ケーブル損傷を防ぐための正しい引っ張り張力を計算する方法

なぜケーブルの取付けの張力マットレスを引っ張る

あらゆるケーブルは、水路、トレイ、またはダクトの経験機械的ストレスにインストールされます。リールから最終的な位置までケーブルを引っ張るために適用される力は、張力を引き出すことで知られています。誤ってそれを得ると、その結果は、直流から潜伏性能障害までの範囲が、後々に発生します。適切な張力計算は理論的な運動ではありません。それは、ケーブルがその意図した寿命にその定格電気またはデータ性能を届けるかどうかを直接決定します。

過度の張力は、導体を伸ばしたり、絶縁体を変形させ、ジャケットをクラックしたり、光ファイバーの微小な骨折を引き起こすことができます。不十分な張力は、ケーブルを緩め、ハザードをトリップしたり、終了点で接触を弱める、または物理的な損傷に対する脆弱性を引き起こす可能性があります。目標は、メーカーの最大の定格プル強度を上回らない一方で、ケーブルを円滑に動かすのに十分な力を適用することです。この記事では、業界の慣行と実際の慣行に基づいて、および現実的な慣行を計算するための詳細な、実用的なガイドを提供します。

引っ張りの張力を理解する:定義と基本

張力を引っ張ることは取付けの間にケーブル軸線に沿って突き出される軸力です。それは通常ポンド(lbf)かニュートン(N)で測定されます。張力は、特に曲がりおよび引きのグリップのまわりですべてのポイントで制御されなければなりません、それらの位置の側面力はケーブルで有効な圧力を乗っ掛けることができるので。

主要条件

[]最大許容引っ張り張力(MAPT):[]]])。ケーブルが永続的な損傷を持続させることなく耐えうる最高力。この値はメーカーによって提供され、ケーブルの断面積と材料に基づいている。
サイドウォール圧力(SWP):[)曲げ壁に突き出されたユニット長さあたりの放射状力。高サイドウォール圧力は、ケーブルを粉砕または変形させることができます。 SWPは、T / Rが曲げ半径であるT / Rとして計算されます。
] プルリングアイまたはグリップ容量:[ ケーブルの引き出すために使用されるアタッチメントポイントの強さ。グリップは、少なくとも予想される最大張力のために評価されなければなりません。
] バックテンション:] リールを離れるので、ケーブルで保持される張力。過剰なバックテンションは、全体的な引き力が増加します。

張力がケーブルタイプによって Vary を制限する理由

銅の電源ケーブル、データケーブル(Cat6/6A、同軸)、光ファイバケーブル、および専門ケーブル(装甲、高温)はすべて異なる張力限界を持っています。例えば、典型的な4/0 AWG銅導体は、定格の張力を持っています 1,800 ポンド、ただし、24 AWGのひねり付きペアケーブルは25 lbfに制限される場合があります。光ファイバケーブルは特に敏感です。それらの最大引っ張りは、100 lbfの切断を防止するために、特に低張力が必要です。

張力を引く欠陥ケーブルがその要因

張力は、走行全体に同じではありません。距離、摩擦、曲がり、ケーブル重量によって異なります。各要因を理解することで、インストーラは高ストレスゾーンを予測し、是正措置を取ることができます。

ケーブルの重量および水路の盛り土

重いケーブルは、特に垂直の操業で重力を克服するためにより多くの力を必要とします。導管充填 - ケーブルで占める断面積の割合 - ケーブルは、互いに対立した壁と対立壁からケーブルが押しているため、摩擦を増加させます。多重可搬プルの場合、最大張力が不可欠です。

摩擦係数

ケーブルジャケットと導管内部間の摩擦係数は重要な変数です。典型的な値は0.2(井戸潤滑)から0.5(乾燥、粗面)の範囲です。潤滑剤を引っ張る適切なケーブルを使用して、μを0.1〜0.2に低減することができ、必要な張力を大幅に低下させます。

ベンドジオメトリー

結節中のすべての曲が張力指数関数的に追加されます。曲がる前に張力のための標準的な方程式は]T2 = T1×e^(μθ)、曲がる前にT1が張力である、μは摩擦係数であり、θは放射状の角度です。μ=0.3の多重張力と単一の90°の曲がおよそ1.6倍の倍に制限されます。複数の張力はすぐに限界を越えることができます。

引き方法

手動の引き、ウィンチの引き、または動力を与えられた引き手は別の動きます。手動引き出すことは頻繁にジャーキー力を導入します;機械引き手はより滑らかな張力を提供しますが、不適切にセットすれば限界を超過するかもしれません。張力モニターは動力を与えられた方法と使用されるべきです。

温度

寒い天候は、ケーブルジャケットの補強剤、摩擦の増加、柔軟性の低減を実現します。ホットコンディションは、ジャケットを柔らかくし、摩擦も増加する可能性があります。メーカーは通常、0°C〜40°Cの間の温度の張力率(32°F〜104°F)。

正しい引っ張りの張力を計算する方法

正確な計算は、系統的なアプローチが必要です。短い、簡単な実行(ストレートコンジット、曲げなし、50 m未満)では、基本的な見積もりは十分です。複雑な実行には、複数のベンドまたは長距離で、詳細なセグメンテーション方法を使用します。

ステップ1:必要なデータを集める

ケーブルメーカーのデータシート:最大許容引張力(MAPT)、単位の長さ、外径、最小曲げ半径。
の水路か皿の指定:材料(ポリ塩化ビニール、鋼鉄、アルミニウム)、内部の直径、記入して下さい、くねりの比率、数および角度。
潤滑剤タイプと期待される摩擦係数。
ケーブル長とルートプロファイル(横、垂直、傾斜)。

ステップ2:基本的な張力方式を使用する

直線水平方向の実行のための基本的な式は次のとおりです。

T = μ × w × L

どこ:

μ = 摩擦係数
w = ユニット長ごとのケーブル重量(例えば、lb/ft)
L = 直線セクションの長さ

垂直リフト(上向きのパルス)の場合は、重量コンポーネントを追加します。[]T = μ × L + w × H]、Hが垂直上昇です。

ステップ3:ベンドによる張力を計算する

各曲目では、曲がり後の緊張は、曲がりがくくくくの要因によって多岐に渡る前の緊張を等しくします。[]]T2 = T1×e^(μθ)。曲がり角θは、ラジアン(1 rad ≈ 57.3°)でなければなりません。例えば、μ = 0.3で曲げられた90°(π/2 rad)はe^(0.3×1. )を送信します。常に、ケーブルを引っ張る必要があります。または、最も低い方向に10〜20〜20〜20〜20〜20〜10〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜20〜15〜15〜15〜15〜20〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15〜15

ステップ4:サイドウォール圧力チェックを含める

サイドウォール圧力(SWP)は、ケーブルの限界を超えてはならない(典型的に250〜750 lb /ft銅、50〜300 lb /ft繊維)。 SWP = T bend / R、T bendが曲がりの直前とRが足の曲がりになる直前のは、限界を超えたり、曲げ半径を増加したり、引っ張りポイントを交換したり、中間のプルボックスを使用して張力を減らす場合。

ステップ5:安全要因を適用します

業界最高水準の練習は、標準の設置のためのMAPTの50%に張力を引き、そして25%は敏感なケーブル(例えば、光ファイバ、計装)のために限ります。この安全要因は、動的負荷、老化および熱拡張のためのアカウントです。重要な回路(火警報、緊急電力)のためのいくつかの仕様は、さらに低い限界を必要とします。

例:ケーブルMAPTは1,000lbfです。安全最大張力=500lbf。計算された張力が500lbfを超える場合は、インストールプランを改定する必要があります。

高度な計算: セグメント化された方法

長いまたは複雑なルートの場合、ケーブルがセグメントに分割します。各ストレートセクションと各ベンドはセグメントです。プルエンドからフィードエンドまで増分してテンションを計算します。この方法は正確なポイントツーポイントテンションをとり、最も高いストレスポイントを識別します。

マニュアル対ソフトウェアツール

スプレッドシートを使用したマニュアル計算は、10セグメントまで実行できる機能です。より大きなジョブでは、ケーブルプルソフトウェア(メーカーツールが無料)や、電気技師向けに設計されたスマートフォンアプリを使用します。これらのツールは、標準の摩擦値、ベンダーのマルチプライヤー、SWPチェックを組み込んでいます。また、ドキュメントのレポートも作成します。

計算例(簡体)

そこで、250 ftのロングケーブル(0.5 lb/ft、μ=0.3)を2つの90°の曲が直線で走る。プルポイント(end A)から始めて、最初の90の曲が80 ftで、もう1つの90°、そして250 ftの最終直線に遭遇する。増分法を使用する:

セグメント1(ストレート80フィート):T1 = 0.3×0.5×80 = 12ポンド
曲げ 1(90°、μ=0.3): T2 = 12×e^(0.3×1.57) ≈ 12× 1.60 = 19.2 lbf
セグメント2(80〜180の直線100フィート):T2〜T3:T3 = 19.2 +(0.3×0.5×100) = 19.2 + 15 = 34.2ポンド
ベンド2(90°):T4 = 34.2の× 1.60 ≈ 54.7 lbf
セグメント3(最終70フィート):T5 = 54.7 +(0.3×0.5×70) = 54.7 + 10.5 = 65.2 lbf

MAPTが200 lbfの場合、安全係数50%は100 lbfの最大値です。65.2 lbfは制限範囲内で良好です。しかし、ケーブルが100 lbf(50 lbf安全)のMAPTを持っていた場合、この実行は、曲の調整やμを減らすために潤滑油の使用を必要とする、余白になります。

測定および制御張力のための実用的な装置

計算は必須ですが、実際の条件は異なります。張力測定ツールを使用して、実際のプルフォースが安全な境界内で滞在していることを検証します。

ダイナモメータ(プルテンシメータ)

インラインダイナモメータは、ロープとケーブルの間に配置されます。それらは、リアルタイムのデジタルプレッションを提供します。プリセットの制限を超えた場合は、多くのモデルが聞こえるアラームを備えています。光ファイバプル、低範囲のダイナモメータ(0〜500ポンド)、高精度が推奨されます。

張力制御の引き手

自動張力調整付き動力付きケーブルプルアーは、速度を調整して、セットの最大下で力を維持します。これらは、手動監視が実用的であるロングランに最適です。彼らはまた、突然の開始によって引き起こされる衝撃荷重を削減します。

張力制限のカプスタンのウィンチ

ケープスタンウインチは、張力がしきい値を超えたら、ケーブルをスリップさせることができます。しかし、スリップは、損傷を避けるために正しく較正されなければなりません。常にシリーズのダイナモメータを使用します。

潤滑の塗布ギヤ

適切な潤滑は直接摩擦係数を下げます。ケーブル潤滑剤ポンプまたは材料を均等に適用するスポンジを使用してください。大きなケーブルの場合、ケーブルの前方への潤滑剤を注入します。

ケーブル損傷につながる一般的な間違い

経験豊富なインストーラーでもエラーが発生します。最も頻繁に誤りを認識することで、コストの高い作業を防止できます。

製造業者の限界を無視する

すべてのケーブルを想定して、オーバープリングに類似しています。Cat6ケーブルは200ポンドを処理することができません。MAPTは、多くの場合、約25ポンドです。データシートを常に確認します。データシートが紛失した場合は、保守的な業界デフォルトを使用してください。銅導体領域の丸いミルあたり0.001ポンド。

間違った端から引っ張る

一部のケーブルは、より強い端(例えば、片面に引っ張り目のあるケーブル)から引き出すように設計されています。より弱い端から引き出すことは、グリップや損傷コネクターの張力を超えることができます。インストール手順を確認してください。

ベンドのサイドウォール圧力の監督

インストーラは、総張力を計算することができますが、サイドウォール圧力を無視します。タイトな曲がりの高張力は、MAPTの下であっても、ケーブルを粉砕することができます。電源ケーブルのために4インチの半径のスイープまたはより大きいを使用してください。光ファイバケーブルは、少なくとも20回ケーブルの直径を必要とします。

潤滑油なしで引き出す乾燥した

時間の節約に潤滑油をスキップすると、多くの場合、2〜3回で摩擦が増加します。これは、張力だけでなく、ケーブルジャケットを研磨します。潤滑剤は、ケーブル交換と比較して安いです。

ケーブルねじれを聞かせて

回転するグリップやケーブルがリールをオフにすると、ねじれは、ケーブルの限界を超える張力と組み合わせることができるねじり応えを導入する。スワブールまたは反ねじりグリップを使用してください。

引き目か網のグリップを使用していません

適切なグリップなしで導体やジャケットに直接引っ張るロープを取り付けることで、局所的な応力、ストレッチ、切断を引き起こすことができます。常にケーブルの直径と強度のために評価される引っ張りの目を使用します。

安全なケーブル引きのためのベストプラクティス

リスクを低減し、設置品質を向上させるガイドラインに従います。

[] 開始前に、ルートを計画します。距離を測定し、すべての曲に注意し、最高のプル方向を決定します。長い実行のためのプルボックスを追加することを検討してください(250 ft以上)、または複数の90°の曲で実行します。
ケーブルジャケット素材(PVC、PE、LSZH)と互換性のある適切な潤滑剤を使用します。導光剤を水路内とケーブルジャケットの両方に適用します。長時間の実行のために、中間点で再適用します。
は、スムーズで安定したプル速度 - 典型的には、電源ケーブル、速度(10 ft /分)繊維用。けいれんがは、テンションスピークを引き起こします。機械プルを使用すると、徐々に速度を上げます。
モニターテンションが連続をダイナモメータで連続して回転させます。レコードピークの緊張は品質文書の方向性を低下させます。張力が計算された安全限界の80%を超えた場合、停止および調査。
すべての点で、十分な曲げ半径を提供します。少なくとも6回、電力のためのケーブルの直径、10〜20回、繊維のための半径と工場製のスイープまたはフィールドベンド水路を使用してください。
MAPTの50%をユニバーサルルールとして超えないでください。重要なケーブルの場合、25%を使用します。このアカウントはインストール変数に使用され、将来の負担のために余白を提供します。
] 適切な強度[(最小2倍の強度)でロープを引っ張る使用。ロープは、突然の衝撃荷重を避けるために低いストレッチを持っている必要があります。
ケーブルリールをセキュアにすることで、バックテンションなしでスムーズに供給できます。リールブレーキを使用して、オーバーランを防ぐため、ドラッグを作成するのに役立ちます。

特定のケーブルタイプのための特別な考慮事項

電源ケーブル(低・中・高電圧)

大型導体(500kcmilなど)では、導体断面に基づいて張力限界が形成されています。式を使用して下さい。最大の張力(lbf) = 0.008 × 導体領域(円形ミル)]銅、またはアルミニウムの場合は0.006。サイドウォール圧力は、標準PVCジャケットの750 lb /ft以下でなければなりません。 XLPEは1,000 lb / ftまで対応できます。カーボンは、高分子量(非可燃性)

データおよび通信ケーブル

ねじれ付きペアと同軸ケーブルは、バンドルで引き下げられる(<50 lbf)。彼らはしばしばバンドルで引き出されます。ケーブルの数によって分割することでテンションを低下させます。バンドルを均等にグリップする靴下を引っ張るを使用してください。残留張力がパフォーマンスを低下させる可能性があるため、インストール後のケーブルタイを監督しないでください。 [構造化されたケーブル規格]https://www.ansi.org)、TIA-568.2Dは、張力を提供します。

光ファイバーケーブル

繊維は張力およびサイドウォール圧力を引っ張ることに最も敏感です。緩い管ケーブルのための最高の張力は通常200–300のlbfです;堅い緩衝ケーブルは50–100のlbfかもしれません。サイドウォール圧力は堅い曲がる50のlb/ftを超過しないで下さい。常に[繊維光学の引きの潤滑油を] (https://www.panduit.com)および警報が付いている低い張力の引き手を使用して下さい。取付けの後で、micro-bendsの試験はマイクロ DROTを使用して。

装甲および特別な目的ケーブル

装甲ケーブル(MC、AC、Teck)はより強く、より硬さです。それらの最大張力は、導体ではなく、装甲によって制限されます。ゆっくりと速度で引っ張り、ローラーを使用してジャケットを掻くことを避けることができます。高温ケーブル(RHH/RHW-2)の場合、潤滑剤が高温のために評価されていることを確認してください。

ケーススタディ:光ファイバケーブル障害を防ぐ

データセンターのインストールは、48 本のストランド単モードファイバーケーブルを 3 90° の曲げで 400 フィートのコンジットで引き出すことに関わる。標準 0.35 摩擦係数を使用して初期の計算は、プルポイントで 112 lbf の張力を与え、300 lbf MAPT 未満。しかし、第二のベンドのサイドウォール圧力は 112 lbf/2 ft 半径 = 56 lb/ft - わずかにケーブル 50 lb/ft の lb/ft を上回る。は、 LBF と 90° の制限を解除しました。

製造業者をサポートに呼び出すとき

計算された張力が安全要因を適用した後MAPTの80%を超過するか、またはサイドウォール圧力限界が超過された場合、ケーブルメーカーのテクニカルサポートにお問い合わせください。彼らはカスタムガイダンスを提供したり、代替引っ張り方法をお勧めします、または特定のインストール(例えば、特別な潤滑剤を使用して、または速度を遅くするなど)のために少し高い限界を承認することができます。公表された限界を超えたことは許容されません。それは保証とリスクの傷害を無視します。

コンテンツ

正しい引き張力は感じによって推定するものではありません。それは演劇の物理的な力を理解し、正確なデータを集め、そして系統的な計算を遂行することを必要とします。まっすぐな操業のための方式を適用することによって、くねりおよびサイドウォール圧力、および50% (または敏感なケーブルのためにより低い)の安全要因を使用することによって、ケーブルおよび設置チーム両方を保護します。等しく重要なのは適切な測定装置、潤滑油の使用および引きの付属品です。疑わしいとき、製造業者の指定およびそのような指針(EPA)およびEPAの指針およびEPAの70の指針を等参照して下さい。

効果的な張力管理は、より少ない故障、低反省コスト、および長いケーブル寿命で結果をもたらします。単一のイーサネットケーブルまたは大規模なフィーダーを引っ張っているかどうかにかかわらず、原則は同じままです:計算、モニター、および調整。過度に求められているすべてのインストールの計画された部分を引っ張る。