Table of Contents

Разбиране на товароносимостта при изтегляне на проводници

Влаченето на жици е сред най-често срещаните, но физически взискателни задачи в електрически и нисковолтови инсталации. Всяко дърпане на въже за вход на услуги в жилищен дом или в пакет от оптични линии за фибри в център за данни . Товароносимостта на механичните функции на влачене на оборудване. Товароносимост, определена като максималното напрежение или тегло, с което може да се справи устройството без механична повреда, образува основата на безопасно и ефективно използване на кабела. Когато товароносимостта е неправилно изчислена, последиците варират от скъпо увреждане на кабела до катастрофална повреда на оборудването и сериозна повреда на работниците. Счупеното въже под напрежение може да се задвижва със смъртоносна сила; неуспешно сцепление може да изпрати кабел, който да завърши с наране чрез канал. Това ръководство осигурява практична, стъпка по стъпка методология за изчисляване на капацитета на жиците вдържените системи.

Какво е товароносимост и защо има значение?

Товароносимостта е максималното напрежение, определено измерено в килограми (lbs) или килограми (kg) . Системата включва въже за изтегляне, захващане (като захващане на коша или захващане на Келемс), самото дърпащо устройство и всеки допълнителен хардуер като въртящи се, опори или дърпащи очи. Всеки компонент носи определен от производителя рейтинг, а общият капацитет на системата се управлява от най-слабата връзка. Игнорирането на тези рейтинги води до три основни режима на отказ:

  • Повреди на кабела: Прекомерното напрежение разтяга проводниците, изолацията на сълзите или разделя кабелната жилетка. В фиброоптични кабели, микро-понижаващите загуби могат да възникнат дори преди видимата повреда да е очевидна.
  • Провал на зареждане: Въжета щракване, поставка рамки завои, лебедки зъбни ленти, и захвати плъзгане или счупване. Повреденият поставка може да отнеме дни, за да се ремонтира, забавяне на целия проект.
  • Внезапното освобождаване на съхраняваната енергия може да причини ударни наранявания, падащо оборудване или падащи от стълби и скеле.В шахта или окоп дърпа, неуспешен компонент може да удари близки работници.

Регулаторни органи като Националния електрически кодекс (NEC) и Административни органи по безопасността и здравето на професията ( ORF) мандат придържане към капацитета на производителя. За структурирано окабеляване [TIA/EIA стандарти уточнява максимално напрежение при изтегляне и подходящи методи за предотвратяване на влошаване на сигнала. ORG стандартът за кранове и дерики също обхваща практики за разгъване, които се отнасят до опъващи системи. Изчисляването на товароносимост не е задължително правно и етично задължение.

Основни фактори, влияещи върху изискванията за капацитет на натоварване

Преди да изберете оборудване, трябва да оцените променливите, които определят действителното напрежение, необходимо за преместване на кабела през неговия път. Преоглеждането на всеки един фактор може да доведе до опасно подценявано дърпане.

1. Кабелно тегло и строителство

Кабелното тегло на един крак варира в широки граници. Медните проводници са значително по-тежки от алуминий; бронираният кабел (AC или MC) е по-тежък от неметален (NM) кабел, облицовка. Многопроводните кабели тежат повече от единични проводници от един и същ габарит. Диаметърът на кабела също влияе на контактното триене срещу стените на тръбопровода. В същото време дърпането на множество кабели умножава общото тегло и увеличава междукабелното триене.

Пример: A 4/0 AWG мед THN кабел тежи приблизително 0.633 lbs на крак. A 1000-футово хоризонтално движение има статично тегло от 633 lbs преди обмисляне на триене. A 500 kcmil меден кабел тежи около 1,45 lbs на крак, което прави 500-футов пробег тежи 725 lbs. За фиброоптични кабели, теглото е много по-ниско . 0.1 lbs на крак за 12-strand хлабава втъбе, но границите на напрежение са далеч по-строги (не повече от 200 . 400 lbs максимално дърпане).

2. Изпълнение на дължина и рутина

По-дългите бягания увеличават теглото и кумулативната фритюрника. Въпреки това, геометрията на пътя въпроси още повече. Бендс гол 90-градусови мета, дърпа кутии, и offts гонене на драматично увеличаване на дърпане напрежение. Всеки 90-градусов завой добавя еквивалент на 15 . 20 фута на право бягане търкане. Общата огъване триене е експоненциално; множество завои бързо ескалира изисква напрежение.

Съотношението на запълване на кондуйта също влияе на триене. NEC Глава 9 пълни таблици определят максимални проценти на запълване, за да се позволи адекватното почистване и намаляване на страничното налягане. Стегнатото запълване (близо 40%) увеличава контакта на повърхността и прави дърпането по-трудно.

3. Издърпване на опън изчисление

Напрежението при дърпане е общата сила, необходима за преместване на кабела. Тя се състои от:

  • Тежест на опън:[ Теглото на кабела . Теглото на кабела (μ) се умножава по коефициента на триене (μ) между кабелното яке и материал на проводника. Общи стойности μ: смазвани PVC = 0.2 .3, несмлени стоманени жилетки = 0.5 .0, вътрешен директ = .0.0.0.
  • Напрежение на опън: Напрежението се умножава около завоите според формулата T2 = T1 × e^(μθ), където θ е ъгълът на завоя в радиани. A 90° завой (π/2 радиани) с μ=0.3 увеличава напрежението с фактор около 1.6. С μ=0.5 факторът става 2.2.
  • J-тенжък (вертикални дърпа):[ За вертикални или наклонени писти, гравитацията добавя тежестта на вертикалната кабелна секция директно към дърпащото напрежение. При истински вертикален възходящ, напрежението в горната част е равно на теглото на кабела плюс всяко триене от по-ниските секции.

Професионалните техници използват динамометър (метър за удължаване) по време на издърпване, за да сравнят действителното напрежение с изчислените стойности. Това измерване в реално време е златният стандарт за запазване в безопасни граници.

4. Спецификации на оборудването и предпазни ограничения

Всеки вдървен компонент има оценен максимален работен товар (MWL)[. Производителите също така посочват якост на счупване, обикновено 3 .5 пъти MWL. Никога не използвайте силата на счупване като работна граница.[ Стандартен марж на безопасност от 25% до 50% над изчисленото напрежение е стандартна практика. За трудно или неизвестно дърпане, като тези с множество компенсации, тесни завои, или не достъп до нематод използва по-високия марж (1,5× или повече).

Общите диапазони на оборудването MWL включват:

  • Ръце-работещите дърпачи: [[FLT:]] 1500 ...3,000 lbs
  • Потребяващи гориво за батерии: 2 000 .6 000 lbs
  • Хидравлични пръскачи: 6,000 ...12,000 lbs
  • Пулингови въжета (полипропилен, найлон или стомана): 2,000 .20,000+ lbs в зависимост от диаметъра и конструкцията
  • Захващания на келеми (кошници): 1000 ...8,000 lbs, вариращи по диаметър на кабела и тип на сцеплението
  • Плъзгащи и окови: Обикновено 1000 ...12 000 lbs; винаги съвпадат с рейтинга на въжето или ръкохватката

Винаги избирайте оборудване с MWL, равно или по-голямо от изчисленото търсене след прилагане на маржа на безопасност.

Изчисляване на капацитета за натоварване стъпка по стъпка

Следният метод осигурява консервативна оценка на минималния товар на оборудването. За високорискови или кодирани дърпания, проверете с реално измерване на напрежението с помощта на динамометър.

Стъпка 1: Изчислете теглото на кабела

Наберете тегло на кабела на крак от производителя data shit. Умножете по общата дължина на движение, включително всички сервизни линии или зала в двата края.

Формула: Общо тегло на кабела = тегло на крак × дължина на пробега

Пример: 500 фута от 500 ккм меден кабел при 1,45 кг/фт → 725 кг статично тегло. За пакет от три медни кабела (0.633 кг/фт всеки): 3 × 0.633 × 500 = 949.5 кг общо тегло на кабела.

Стъпка 2: Оценка на трикционната устойчивост за прави раздели

За повечето смазвани дърпания в PVC, използвайте μ = 0.3; за смазка, μ = 0.4; за несмляна стомана, μ = 0.6 до 0.8. Когато не сте сигурни, приемете най-лошия случай или мярка с дърпаща лента.

Формула: Право дърпане на опън = Кабелно тегло × μ

Пример (обединяване): 949.5 lbs × 0.3 = 280.9 lbs напрежение на право дърпане.

Стъпка 3: Обобщете за наклона

Всеки завой умножава входното напрежение. Използвайте T2 = T1 × e^(μθ), където θ е ъгълът на завоя в радиани (90° = 1,57 rad, 45° = 0,785 rad). За множество завои, умножава се последователно.

Пример: С един завой 90° след права секция, носеща 280.9 lbs и μ=0.3: e^(0.3×1.57) год., така че напрежението след първия завой = 284.9 × 1.60 = 455.8 lbs. С втори завой 90°: 455.8 × 1.60 = 729.3 lbs. Ако завоите са в различни равнини, се прилага същото изчисление за завой.

Забележка: Ако завоите са близо един до друг (в рамките на няколко метра), увеличението на напрежението може да бъде малко по-ниско поради релаксация на кабела, но консервативният метод за умножение се препоръчва за безопасност.

Стъпка 4: Прилагане на граница за безопасност

Умножете крайното изчислено напрежение при дърпане с 1.25 до 1.50, за да получите минималния необходим капацитет на оборудването. Изберете всички компоненти, за да отговарят или да надхвърлят тази стойност.

Пример: Изчислено напрежение = 729.3 lbs. С 40% марж на безопасност: 729.3 × 1.4 = 1,021 lbs. Следователно, използването на оборудване с MWL най-малко 1,100 lbs. A 1500-lb ръчен ръчичка, 1500-lb въже, и 1 200-lb захват ще бъде всичко ще бъде подходящо.

Стъпка 5: Проверка срещу рейтингите на компонентите

Ако въжето е класирано на 2,000 кг, но захвата на Келемс е само 1,000 кг, системата е ограничена до 1,000 кг. Уверете се, че изчисленото търсене (с предпазния марж) е под MWL на всяка една част от дърпащата линия.

Избор на подходящото оборудване за изтегляне на товара

След като сте изчислили необходимия капацитет, мач видове оборудване за изтегляне профил.

Въжета

Полипропиленовите въжета са леки и плуват, но имат по-ниска устойчивост на охлузване. Найлонските въжета са по-силни и гъвкави, но разтегателните под товар това може да бъде проблематично за прецизно дърпане. Стоманените кабелни въжета са изключително здрави, но по-тежки и по-малко гъвкави; те се използват за най-високо напрежение дърпа. Винаги използвайте въже с достатъчно MWL и да разгледа радиуса на завоя около стрии или брикети.

Грипове

Kellems захващане (меш кошница тъкач) разпространява напрежение по дълга дължина на кабела, минимизиране на страничното налягане. Те са на разположение в размери, за да поберете диаметъра на кабела от 0.25 в до над 4 в. Винаги избирайте захват, който е номинален за кабел тип (напр. непроводимост за влакна, корозия-устойчив за навън). За много-кабелни дърпания, използвайте въртележка или много-кабелно дърпащо захващане, предназначено да разпределя сила равномерно, без да пресичате кабелите.

Пулверизатори

Ръчно ръчен издърпвач са подходящи за по-леки товари (под 3000 lbs) и кратки пробеги. Захранваните с батериите щипки предлагат последователно управление на напрежението за средни товари. Хидравличните щипки осигуряват най-високата сила за тежки индустриални дърпания и често включват вградено напрежение.

Реално-светски съображения

Използване на смазочни материали

Кабелните ваксащи смазки намаляват коефициента на триене с 30% до 60%, драстично понижават необходимото напрежение. Водните смазочни материали са често срещани за PVC водопровод; гелните смазочни материали работят по-добре за стомана или стегнати пълнежи. Винаги се прилага смазочно масло според производителя.

Вертикални и затънали работи

При вертикалните възходящи устройства теглото на кабела се добавя директно към напрежението в горната част. За 200 фута вертикално движение на 4/0 кабел (0,633 lbs/ft), чистият компонент на тегло е 126,6 lbs. Добавете това към всяко триене от по-ниски хоризонтални секции. За наклонени писти, само вертикалният компонент на кабелното тегло допринася. Използвайте векторна математика за точни изчисления.

В същото време дърпат множество кабели

С помощта на многокабелно дърпащо захващане или дърпаща люлка, за да се поддържат кабелите подравнени и да се намали изтръпването. Някои кодове (напр. NEC 392.22) ограничават комбинираното напълване до 40% от сечението на проводника за множество кабели. Когато се изтеглят няколко кабела, ефективният коефициент на триене може да се увеличи, защото кабелите натиснете един срещу друг.

Температурни ефекти

При студени температури втвърдявате кабела, а при ниски температури използвате смазка. Високите температури могат да омекотят някои смазочни материали и да увеличат триенето. Винаги проверявайте препоръките на производителя за работна температура.

Общи грешки при изчисляването на капацитета за натоварване

  • Пренебрегване на най-слабата връзка: Използване на висококапацитет подърпвач с нискоразмерно въже или ръкохватка.
  • Използване на якост на разрушаване като работен товар:[ Силата на прекъсване е само за катастрофална повреда.Винаги използвайте определено от производителя MWL.
  • Пренебрегване на триенето на завоя:[ Проста изчисление само за тегло може да подцени напрежението с коефициент 2 .4 или повече за пробеги с множество завои.
  • Определяща инерция на кабела макара: Започване на дърпане от стационарен барабан изисква допълнителна сила за преодоляване на статичното триене и инерцията на барабана. Тази моментна сила горяща . Може да бъде 2 .3 пъти на постоянно напрежение. Използвайте бавен, контролиран старт и постепенно натрупване на скорост.
  • Неизправност след промени: Ако добавите смазочни материали, вид смяна на тръбопровода, или добавите завой, преизчислете напрежението. Притеглянето, което е безопасно без лубрикант, може да бъде прекалено, но това, което е било маргинално, може да стане опасно, ако смазочната течност изсъхне.
  • Не се отчита страничното налягане: Прекаленото напрежение около завоите може да смаже кабела срещу стената на проводника. Страничното налягане се изчислява като напрежение, разделено на радиуса на завоя. За медни кабели, поддържайте странично налягане под 500 lbs/ft; за фибри, под 300 lbs/ft.

Инструменти за измерване на опънатото дърпане

За всяко дърпане със значително рисковано напрежение, дълги бягания, деликатно натискане на неточната част (телефонна клетка) между дърпащото въже и захвата на кабела. Тези устройства осигуряват данни за напрежението в реално време и често имат максимална памет. Някои модели се интегрират с лебедки за автоматично спиране на дърпането, ако напрежението превишава зададена граница. Много професионални дърпащи устройства сега включват вградени броячи на напрежение, които показват сила на цифровото четене.

Grainger предлага широка селекция от броячи на напрежение и теглително оборудване, подходящи за различни приложения. За по-дълбока техническа справка EC&M macrows guide to cape drawing calculations[ предоставя напреднали формули, включително странично налягане и максимална дължина на дърпане. Използвайки трюма, премахва отгатването и предоставя твърди данни за документиране и спазване на безопасността.

Стандарти и регламенти за промишлеността

Няколко промишлени стандарти пряко информират изчисленията на товароносимостта и избора на оборудване:

  • NEC член 300 (Wiring Methods) и Член 392[ (Cable Trays): Посочете общи изисквания за кабелни инсталации и дърпащи се ограничения на напрежението.
  • TIA/EIA-568[: Спекулира максимално напрежение на дърпане за усукана мед (25 LBS на чифт) и фиброоптични кабели . . . . . 400 LBS в зависимост от конструкцията). Превишаване на тези граници може да намали ефективността.
  • SHA 29 CFR 1926.251[] (Riging): Изисква използване на оборудване в рамките на неговия номинален капацитет и проверка преди всяка употреба.
  • NECA/FOA 301[: Стандарт за инсталиране на оптични кабели с фиброоптични влакна, включително изпитване на опън и препоръки за максимално напрежение.

Запознатостта с тези стандарти помага да се гарантира както безопасността, така и пасивността при проверките. Наръчникът на OSHA за безопасност на строителството предоставя допълнителен контекст за монтаж и изтегляне на безопасността.

Съвети за безопасност при изтегляне на тел

  • Огледайте всички въжета, дръжки, ръчки и хардуер за износване, корозия, или повреди преди всяко дърпане. Замяна на всеки компонент с видимо влошаване.
  • Носете подходящи PPE: ръкавици, за да се предпазите от порязвания, предпазни очила от натискане назад, и твърди шапки. За високо напрежение дърпа, се пази от линията на огъня.
  • Никога не превишавайте MWL на който и да е компонент. Използвайте ограничител на напрежението или съединител на задвижваните шприцове, когато е възможно.
  • Установи ясна комуникация между дърпането и захранването. Използвайте сигнали за ръка, радиостанции или предварително организирани обаждания.
  • При дърпане в шахти или надморска височина, гарантирате rhiff точки . Като греда скоби, разпределители барове, или портолючови boards . Използвайте само заредени окови и карабини; никога не използвайте вратовръзка жица или ненамерен хардуер.
  • За вертикалните издърпания, защитете кабела в долната част, за да не се плъзга назад, ако напрежението е освободено. Използвайте кабелни спирания или отчупващи се скоби.
  • Ако притеглянето стане по-трудно от очакваното, спрете и разследвайте. Не прилагайте груба сила, тъй като това показва запушване, стегнат завой или повредено захващане.
  • Поддържайте работните зони чисти и свободни от опасности за спънки. Кабели и въжета на пода трябва да бъдат организирани, за да се предотврати изтръпване.

Заключение

[FLT:]Не забравяйте: измервайте два пъти, дърпайте веднъж и винаги спазвайте ограниченията за допълнително четене, [FLT:]