Избор на подходяща кабелоносеща система

ЕлектроапаратурaСп. Инженеринг ревю - брой 2/2021 • 21.04.2021

  • Производителите предлагат разнообразие от варианти и решения за бърз монтаж и съединяване при прецизиране на товароносимостта на конструкцията

  • Етапът на планиране на ресурсите и проектиране на системата е от изключителна важност за бързия и безпроблемен последващ монтаж и въвеждане в експлоатация

  • Надвишаването на капацитета за товароносимост и надеждно закрепване на проводниците върху кабелната скара крие редица рискове

 

Кабелоносещата система представлява конструкция, сглобена от поредица от възли или секции чрез свързващи компоненти. Образуваната структурна система се използва за сигурно закрепване и поддържане на проводници, комуникационни кабели и др. Кабелните скари се считат за част от конструктивните компоненти на електрическата система на съоръжението. Тяхната инсталация, разположение и конструкция се планират и проектират като част от цялостната система за управление.

Основната функция на кабелоносещата система е да осигурява механична защита на кабелите и проводниците, но също така и да поддържа, маршрутизира, защитава и осигурява трасе за системите от кабели за едно съоръжение.

 

Видове решения, материали и монтаж

Качествените кабелоносещи системи предоставят много голяма гъвкавост при работа. Те значително улесняват маркирането на кабелите, откриването и отстраняването им. Конструкциите им се предлагат в различни конфигурации, в това число стълби, скари с перфорирано дъно, позволяващо вентилация, перфорирани канали за вентилация, скари с плътно дъно, телени кабелни скари, единични релси и други разновидности на поддържащата конструкция.

Кабелната скара представлява кабелен носач, съставен от основа и странични бордове без капак. Скарите се изпълняват от негорими материали и са плътни или перфорирани (решетъчни) за монтаж в помещения и за външни съоръжения. Те се произвеждат от стомана, алуминий и подсилена с влакна пластмаса (FRP), като приблизително 70% от кабелните скари, използвани в индустрията днес, са от алуминий.

Каналната инсталационна система е конструкция от напълно затворен тип, снабдена с капак, предназначена за цялостна защита на изолирани проводници или кабели, а така също и за разполагане на други електроинсталационни изделия.

Тръбната система също представлява затворена инсталационна система, съставена от тръби и съединителни елементи, за защита и полагане на изолирани проводници и/или кабели в електрически инсталации или в системи за телекомуникация, като тяхното полагане на място и/или заменяне е чрез изтегляне.

Перфорираните кабелни скари осигуряват по-добра проветривост в сравнение с плътните. Производителите предлагат разнообразие от варианти и решения за бърз монтаж и съединяване при прецизиране на товароносимостта на конструкцията. Височината на страничния борд също се съобразява с конкретните нужди на инсталацията. В системата още могат да се включат допълнителни прегради за разделяне на кабели и проводници с различни напрежения или функции. За пряко свързване на кабелни скари и фасонни елементи и разделителни прегради се използват надлъжни съединители. Там където е необходимо регулируемо свързване могат да се инсталират шарнирни съединителни елементи, даващи известна степен на свобода.

Укрепването на кабелни скари може да се извърши към таван, стена или върху под. Видът и разстоянията между укрепителните елементи трябва да се предвидят според изискванията за товароносимост. Специалистите препоръчват използването само на висококачествени крепежни елементи за дълъг експлоатационен живот. Предлагат се модели скари, при които съединителните елементи са интегрирани в самата скара, като така дизайнът позволява съединяване на две скари просто с едно напасване и фиксиране без болтове и гайки. Стоманените елементи трябва задължително да имат покритие за защита от корозия съобразно нормативните изисквания.

 

Планиране и оразмеряване

Изборът на оптимално решение на укрепване и кабеловодене особено ясно се откроява при широкомащабни проекти, където електрическите и комуникационните инсталации са много големи, изискват се много трасета на различни нива при безупречна организация, така че поддръжката им да се извършва лесно и да бъде осигурено адекватно ниво на безопасност. Трябва да се съобразят редица особености на разположението и характеристиките на окабеляването, като, да речем, припокриване на различни кабелни трасета (например силови и слаботокови). Ето защо етапът на планиране на ресурсите и проектиране на системата е от изключителна важност за бързия и безпроблемен последващ монтаж и въвеждане в експлоатация.

Степента на надеждност и функционалност на една кабелоносеща система най-общо може да се определи, като се вземат предвид капацитетът на запълване на пространството върху скарата и съответното натоварване. Кабелоносещите системи могат да бъдат предоставени в широка гама от размери и конструкции в зависимост от специфичните изисквания за вместване и товароносимост, т.е. при проектирането на окабеляването трябва да се вземат предвид размерите и броят на проводниците, както и допустимата площ на запълване съгласно приложимите стандарти. Тъй като кабелните скари позволяват адаптивност на конструкцията и възможност за модификации и разширяване на трасетата с течение на времето, инженерите и проектантите трябва да планират кабелоносещите системи така, че да могат да посрещнат както текущите, така и бъдещите нужди.

Типът кабелни скари (например плътни, вентилирани, телени), изискванията за капацитет и тип и номиналното напрежение на полаганите кабели определят допустимото запълване за всяка кабелна скара (вентилираните кабелни скари например позволяват най-голямо допустимо запълване поради увеличения въздушен поток). Общите насоки на специалистите сочат, че не трябва да се запълва повече от 40 – 50% от вътрешната площ на скарата или от максималното тегло въз основа на спецификациите за конкретния тип скари. Стандартите за инсталация на електрооборудване и опроводяване предоставят по-специфицирани и подробни изисквания за капацитет на запълване на кабелните скари, изискванията за проветривост, температурна устойчивост, негоримост, оттичане на влага, маркировка, разделяне на различните линии по предназначение (информационни и/или тоководещи). Във всеки случай най-добрата стратегия е да се спазват правилата, посочени в приложимите стандарти, нормативни изисквания и ръководствата на производителя при инсталирането на кабели върху скарите.

Съгласно наредбата за устройството на електрическите уредби и електропроводни линии се допуска съвместно полагане на проводници и кабели (без взаимно резервиращите се) в стоманени и други механично устойчиви тръби, канали, скари, закрити канали в строителните конструкции на сградите за: всички вериги за един и същи агрегат; за силовите и контролните вериги на няколко машини, пултове за управление и др., свързани в общ технологичен процес; вериги, захранващи многолампов осветител със сложно групово управление; вериги на няколко токови кръга от един и същи вид осветление (работно, аварийно) при общ брой на проводниците в една тръба до осем; осветителни вериги до 42 V и вериги над 42 V, при условие че проводниците на веригите до 42 V са в отделна изолационна тръба; при това втората (общата) обвивка върху изолацията на жилата се счита за изолационна тръба. Не се допуска съвместното полагане на една скара на взаимно резервиращи се вериги, вериги на работно и евакуационно осветление, а също така и на вериги с напрежение до 42 V с вериги с напрежение над 42 V, освен ако изолацията на проводниците и кабелите е за напрежение най-малко 660 V.

Надвишаването на капацитета за товароносимост и надеждно закрепване на проводниците върху кабелната скара крие редица рискове. Всеки компонент от кабелоносещата система – скари, укрепващи елементи и т.н., е проектиран, за да поеме определено максимално натоварване, зависещо до голяма степен от допустимото запълване на площта на скарата и разстоянието между отделните укрепващи елементи. Претоварването на кабелните скари може да доведе до счупване на скарата, опората или откъсване от укрепващата точка, което да нарани персонала или дори да предизвика токов удар или електрическа дъга при повреда по електрическите компоненти вследствие на внезапно срутване на конструкцията. Освен това кабелите, разположени в скарите, могат да бъдат повредени при неправилен монтаж на инсталацията, недобро укрепване или добавяне на допълнителни проводници към предвидените за размерите на кабелоносещата система.

Също така нормативните ограничения за полагане на кабели върху скарата взимат предвид и генерирането на топлина от проводниците под напрежение. Когато кабелоносещата система е претоварена, проводниците не могат да се охладят добре и прегряват, което може да доведе до нарушаване на изолацията и компрометиране на диелектричната якост. Такова стечение на обстоятелствата представлява пряка опасност от токов удар или пожар. Възпламеняване може да възникне или върху самата скара (като по този начин тя се превръща в трасе за разпространение на пожара), или в зона с лесно запалими материали в близост до проводниците. Освен това неправилното инсталиране на гъвкави кабели може да доведе до образуване и разпространение на токсичен дим при пожар.

Заземяването на кабелоносещата система е от съществено значение за личната безопасност на персонала и за защитата от електрическа дъга, която може да възникне навсякъде по системата на окабеляването. Подходящите мероприятия за осигуряване на правилно заземяване на системата се извършват преди инсталирането на кабелите върху нея, а тестването му – преди да те да се включат към захранването. Освен общите изисквания металните скари, които служат за укрепването на една система от кабели, трябва да представляват една непрекъсната електрически заземена конструкция.

Разпознаването на претоварени кабелни скари не е трудно. Стойностите на запълване за кабелни скари, посочени в различните стандарти, варират от един ред до приблизително 50% от височината на борда на кабелната скара. Ако при визуална инспекция се установи, че кабелната скара понася сноп с височина, надхвърляща допустимите ограничения, вероятността тя да не отговаря на нормативните изисквания е голяма.

Една от основните причини за случаи на такова претоварване са излезли от употреба стари кабели, останали върху скарите. Старите кабели трябва да бъдат отстранявани, като премахването на временни окабелявания и комуникационни кабели, излезли от употреба, е изрично упомената мярка в приложимите разпоредби. Всички методи за окабеляване, използвани върху кабелни скари, трябва също да са признати в тях и да са съобразени със средата, в която се инсталират.

 

Влияние на температурните промени

Алуминият, фибростъклото, стоманата и неръждаемата стомана са лесно достъпни материали за производство на кабелоносещи конструкции. Всички тези материали проявяват много добри характеристики при температури на околната среда от -15°C до 37°C. След като тези температурни граници обаче бъдат прехвърлени, материалите започват да реагират по различен начин.

Кабеловодещите системи от фибростъкло осигуряват икономична опора с превъзходна якост при стайна температура и демонстрират значителна надеждност при повишена външна температура. Въпреки че кабелоносещите системи от фибростъкло се обработват с термоустойчиви смоли, които защитават материала от разтапяне при по-високи температури, важно е да се знае, че при продължително излагане на повишена температура качествата и устойчивостта на материала намаляват.
Стоманените носещи и укрепващи компоненти на системите обикновено могат да издържат на температури над 1000°C за поне два часа. По този начин се осигурява достатъчно време за евакуация на сгради с множество обитатели.

Инсталациите от PVC материал се стопяват при около 150°C. Освен това фиксиращи елементи от PVC, пластмасови скоби и връзки, които се закрепват директно към повърхността на стената, може да се окажат неадекватна опора и да причинят срутване на скарите с кабелите. Същевременно, всяка секция на монтираните на повърхността PVC канали и тръби трябва да бъде закрепена с незапалими фиксиращи елементи, така че кабелите да останат здраво фиксирани на мястото си за периода на експлоатация.

Не всички метални крепежни елементи осигуряват нужното ниво на термоустойчивост. При тестване на конструкция в британска лаборатория се създава среда с температура до 970°C в продължение на два часа, като се симулират вибрации към инсталациите и се осигурява пръскане с вода, за да се пресъздадат условия на истински пожар. При лабораторната симулация на пожар нисковъглеродната стомана демонстрира добри показатели за пригодност, но голяма част от останалите използвани метали се стопяват при температура под 500°C.

Специалистите съветват потребителите да се въздържат от инсталиране на продукти, които не са преминали тестове и сплави с променлив състав от партидни производства, които не могат да приложат гаранции за ефикасност. Освен повишената осведоменост за безопасността, преди всичко е важно стриктно да се следват съответните стандарти и регулации.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top