Руководство по кабелям для горнодобывающей и туннельной промышленности
Используйте это руководство по выбору кабеля для горнодобывающей промышленности, чтобы определить режим работы машины, схему перемещения, электрическую систему, схему защиты и условия эксплуатации, прежде чем сравнивать названия моделей. Правильный кабель — это тот, конструкция которого проверена на весь режим работы – а не просто тот, у которого в техническом паспорте указано нужное напряжение.
Машина, маршрут и движение.
Нагрузка, напряжение и защита.
Жилы, экраны и армирование.
Стандарт, испытания и одобрение.
Выбор кабеля для горнодобывающей промышленности: быстрый ответ
Выбирайте шахтный кабель в следующем порядке: определите машину и трассу, классифицируйте характер перемещения кабеля, рассчитайте электрический режим работы, составьте схему цепи защиты, задайте полную конструкцию кабеля, задокументируйте механические опасности и воздействия окружающей среды, подтвердите действующий стандарт и проверьте предлагаемую конструкцию по письменному кабельному журналу.
Напряжение — это один из фильтров, а не метод выбора. Два кабеля могут относиться к одному классу напряжения и при этом различаться гибкостью проводников, экранами, пилотными жилами, армированием, наружными оболочками, пределами изгиба и предполагаемым характером перемещения. Выбор только по напряжению немного похож на выбор рабочих ботинок только по размеру: формально это существенно, но информации о том, где в них предстоит ходить, недостаточно.
| Наблюдаемый режим работы | Начните сравнение с | Важные данные для подтверждения |
|---|---|---|
| Стационарное или полустационарное распределение | Конструкция питающего или бронированного силового кабеля | Способ монтажа, напряжение, допустимый ток, режим при коротком замыкании, механическая защита и система оконцевания. |
| Кабель протягивается или перемещается с помощью мобильного оборудования. | Конструкция буксируемого кабеля | Расстояние протяжки, поверхность трассы, тяговая нагрузка, точки изгиба, заземление и система мониторинга. |
| Многократная намотка на барабан с электроприводом | Конструкция кабеля для барабанной намотки | Диаметр барабана, количество слоев, скорость, натяжение, ускорение, кручение, обратный изгиб и геометрия укладки витков на барабане. |
| Мобильная машина среднего напряжения | Экранированная конструкция буксируемого кабеля или кабеля для барабанной намотки. | Номинальное напряжение, уровень изоляции, экранирование, заземление, проверка заземления, координация защиты и принадлежности. |
| В тендере указано название регионального типа кабеля. | Точное название стандарта и обозначение. | Редакция, суффикс, расположение жил, испытания, маркировка, подтверждение одобрения и перечень отклонений. |
| Модель | Начните здесь, когда | Не делайте предположений |
|---|---|---|
| NSSHCGEOEU | Подвижная машина работает с документированной высокопрочной конструкцией для направляющих шкивов или для барабанной намотки. | Похожее написание NSSHKCGEOEU или любая геометрия барабана автоматически эквивалентны. |
| (N)SSHCGEWÖU | Для освещения шахт или туннелей напряжением 0,6/1 кВ необходима указанная функция мониторинга. | Кабель без индекса V идентичен бронированному варианту -V. |
| (N)SSHCOEU | Для выхода частотного преобразователя необходима документированная конструкция экранированного кабеля в резиновой оболочке. | То есть, обычный шахтный кабель обеспечивает тот же путь передачи электромагнитных помех. |
| (N)SSHÖU O/J, 3E или 3E + ST | Для сверхпрочной гибкой силовой линии необходимо выбранное расположение экрана заземления и контрольных жил. | Суффиксы O/J, 3E и 3E + ST взаимозаменяемы. |
1. Определите машину, цепь и трассу
Начните с оборудования, поскольку кабель работает как часть этой машины. Зафиксируйте, что питает цепь: погрузчик, буровую установку, врубовую машину, экскаватор, драглайн, насос, конвейер, тоннелепроходческий комплекс, передвижную подстанцию или иную нагрузку. Затем составьте схему точки питания, трассы кабеля, дальности перемещения, длины кабеля и каждой направляющей, ролика, шкива, пересечения и точки ввода.
Трасса часто выявляет требование, которое скрыто за названием продукта. Кабель, перемещающийся на 5 м во время технического обслуживания, работает в ином режиме, чем кабель, который следует за погрузчиком всю смену. То же относится к вертикально подвешенному кабелю насоса, кабелю драглайна, проходящему по обрушенной породе, и кабелю барабанной намотки, проходящему через S-образный изгиб.
- Оборудование: Тип машины, номинальная мощность, тип двигателя или привода, способ пуска и рабочий цикл.
- Маршрут: Точка питания, перемещение, вертикальные участки, пересечения, направляющие, воздействие транспорта и доступ для осмотра.
- Существующая установка: Маркировка кабеля, длина, концевые заделки, соединители, сальники, катушка и элементы разгрузки от натяжения.
- Данные об эксплуатации: Фотографии всей трассы, барабана, точек ввода и мест повторяющихся повреждений.
2. Классифицируйте режим работы: стационарный, буксируемый, барабанную намотку и работу с кабелеукладчиком
Тяговый кабель перемещается вместе с мобильным оборудованием и может касаться грунта или проходить через систему кабелеукладки. Барабанный кабель многократно наматывается на барабан и сматывается с него. Питающий кабель обычно подаёт питание на распределительное оборудование без такого же непрерывного изгиба. Если такой питающий кабель вообще не перемещается, см. бронированный и стационарный шахтный кабель для конструкции с фиксированной трассой. WorkSafe Western Australia рассматривает тяговый и барабанный режимы как разные виды эксплуатации и связывает их с требованиями к безопасности и непрерывности заземления, специфичными для оборудования, в применимых системах.
Для барабана укажите диаметр ствола барабана, диаметр щеки, полезную ширину, число слоев, угол набегания, линейную скорость, ускорение, тяговое усилие, изменения направления, а также наличие кручения или обратного изгиба кабеля. Для буксируемой трассы укажите расстояние протяжки, поверхность, натяжение, пересечения и способ обращения с кабелем. Барабан не станет договариваться после того, как кабель уже прибыл, поэтому уточните его геометрию до заказа.
Используйте специальное руководство по сравнению шахтного кабеля для барабанной намотки и буксируемого кабеля когда движение является первым нерешенным вопросом.
3. Рассчитайте напряжение, ток, допустимую токовую нагрузку и падение напряжения
Подтвердите рабочее напряжение системы и номинальное напряжение кабеля; они взаимосвязаны, но не взаимозаменяемы. Рассчитайте ток нагрузки на основе данных оборудования, затем оцените пусковую или циклическую нагрузку, длину трассы, допустимое падение напряжения, условия окружающей среды, группировку, способ монтажа и температурные предположения, используемые для расчета допустимой токовой нагрузки.
Одножильные выводы DLO 2 кВ на буровых установках, экскаваторах и генераторных перемычках начинают с базовых значений для открытого воздуха или трубы, которые приводит Таблица допустимой токовой нагрузки кабелей DLO, до поправок на среду, группировку и клеммы, описанных в этом шаге.
IEC 60228 определяет требования к проводникам в пределах своей области применения, тогда как стандарты на шахтные кабели и данные производителей добавляют сведения о конструкции и применении. Ни один из этих источников не заменяет проектный расчет. Квалифицированный инженер-электрик должен подтвердить сечение проводника, координацию защиты, стойкость к токам короткого замыкания и падение напряжения для фактической цепи.
4. Согласуйте экраны, заземление и цепи проверки заземления
Заземляющие проводники обеспечивают путь заземления оборудования. Жила контроля заземления входит в контрольную цепь, которая служит для проверки непрерывности цепи заземления в соответствующих системах. У них разные задачи, и поставщику нужна требуемая схема, а не общий запрос на заземляющую жилу.
В конструкциях среднего напряжения могут добавляться экраны проводников, экраны изоляции и металлические экраны для управления электрическим полем и обеспечения пути тока короткого замыкания в системе. Конструкция экрана должна соответствовать оконцеваниям, соединителям, способу заземления и системе защиты. Для высоковольтных проходческих комбайнов непрерывного действия в подземных угольных шахтах США, 30 CFR 75.824 рассматривает защиту от короткого замыкания, перегрузки, замыкания на землю и понижения напряжения. Это правило имеет определенную сферу действия; оно не является универсальным шаблоном проектирования.
5. Задайте конструкцию кабеля как систему
Читайте кабель от проводника наружу. Тонкопроволочная медная жила обеспечивает гибкость, но конструкция проводника сама по себе не определяет ресурс при динамических нагрузках. Изоляция, экраны, наполнители, армирование, внутренняя оболочка, наружная оболочка, скрутка жил и баланс конструкции при изготовлении — все это влияет на то, как кабель воспринимает электрические нагрузки, изгиб, натяжение и кручение.
| Компонент | Вопрос, на который нужно ответить | Почему ответ меняет выбор |
|---|---|---|
| Силовые жилы | Материал, сечение проводника, скрутка и требования к циклическому изгибу? | Влияет на допустимую токовую нагрузку, падение напряжения, оконцевание и поведение при усталости от изгиба. |
| Изоляция | Класс напряжения, температурный режим, воздействие влаги и динамический режим работы? | Системы EPR, XLPE и другие имеют различные конструктивные особенности и условия эксплуатации; одного названия материала недостаточно для определения пригодности. |
| Электрические экраны | Какую схему управления полем и заземления необходимо использовать в данной цепи? | Влияет на управление электрическим полем, путь тока повреждения и совместимость с кабельной арматурой. |
| Заземление, пилотная жила или контроль заземления | Какое расположение жил и какая схема мониторинга заданы? | Влияет на совместимость с системой защиты и контроль непрерывности цепи. |
| Армирующие материалы и наполнители | Какие требования к растяжению, кручению, сжатию и устойчивости формы предъявляются? | Помогает ограничить смещение жил, удлинение и деформацию. |
| Наружная оболочка | Какие воздействия истирания, порезов, масел, химикатов, воды, ультрафиолета и температуры имеют место? | CPE, TPU и другие семейства оболочек следует оценивать в составе полной испытанной конструкции. |
Эта строка об оболочке намеренно краткая: выбор компаунда значит достаточно много, чтобы заслуживать отдельного разбора. См. как оболочки из CPE, TPU и PVC сравниваются по стойкости к истиранию чтобы разобраться в барабанных методах испытаний за этими названиями и в характере износа, который подсказывает нужный вариант для трассы.
Для более широкого сравнения североамериканских типов см. руководство по шахтным кабелям SHD-GC, Type G-GC и Type W. Для планирования применения в различных региональных семействах кабелей используйте Ассортимент кабелей для горнодобывающей и туннельной промышленности только после того, как определен режим работы.
6. Превратите опасности на трассе и прежние повреждения в данные для спецификации
Описывайте условия эксплуатации через механизмы, а не прилагательными. “Тяжелый режим” не говорит инженеру-кабельщику, что является основным риском: истирание о породу, боковое давление на шкиве, воздействие масла, попадание воды, изгиб при низких температурах, кручение на барабане или нагрев в месте оконцевания.
| Наблюдаемое состояние | Сначала проверьте | Решение в спецификации для оценки |
|---|---|---|
| Порезы внешней оболочки или быстрое истирание | Поверхность трассы, пересечения, направляющие, способ протяжки и воздействие химикатов. | Защита трассы, изменение способа обращения, система оболочек, армирование и интервал осмотра. |
| Сплющивание или раздавливание | Ролики, шкивы, переезды транспорта, боковое давление и послойная укладка на барабане. | Геометрия кабеля, механическая защита, управление катушкой и размеры направляющих. |
| Штопорообразная деформация или смещение жил | Кручение, угол набегания, выверка барабана, тяговое усилие и обратные изгибы. | Конструкция, уравновешенная по кручению, геометрия барабана и органы управления. |
| Обрыв проводника вблизи оконцевания | Разгрузка от натяжения, точка изгиба, вибрация, длина без опоры и монтаж наконечников. | Конструкция оконцевания, опоры, конструкция проводника и минимальные пределы изгиба. |
| Нагрев или изменение цвета | Нагрузка, сопротивление соединения, защита, группировка и условия окружающей среды. | Электрический расчет, осмотр оконцеваний и анализ защиты. |
| Повторное попадание воды или повреждение места соединения. | Место повреждения, способ ремонта, погружение, герметизация и способ обращения. | Контроль трассы, утвержденные границы ремонта, система кабельной арматуры и критерии замены. |
Зафиксируйте минимальную и максимальную температуру окружающей среды, наличие воды или погружения, грязь, масла, топливо, химикаты, солнечный свет, требования к огнестойкости и доступ для осмотра. Фотографии должны показывать и общий вид, и крупный план; повреждение оболочки, снятое без той направляющей или того пересечения, которое его вызвало, рассказывает лишь половину истории.
7. Подтвердите действующий стандарт, юрисдикцию и подтверждение одобрения
Названия шахтных кабелей региональны. Type W, G-GC, SHD-GC и MP-GC — привычные североамериканские обозначения; на других рынках используются AS/NZS, SANS, VDE или конструкции под конкретный проект. Схожие обозначения напряжения не делают эти типы эквивалентными. Любую предлагаемую альтернативу следует сравнивать пункт за пунктом, а отклонения согласовывать до начала производства.
ANSI/ICEA S-75-381/NEMA WC 58 распространяется на переносные и питающие кабели для шахт и аналогичных применений в пределах заявленной области действия. Уточните редакцию, указанную в проекте. В США требования к буксируемым кабелям для подземной добычи угля распределены между 30 CFR Часть 75, Подраздел G и положения, касающиеся конкретного оборудования, такие как 30 CFR 18.35. На рудниках по добыче металлических и неметаллических полезных ископаемых действует иной нормативный порядок, включая 30 CFR Часть 57, Подраздел K.
Если требуется одобрение MSHA или иное одобрение, запросите подтверждение именно для предлагаемой конструкции и маркировки. Брошюра на семейство кабелей или сертификат на аналогичный кабель не подтверждают одобрение предлагаемого изделия, и одобрение не заменяет проверки напряжения, допустимой токовой нагрузки, перемещения, а также проверки арматуры и монтажа.
8. Составьте кабельный журнал для запроса предложения и проверьте предложение
В каждой строке кабельного журнала указывайте одну цепь. Включите машину, напряжение системы и кабеля, ток нагрузки или сечение проводника, расположение жил, функции экрана и мониторинга, длину трассы, требуемую длину кабеля, режим перемещения, данные по изгибу или барабану, условия окружающей среды, оконцевания, действующий стандарт и необходимые документы.
- Электрические параметры: Рабочее и номинальное напряжение, ток, пусковой режим, уровень короткого замыкания, параметры защиты и предел падения напряжения.
- Механические параметры: режим буксировки или барабанной намотки, пределы изгиба, геометрия барабана, натяжение, скорость, кручение, направляющие и пересечения.
- Конструкция: Проводники, изоляция, экраны, заземляющие и пилотные жилы, армирование, оболочка и маркировка кабеля.
- Среда: температура, вода, масло, химикаты, истирание, УФ-излучение, требования к огнестойкости и классификация шахт.
- Интерфейсы: Соединительные муфты, сальники, оконцевания, барабан, разгрузка от натяжения и чертежи совместимости.
- Документы: стандарт и редакция, технический паспорт, чертеж сечения, размеры и допуски, программа испытаний, подтверждение одобрения, ведомость барабанов и отклонения.
Сравнивайте предложения по одному и тому же журналу. Попросите каждого поставщика указать допущения и отклонения, а не прятать их за общим описанием “эквивалент”. Окончательная конструкция должна быть подтверждена ответственным инженером и изготовителем применительно к фактическому рабочему циклу.
Когда кабельный журнал будет заполнен, отправьте данные о применении шахтного кабеля на рассмотрение для технического предложения. Процедура получения ценового предложения помогает сделать выбор; она не заменяет инженерное согласование или проверку соответствия объекта требованиям.
Распространенные ошибки при выборе шахтных кабелей
- Начинать со знакомого названия типа: название может относиться к другому стандарту, суффиксу напряжения или режиму перемещения.
- Принимать гибкость за пригодность к барабанной намотке: многократные циклы намотки на барабан добавляют вопросы натяжения, послойной укладки, кручения и обратного изгиба.
- Выбор состава оболочки отдельно: Эксплуатационные характеристики зависят от всей конструкции, толщины, армирования, обработки и воздействия окружающей среды.
- Путаница между заземлением и проверкой заземления: один обеспечивает путь заземления; другой поддерживает контроль непрерывности в соответствующих системах.
- Игнорирование кабельной арматуры: Кабель, соединители, концевые муфты, сальники, катушка и система защиты должны работать согласованно.
- Принятие недокументированного эквивалента: требуйте заполненный технический паспорт и перечень отклонений, привязанные к указанным требованиям проекта.
Осмотр и ремонт остаются частью процесса выбора.
Даже подходящему кабелю по-прежнему необходимы контролируемое обращение, защита трассы, осмотр, электрические испытания и документированные критерии замены. И руководства WorkSafe, и рекомендации по горным работам Квинсленда рассматривают организацию работы с кабелем и оборудование барабанной намотки как часть системы, а не как разовое решение о покупке.
Данная статья не является инструкцией по ремонту. Работы с высоковольтными кабелями, их испытания, сращивание и ремонт должны выполняться в соответствии с применимыми требованиями по снятию напряжения, заземлению, изоляции и допуску квалифицированного персонала. Для подземных угольных работ в США, 30 CFR 75.830 и 30 CFR 75.831 содержат положения о ремонте и электротехнических работах применительно к конкретным применениям.
Часто задаваемые вопросы о выборе кабелей для горнодобывающей промышленности
Как выбрать подходящий шахтный кабель?
Определите машину и трассу, режим перемещения, напряжение и нагрузку, систему защиты, конструкцию, механические опасности и воздействия окружающей среды, действующий стандарт, арматуру и необходимые документы. Затем проверьте предлагаемую конструкцию по полному кабельному журналу.
В чем разница между буксируемым кабелем, кабелем для барабанной намотки и питающим кабелем?
Буксируемый кабель перемещается вместе с подвижной техникой и может касаться грунта или проходить через кабелеукладчик. Кабель для барабанной намотки многократно наматывается на барабан и должен соответствовать механике барабанного устройства. Питающий кабель обычно работает в режиме распределения без такого непрерывного перемещения.
Можно ли использовать гибкий промышленный кабель на мобильной горнодобывающей технике?
Только если ответственный инженер подтвердит, что электрические требования, требования к перемещению, механические, климатические, к защите, к арматуре и к одобрению соответствуют условиям применения. Один лишь гибкий проводник или резиновая оболочка не устанавливают пригодность.
Делает ли приемка MSHA кабель пригодным для любого применения в шахте?
Нет. Приемка касается применимой области утверждения. Проект все равно должен подтвердить напряжение, допустимый ток, перемещение, конструкцию, совместимость защиты, монтаж, маркировку и точное соответствие предоставленным документам об утверждении.
Какая информация необходима для составления коммерческого предложения на кабель для горнодобывающей промышленности?
Укажите машину, напряжение, ток или сечение проводника, расположение жил и экранов, характер перемещения, трассу и длину кабеля, данные по изгибу или барабану, условия окружающей среды, оконцевания, стандарт и редакцию, испытания, документы об одобрении, количество и страну поставки.
Источники и редакционная политика
Данное руководство представляет собой схему выбора, а не одобрение кабеля, сертификат соответствия или проект монтажа. Ссылки на нормативные документы описывают собственные юрисдикции. Ссылки на продукцию и категории показывают справочные конструкции; они не доказывают пригодность для конкретного проекта.
Ссылки на соответствующие кабели для горнодобывающей промышленности
Используйте эти конкретные позиции продукции только после того, как определены оборудование, характер перемещения, цепь и система защиты.