Podrobný Popis
Proč zpevňovat ocelovým drátem?
Měď je vynikající elektrický vodič, ale je slabým konstrukčním materiálem pro trvalé tahové zatížení. Čistá měď má pevnost v tahu přibližně 220 N/mm² — méně než osminu pozinkovaného ocelového drátu s hodnotou 1 770 N/mm². Důležitější je, že měď se pod trvalým zatížením dotvarovává: měděný vodič pod stálým tahem se postupně prodlužuje, zmenšuje se jeho průřez, roste jeho odpor a nakonec dojde k lomu. Tento proces trvá měsíce nebo roky, ale je nevyhnutelný, pokud je měď primární cestou tahového zatížení.
Zpevnění ocelovým drátem přenáší mechanické zatížení z měděných vodičů na ocel. Měděné vodiče vedou proud; ocelový drát nese tah. Každý materiál dělá to, co umí nejlépe.
Tři konfigurace zpevnění — výběr té správné
| Konfigurace | Umístění ocelového drátu | Nejvhodnější pro | Typické aplikace |
|---|---|---|---|
| Typ A — jeden středový drát | Střed sestavy kulatých žil | Svislé zavěšení; mírné tahové zatížení | Závěsné ovladače (spád ≤25 m); napájení svislých šachet; navíjení kladkostrojů |
| Typ B — dva okrajové dráty | Podélné okraje plochého kabelu | Ochrana proti kroucení; tah + opotřebení | Ploché vlečné kabely; vlečné systémy mostových jeřábů; pojízdné kabelové vozíky dopravníků |
| Typ C — vrstva opletu | Oplet z ocelového drátu mezi vnitřním a vnějším pláštěm | Těžké tahové zatížení; ochrana proti oděru | Těžké navíjení; vlečné důlní kabely; námořní kabely; kabely pro tunelovací stroje |
Typ A — jeden středový drát
Nejběžnější konfigurace pro kulaté kabely. Jeden pozinkovaný ocelový drát vede rovně středem sestavy žil. Měděné žíly jsou kolem něj laněny do soustředných vrstev. Výhody: jednoduchá konstrukce, symetrický ohyb, ocelový drát může sloužit jako ochranné uzemnění. Omezení: jediný drát unese jen konečné tahové zatížení — pro velmi těžké kabely (≥35 mm², svislý spád >50 m) může být nutný typ C.
Typ B — dva okrajové dráty
Pro ploché kabely. Dva ocelové dráty stejného průměru jsou zapuštěny do podélných okrajů průřezu plochého kabelu. Výhody: poskytuje pevnost v tahu i torzní tuhost (ochranu proti kroucení), dráty slouží jako obětavé opotřebitelné povrchy na okrajích kabelu. Omezení: funguje pouze s geometrií plochého kabelu; nelze použít u kulatých kabelů.
Typ C — vrstva opletu
Pro nejtěžší aplikace — navíjecí kabely velkých průřezů, vlečné důlní kabely, kabely štítovacích tunelovacích strojů. Vrstva opletu z pozinkovaného ocelového drátu se nanáší mezi vnitřní a vnější plášť. Výhody: mimořádně vysoká pevnost v tahu (rozložená po celém obvodu kabelu), vynikající odolnost proti oděru, zajišťuje spojitou cestu uzemnění. Omezení: těžší, dražší, mírně větší vnější průměr při stejném průřezu mědi.
Ukončení — ukotvení ocelového drátu
Ocelový drát je účinný pouze tehdy, pokud je správně ukotven na obou koncích kabelu. Drát, který v ukončení klouže, nepřenáší žádné zatížení. Standardní praxe:
- Na straně závěsného ovladače/stanice: Ocelový drát je upnut do vyhrazeného odlehčovacího úchytu tahu, který je mechanicky připevněn ke skříni závěsného ovladače. Měděné žíly jsou ukončeny na svorkovnici s montážní smyčkou (50–100 mm volnosti), aby při zatažení za kabel šlo napětí do kotvy ocelového drátu, nikoli do svorkovnice
- Na straně svorkovnice/rozvaděče: Ocelový drát je ukotven ke kabelové vývodce nebo samostatné odlehčovací konzole uvnitř skříně. Vývodka musí být dimenzována na průměr ocelového drátu a musí poskytovat pozitivní upnutí, nejen těsnicí kompresi
Kvalita kabelů zpevněných ocelovým drátem od Yichi
- Pevnost ocelového drátu v tahu zkoušena dle DIN EN 10002-1: Každá šarže ocelového drátu je vzorkována a podrobena tahové zkoušce. Zaznamenávají se lomová síla, mez kluzu a tažnost. Drát, který nesplní stanovenou minimální pevnost v tahu 1 770 N/mm², je odmítnut
- Ověřená kvalita pozinkování: Tloušťka zinkového povlaku se měří dle ISO 2178. Minimální hmotnost povlaku je 50 g/m² pro vnitřní kabely, 80 g/m² pro venkovní/PUR kabely. Nedostatečné pozinkování vede ke korozi ocelového drátu uvnitř kabelu — zvenčí neviditelné
- Test odlehčení tahu na hotovém kabelu: Tahová zkouška při 2× jmenovité pracovní zátěži po dobu 1 hodiny — vyžadováno nulové prokluzování v kotvě ocelového drátu. Zkouška se provádí u každého nového návrhu kabelu
- Jiskrová zkouška při plném jmenovitém napětí: Každý metr hotového kabelu je podroben suché jiskrové zkoušce při jmenovitém zkušebním napětí. Elektrické spojení ocelového drátu s uzemněním během zkoušky zajišťuje, že jakákoli vada izolace mezi měděnou žílou a ocelovým drátem je okamžitě zjištěna