Кабель для буксируемых цепей

--Кабель для буксируемых цепей

12 Июля 2024 12:29

// Применение кабелей и проводов

В процессе создания машин и механизмов различного назначения часто возникает необходимость передачи напряжения силового электрического питания и сигналов управления на их подвижную часть. Решение этой задачи, типовой для автоматизированных и роботизированных линий, требует применения гибкого защитного кабельного канала — в основной массе случаев тракового типа, традиционно обозначаемого как буксируемая кабельная цепь (энергоцепь, кабель-канал тракового типа).

В канал укладывают особо гибкий кабель, рассчитанный на большое количество циклов сгиба-разгиба. В процессе эксплуатации цепь буксирует кабель за собой, поэтому к нему предъявляются принципиально иные требования, чем к стационарной проводке. Обычный кабель (например, ВВГнг) для таких условий категорически не подходит: его жилы и оболочка быстро разрушаются от многократных изгибов.

Области применения кабелей для буксируемых цепей

Станки с ЧПУ и обрабатывающие центры — передача питания и управляющих сигналов на подвижный портал или суппорт
Мостовые и козловые краны — питание тележки, перемещающейся по мосту
Роботизированные сборочные и сварочные линии
Деревообрабатывающее и металлообрабатывающее оборудование
Горнодобывающая и карьерная техника
Медицинское оборудование (томографы, операционные столы)
Складская автоматика: штабелёры, конвейеры, сортировочные системы
Театральное и сценическое оборудование

Требования к кабелю для буксируемых цепей

Кабели, предназначенные для работы в буксируемых цепях, должны соответствовать комплексу требований, которые условно делятся на климатические и механические.

Климатические параметры

Устойчивость к повышенным и пониженным температурам (диапазон, как правило, от −40…−60°С до +70…+90°С)
Стойкость к высокой влажности и конденсату
Устойчивость к воздействию масел, смазок, охлаждающих жидкостей, растворителей
Стойкость к УФ-излучению (для наружного применения)

Механические параметры

Высокая гибкость: класс гибкости жил 5 или 6 (увеличенное количество проволок в жиле)
Малый минимальный радиус изгиба — от 4 до 7,5 внешних диаметров кабеля в динамике
Большой ресурс по числу циклов изгиба: от 1 млн циклов и более
Стойкость к скручивающим усилиям
Устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам
Высокая абразивная стойкость оболочки — кабели могут тереться друг об друга в присутствии металлической пыли, стружки, охлаждающей жидкости
Наличие центрального силового элемента для восприятия растягивающих нагрузок

Кабель для буксируемых цепей - обзор марок

Для применения в проектах доступно большое количество разновидностей серийно выпускаемых как отечественных, так и импортных конструкций. Некоторые из них, часто встречающихся в широкой инженерной практике, рассмотрены далее. Общим для них является круглая форма поперечного сечения вне зависимости от количества токопроводящих жил (ТПЖ). Класс гибкости жил – в основном 5, доступны изделия с классом гибкости 6 с увеличенным количеством проволок гибкого проводника.

Кабель КПГ1У

Популярная т.н. крановая конструкция с повышенной гибкостью (символы ПГ в марке), позволяющая передавать на нагрузку напряжение до 1/1,5 кВ переменного/постоянного тока с промышленной частотой. Без ограничений допускает использование в других областях со схожими условиями эксплуатации.

Устойчивость к растягивающим усилиям обеспечивается применением гибкого центрального полиамидного силового элемента в резиновой оболочке, вокруг которого скручены и зафиксированы в рабочем положении пленочной обмоткой изолированные многопроволочные ТПЖ пятого класса гибкости. Допустимо применение дополнительной синтетической оплетки.

Общая защитная оболочка однослойная усиленная (1У).

Необходимые для фокусной области эксплуатации изгибные характеристики обеспечиваются применением оболочек и покрытий из натурального каучука. Они же за счет своей хорошей хладостойкости определяют нижнюю границу рабочей температуры в -60°С.

Хорошая гибкость и высокая токовая нагрузочная способность позволяют эффективно использоваться кабель для быстрого восстановления функционирования цепи электроснабжения по временной схеме в аварийных ситуациях.

Кабель КПГН1У

Может считаться вариантом кабеля КПГ1У, который отличается от прототипа заметно лучшими противопожарными свойствами (индекс Н). Это достигается соответствующей коррекцией рецептуры материала, используемого при изготовлении оболочки.

Количество ТПЖ при малом сечении (1,5 – 4 мм²) может достигать 37, при сечениях несколько десятков мм² сердечник формируется из трех – пяти жил. Также существует негорючаю марка кабеля КПГН2У с усиленной изоляцией, устойчивой к скручиванию.

Кабель КПГ2У

От своего функционального аналога КПГ1У отличается преимущественно повышенной устойчивостью к скручиванию. Область применения значительно расширяется за счет наличия серийных конструкций с сечением токопроводящих жил вплоть до 150 мм². При малых сечениях количество жил может достигать 36.

Одновременно достигнуты хорошие перегрузочные характеристики, обеспечиваемые возможностью длительной эксплуатации ТПЖ, нагретых до температуры 75°С.

Выпускается несколькими заводами, основные отличия определяются диаметром центрального силового элемента. Возможно модификация КПГЭ2У с экраном, который необходим в случае прокладки кабеля в сигнальных и управляющих цепях, где критична защита от электромагнитных помех, а также в случае монтажа рядом с частотными преобразователями и силовым оборудованием

Кабельная продукция Helukabel, которая широко представлена на отечественном рынке, является прямым функциональным аналогом серийных отечественных конструкций. Необходимая гибкость обеспечивается

полипропиленовой изоляции жил;
широким использованием повивной (при количестве ТПЖ в составе сердечника не свыше 7) или пучковой скрутки элементов сердечника с относительно небольшим шагом;
применением внешней оболочки из модифицированного ПВХ или полиуретана.
В качестве основных отличий обращает на себя внимание
снижение до 4 внешних диаметров минимального радиуса изгиба в статическом положении;
доступность экранированной конструкции с внешней оплеткой из медных луженых проволок с плотностью до 85%.

Работу монтажника упрощает применение индивидуальной цифровой маркировки отдельных жил.

Сравнительная таблица характеристик марок кабеля для буксируемых цепей

Марка	Напряжение	Сечение жил	Кол-во жил	Темп. эксплуатации	Радиус изгиба (дин.)	Особенности
КПГ1У	до 1 кВ AC / 1,5 кВ DC	1,5–95 мм²	до 37	−60…+50°С	≥5×D	Полимерный сердечник
КПГН1У	до 1 кВ AC / 1,5 кВ DC	1,5–150 мм²	до 36	−30…+50°С	≥5×D	Нераспространение горения
КПГ2У	до 1 кВ AC / 1,5 кВ DC	1,5–150 мм²	до 36	−60…+50°С	≥7,5×D	Повыш. стойкость к скручиванию
КПГЭ2У	до 1 кВ AC / 1,5 кВ DC	1,5–95 мм²	до 36	−60…+50°С	≥5×D	Экран, для сигнальных цепей
Helukabel	до 1 кВ AC	0,5–95 мм²	до 61	−40…+80°С	≥4×D	ПВХ/ПУ оболочка, экран до 85%

* D — наружный диаметр кабеля. Значения радиуса изгиба приведены для динамического режима (в движении). В статике допустимый радиус изгиба меньше.

Как выбрать кабель для буксируемой цепи

При выборе кабеля необходимо последовательно проработать следующие параметры:

Скорость и ускорение перемещения цепи: Чем выше скорость (м/с) и ускорение (м/с²), тем более жёсткие требования к гибкости и ресурсу кабеля. При скоростях свыше 3 м/с рекомендуются специализированные высокоскоростные конструкции.
Длина хода и радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба кабеля должен быть не больше фактического радиуса изгиба цепи. Уточняйте у производителя цепи рекомендуемый радиус изгиба для конкретной модели.
Количество циклов (ресурс): Оцените планируемый ресурс установки. Для оборудования с интенсивным циклированием (>1 млн циклов/год) выбирайте кабели с подтверждённым ресурсом от 5 млн циклов.
Токовая нагрузка и сечение жил: Рассчитайте необходимое сечение по допустимому длительному току с учётом условий прокладки (в цепи теплоотвод хуже, чем на воздухе).
Наличие экрана: Для сигнальных кабелей и кабелей управления в условиях электромагнитных помех (рядом с частотными преобразователями, сварочным оборудованием) обязателен экран.
Температурный диапазон: Учитывайте как температуру окружающей среды, так и нагрев от тока. Для наружного применения и холодных цехов выбирайте кабели с нижней границей не выше −40°С.
Стойкость к химическим воздействиям: При наличии масел, СОЖ, растворителей — оболочка из полиуретана предпочтительнее ПВХ. Каучуковые оболочки (КПГ) также обладают хорошей маслостойкостью.
Пожарная безопасность: В помещениях с требованиями по нераспространению горения применяйте марки с индексом Н (КПГН1У) или кабели с оболочкой из безгалогенных материалов.

Особенности монтажа кабеля для буксируемых цепей

При подвижном электроприемнике кабель должен укладываться исключительно в буксируемую кабельную цепь и зафиксирован в рабочем положении в соответствии с рекомендациями производителя. При правильном выборе габаритов применение канала данной разновидности обеспечивает