Trasse zu inspizieren, um zu prüfen, ob sie geeignet ist:
- Vermeiden Sie Biegungen und Zugspannungen, die die Grenzen der Kabel überschreiten.
- Vermeiden Sie Freiräume und das Einklemmen von Kabeln in Leerrohren.
- Er sagt Ihnen, welche Zugrichtung (vorwärts oder rückwärts) die beste ist.
- Unterstützung bei der Platzierung und den Anforderungen an die Zugkraft für Winden oder Push/Pull-Maschinen.
Was ist die Kabelzugspannung?
Bei Seilzügen baut sich Spannung auf. In geraden Abschnitten wird sie von einem Abschnitt zum nächsten hinzugefügt. In Kurven ist die eingehende Spannung ein Multiplikator.
Die Kabelzugspannung ist der wichtigste Parameter, der bei der Beurteilung einer Kabelverlegung bewertet werden muss, und die Kenntnis der Zugspannung ist für die Planung der Kabelverlegung und die Beurteilung der Eignung des Kabeldesigns, des Trassenentwurfs und der Verlegemethoden unerlässlich.
Die höchste Spannung liegt am Ende des Zuges vor, was jedoch nicht unbedingt der Fall ist, wenn der Zug eine erhebliche Gefällestrecke oder eine Push/Pull-Vorrichtung enthält. Die Spannung wird nicht vervielfacht, wenn das Kabel um eine Kurve durch frei drehende Hüllen oder Rollen gezogen wird.
Die zum Einziehen von Kabeln erforderliche Spannung kann sich je nach Einzugsrichtung erheblich ändern. Im Allgemeinen werden geringere Zugspannungen erreicht, wenn die Kabel in das Ende eines Kanalverlaufs mit der größten Anzahl von Bögen eingezogen werden oder wenn die Kabel in die bergseitige Seite eines Kabelverlaufs eingezogen werden.
Laut einer Erhebung [ref. 2] beträgt die "durchschnittliche" maximale Zuglänge 850 m in städtischen Gebieten und 1185 m in ländlichen Gebieten. Die absoluten Höchstwerte der gemeldeten Zuglängen betrugen 2200 m in städtischen Gebieten und 3700 m in ländlichen Gebieten, die jedoch den Einsatz von hochspezialisierten Geräten und Techniken für einen erfolgreichen Zug erfordern.
Vor der endgültigen Festlegung der Kabeltrasse sind detaillierte Ziehungsstudien erforderlich.
Sie können die Software Cable Pro Web für genaue Berechnungen der Kabelzugspannung verwenden.
Maximal zulässige Seilspannung
Die maximal zulässige Spannung eines Kabels ist durch seine Konstruktion bestimmt und wird vom Hersteller angegeben.
Es gibt mehrere Gleichungen [ref. 1] zur Abschätzung der maximal zulässigen Kabelzugspannung, die in Ermangelung genauerer Daten des Herstellers verwendet werden können.
Die folgende Gleichung bezieht sich auf die maximale Zugspannung bei Zug durch den Leiter, aber es gibt auch andere Gleichungen für den Zug durch einen Korbgeflechtgriff über den Kabelmantel.
Die maximale Nennzugkraft, die ein einadriges Kabel aushalten kann, wird mit 22.250 N angegeben. Aufgrund der ungleichmäßig verteilten Kräfte von mehradrigen Kabeln bei der Biegung erhöht sich dieser Wert auf 44.500 N für ein dreiadriges Kabel [ref. 1].
Wie hoch ist der Druck in der Seitenwand des Kabels?
Der Seitenwanddruck misst die Normalkraft, die ein Kabel in einer Rohrbiegung gegen die Rohrwand drückt. Der Seitenwanddruck hängt von der aus der Biegung kommenden Spannung und dem Radius der Biegung ab. Der Seitenwanddruck ist für jede Biegung spezifisch.
Wenn es keine Biegungen im Zug gibt, gibt es auch keine Seitenwanddrücke.
Maximal zulässiger Flankendruck
Für Einzelleiter, Mehrfachleiter, Dreifachleitungen und mehradrige Steuer- oder Energiekabel liegt der maximal zulässige Seitenwanddruck (MASP) je nach Material des Kabels zwischen 4380 N/m und 7300 N/m Biegeradius.
Instrumentenkabel haben einen MASP von 4380 N/m bis 7300 N/m Biegeradius, der von der Konstruktion und dem Material des Kabels abhängt.
Armierte Kabel haben einen MASP von typischerweise 4380 N/m Biegeradius oder weniger.
Berechnung von Spannung und Seitenwanddruck
Es gibt verschiedene komplizierte Gleichungen zur Berechnung der Spannung und der Seitenwanddrücke für die folgenden Abschnittsarten einer Kabeltrasse:
- Gerade oder horizontal.
- Neigung nach oben/unten.
- Horizontale Biegung.
- Nach unten oder nach oben gebogen.
- Biegungen mit großem Radius.
- Walzen
- Push/Pull-Maschinen.
Berechnung von Kabeldurchlass und Einklemmverhältnis
Wenn mehr als zwei Kabel gleichzeitig in ein Leerrohr eingezogen werden, ist es wichtig, den Kabeldurchlass und das Einklemmverhältnis zu berechnen. So kann sichergestellt werden, dass die Kabel auf der Strecke nicht im Rohr stecken bleiben.
Spannung beim Abziehen des Seils von der Trommel
Die Rückenspannung der Trommel ist die Kraft, die erforderlich ist, um das Kabel von der Trommel zu ziehen. Die Zugkraft, die erforderlich ist, um das Kabel von einer Trommel zu ziehen, hängt von der Kabelgröße, dem Gewicht der ersten Runde des Kabels auf der Trommel, der Steifigkeit des Kabels und der Art und dem Zustand des verwendeten Trommelabwicklers ab. Die Zugkraft zum Abziehen eines Kabels von der Trommel in horizontaler Lage kann mit der folgenden Gleichung angenähert werden:
Korrektes Abwickeln des Kabels von der Trommel
Beim Abwickeln oder Aufwickeln von Energiekabeln von oder auf eine Kabeltrommel zeigen die oberen Abbildungen unten die korrekten Methoden und die unteren Abbildungen die zu vermeidenden Vorgehensweisen.
Beispiel für die Berechnung der Zugspannung:
Für die Durchführung der folgenden Berechnungen wurde die Software Cable Pro Web verwendet.
Die Kabel sind 3 x einadrig, Cu 500 mm2, XLPE/PVC mit folgenden Spezifikationen:
Gesamtdurchmesser = 37 mm
Gewicht = 491 kg/100 m
Maximal zulässige Spannung pro Kabel = 10,6 kN
Maximaler Seitenwanddruck = 1450 kg/m
Die 3 Kabel werden in einem Leerrohr mit 125 mm Durchmesser verlegt.
Ergebnisse
Das Ziehen aus einer der beiden Richtungen führt nicht zu einer Überschreitung der Spannungsgrenze oder der Seitenwanddruckgrenze.
Für das Ziehen von Standort H ist eine um 20 % geringere Zugkraft erforderlich als für das Ziehen von Standort A.
Die Verwendung eines Ziehschmiermittels führt zu einer Verringerung der Gesamtspannung um 67 %.
Ziehen von Standort A:
Reibungskoeffizient = 0,5, trockenes 125-mm-Rohr.
| Standort | Spannung (N) | Druck an der Seitenwand (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 1497 | 0 |
| C | 2233 | 78 |
| D | 2757 | 0 |
| E | 6127 | 214 |
| F | 6875 | 0 |
| G | 8065 | 282 |
| H | 8439 | 0 |
Reibungskoeffizient = 0,25, geschmiertes 125-mm-Rohr
| Standort | Spannung (N) | Druck an der Seitenwand (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 748 | 0 |
| C | 916 | 32 |
| D | 1178 | 0 |
| E | 1760 | 61 |
| F | 2134 | 0 |
| G | 2606 | 91 |
| H | 2793 | 0 |
Ziehen von Standort H:
Reibungskoeffizient = 0,5, trockenes Rohr.
| Standort | Spannung (N) | Druck an der Seitenwand (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 374 | 0 |
| C | 569 | 20 |
| D | 1317 | 0 |
| E | 2933 | 102 |
| F | 3457 | 0 |
| G | 5153 | 180 |
| H | 6649 | 0 |
Reibungskoeffizient = 0,25, geschmiertes 125-mm-Rohr.
| Standort | Spannung (N) | Druck an der Seitenwand (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 187 | 0 |
| C | 239 | 8 |
| D | 613 | 0 |
| E | 920 | 32 |
| F | 1182 | 0 |
| G | 1445 | 50 |
| H | 2193 | 0 |
Referenzen:
[1] IEEE Std. 1185-2019 Empfohlene Praxis für die Kabelinstallation in Stromerzeugungsanlagen und Industrieanlagen.
[2] CIGRE TB 889-2022 Die Installation von unterirdischen Hochspannungskabelsystemen.
