Передача, распределение и накопление электроэнергии

Кабельный зажим. Особенности применения, назначение, характеристики

17 февраля 2022 г. в 10:33

Кабельная клица (cable cleat) или кабельный зажим — устройство для крепления одно- и многожильных кабелей разных классов напряжения (до 500 кВ) с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), сшитого полиэтилена (СПЭ), этиленпропиленовой резины (ЭПР), а так же других видов изоляций. Обеспечивает надежную фиксацию одиночных, нескольких в ряд или трех кабелей в треугольник. Его назначение — предотвращение чрезмерного перемещения кабеля из-за короткого замыкания.

Кабельные зажимы
Правильно и надёжно закреплённый кабель — основополагающий фактор безопасной электросети. На фото: кабельные зажимы Ellis

Для защиты от воздействия электродинамических сил, возникающих при коротком замыкании, одножильные кабели должны быть надежно закреплены с использованием опор с прочностью, достаточной для выдерживания динамических сил, соответствующих предполагаемому току короткого замыкания. Любой разработчик или установщик системы силовых кабелей обязан рассмотреть метод их крепления к поверхности, чтобы ограничить движение, будь то электрическая неисправность или любая другая причина.

Почему важно использовать правильно подобранный кабельный зажим

При правильном выборе и установке изделия будут удерживать кабель, который подвергается воздействию сил, возникающих в результате короткого замыкания, значение которого находится в пределах максимального проектного тока короткого замыкания системы.

Зажимы для кабеля
Виды кабельных зажимов

Как подобрать нужный

Необходимы следующие данные:

  • Ток короткого замыкания.
  • Технические параметры кабеля, включая номинальный диаметр кабеля и производственные допуски.
  • Тип опорной конструкции, например, лестница (включая расстояние между перекладинами), индивидуальная стальная конструкция и т. д.
  • Тип материала опорной конструкции, например: нержавеющая сталь, оцинкованная сталь и т. д.
  • Условия окружающей среды.

Стандарт IEC 61914

Стандарт IEC 61914-2015 «Кабельные зажимы для электрических установок» описывает серию испытаний, которые можно использовать для оценки их характеристик. Хотя стандарт не определяет уровни прохождения или отказа, он позволяет производителям определять рабочие характеристики зажимов, а заказчикам — сравнивать продукты разных производителей.

Аспекты конструкции и характеристик, охватываемые стандартом, включают:

  • Тип материала — металлический, неметаллический или композитный.
  • Минимальная и максимальная заявленные рабочие температуры.
  • Ударопрочность при минимальной заявленной рабочей температуре.
  • Способность кабельного зажима выдерживать осевое усилие соскальзывания.
  • Устойчивость к электромеханическим силам — то есть способность выдерживать силы, возникающие между кабелями в случае короткого замыкания.
  • Устойчивость к ультрафиолетовому излучению и коррозии.
  • Распространение пламени.

Механическая прочность

Описанный выше стандарт также включает формулу в «Приложении B», которая позволяет проектировщику рассчитать силу между двумя проводниками во время короткого замыкания. Если также известна прочность конкретного зажима, то можно вычислить оптимальное расстояние между ними для того чтобы ограничить силу, создаваемую повреждением.

Прочность часто определяют с помощью испытания на механическое растяжение. Однако результаты могут вводить в заблуждение, поскольку сила прикладывается медленно и под контролем, что не повторяет условия неисправности. При коротком замыкании силы прикладываются почти мгновенно и колеблются во всех направлениях. Опыт показывает, что кабельный зажим, выдерживающий испытание на механическое растяжение при заданной силе, не обязательно выдерживает испытание на короткое замыкание, даже если силы одинаковы.

Испытания на короткое замыкание

Проведение теста на короткое замыкание — единственный надежный способ проверить, что кабельный зажим способен выдержать нагрузки при условии возникновения определенного набора неисправностей. Рекомендуется подтверждать любые заявленные данные об их прочности путем испытания на короткое замыкание, проводимого в независимой аккредитованной лаборатории. Специалисты, консультанты и инженеры также должны в стандартной комплектации запросить полный отчет об испытаниях, который включает фотографии до и после испытаний, а также таблицу результатов и выводов.

Стандарт «Кабельные зажимы для электрических установок» предоставил стандартизированную методику проведения испытания на короткое замыкание и определение критериев успешного прохождения испытания. Тем не менее, данная методика дает значительную степень свободы выбора условий испытания, поэтому следует проявлять осторожность при интерпретации результатов.

Пример

Два производителя протестировали кабельные зажимы в соответствии с международным стандартом IEC 61914, и оба заявляют, что их продукт способен выдерживать ток короткого замыкания 140 кА. Однако производитель «А» провел испытания с использованием кабеля диаметром 35 мм с перемычкой между центрами 600 мм, а производитель «B» — с использованием кабеля диаметром 45 мм с перемычкой между центрами 300 мм. При этом ток короткого замыкания системы, где будут применяться эти изделия, составляет 60 кА, а предполагаемый кабель будет диаметром 30 мм. Шаг зажима — 1200 мм. Подходят ли оба испытуемых для кабеля? Нет!

Используя формулу из IEC 61914, сила, которой подвергся каждый кабельный зажим, составила:

  • 57 кН для производитель «А»
  • 22 кН для производителя «Б»

Минимально допустимый порог — 24 кН. Из эт ого следует, что изделие производителя «B» не соответствует требованиям стандарта.

Стойкость кабеля vs стойкость зажима

Существует большая разница между требованиями стойкости к короткому замыканию кабеля и кабельного зажима. Первый связан с электротермической деградацией кабеля в результате повышения температуры (нагрев под действием теплового напряжения), а второй — с удержанием кабеля в результате электромеханических сил.

Для типичных условий монтажа зажимов силового кабеля, которые основаны на термической стойкости электропроводника, требуется устойчивость к короткому замыканию 63 кА в течение 1 секунды или 40 кА в течение 3 секунд. Однако испытание на короткое замыкание кабельного зажима не учитывает этот эффект нагрева, а вместо него полностью концентрируется на разрушающих электромеханических силах на пике, за которыми следует кратковременное снижение среднеквадратичного значения.

Международный стандарт IEC 61914 требует, чтобы продолжительность испытания на короткое замыкание составляла всего 0,1 секунды. Это соответствует пяти полным циклам, когда будет известна истинная прочность кабельного зажима.

Расчёт расстояния и типа кабеля

Если известны ток короткого замыкания системы и диаметр кабеля, следующая формула, взятая из IEC 61914, может использоваться для расчета сил между двумя проводниками в случае трехфазного замыкания:

Для трехфазных коротких замыканий с кабелями, уложенными в треугольник, максимальная сила на проводнике находится по следующей формуле:

Ft=0.17·ip2/S, где:

  • Ft — максимальная сила на проводнике при расположении в треугольник при трехфазном коротком замыкании цепи, Н/м;
  • ip — ударный ток короткого замыкания, кА;
  • S — расстояние между центрами двух соседних проводников, м.

Гальваническая коррозия и её влияние на кабельные зажимы

Один из наиболее важных вопросов, который следует учитывать при выборе кабельных зажимов — это риск коррозии материала. И не только из-за условий установки, но и из-за других металлов, с которыми кабельный зажим может соприкасаться. Она возникает, когда разнородные металлы контактируют друг с другом в присутствии электролита. На её скорость влияют два фактора:

  • Расстояние между двумя металлами в гальванической серии
    Чем дальше друг от друга находятся два металла в серии, тем выше риск гальванической коррозии, при этом у металла выше в списке (более анодный) скорость коррозии больше.
  • Относительные площади поверхностей различных металлов
    Если более анодный (выше в списке) металл имеет меньшую площадь поверхности, чем металл, с которым он контактирует, разница в площади поверхности приводит к увеличению скорости коррозии анодного металла. Что касается выбора кабельного зажима, площадь поверхности зажима обычно значительно меньше, чем у конструкции, на которой он установлен.

Следовательно, если зажим сделан из металла более анодного, чем его несущая конструкция, он будет подвержен гальванической коррозии. И наоборот, если зажим для кабеля является более катодным, чем его опорная конструкция, риск гальванической коррозии невелик. Если, к примеру, оцинкованная лестница является опорной конструкцией и нет других существенных факторов, безопасно использовать кабельные зажимы из нержавеющей стали или алюминия. Однако, если опорная конструкция сделана из нержавеющей стали, необходимо обеспечить разделение, если используются алюминиевые или оцинкованные кабельные зажимы.

Гальваническую коррозию нелегко предсказать, и на нее может влиять тип присутствующих электролитов: соленая или пресная вода, содержащая примеси. При защите от гальванической коррозии самым безопасным способом является разделение разнородных металлов с помощью разделительных шайб из полимеров.

Материал для кабельных зажимов

Как правило, они изготавливаются из аустенитной нержавеющей стали из-за ее немагнитных и коррозионных свойств — кабельный зажим не будет индуцировать вихревые токи или локализованный нагрев кабеля.

Сталь
Нержавеющая сталь

Существует много различных типов нержавеющей стали, однако наиболее выделяются из них два, если речь идет о кабельных зажимах.

Аустенитная нержавеющая сталь 304

Часто обозначается как A2, является одной из наиболее часто используемых. Металл обладает превосходными коррозионностойкими свойствами в большинстве случаев, хотя чувствителен к атмосфере, где присутствуют хлориды, что делает его непригодным для использования в прибрежных или морских средах.

Аустенитная нержавеющая сталь 316

Также называется A4, содержит молибден, который обеспечивает стойкость к хлоридам. 316 часто называют морской нержавеющей сталью из-за ее пригодности для использования на прибрежных и морских объектах.

Типы 304 и 316 доступны в вариантах с низким содержанием углерода, а именно 304L и 316L. Они оба невосприимчивы к сенсибилизации (выделение карбида на границах зерен). Любые зажимы, изготовленные из нержавеющей стали и включающие сварку в процессе производства, должны быть изготовлены из низкоуглеродистого (L) варианта.

Антикоррозионные покрытия кабельных зажимов

Коррозия металла
Ржавчина по-простому, по-научному — коррозия

Свойства коррозионной стойкости нержавеющей стали являются результатом хрома, который вступает в реакцию с кислородом и образует самовосстанавливающийся непроницаемый слой оксида хрома на поверхности стали. В большинстве случаев слой оксида хрома чрезвычайно прочен и помогает противостоять гальванической коррозии. Однако в некоторых местах установки, таких как железнодорожные туннели, оксидный слой может быть подвержен воздействию пыли из мягкой стали или влаги. В таких обстоятельствах настоятельно рекомендуется использовать алюминий в качестве альтернативы.

Крепления

Крепежи на кабельных зажимах имеют основополагающее значение для прочности изделия и его способности выдерживать короткие замыкания. Крепежные элементы закупаются непосредственно у одобренных производителей, и любое крепление на любом зажиме напрямую отслеживается в записях о качестве партии продукции этого производителя.

Источник: https://ellispatents.ru

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Мы вывели на рынок больше уникальных продуктов, чем любой другой производитель кабельных клиц (Cable cleats) Ellis Patents с 1962 года остается независимой и всемирно известной как выдающаяся компания по разработке и производству кабельных клиц для электроустановок (Cable cleats for electrical installation) мы предлагаем различные решения как для одиночной так и для групповой прокладки кабеля из различных материалов.
Коробка Артем
Все новости и публикации пользователя Коробка Артем в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Кабельный зажим КАУ 23-36 УХЛ1

Кабельные зажимы применяются для фиксации кабеля в различных плоскостях. Крепление обеспечивает надежную фиксацию кабеля напряжения до 1 кВ включительно с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), сшитого полиэтилена (СПЭ), этиленпропиленовой резины (ЭПР), а так же других видов изоляций. Производятся по ТУ 3449 — 001- 25012582 — 2015. Кабельный зажим КАУ 15-23 УХЛ1 Кабельный зажим КАУ 23-36 УХЛ1 Кабельный зажим КАУ 36-54 УХЛ1
Менеджер Денис · Энергомет · 10 июня · Россия · Свердловская обл
Кабельный зажим КАУ 23-36 УХЛ1

ПРОДАМ: Клица кабельная блочная КАБ 3×30-60 УХЛ1

Клица кабельная блочная КАБ 3×30-60 УХЛ1 предназначены для крепления в одной плоскости до четырех одно- или многожильных кабелей с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), сшитого полиэтилена (СПЭ), этиленпропиленовой резины (ЭПР), а так же других видов изоляций разных классов напряжения до 35 кВ включительно. Благодаря возможности монтажа клиц блоками, позволяет упорядочить большое количество кабелей в ограниченном пространстве. Производятся по ТУ 3449 — 001- 25012582 — 2015
Менеджер Денис · Энергомет · 10 июня · Россия · Свердловская обл
Клица кабельная блочная КАБ 3×30-60 УХЛ1

ПРОДАМ: Кабельное крепление КА 25-40 УХЛ1

Кабельное крепление КА 25-40 УХЛ1 - это устройство крепления кабеля, применяемое для фиксации одно- и многожильных кабелей разных классов напряжения до 35 кВ включительно. Кабельную клицу серии КА можно применять для кабеля с различными видами изоляции: с ПВХ-изоляцией, из этиленпропиленовой резины и изоляцией из сшитого полиэтилена. Крепление обеспечивает надежную фиксацию кабеля в горизонтальной и наклонной плоскостях без применения дополнительных прокладок и обеспечивает заявленную стойкость электродинамическим силам. Особенности материал крепления: полиамид армированный стекловолокном; конструкция полностью исключает контакт кабеля с металлической конструкцией; отсутствие замкнутого магнитного контура; широкий диапазон размеров закрепляемых кабелей; за счет свойств материала и широкого обхвата не повреждает оболочку кабеля. Технические характеристики Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 ГОСТ 15150-69; Температура применения: от -60 С до +120 С градусов; Стойкость: к озону, ультрафиолету, атмосферных осадков, радиации, продуктам нефтепереработки; средний срок эксплуатации: не менее 30 лет
Андрей Андрей · ООО Союз-М · 5 июня · Россия · г Санкт-Петербург
Кабельное крепление КА 25-40 УХЛ1

ПРОДАМ: Кабельное крепление КА 40-65 УХЛ1

Описание Кабельное крепление КА 40-65 УХЛ1 - это устройство крепления кабеля, применяемое для фиксации одно- и многожильных кабелей разных классов напряжения до 35 кВ включительно. Кабельную клицу серии КА можно применять для кабеля с различными видами изоляции: с ПВХ-изоляцией, из этиленпропиленовой резины и изоляцией из сшитого полиэтилена. Крепление обеспечивает надежную фиксацию кабеля в горизонтальной и наклонной плоскостях без применения дополнительных прокладок и обеспечивает заявленную стойкость электродинамическим силам. Производится по ТУ 3449 - 001- 25012582 – 2015. С помощью продуманной конструкции крепления можно наращивать в вертикальной плоскости в единую конструкцию, этому способствуют боковые ребра, фиксирующиеся на боковинах парного крепления. Особенности материал крепления: полиамид армированный стекловолокном; конструкция полностью исключает контакт кабеля с металлической конструкцией; отсутствие замкнутого магнитного контура; широкий диапазон размеров закрепляемых кабелей; за счет свойств материала и широкого обхвата не повреждает оболочку кабеля. Технические характеристики Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 ГОСТ 15150-69; Температура применения: от -60 С до +120 С градусов; Стойкость: к озону, ультрафиолету, атмосферных осадков, радиации, продуктам нефтепереработки; средний срок эксплуатации: не менее 30 лет
Андрей Андрей · ООО Союз-М · 3 июня · Россия · г Санкт-Петербург
Кабельное крепление КА 40-65 УХЛ1

ПРОДАМ: Кабель в резиновой изоляции

Данный вид силового гибкого кабеля в резиновой оболочке состоит из многопроволочных жил с резиновой изоляцией. Используется для присоединения к электрическим сетям передвижных механизмов. Номинальное переменное напряжение – 660 В, частота – до 400 Гц. Подходит для эксплуатации, как на открытом воздухе, так и в помещениях. Состоит из следующих элементов: — токопроводящей жилы, скрученной из медных проволок (или медных лужёных); — обмотки из пленки марки ПЭТ-Э (полиэтилентерефталатная пленка); — резиновой изоляции (основа резины – каучук, бутадиеновый и натуральный); — резиновой оболочки (основа резины – каучук, изопреновый и бутадиеновый). Технические характеристики и условия эксплуатации: — температура окружающей среды от -40ºС до +50 ºС; — температура на жиле не должна опускаться ниже -75ºС; — отличается устойчивостью к воздействию ультрафиолетового излучения (солнечных лучей); — обладает устойчивостью к многократному и частому изгибанию.
Бабкин Евгений · Релайт Групп · 14 июня · Россия · г Москва
Кабель в резиновой изоляции
ЗАО «ЗЭТО» — является одним из ведущих российских производителей электротехнического оборудования высокого, среднего и низкого напряжения, хорошо известным как в России, так и за рубежом.