Universalkabelhandboken AT-matning

Transkript

1 Universalkabelhandboken AT-matning AXCES 1x240/80 mm 2 AXCESQ 1x240/80 mm 2 Universalkablar för användning i Luft, Mark och Vatten Handbok för linjebyggare E 35/28701-FGC Rev B

2 Universalkabelkonceptet vad är det? Begreppet Universalkabelkoncept innefattar inte bara själva kabeln utan ett helt system bestående av flera komponenter. För att framgångsrikt och ekonomiskt utnyttja de möjligheter som konceptet ger är det viktigt att man tar hänsyn till och utnyttjar de faktorer som gör det till ett system. Ett omfattande tillbehörsprogram ingår liksom anvisningar och hjälpmedel för projektering. Regleringstabeller finns under Projekteringsanvisningar. Råd, regler och tips för själva bygget av linjen finns under Bygganvisningar. En viktig fråga när man inför ett nytt koncept är driftsäkerheten. Universalkabelkonceptet har genom en stor mängd installationer bevisat sin driftsäkerhet. Dessutom har ett flertal mycket tuffa fältprov utförts av oberoende provningsinstitutioner. I en självbärande kabel av typ EXCEL/AXCES är det ledarna som tar upp den största delen av dragpåkänningen i kabeln. Då ledarna är satta under elektrisk spänning kan man inte ta tag direkt i dessa utan den axiella kraften måste föras in genom mantel och isolationssystem in till den bärande ledaren, detta utan att ge skadlig deformation av isolationssystemet. Hur det fungerar visas i nedanstående genomskärning av en universalkabel. Kabelkonstruktionen måste då vara utförd så att inte de olika skikten glider mot varandra och så att inte skärmtrådarna ger otillåtna intryckningar i det yttre ledande skiktet. En konventionell kabel avsedd för markförläggning uppfyller inte dessa krav. Universalkablarna EXCEL/AXCES är genom sin unika och patenterade konstruktion anpassade för de driftförhållanden som användningen som självbärande hängkabel medför. 2

3 Projektering BV-AXCES BV-AXCES är konstruerad för ett normalspann på 60 meter, maxspann 80 meter. Normalspann 70 meter under gynnsamma omständigheter. Kabeln spänns upp enligt regleringstabell nedan. Regleringstabell på AXCES 1x kv. Vid normalspann 60 och 50 meter. Regleringstabellen används vid första uppsättningen av kabeln Projekteringstabellen är den höjd kabeln får efter permanent töjning i ledaren. Denna tabell används för att bestämma höjden på infästningarna, glöm ej att hängdonen gör att kabeln hänger nästan 2 dm under kroken. (ECH 12 ca cm och ECH 14 ca cm). Kontrollmätningar av E-modul, temperaturberoende pågår och eventuellt kan nedanstående data komma att förändras något. Förändringen kan då bli mindre kraft- och nedhängs -variationer än nedan redovisat. För att nedanstående tabell skall gälla skall kabeln sträckas upp med kn, återsträck efter cirka 5, 15 och 30 minuter till KN. Låt sitta ytterligare 30 minuter, därefter sker inspänning enligt regleringstabell. Det är svårt/ osäkert att använda spännbackar eftersom den är avsedd för trekantiga kablar. Den kan endast användas till små hjälpdrag på 2-3 kn. Använd en avlastningsspiral vid större dragkrafter. Vid -20C eller lägre, översträck kabeln minst 1 kn över tabellvärdet. REGLERINGSTABELL, normalspann 60 m vid uppreglering av BV-AXCES TM 1x240/80 36 kv Kabeltemperatur vid upphängningstillfället C Dragkraft Nedhäng i meter vid normalspann 60 m vid en spännvidd i meter av AXCES vid en definierad påkänning i ledaren av 40 N/mm 2, 0 ºC 40 m 50 m 60 m 70 m kn +30 C 7,3 0,54 0,84 1,21 1, C 7,9 0,49 0,77 1,11 1, C 8,7 0,45 0,7 1,01 1,38 0 C 9,6 0,41 0,63 0,91 1,24-10 C 10,7 0,36 0,57 0,82 1,12-20 C 12 0,32 0,51 0,73 0,99-30 C 13,5 0,29 0,45 0,65 0,88 REGLERINGSTABELL, normalspann 50 m vid uppreglering av BV-AXCES TM 1x240/80 36 kv Kabeltemperatur vid Nedhäng i meter vid normalspann 50 m vid en spännvidd i meter upphängningstillfället C Dragkraft av AXCES 1x kv vid en definierad påkänning i ledaren av 40 N/mm 2, 0ºC kn 30 m 40 m 50 m 60 m +30C 6,8 0,32 0,57 0,89 1,29 +20C 7,6 0,29 0,52 0,81 1,16 +10C 8,5 0,26 0,46 0,72 1,04 0C 9,6 0,23 0,41 0,63 0,91-10C 11 0,20 0,36 0,56 0,8-20C 12,5 0,18 0,31 0,49 0,70-30C 14,2 0,15 0,27 0,43 0,61 Köldmall (-40C ) ger högre dragkraft. Vid korta normalspann bör därför inspänningskraften minskas. 3

4 Projektering av AXCES PROJEKTERINGSTABELL, BV-AXCES TM 1x240/80 36 kv Temperatur i kabeln (ledaren) Projekteringstabell i meter av AXCES 1x240/80 36 kv vid Dragkraft = Den nedhängning och krafter kabeln får efter permanent töjning upphängnings tillfället 60m 50 m 60 m kn +40 C 5,3 1,32 1,7 +30 C 5,5 1,24 1, C 5,8 1,16 1, C 6,2 1,08 1,43 0 C 6,7 0,99 1,33-10 C 7,2 0,9 1,23-20 C 7,9 0,8 1,13-30 C 8,7 0,71 1,02-40 C 9,8 0,62 0,91 Islast på 60 meters spann efter permanent töjning 10 kn, före permanent töjning 12,9 kn. Projektering och Stolpdimensionering av BV-AXCES Enklast sker projektering och stolpdimensionering med hjälp av beräkningsprogram, data för inmatning i program ges nedan. En del program (t.ex. SIB AvCAD) har data för universalkablarna inlagda från programleverantören. BV-AXCES TM 1x240/80 36 kv BV-AXCESQ TM 1x240/80 36 kv Area 240 mm mm 2 Diameter 43 mm 43 mm Q e = Vikt 22 N/m 24 N/m E ik =Elasticitetsmodul före islast N/mm N/mm 2 E p =Elasticitetsmodul efter permanent töjning. (efter islast) N/mm N/mm 2 τ p = permanent töjning 0,4 % 0,4 mm/m 0,4 % 0,4 mm/m Längdutvidgningskoefficient / o C / o C Definierad påkänning vid 0 o C 40 N/mm 2 35 N/mm 2 Maximal kontinuerlig belastning på kabeln i beräkningar 15 kn 14 kn Brottlast vid snabb belastning 52 kn 52 kn Brottlast vid långtidsbelastning 30 kn 30 kn Skarvning I princip skiljer sig inte en Universalkabelskarv från vilken mellanspänningsskarv som helst. Frågan är snarare var man skall placera den. Helst skall man undvika att göra skarvar uppe i luften, projektanpassade kabellängder gör att antalet skarvar kan minskas. Om man måste göra en skarv finns det några olika sätt att göra det på. Dels som avspänd skarv i spann, eller som avspänd skarv i stolpe(se bild på s.5) eller ev. i marken vid stolpe. Att göra en skarv i marken är vanligtvis bara aktuellt då man vet att man vid ett senare tillfälle kan komma att behöva göra en avgrening på platsen eller placera en transformator där. 4

5 Exempel på skarvutföranden Avspänd skarv i stolpe Avspänd skarv i spann Hängdon Hängdonet har flera uppgifter. Den inbyggda linvagnen skall möjliggöra snabb och enkel utdragning av förlina och kabel i långa längder. Både ECH12 och ECH14 uppfyller dessa krav. Under drift skall hängdonet ge ett lågt yttryck på kabeln och medge avvinkling av linjen. Vilka hängdon passar Kabel Hängdon E-nr AXCES 1x240/80 36 kv AXCESQ 1x240/80 36 kv ECH12 E ECH14 Max vinkel Specialgummihylsa 30 Kommentar Bra funktionalitet Lätt isärtagbart (öppningsbart). För extra tunga installationer med stor mekanisk last på kabeln. Har metallhjul för långa utdragningar Isärtagbart (öppningsbart) ECH14 ECH12 5

6 I tunnlar där minimalt nedhäng önskas. Man kan anta att i tunnlarna är det en omgivningstemperatur på +7ºC. I tunnelmynningarna kan både högre och lägre temperatur fås. Speciellt om kabeln ej är i drift. Om vi antar att kabeln kan få en ledartemperatur på -20ºC (olastad) till +40ºC de första hundra meterna fås ett annat förhållande. (värmande medelström 300A ger ca 15ºC graders högre ledartemp än omgivningstemp) Detta ger för en tunnel på 200 m en temperaturprofil på kabeln -20ºC till (olastad) ca +40ºC grader(omgivning +25ºC). I en tunnel på 700 meter med medelströmmen 300A får ledaren en genomsnitstemperatur på -1ºC (olastad) till ca +30ºC. I en väldigt lång tunnel påverkar mynningarna väldigt lite Nedan redovisas förslag på inspänningar och nedhäng i en tunnel. En ledare töjer kryper med tiden. Det som redovisas EPT är efter den permanenta krypning som kabeln kommer att erhålla efter en lång tid. Det går att göra en mindre justering omreglering att minska nedhänget. Om kabeln sitter i en lång tunnel kan den överspännas något vid första inspänningen för att minska EPT eftersom den ej blir utsatt för lika hög köldkraft. En inspänning om 11 kn istället för 8,4 kn vid 0C ger att nedhänget minskar med ca 3 cm i 15 meters normalspann och ca 5 cm i 25 meters normalspann efter permanent töjning (EPT) 6

7 REGLERINGSTABELL, BV-AXCESQ TM 1x240/80 36 kv Vid inspänning = FPT ( före permanent töjning) (def. påkänning i ledare 35 N/mm 2, 0ºC) Nedhäng i meter, samt dragkraften. Normalspann m -20 C Kraft. -10 C Kraft 0 C Kraft +10 C Kraft, +20 C Kraft +30 C Kraft +40 C Kraft +50 C Kraft 10 m 12 m 15 m 20 m 25 m 0,02 13,4 kn 0,03 10,9 kn 0,04 8,4 kn 0,05 6,2 kn * 0,07 4,3 kn * 0,10 3,2 kn 0,12 2,4 kn 0,15 2,0 kn 0,03 13,3 kn 0,04 10,8 kn 0,05 8,4 kn 0,07 6,3 kn * 0,10 4,6 kn * 0,13 3,5 kn 0,16 2,8 kn 0,19 2,4 kn 0,05 13,1 kn 0,07 10,7 kn 0,08 8,4 kn 0,11 6,5 kn * 0,14 5,0 kn * 0,18 4,0 kn 0,22 3,3 kn 0,25 2,8 kn 0,10 12,7 kn 0,12 10,5 kn 0,14 8,4 kn 0,18 6,7 kn * 0,22 5,5 kn * 0,27 4,6 kn 0,31 3,9 kn 0,35 3,5 kn 0,16 12,2 kn 0,19 10,2 kn 0,23 8,4 kn 0,28 7,0 kn * 0,33 5,9 kn * 0,38 5,1 kn 0,43 4,5 kn 0,48 4,1 kn För att rikta och sätta kabeln. Sträck upp med kn, återsträck efter cirka 5, 15 och 30 minuter till KN. Låt sitta ytterligare 30 minuter, därefter sker inspänning enligt regleringstabell. PROJEKTERINGSTABELL, BV-AXCESQ TM 1x240/80 36 kv Efter lång tid = EPT ( efter permanent töjning) Nedhäng i meter, samt dragkraften i kn. Normalspann m -20 C Kraft. -10 C Kraft 0 C Kraft +10 C Kraft, +20 C Kraft +30 C Kraft +40 C Kraft +50 C Kraft 10 m 12 m 15 m 20 m 25 m 0,03 9,0 kn 0,05 6,3 kn 0,07 4,3 kn 0,10 3,1 kn * 0,13 2,4 kn * 0,16 2,0 kn 0,18 1,8 kn 0,20 1,6 kn 0,05 8,9 kn 0,07 6,4 kn 0,10 4,5 kn 0,14 3,4 kn * 0,17 2,7 kn * 0,20 2,3 kn 0,23 2,5 kn 0,25 1,9 kn 0,08 8,8 kn 0,11 6,6 kn 0,14 4,9 kn 0,18 3,8 kn * 0,22 3,1 kn * 0,25 2,8 kn 0,29 2,5 kn 0,31 2,2 kn 0,15 8,7 kn 0,19 6,8 kn 0,23 5,4 kn 0,28 4,5 kn * 0,33 3,9 kn * 0,37 3,4 kn 0,41 3,1 kn 0,45 2,8 kn 0,23 8,6 kn 0,28 7,0 kn 0,33 5,8 kn 0,39 5,0 kn * 0,44 4,4 kn * 0,49 4,0 kn 0,54 3,6 kn 0,58 3,4 kn Om kabeln ej blir utsatt för större köldtemperaturer kan en överspänning göras för att minska nedhänget EPT 7

8 Spiraler Spiralens uppgift är att föra över dragkraften till kabeln utan att skada kabeln. Funktionen är att spiralen vid normal last trycker måttligt för att vid ökad belastning, som vid t.ex. ett trädpåfall, gripa tag i kabeln hårdare. Vid ökad belastning skall spiralen hålla kvar kabeln till dess att kabeln går av, utan att spiralen glider på manteln. Detta ställer höga krav på spiralen och det är viktigt att endast godkända spiraler används. Se till att ta rätt spiral, de är oftast färgmärkta enligt tabell nedan, ibland står det text på trådarna. Vilken spiral reglerskruv passar Kabel Spiral E-nr Kommentar AXCES 1x kv PLP 180-GRD-41/C/I E Fabr. PLP. Färgmärkt Orange Eventuellt kommer denna spiral att ersättas med en annan Reglerskruv 16 E Tips: Det går mycket lättare att sätta på spiralen om man delar den det sista varvet och tar 2-3 trådar åt gången. Bygganvisningar Allmänna anvisningar Att bygga med universalkabel skiljer sig inte från vanlig kabelförläggning vad gäller förläggning i mark eller vatten. Det är vid uppdragning i stolpar som man behöver ta speciell hänsyn. Byggmetoderna skiljer sig dock inte i någon större utsträckning från de som användes vid uppdragning av t.ex. ALUS. Nedan ges råd och anvisningar för att underlätta bygget av universalkabelanläggningen. Vad gäller markförläggning kan gängse metoder användas, således kan kablarna både grävas och plöjas med iakttagande av normala försiktighetsåtgärder för mellanspänningskabel. Det är när man skall gå upp i luft som det lönar sig att tänka igenom arbetsgången, ett genomtänkt tillvägagångssätt har man igen mångfalt när linjen byggs. Under avsnittet "Uppdragning i luft" har vi samlat tips och råd för att bygget skall gå så smidigt som möjligt. 8

9 Verktyg Vid byggandet av en universalkabellinje finns det verktyg som underlättar montaget. Förutom vanlig linjebyggnadsutrustning kan nämnas: Dragstrumpa avsedd för aktuell kabeldiameter och för dragkrafter upp till ca 1000 kp (10 kn) Dynamometer för minst 1500 kp (15 kn) för AXCES. Spännbackar för aktuell kabeltyp. För AXCES 1x240/80 36 kv finns ingen riktigt anpassad spänngroda. Vi rekommenderar därigenom att spänngrodan används till max 300 kp (3 kn) Både ståldragstrumpa och kevlardragstrumpa kan användas, beakta tips nedan under "Preparering av änden". Dynamometer är att rekommendera, speciellt för AXCES, beakta tips nedan under "Uppsträckning-reglering av linjen". Spännbackar underlättar men man kan också klara sig bra med en extra spiral. Spiralerna går att ta av och på flera gånger och är "snällare" mot kabeln. För AXCES måste man vara observant vid användandet av spänngroda så att man inte använder den vid större kraft än 2-3 kn då kabeln annars kan skadas. Spänngrodan skall bara användas under kortare tider, skall kabeln vara uppspänd under längre tid skall spiral användas. Passande spänngroda för AXCES 1x240/80 36 kv E-nr. E Eventuellt behövs extra linvagnar för utdragning genom stora vinklar och vid långa linjer. Med hängdonen ECH12/ECH14 klarar man sig normalt utan linvagnar. Det underlättar uppdragning om ett hjul eller linvagn appliceras i första och sista stolpen. 9

10 Uppdragning i luft Allmänt Använd en förlina som har tillräcklig hållfasthet, utdragningskraften kan bli över 1 ton (10 kn) vid långa linjer. Var även observant på att man kan få lyft i hängdonen innan kabeln kommit fram till stolpen. Lyftet kan göra att hängdonet lyfts av kroken och följer med till nästa stolpe vilket leder till totalstopp när kabeln kommer!! En lösning är att använda krok med låsbleck. Trumplacering Placeringen av trumman avgörs av flera faktorer. Möjlighet att frakta ut trumman till platsen är självfallet avgörande. Det är lättare att dra nerför än uppför, placera därför om möjligt trumman i den ände som är högst belägen. Vid mycket stora höjdskillnader kan det dock bli svårigheter att bromsa trumman vid utdragning nedför. Om det är kraftiga vinklar är det en fördel att ha dessa i slutet av linjen i stället för i början. Kabeln bör spolas av från trummans översida, se figur nedan. Lämpligt är att placera ett väl tilltaget brythjul eller linvagn i första stolpen. Kontrollera hela tiden vid avspolningen att kabeln löper ut störningsfritt. Var speciellt uppmärksam vid växlingen mellan två lager. Trumman får aldrig rotera snabbare än kabeln löper ut. Bromsning i samband med utdragning är nödvändigt. Vid ett plötsligt stopp i utdragningen måste trummans rotation snabbt kunna hejdas, annars kan kabeln följa med in under trumman och skadas. Preparering av änden Det mest kritiska momentet i utdragningen är när kabeländen och dragstrumpan skall gå genom linvagnen eller hängdonet. För att underlätta utdragningen bör kabeländen sektioneras ner i änden Detta gör att änden smidigare och följsammare går genom utdragningsdonen. Speciellt viktigt är detta om dragstrumpa av typen plastöverdragen Kevlar användes då den är mjuk och inte naturligt bildar en kon på samma sätt som en stålstrumpa gör. För att ytterligare förbättra förutsättningarna kan varje part konas/fasas något med kniv så att alla skarpa hörn undvikes. 10

11 Uppsträckning reglering av linjen Sträck upp kabeln med spänngroda, spiral eller annan lämplig infästningsanordning som är avsedd för kabeln. Sätt spänngrodan eller spiralen minst 1 meter från änden på kabeln, annars kan den glida. Låt inte kabeln vara uppsträckt längre perioder ( > 2 timmar) med enbart spännbackar (max 3 kn) om den är monterad på del av kabeln som skall tas i drift. Spännbackarnas anliggningsytor är dimensionerade för korttidsanvändning och uppsträckning under längre perioder kan skada kabeln, Andvänd uppspänningsspiraler vid längre tid. Brythjul kan monteras på ändstolpen så att uppsträckning kan ske från marken. Sträck upp kabeln med en kraft ungefär enligt regleringstabeller nedan. Kabeln skall sträckas upp med kn, återsträck efter cirka 5, 15 och 30 minuter till KN. Låt sitta ytterligare 30 minuter, därefter sker inspänning enligt regleringstabell. Detta ger att kabeln sträcks upp till max last med inspänningspralerna, som kan inträffa i förbandet. Då töjer inspänningspiralen ut sig och minskar sättningen i förbandet. Sträck sedan upp kabeln enligt regleringstabeller. Använd helst dynamometer, speciellt för AXCES, eller se hur kabeln skall hänga med dynamometer innan den slutliga inspänningen. Ett praktiskt sätt att montera spiraler kan vara att sträcka upp kabeln och markera var fästpunkten för spiralen skall vara. Uppsträckningen kan ske över ett hjul i stolpen med hjälp av vinchen på ett fordon. Sedan sänker man ner kabeln och monterar spiralerna och eventuellt avslut på marken, därefter hissas kabeln upp till kroken. Finjustering kan sedan vid behov göras med reglerskruv. Om man monterar spiralerna i stolpen kan vajern till spänngrodan vara i vägen och försvåra montaget. På grund av AXCES -spiralernas längd är det nästan nödvändigt med skylift eller brygga för att kunna montera spiralerna i stolpen, markmontage rekommenderas där så är möjligt, vilket det oftast är. Kabelhantering Generellt hanteras AXCES -kablarna på samma sätt som andra PEX-kablar för 36 kv. Det som skiljer är att AXCES har ledare av hårdare aluminum vilket gör att skarvhylsor avsedda för hårdare ledare är mer lämpade. Sexkantpressning eller skruvförbindningar med momentskruvar går bra. Den kraftigare kvaliteten på PE-manteln i kombination med den kompakta konstruktionen gör att det är lätt att skada parten i samband med avmantling med kniv. Det finns även två kevlarsnören skruvade över skärmen vilket går utmärkt att använda som skalsnören. Var extra observant vid detta moment, att värma manteln kan vara ett sätt att göra jobbet lättare. Ett avmantlingsverktyg underlättar arbetet, det finns flera fabrikat. 11

12 12