Кабелни канали и тръби за полагане на кабели

Видове, област на приложение, критерии за избор

Навлизането на съвременните технологии във всички сфери на индустрията и бита е свързано с увеличаване на броя използвани кабели. Това поставя сериозни предизвикателства пред използваните системи за окабеляване. Съвременните системи за окабеляване са със сложна топология и множество разклонения, предназначени да доведат силовите и комуникационните кабели до определената им крайна точка. В исторически план за тази цел са били използвани основно тръби за полагане на кабели (ТПК). Характерен елемент от вътрешнозаводската среда са множество, често дори припокриващи се кабелни трасета. Днес тръбите за полагане на кабели са важен елемент от електрозахранващите системи в индустриалните предприятия. С основание обаче, би могло да се твърди, че кабелните канали (КК) си проправят все по-успешно път в промишлеността. За момента кабелните канали се използват с успех в комуникационни и информационни приложения, докато енергетиците все още подхождат с известно недоверие към тях. Сред причините за това е обстоятелството, че те са все още сравнително нов продукт за пазара за електрозахранващи системи.

По дефиниция представляват система за окабеляване, изградена от една секция или група от секции и съответстващата им арматура, формиращи устойчива структурна система, предназначена за сигурно закрепване и поддържане на кабели. Предимства на кабелните канални системи са гъвкавост при изграждането, елементарна конструкция и по-ниски инсталационни разходи. Високата гъвкавост при изграждането на кабелните канали ги прави особено подходящи за приложение в предприятия, където често се обновява, демонтира или премества технологично оборудване. На базата на кабелни канали сравнително лесно се изграждат сложни като топология кабелни системи чрез използване на стандартни инструменти. Разходите за доставката на една система, базирана на кабелни канали не е непременно по-ниска от инвестицията в тръбна система за полагане. От финансова гледна точка основно предимство на системите с кабелни канали са значително по-ниските инсталационните разходи, което би могло да доведе до съществени икономии.

Различните типове кабелни канали се характеризират със специфични особености и предимства, които дават възможност за изграждане на широко разнообразие от кабелни трасета.

Така наречените ladder системи осигуряват надеждна защита на положените в тях кабели. Тези системи се характеризират със здравина, опростена конструкция на използваната арматура и широк избор на материали и покрития. Използват се основно в приложения със средно до голямо разстояние между точките на укрепване.

За полагане на чувствителни към влиянието на околната среда кабели се използват т. нар. solid bottom системи със защитни елементи от метал или фибростъкло. Използват се основно в електрозахранващи или комуникационни системи, характеризиращи се с минимални стойности на отделената топлинна енергия. Разстоянието между опорите при този тип кабелни канални системи е от късо до средно.

Когато трябва да бъде осигурена добра вентилация и възможност за често добавяне на нови кабели се използват т.нар. through системи, предлагани в метално или неметално изпълнение. Този тип кабелни системи се прилагат в приложения, при които отделената топлинна енергия е средноголяма. Разстоянието между опорите при тези кабелни системи е от малко до средно.

За изграждане на разклонения от основното кабелно трасе се използват т. нар. channel системи. Те намират приложение основно в инсталации с ограничен брой канали, при които използването на тръби за полагане на кабелите е нежелателно.

Полагането на проводници ниско напрежение непосредствено в работната зона може да бъде осъществено с т. нар. wire mesh системи. Те основно се използват в телекомуникационни приложения. Обикновено се изпълняват от поцинкована стоманена мрежа.

Смята се, че най-бърза инсталация и най-висока гъвкавост при изграждане осигуряват т. нар. single rail кабелни системи. Основно се използват за изтегляне на силови кабели или кабели ниско напрежение, в приложения в които скоростта на монтаж е от съществено значение.

Основно предимство на тръбите за полагане на кабели е способността им да изпълняват функцията на заземяващ проводник в електрическите инсталации. Заземяването има съществена заслуга за ограничаване на електромагнитните смущения (ЕМС). Установено е, че стоманените ТПК редуцират електромагнитните полета до 95%, ефективно защитавайки компютърно и електронно оборудване, чувствително към електромагнитни смущения, предизвикани от електрозахранващите системи.

Сред предимствата на тръбните системи за полагане на кабели са ниските експлоатационни разходи, ефективната защита от електромагнитни смущения, високата степен на защита на проводниците, химическата съвместимост с бетона и сравнимият с този на широко използваните строителните материали коефициент на топлинно разширение.

Две са основните причини за използването на стоманени тръби за полагане на кабели. Според редица специалисти стоманените ТПК осигуряват надеждна защита на електрическите проводници и се характеризират с възможности за лесно изваждане или респективно добавяне на проводници. Стоманени ТПК се използват в широко разнообразие от промишлени приложения по света, включително вътрешни, външни или подземни. Стоманени тръбни системи за полагане на кабели се използват и в приложения, отличаващи се с агресивни или опасни условия на работа.

Най-тежкият тип стоманени тръби за полагане на кабели (Rigid metal conduit - RMC) се отличават с най-голяма дебелина на стената. Отвън и отвътре са поцинковани с цел осигуряване на висока корозионна устойчивост. Този вид тръби за полагане на кабели имат широк спектър от приложения, включително в закрити помещения, на открито и под земята.

По-тънкостенни и съответно с по-малко тегло са т.нар IMC (Intermediate metal conduit) тръби. Отвън са поцинковани, а върху вътрешната им повърхност се нанася органично корозиоустоичиво покритие. Областта им на приложение съвпада с тази на RMC.

Най-леките стоманени тръби за полагане на кабели тип EMT (Electrical metalic tubing) се изработват от галванизирана стомана. Отделните части на тръбите се свързват чрез различни видове разглобяеми съединения, включително чрез винтове, пресови сглобки и др. Този начин на свързване, прави изграждането на кабелни системи, базирани на EMT много гъвкаво. EMT са лесни за подмяна, пренареждане и предлагат възможност за повторно използване. Независимо, че са изработени от по-тънка стомана, те осигуряват надеждна защита на положените кабели и могат да бъдат използвани за външен монтаж, освен в приложения, при които съществува сериозна опасност от физическа повреда.

Съгласно стандартизационните изисквания и трите вида тръби за полагане на кабели - RMC, IMC и EMT могат да се използват във функцията на заземяващ проводник за оборудването. Разрешено е и монтирането на допълнителен заземяващ проводник.

Тръбите за полагане на кабели тип ЕМТ се характеризират със значителен коефициент на обемно разширение. По принцип, от коефициента на разширение на съответната тръба зависи в голяма степен дали съществува необходимост от използването на специални компенсационни фитинги в конкретната инсталация. Компенсационни фитинги се използват в приложения, характеризиращи се с големи температурни разлики. Промените в температурата водят съответно до разширяване и свиване на материалите, което би могло да доведе до нарушаване на връзките между отделните части на тръбите. Обикновено при използване на стоманени тръби за полагане на кабели не се изисква използване на компенсационни фитинги. Причината е, че коефициентът им на обемно разширение е сравним с този на широко използваните строителни материали. Въпреки това, в приложения, при които стоманени тръби за полагане на кабели се монтират върху мостове, покриви или се използват за изграждане на кабелни трасета между различни сгради, използването на компенсационни фитинги е задължително. В тези инсталации съществува голяма вероятност от разширяване и свиване, тъй като тръбите са подложени на комбинираното въздействие от директното слънчево греене през деня и значителния спад на температурите през нощта.

Предлагат се и съединителни елементи за тръби, които поемат определен диапазон на температурно разширение, като едновременно изпълняват функцията на заземяващ проводник.

В процеса на избор на кабелните канали и при проектирането на топологията на кабелната система следва да се вземе предвид комплекс от взаимносвързани фактори. Основни критерии за избор на вида на използваните кабелни канали са спецификите на работната среда, типа и броя на кабелите, които трябва да поеме системата и възможностите за бъдещото й разширение.

Ако кабелните канали ще се използват в закрити помещения следва да се има предвид, че:

• От коректния избор на точките, в които кабелната система ще бъде укрепена зависи нейната дължина и здравина;
• Съсредоточеният товар, който поема системата за изтегляне на кабели в индустриални приложения може да бъде значителен;
• При офис инсталации от съществено значение за избора на кабелни канали са естетическият им вид, наличното пространство и теглото на системата;
• В промишлени приложения, при които кабелните канали са подложени на въздействието на работната среда, понякога се налага да се отчете влиянието й при избора на материала и типа за кабелните канали, както и на потенциалната необходимост от използването на специални покрития.
• Ако кабелните трасета преминават през зони с повишена пожаро- или взривоопасност, това също следва да се вземе предвид при избора.

В случай, че кабелните канали ще бъдат използвани на открито, критерии при избора им са:

• По подобие с кабелните канали за вътрешен монтаж от местоположението на точките на укрепване се определя дължината и стабилността на цялата система;
• При избора следва да се отчетат спецификите на околната среда, включително наличето на лед, сняг, вятър, а в редица приложения и сеизмичната активност;
• Изискванията по отношение корозионноустойчивостта също оказват влияние върху избора на материали и покрития на кабелните канали;
• Критерии за избор на кабелните канали е и наличието на зони с повишена пожаро- или взривоопасност.

Други основни фактори при избора на кабелни канали са видът и броят на кабелите, които трябва да поеме системата. От тях се определя ширината и дълбочината на използвания кабелен канал. От максималния радиус на огъване на кабела зависят конструктивните характеристики на използваната свързваща арматура. Следва да се отчете и общото тегло на товара, които система трябва да поеме. В процеса на проектиране на една кабелна система е важно да се вземе предвид какви изисквания могат да се предявят към нея в бъдеще. Например, проектирането на системата така, че спрямо текущите изисквания тя разполага с остатъчен капацитет за запълване би могло да доведе до съществени икономии в бъдеще. Избраният метод на укрепване на системата също трябва да позволява бъдещото й разширение.