Основна физика напетости и снаге у тезању жица

Стручни тезање је критична операција у електричном грађевинском, индустријском производњу и телекомуникационом инфраструктури. Сваки пут када се проводник теза кроз цеви или кабел се протаче по подземним цевима, принципи тензије и снаге одређују да ли инсталација успева или не. Слаба техника доводи до оштећења жица, компрометиране изолације или повреде радника.

ФЛТ:0 Тензија је унутрашња осна сила која се развија дуж жица када је подложена тежењу тежења. Она је равномерна преко пресек проводника и протеже материјал еластично док се не достигне тачка привлачења. Превазилазити тачку привлачења узрокује трајно деформацију; даље повећање доводи до вратања и крајева кршења.

У статичком или квазистатичком тежењу жица где је убрзање занемарено, мрежна применета сила је једнака суми свим резистивним силама. Њутнов први закон наводи да објекат у спокојству остаје у спокојству осим ако се не врши неповнотежним силом. Стога, тежећа сила мора превазићи комбиновани отпор од тркања, гравитационих компоненти на нагибама, и кривљење отпор да би покренуо и одржао покрет. Када се креће, напеће у било којој точке дуж жица је кумулативни резултат ових отпора од тежећег краја до те точке.

Основни физички принципи који регулишу ударање жица

Нјутонов други закон и убрзање жица

Иако се тежења жица обично обављају на ниској брзини, примењује се основна веза Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф.Ф

Стрес и ограничења стреса

Тензија ствара стрес , дефинисан као снага по јединици пресекне површине (σ = F/A). Сваки жица има максимално дозвољено тежачко тежачко тежачко тежење, често одређено као проценат своје крајње тежеће снаге. За медни проводници, типичне тежеће тежеће се крећу од 40% до 60% крене снаге, са нижим вредностима за алуминијум због његове ниске дуктилности и веће пристрасност за проклапање.

Ефекат Капстана: Увеличавање напетости на склонима

Када жица прође око кривине, напета на исходяћој страни је већа од приступачке стране. Ова експоненцијална веза је дата капстанском једначини: T2 = T1 · e^(μ·θ), где је μ коэффициент триње и θ је укупни угао кривине у радијантима. На пример, 90° кривине (π/2 радијанса) са μ = 0,3 умножавају напету око 1,6.

Фрикција и њена улога у отпорности на течење жица

Фрикција је главни отпорни снага током удара жица. Она произлази из контакта између жица жица и унутрашње површине цеви. Фрикција сила F_f = μ · N, где N је нормална сила притискајући жица против стена цеви. Нормална сила долази од тежине жица због гравитације и од страничних снага када је жица присиљена против погиба или компензације. Улога трње не може бити преувеличен; у многим дугим, право горизонталним ударима, трљање чини 80-90% од укупног отпора.

Коефициент вредности трњења

Коефициент μ зависи од материјала у контакту.

  • ПВХ правка са ПВХ-а-кабелом: μ ≈ 0,40,6
  • Стилни провод са ПВЦ-ом јакотом: μ ≈ 0,350,55
  • Алуминијумски провод са ПВЦ јакотом: μ ≈ 0,30,5
  • Мазне површине: μ може пасти на 0,050,15

ФЛТ:0 Коммерцијални смазник за тезање жица ФЛТ:1 значајно смањује μ, смањујући напећење и спречавајући абразију јакета.

Улоге гравитације на покрене и вертикалне трке

На нагибеним цевима, компонента тежеће жица паралелно на нагину додаје или уклања од потребне тежеће снаге. За хоризонтални тркање, тежина доприноси само нормалној сили. За вертикални или нагинути тркање, тежеће снаге морају да надмаже мг·sin(θ) поред тркања. У вертикалном лизиру, пуна тежећа кабела виси од тачке тркања, што може додати стотине килограма нагнетања. На пример, 100-футовни вертикални тркање 4/0 бакарног кабела тежи око 0,6 либра / фута ствара додатних 60 килограма нагнетања само од гравитације.

У утицају крива проводника и геометрије

Поправке проводника уводи додатни трчачки контакт и пренаправљање силе. Физика на сваком трчању укључује и трчање и капстан ефекат. Струка мора бити извучена кроз крив пут где притиска на унутрашњи зид крива. Нормална сила се повећава са тензијом, стварајући повратну петљу: виша тензија доводи до веће нормалне снаге, која повећава трчање, што повећава тензију.

Натиск бочних зидова и радиус кривине

Струч на бочном дугу (СВП) на жицу на кривини је дан SWP = T / R, где T је напетност на кривини и R је радиус кривине. Високи притисак на бочном дугу може смаћити изолацију или деформисати проводника. Многи произвођачи кабела одређују максимални SWP, обично око 150-300 либра на инч кривиног радиуса. Користећи већи радиус кривине смањује SWP и омогућава вишу тежаву тежења без оштећења. Стандардни EMT проводники кривине имају радиус око 4-6 пута превиза проводника, али полеви кривине могу бити теже. На пример, 2-инчски EMT проводник има стандардни радиус кривине око 8 инча. Ако је напежа на том кривини око 1,200 либра, SWP је 150 либра / у, што је на горњем лимиту за многе кабеле.

Многе погине и постављање кутије за тезање

Да би се спречила прекомерна напета, грађевински кодови захтевају кутије за тезање или тачке за тезање након сваке кумулативне 360 степени кривине. У дугим тркама, промежутне тачке за тезање омогућавају ресетовање напета на нула на свакој кутији. Прочитвање напетања за мулти-бркање захтева методички сумирање доприноса: почети са даљи краја где жица изађе од ротања, и додати повећање напетања на сваком криву користећи капстан једначину, плус тркање по секцији између праве криве.

Практична напнатина и израчунавање снаге

За право горизонтални секција, допринос напета од трњења је T = μ · w · L, где w је тежина по јединици дужине жица и L је дужина. За више проводника, w је укупна тежина. За вертикалне или нагибене секције, додајте w·L·sin(θ). На кривини, умножите прилазну напету на e^(μ·θ) за исходяћу напету.

Детални пример приказује како мале тензије драматично пате: Помислете 150 футова хоризонтални трка 3/C #10 бакарног кабела тежи 0,1 лит/фут у челином цеви са μ = 0,4. Трет-секција трчање тензије је T0 = 0,4 × 0,1 × 150 = 6 либ. Сада додајте два 90 ° крива (θ = π/2 сваки). За први крив са доласком тензију од 6 либ, исходяћа тензија T1 = 6 × e^0,4 × π/2) = 6 × 1,87 = 11,2 либ. За други крив, T2 = 11,2 × 1,87 = 20,9 либ. Ако постоји додатна 20 футова трчање по правим секцији, додајте још 0,4 × 0,1 × 20 = 0,8 либ, дајући укупну течење 21,7 либ. Ово је управљано, али са већим трчањем, кабелом или чак и више килограма, теже или брзо стиже стотине стотине крива.

За прецизнију анализу, инжењери користе методе из водича ИЕЕЕ за избор и инсталирање кабелских кабела (ИЕЕЕ 576) или софтвера који рачуна о чврстоћи кабела, заглављању у вишепроводничким ударима и динамичким ефектима током убрзавања.

Уредби и технике управљања тензијом

Механичко опремо за тезање

Винчеви, капстански подизачи и рибске ленте су главни алати за тезање жица. За велике проводници, флот:0 флот-у привлачење, као што су ткање кошице или Келемс привлачење, дистрибуира снагу на дужину јакета, избегавајући точко-потоварење које би могло проћи кроз изолацију. Привлачење треба да се примени леко иза тезачке главе жица како би се спречило тезање око од узимања целог оптерећења. Флот:3 Тензион метри или ћелије оптерећења пружају реално време повратне информације, омогућавајући оператору да остане у безбедним границама.

Схема смарења и избор

Примена правих смачива је једнака важности контроле силе тесања. За дуге трке аутоматски убризачи смачива на крају хране или периодична ручна примена континуирано смањују трчање. Мастива на бази воде су уобичајени, али се могу сушити у врућим условима или дугог тесања, остављајући лепи остатак. Мастива на бази силиконова или полимерних материјала трају дуже, али могу утицати на одређени материјали кабела. Увек проверите компатибилност: полиуретанима шапки могу се подути када су изложене неким уљевима, а неки мастивачи могу разградити изолацију XLPE током времена.

Техника и најбоље праксе за повлачење

Удржите стабилну, спору брзину тезања, обично 5-10 футова/мин за велике кабеле. Сметан или брз почиње да ствара ударне снаге које притискају жица и могу узроковати свлачење држења да се спусте или оштете јакоту. Користете тезање око које се окреће да се спречи превртање проводника, што може створити унутрашње напете и смањити флексибилност. За мултикондукторске кабеле, чувајте федрују с лијевом осце да се избегне погивање на улазној тачки.

Сматрања о безбедности и интегритет жица

Заштите током течења жица укључују и људске факторе и материјалне границе. Механичке опасности укључују кршење жица под напетом, што ствара опасност од удара који може изазвати тешке повреде, као и опрему за врте и крепке на винчима и капстанима.

Са материјалног гледишта, превазилазивање максималне тешке на течења жица може изазвати трајно продужење. 10% продужење може смањити пресекну површину медевог проводника око 10%, повећати отпор и смањити капацитет преноса струје. То може довести до прегревања на прекидима и преране неуспеха. Ослобођење оштећења од притиска на странични зид или абразије можда није видљиво споља, али може створити слабе тачке које доведу до кратких кола месеци или године након инсталације.

Након извука, извршите тестове континуитет и изолираног отпорности користећи меггер да бисте проверили да се није догодила штета током извука. Значајни пад у отпорности изолирања у поређењу са основном линијом произвођача указује на могуће оштећење јакета. Документирајте запис извука, укључујући максималне читања напетости, коришћену мазну и било које аномалије које су примећена, као део процеса осигурања квалитета за инсталацију.

Закључ

Физика напетости и снаге током течења жица директно утиче на успех пројекта, трошкове и безбедност. Схватањем трчања, капстанског ефекта, кривене геометрије и механичких граница проводника, професионалци могу планирати тесања који минимизују ризик и максимизују ефикасност. Примена правилних алата, смаћања и техника заснованих на овим принципама осигура да жица дође до своје дестинације неповређен и спреман за завршетак.