|
Страница 11 из 22
13 Кабели и провода
13.1 Общие требования
Кабели и провода должны выбираться таким образом, чтобы они соответствовали условиям использования (например, напряжение, ток, защита от ударов электрическим током, соединение кабелей) и выдерживали внешние воздействия (например, температуру окружающей среды, наличие воды или коррозионных веществ, механические нагрузки), которые могут иметь место.
Эти требования не распространяются на встроенную электропроводку узлов, подсистем и устройств, которые изготавливаются и испытываются согласно соответствующим стандартам, например МЭК 60439-1 [18].
13.2 Провода
Как правило, жила проводов должна быть медной. Провода, жилы которых изготавливают из другого материала, должны иметь такое номинальное поперечное сечение, чтобы при прохождении одинакового тока максимальная температура не превышала указанных в таблице 4 значений. Если применяют алюминиевые жилы, поперечное сечение их не должно быть менее 16 мм2.
Хотя провода класса 1 обычно предусматриваются для соединения жестких неподвижных частей, они могут использоваться, если нет большого изгиба, при условии, что их поперечное сечение будет менее 0,5 мм2. Все подверженные частым перемещениям провода (т. е. совершающее одно движение в час работы машины) должны быть гибкого типа — или класса 6 (таблица С.4).
13.3 Изоляция
Существующие изоляционные материалы включают (но не ограничиваются перечисленными):
- поливинилхлорид (ПВХ);
- натуральную или синтетическую резину;
- кремнийорганическую резину (каучук);
- минералы (слюда, стекло);
- полиэтилен (ПЭ) и
- этиленпропиленовая смесь (ЭПС).
Таблица 4 — Максимально допустимые значения температур проводов в нормальных условиях и при коротком замыкании
В градусах Цельсия
Тип изоляции |
Максимальная температура провода в нормальных условиях |
Предельная кратковременная температура провода при коротком замыкании* |
Поливинилхлорид (ПВХ) |
70 |
160 |
Каучук |
60 |
200 |
Этиленпропиленовая смесь (ЭПС) |
90 |
250 |
Кремнийорганический каучук (КОК) |
180 |
350 |
Примечание — Для предельных кратковременных температур провода, превышающих 200 °С, медные проводники должны быть покрыты либо серебром, либо никелем, потому что ни покрытые оловом, ни «голые» проводники не годятся для температур, превышающих 200 °С. |
* Эти значения базируются на том предположении, что процесс является адиабатическим в течение не более 5 с. |
В случаях, когда применение изолированных проводов и кабелей может представлять опасность распространения огня или образования токсичного или коррозийного дыма (например, ПВХ), рекомендуется обратиться за консультацией к изготовителю кабеля или провода. В частности, очень важно сохранить целостность цепей, несущих функцию безопасности (например, срочная остановка), насколько возможно дольше в этих условиях.
Электрическая прочность изоляции должна быть достаточной, чтобы выдерживать требуемое испытательное напряжение 2000 В при постоянном токе в течение 5 мин, для кабелей, эксплуатируемых при величинах напряжения выше 50 В и переменном токе или 120 В при постоянном токе. Электрическая прочность независимых цепей БСНН должна быть достаточной, чтобы выдержать испытательное напряжение 500 В при переменном токе в течение 5 мин (ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3, раздел 3).
Механическая прочность и толщина изоляционного материала должны быть такими, чтобы изоляция не могла быть повреждена во время работы или в ходе монтажа проводки, в частности, при протягивании кабелей через каналы.
13.4 Максимально допустимый ток при нормальной работе
Максимально допустимый ток для проводов и кабелей определяется одновременно:
- максимально допустимой температурой провода при максимальном установившемся токе или при термически эквивалентном токе для прерывистой нагрузки (С.2);
- максимально допустимой температурой, никогда не превышаемой в течение короткого промежутка времени в условиях короткого замыкания.
Поперечное сечение провода должно быть таким, чтобы при наивысшем значении постоянного тока или его эквивалента не превышались указанные в таблице 4 значения температуры.
Максимально допустимые токи для проводов с ПВХ изоляцией, прокладываемых между оболочкой и отдельными частями оборудования при установившемся токе, приведены в таблице 5. Для выбора проводов и кабелей, работающих под прерывистым током нагрузки, приложение С, пункт С.2 — для расчета термического эквивалента тока.
13.5 Падение напряжения на проводах
В нормальных рабочих условиях падение напряжения на участке от источника питания до места приложения нагрузки не должно превышать 5 % от номинального. Для выполнения этого требования может оказаться необходимым использовать проводники большего сечения, чем приведенные в таблице 5.
Таблица 5 — Максимально допустимый ток медных проводов и кабелей с ПВХ изоляцией в установившемся режиме, при температуре окружающего воздуха 40 °С для различных способов прокладки
Площадь поперечного сечения, мм2 |
Способ прокладки (С. 1.2) |
В1 |
В2 |
С |
Е |
Максимально допустимый ток Iz, A |
0,75 |
7,6 |
— |
— |
— |
1,00 |
10,4 |
9,6 |
11,7 |
11,5 |
1,50 |
13,5 |
12,2 |
15,2 |
16,1 |
2,50 |
18,3 |
16,5 |
21,0 |
22,0 |
4,00 |
25,0 |
23,0 |
28,0 |
30,0 |
6,00 |
32,0 |
29,0 |
36,0 |
37,0 |
10,00 |
44,0 |
40,0 |
50,0 |
52,0 |
16,00 |
60,0 |
53,0 |
66,0 |
70,0 |
25,00 |
77,0 |
67,0 |
84,0 |
88,0 |
35,00 |
97,0 |
83,0 |
104,0 |
114,0 |
50,00 |
— |
— |
123,0 |
123,0 |
70,00 |
— |
— |
155,0 |
155,0 |
95,00 |
— |
— |
192,0 |
192,0 |
120,00 |
— |
— |
221,0 |
221,0 |
Соединения в электронных схемах (пары) |
— |
— |
4,0 |
4,0 |
0,20 |
0,30 |
— |
— |
5,0 |
5,0 |
0,50 |
— |
— |
7,1 |
7,1 |
0,75 |
— |
— |
9,1 |
9,1 |
Примечания 1 Для температур окружающей среды, отличных от 40 °С, следует скорректировать максимально допустимый ток с использованием данных таблицы С.1.
2 Для кабелей/проводов, объединенных в группу, поправочные коэффициенты см. в таблице С.2.
3 Для многожильных кабелей сечением до 10 мм2 поправочные коэффициенты см. в таблице С.3.
4 Эти значения неприменимы для гибких кабелей, намотанных на барабаны (13.7.3).
5 Максимально допустимые значения токов для других кабелей см. МЭК 60364-5-523 [37]. |
13.6 Минимальное поперечное сечение
Чтобы гарантировать необходимую механическую прочность, минимальное сечение проводников должно быть принято по таблице 6.
13.7 Гибкие кабели
13.7.1 Гибкие кабели должны состоять из проводников класса 5 или 6 (таблица 4). Кабель, подвергающийся нагрузкам, должен обеспечивать защиту от:
- истирания, вызываемого механическими манипуляциями и протягиванием вдоль грубых поверхностей;
- перехлестывания в случае отсутствия направляющих;
- напряжений от действия направляющих роликов, намотки и перемотки на барабаны.
Примечания
1 Для работы в таких условиях кабель должен удовлетворять требованиям соответствующих национальных стандартов.
2 При работе в неблагоприятных условиях, таких как высокие растягивающие напряжения, малый радиус изгиба, сгибание не в рабочей плоскости и/или в местах наложения более чем одной тяжелой нагрузки, срок службы кабелей может быть ограничен определенным числом циклов таких воздействий.
13.7.2 Механические характеристики
Размещение проводки по машине должно обеспечивать минимальные растягивающие напряжения на проводниках в процессе ее эксплуатации. Для медных проводников эти напряжения не должны превышать 15 Н/мм2. Если по условиям эксплуатации растягивающие напряжения превышают 15 Н/мм2, следует использовать специальный кабель, максимальное растягивающее напряжение которого должно быть согласовано с изготовителем кабеля. Допустимое максимальное растягивающее напряжение для гибкого немедного кабеля должно быть согласовано с его изготовителем.
Примечание — На растягивающие напряжения в кабеле оказывают влияние следующие условия:
- усилия при ускорениях;
- скорость перемещения;
- вес висящего кабеля;
- способ размещения;
- конструкция барабана для намотки кабеля.
Таблица 6 — Минимальное поперечное сечение медных проводов
|
|
Сечение проводников и кабелей, мм2 |
Распо-
ложение |
Применение |
Одно-
жильный со скрученной жилой |
Одно-
жильный с однопро-волочной жилой |
С двумя экраниро-
ванными жилами |
С двумя неэкраниро-
ванными жилами |
С тремя экраниро-
ванными или неэкраниро-
ванными жилами |
|
Негибкий силовой провод |
1,00 |
1,50 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
Снаружи оболочки |
Соединение с часто подвижными элементами |
1,00 |
— |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
Соединение в цепях управления |
1,00 |
1,50 |
0,30 |
0,50 |
0,3 |
|
Провода для передачи данных |
— |
— |
— |
— |
0,08 |
|
Негибкий силовой провод |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
Внутри оболочки |
Соединение в цепях управления |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
0,2 |
0,20 |
|
Провода для передачи данных |
— |
— |
— |
— |
0,08 |
13.7.3 Допустимая токовая нагрузка для кабеля, наматываемого на барабан
Сечение кабеля, наматываемого на барабан, должно быть выбрано таким образом, чтобы при стандартной рабочей нагрузке в полностью намотанном кабеле температура не превышала допустимого предела.
Для круглого кабеля, наматываемого на барабаны, максимальная токовая нагрузка на открытом воздухе должна находиться в пределах, указанных в таблице 7 (ГОСТ Р 50020.3-3, раздел 4).
Примечание — Допустимая токовая нагрузка для кабеля определяется техническими условиями изготовителя или соответствующими национальными стандартами.
13.8 Коллекторные провода, щетки и контактные кольца
13.8.1 Защита от прямого контакта
Коллекторные провода, щетки и контактные кольца должны устанавливаться таким образом, чтобы при нормальном доступе к машине можно было обеспечить защиту от прямого контакта с помощью одной из следующих мер:
- частичной изоляцией активных частей — это наиболее предпочтительно;
- за счет установки кожухов или заграждений со степенью защиты не ниже IP2X (ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3, 412.2).
Таблица 7 — Нормируемые факторы для кабелей и кабеленосителей
Тип барабана |
Коэффициент |
Число слоев кабеля |
Любое |
1 |
2 |
3 |
4 |
Цилиндрический вентилируемый |
— |
0,85 |
0,65 |
0,45 |
0,35 |
Радиальный вентилируемый |
0,85 |
— |
— |
— |
— |
Радиальный невентилируемый |
0,75 |
— |
— |
— |
— |
Примечания
1 На барабане радиального типа спиральные слои кабеля укладываются между двумя близко расположенными фланцами; если фланцы сплошные, то 6aрабан считают невентилируемым, если они имеют отверстия, барабан считают вентилируемым.
2 На вентилируемом цилиндрическом барабане слои кабеля уложены между широко расположенными фланцами: и на барабане, и на торцах фланцев.
3 Рекомендуется обсудить оценочные коэффициенты с изготовителями кабеля и барабанов. В этом случае значения в таблицы, возможно, будут скорректированы. |
Верхние, легкодоступные горизонтальные поверхности заграждений и кожухов должны иметь степень защиты не ниже IP4X (ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3, 2.2). Если таким образом невозможно обеспечить требуемую степень защиты, следует разместить активные части вне зоны досягаемости и установить выключатель аварийного отключения в соответствии с 9.2.5.4.3.
Расположение и защита коллекторных проводов и щеток должны быть такими, чтобы:
- предотвратить их контакт — в особенности это касается проводов и щеток, не имеющих защиты, — с токопроводящими предметами, такими как тяговые шнурки, устройства для снятия нагрузки и приводные цепи;
- предотвратить повреждения, вызываемые раскачивающимся грузом.
13.8.2 Цепь проводника защиты
Коллекторные провода, щетки и контактные кольца, являющиеся частью цепи защиты, не должны находиться под напряжением при нормальной работе. Поэтому проводник защиты (РЕ) и нейтральный проводник имеют отдельный коллекторный провод, щетку и контактное кольцо.
Непрерывность цепи проводника защиты со скользящими контактами обеспечивается с помощью соответствующих средств (например, дублированием токового коллектора и постоянным контролем).
13.8.3 Токовые коллекторы проводника защиты
Токовые коллекторы проводника защиты должны иметь скользящие контакты и такую конфигурацию, чтобы они не были взаимозаменяемы с другими токовыми коллекторами.
13.8.4 Съемные токовые коллекторы с разъединительной функцией
Съемные токовые коллекторы с разъединительной функцией должны обеспечивать прерывание цепи проводника защиты только после отключения активных проводников и ее восстановления перед повторным подключением любого из активных проводников (8.2.6).
13.8.5 Воздушные зазоры
Зазоры между проводниками и смежными системами коллекторных проводов, щеток и контактных колец должны соответствовать требуемым для работы в среде с загрязнениями степени 3 (МЭК 60664-1 [21], 2.5).
13.8.6 Длина путей утечки по изоляции
Пути утечки по изоляции проводников, смежных систем коллекторных проводов, щеток, контактных колец и их токовых коллекторов должны соответствовать требуемым для работы в среде с загрязнениями степени 3 (МЭК 60664-1 [21], 2.5).
Для среды с аномально повышенной загрязненностью, влажностью или агрессивностью действуют следующие требования:
- коллекторные провода, щетки и контактные кольца, не имеющие защиты, должны быть снабжены изоляторами с минимальными путями утечки 60 мм;
- коллекторные провода, изолированные многополосные коллекторные щетки, изолированные индивидуальные коллекторные щетки должны иметь минимальные пути утечки 30 мм.
Изготовитель должен дать рекомендации в отношении специальных мер, предотвращающих постепенное снижение изолирующей способности вследствие воздействия неблагоприятных условий окружающей среды (например, осаждения токопроводящей пыли, химических реакций).
13.8.7 Разделение системы проводников на участки
Если схема расположения коллекторных проводников и щеток такова, что ее можно разделить на изолированные участки, в схеме следует предусмотреть специальные средства, предотвращающие попадание тока на смежные участки через токовые проводники.
13.8.8 Изготовление и монтаж коллекторных проводов, щеток и контактных колец
Коллекторные провода, щетки и контактные кольца силовых цепей должны размещаться отдельно от таких же деталей цепей управления. Коллекторные провода, щетки и контактные кольца должны выдерживать, не повреждаясь, механические усилия и тепловые воздействия, возникающие при коротком замыкании.
Съемные крышки для систем коллекторных проводов и щеток, расположенные под землей или полом, должны быть такой конструкции, чтобы их мог открыть вручную один человек, без помощи инструмента.
Если коллекторные щетки устанавливаются в общей металлической оболочке, отдельные секции оболочки должны быть соединены вместе и заземлены в нескольких точках; количество точек зависит от длины секций.
Металлические крышки коллекторных щеток, находящихся под землей или полом, должны быть соединены вместе и заземлены.
Примечание — В эквипотенциальных соединениях или соединениях проводника защиты с крышкой или пластинами металлических оболочек, либо подпольных каналах, для обеспечения непрерывности цепи достаточно использовать металлические петли.
Подземные или подпольные металлические каналы должны быть снабжены дренажными устройствами.
|
