Техническое руководство по барабанным (реелинговым) кабелям · Монтаж и электрика
卷筒电缆技术手册
操作安装与电气
卷筒、拖链、篮筐式移动电缆的寿命,八成取决于安装与卷绕系统的设计。本手册汇集弯曲半径、导向、张力保护、锚固、卷筒选型、退扭等操作要点,以及载流、降容、压降、短路等电气计算方法。
Срок службы барабанных, цепных и корзинных подвижных кабелей на 80% зависит от монтажа и конструкции системы намотки. Руководство охватывает радиусы изгиба, направляющие, защиту натяжения, анкеровку, выбор барабана, устранение скрутки, а также расчёты тока, снижения, падения напряжения и КЗ.
- I. 弯曲半径 / Радиусы изгиба
- II. 导向系统 / Направляющие
- III. 张力保护 / Защита натяжения
- IV. 锚固系统 / Анкеровка
- V. 卷筒类型 / Типы барабанов
- VI. 搬运与储存 / Хранение
- VII. 现场安装 / Монтаж на месте
- VIII. 退扭 / Устранение скрутки
- IX. 垂直/篮筐式 / Вертикальный монтаж
- X. 电压定义 / Напряжения
- XI. 载流量 / Токовая нагрузка
- XII. 降容系数 / Снижение
- XIII. 间歇运行 / Прерывистый режим
- XIV. 压降 / Падение напряжения
- XV. 短路热稳定 / КЗ
本手册中的弯曲半径、载流量、降容系数、压降与短路数据,依据 DIN VDE 0298-4、VDE 0250、IEC 等公开标准的通用工程值,适用于一般卷筒/移动电缆的技术说明与方案初选。具体工程须按项目实际工况核算;飞纯具体产品的型号、外径、重量、电缆盘规格等参数,以飞纯正式产品规格书与实测数据为准。安装应由专业人员执行,并参照适用标准与现场条件。
Радиусы изгиба, токовая нагрузка, коэффициенты снижения, падение напряжения и КЗ — типовые инженерные значения по DIN VDE 0298-4, VDE 0250, IEC для технического описания и предварительного подбора. Конкретный проект — по фактическим условиям; параметры изделий FeiChun (тип, диаметр, масса, барабаны) — по официальной спецификации. Монтаж — обученным персоналом по стандартам.
关于飞纯特种电缆
安徽飞纯特种电缆有限公司(Anhui FeiChun Special Cable Co., Ltd.)位于中国安徽省合肥市,是一家专注于特种工业电缆研发与制造的企业,产品广泛应用于港口机械、起重设备、矿山、冶金、风电光伏、轨道交通与重工业等领域。
飞纯的产品线覆盖卷筒电缆、拖链电缆、起重与港机电缆、中低压电力电缆、矿用电缆、稀土铝合金电缆等多个系列,并提供面向国际市场的技术文档与定制化服务。我们服务的市场包括俄罗斯及欧亚经济联盟、越南与东南亚、拉美、澳洲与中东等地区。
Anhui FeiChun Special Cable Co., Ltd. (Хэфэй, провинция Аньхой, Китай) — производитель специальных промышленных кабелей для портовой техники, кранов, горнодобычи, металлургии, ветро- и солнечной энергетики, рельсового транспорта и тяжёлой промышленности.
Линейка включает барабанные (реелинговые), цепные (для гибких цепей), крановые и портовые, силовые НН/СН, шахтные кабели, кабели из РЗМ-алюминиевого сплава и др., с технической документацией и индивидуальными решениями для экспорта. Рынки: Россия и ЕАЭС, Вьетнам и ЮВА, Латинская Америка, Австралия, Ближний Восток.
专注特种电缆
聚焦移动、卷筒、起重、矿用等高要求工况电缆,深耕工程应用场景。
技术驱动
提供完整技术文档、选型计算与现场安装指导,以工程师视角服务客户。
定制能力
按项目工况定制导体、护套、结构与长度,匹配特定敷设与环境要求。
国际服务
面向 EAEU、东南亚、拉美等市场提供多语言文档与出口支持。
弯曲半径
弯曲半径是卷筒电缆可靠性最重要的单一因素。过小的弯曲半径会在导体中引起拉伸与内部扭转,加速疲劳与断裂;增大弯曲半径对电缆寿命的延长是”超比例”的——略微放宽半径,寿命提升往往远超比例。下表给出不同敷设方式下的推荐最小弯曲半径(以电缆外径 OD 的倍数表示)。
| 敷设方式Способ | 低压 ≤1kVНН | 中压 >1kVСН |
|---|---|---|
| 固定敷设 / Стационарно | 4 × OD | 6 × OD |
| 卷筒收放 / Барабан | 8 × OD | 10 × OD |
| 拖链 / Гибкая цепь | 5 × OD | 6 × OD |
| 导向滑轮 / Направл. ролик | 7.5 × OD | 15 × OD |
| 篮筐系统 / Корзина | 线圈直径 ≥ 1.5 m / диаметр витка ≥ 1,5 м | |
注:数值为行业通用最小弯曲半径参考。运动频率高时应取较大值;运动缓慢或偶发时可适当收紧。凡有滑轮、导向辊,或因卷筒与机器行进方向平行而产生弯曲+扭转复合应力处,务必严格控制半径。具体产品的允许弯曲半径以飞纯规格书为准。
导向系统
单向导向常因看似经济而被用于双向收放,但双向对称导向能显著延长电缆寿命——它平衡了导向施加于电缆的净扭转与”揉搓”效应。若卷绕系统为端部馈入(end-fed),则无论机器行进方向如何,单向导向都与电缆保持接触,此问题不存在。
Одностороннюю часто ставят как экономичную при двунаправленной намотке, но симметричная двусторонняя заметно продлевает срок службы — она уравновешивает кручение и «массирующий» эффект. При торцевой подаче (end-fed) проблема не возникает.
选定卷绕系统后,导向件是下一个关键。各类导向中,圆弧(radius)型最佳——它以最小的电缆偏转提供充裕的弯曲半径。多辊或双向导向应设计为弧段延续至偏转角之外,使最小弯曲半径始终维持。最后一条强制建议:导向必须与电缆放线平面精确对齐,任何错位都会增加电缆扭转。
平底或过深凹槽使电缆滚动产生扭转,缩短寿命。Плоское/глубокое дно вызывает кручение и износ.
半径贴合电缆外形,最小化施加扭转,保护护套。Профиль по форме кабеля минимизирует кручение.
换向间距:在设计卷绕系统时,任何换向之间应留足距离,推荐至少 20 × 电缆外径(高速系统应更长)。这能让电缆在再次弯曲前恢复其初始形态。
过张力与欠张力保护
强烈建议卷绕系统同时配备过张力与欠张力保护。即使是机械故障或事故导致的短暂过张力,也可能因导体永久变形或断裂而使电缆报废。所有过张力保护装置应设定在每一电缆截面所定义的最大连续安全工作张力。
反之,欠张力保护用于确保电缆不会从卷筒上自由松脱而受损,这对高位安装的卷筒尤为重要。
Настоятельно рекомендуется защита и от пере-, и от недонатяжения. Даже кратковременное перенатяжение из-за поломки или аварии может вывести кабель из строя (остаточная деформация или обрыв жилы). Устройства защиты — на макс. безопасное рабочее натяжение для каждого сечения.
Защита от недонатяжения не даёт кабелю свободно сматываться с барабана и повреждаться — особенно важно для высоко расположенных барабанов.
锚固系统
正确的电缆锚固是可靠运行的基础。不同卷绕系统采用不同锚固方法,但都遵循同一核心意图:将拉力分散到足够大的护套面积上,以避免锚固点的损伤或失效。
| 项目Параметр | 推荐值Значение |
|---|---|
| 电缆夹具覆盖长度Длина обхвата зажима | 20–25 × OD |
| 应力承载鼓缠绕圈数Витки на барабане разгрузки | ≥ 2 圈 / витка |
| 应力鼓最小半径(中压)Радиус барабана (СН) | 10 × OD |
| 应力鼓最小半径(低压)Радиус барабана (НН) | 5 × OD |
| 入口钟口到放线导向垂距Вход. раструб до направляющей | ≥ 15 × OD 或 1m / или 1 м |
注:移动锚点常用普通端子或”电缆夹具”(cable grip)。建议拉力分散在等于 20/25 倍外径的端部长度上,并在进入接线盒前留出松弛环以容纳运行位移。数值为通用工程参考。
卷筒类型选择
电缆寿命与卷绕设计紧密相关。良好的卷绕系统配合正确的电缆选择,可确保整个系统最优性能与电缆长寿命。市场上的卷筒可归为三大类:
单螺旋 Mono-spiral
最普及类型之一。导向路径简单,相比其他类型能延长电缆寿命;且因散热改善,动力电缆导体截面通常可较小。
Один из самых распространённых. Простой путь, лучше теплоотвод — сечение силовых жил может быть меньше. Баланс внутр./внешн. диаметра критичен для контроля натяжения.
随机绕 Random
最简单的卷筒,无导向运行。随机叠层可能造成线圈滑移、突发拉力、扭转、磨损与异常堆积。
Простейший, без направляющих. Случайные слои — проскальзывание, рывки, кручение, истирание. Только малый диаметр и короткая длина: ≤250 м, <4 кг/м.
多螺旋 Multi-spiral
适用于大直径电缆与长距离。主要优势是能以恒定卷绕张力承载大量电缆(即便大直径)并长距离运行。
Для больших диаметров и длин. Главное — несёт много кабеля при постоянном натяжении на большие расстояния. Сложнее уменьшить число направляющих и换向.
搬运与储存
- 电缆保留在原厂电缆盘上储存搬运Хранить и перемещать на заводском барабане
- 用叉车或吊车移动电缆盘Перемещать барабан вилочным погрузчиком/краном
- 若必须滚动,逆缠绕方向滚Если катить — против направления намотки
- 电缆盘存于阴凉干燥避光处Барабан — в прохладном, сухом, затенённом месте
- 电缆端头密封防潮防污Концы кабеля герметизировать
- 避免在法兰上滚动电缆盘Избегать качения на фланцах
- 顺缠绕方向滚动(致松圈)Катить по направлению намотки
- 散盘储存(致线圈塌陷)Хранить вне барабана
- 端头敞口受潮进污Оставлять концы открытыми
- 潮湿/暴晒环境储存Хранить во влаге/на солнце
原厂电缆盘储存可防止因松圈造成的缺陷。逆缠绕方向滚动可使电缆紧贴卷盘,避免松圈带来的扭转或突发张力。备用电缆即便短期储存也应留在原盘并密封端头。
现场安装
为获得最佳长寿命,敷设须由专业人员执行。除敷设电缆的常规措施外,移动电缆特有的操作条件要求严格遵守以下要点。电缆敷设后应试运行数次,检查运行并立即纠正任何缺陷。
顶起原厂电缆盘
将运输盘顶升至离地,使其可自由转动。
Транспортный барабан поднять над землёй для свободного вращения.
沿行进路线放线
沿机器整个行进路线展开电缆,可用常规牵引设备与滚轮。
Размотать вдоль всей трассы машины, используя тяговое оборудование и ролики.
或直接转盘
若环境受限,可从运输盘直接转移到卷筒。必须避免盘与卷筒之间形成”S”弯,尽量不经过滚轮或换向。
При ограничениях — прямо с транспортного барабана на реел. Избегать «S»-изгиба, без роликов и换向.
缓慢小张力转移
直接转移须缓慢且以最小张力进行,避免安装期间引入扭转。
Прямая передача — медленно и с минимальным натяжением, без кручения.
退扭(扭转消除)
若上述过程中电缆产生扭转,强烈建议消除。通常有两种方法。一条重要物理规律:正确安装、未由导向或非自然弯曲引入扭转的电缆,是不会自行扭转的。
在扭转处附近的电缆下方插入一个圆柱滚轮(直径约 15–20cm)。两人握持滚轮行走,将”波”推向电缆末端,直至扭转消除。Под кабель у скрутки — цилиндр (Ø 15–20 см). Два человека катят его, толкая «волну» к концу, пока скрутка не уйдёт.
一人即可完成。从固定端留出足够电缆以形成螺旋(按扭转方向取左旋或右旋),将螺旋滚向自由端以消除扭转。每处扭转重复一次,然后重新锚固。Один человек. От закреплённого конца — спираль (лево/право по скрутке), прокатить к свободному концу. Повторить для каждой скрутки.
垂直与篮筐式应用
展开式(spreader)或其他垂直应用的安装需特别注意。前述要点(从原盘放线、避免不必要的环/扭/绞、消除扭转等)同样适用。最佳锚固由应力鼓实现:开口式构造便于安装更换,并比夹具提供更好的应力释放与护套保护,此时至少缠绕 2 圈。若用夹具,推荐覆盖长度为 20/25 × OD。
Spreader и другие вертикальные применения требуют особого внимания. Лучшая анкеровка — барабан разгрузки: открытая конструкция упрощает монтаж/замену и лучше защищает оболочку, чем зажим; ≥ 2 витков. Зажимом — обхват 20/25 × OD.
必要时用合适夹具固定底部,护套覆盖同锚固系统(20/25 × OD)。锚固装置末端到机器行程末端距离应至少 40 × OD。若预计锚点附近有频繁动态应力,可加装弹簧。
При необходимости низ фиксировать зажимом, обхват как у анкеровки (20/25 × OD). От конца анкера до конца хода ≥ 40 × OD. При частых динамических нагрузках — пружина.
电压定义
额定电压是电缆电气设计与试验的基准,以工频电压 U₀/U 两个值表示:U₀ 为导体对地有效值,U 为多芯电缆两导体间(或单芯电缆系统)的有效值。交流系统中,电缆额定电压须不低于系统额定电压(U₀ 和 U 均满足)。直流系统中,其额定电压不超过电缆额定电压的 1.5 倍。
Номинальное напряжение — основа расчёта и испытаний, выражается U₀/U: U₀ — между жилой и землёй, U — между двумя жилами. В AC напряжение кабеля ≥ напряжения сети (и U₀, и U). В DC — не более 1,5× номинала кабеля.
工作电压是无故障运行时导体对地实际施加的电压。对 U₀/U ≤ 0.6/1kV 电缆,连续允许工作电压不超过额定值的:450/750V 及以下 +10%,0.6/1kV +20%。对 >0.6/1kV 电缆,不超过额定值 +20%。试验电压按 DIN VDE 0250 相应部分的数值。电压定义遵循 DIN VDE 0298 Part 3。
Рабочее — фактическое при безаварийной работе. Для ≤0,6/1 кВ: не выше номинала на +10% (до 450/750 В) или +20% (0,6/1 кВ). Для >0,6/1 кВ: +20%. Испытательное — по DIN VDE 0250. Определения — DIN VDE 0298 ч.3.
载流量(连续运行)
下表载流量与降容系数依据 DIN VDE 0298-4。尽管移动电缆常用 EPR/橡胶绝缘(连续允许 90℃),此处载流量按导体温度 80℃给出——这既符合 VDE 标准,也作为对此类电缆散热较难的预防性考量。数值适用于三芯电缆(含或不含地线)、不卷绕、置于地面、环境气温 30℃。若已知电缆因高机械应力或护套磨损而寿命缩短,则热老化影响较小,可按 90℃ 并将下表数值约提高 7%。
| 截面Сечениеmm² | 地面敷设На землеA | 空气悬挂В воздухеA | 卷绕1层1 слой×0.8 | 卷绕3层3 слоя×0.49 |
|---|---|---|---|---|
| 16 | 99 | 104 | 79 | 49 |
| 25 | 131 | 138 | 105 | 64 |
| 35 | 162 | 170 | 130 | 79 |
| 50 | 202 | 212 | 162 | 99 |
| 70 | 250 | 263 | 200 | 123 |
| 95 | 301 | 316 | 241 | 147 |
| 120 | 352 | 370 | 282 | 172 |
| 150 | 404 | 424 | 323 | 198 |
| 185 | 461 | 484 | 369 | 226 |
| 240 | 540 | 567 | 432 | 265 |
| 300 | 620 | 651 | 496 | 304 |
注:数值为 DIN VDE 0298-4 标准载流量。”卷绕”列已计入多层降容系数。非连续运行通常意味着更好的电缆性能(见间歇运行一节)。卷绕电缆的多层散热条件远差于地面敷设,选型务必采用相应降容系数。
降容系数
降容系数考虑安装与运行条件(温度、成组、间歇周期、同时载流芯数),与上节载流量配合使用。
| 层数Слои | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系数 / Кф | 0.80 | 0.61 | 0.49 | 0.42 | 0.34 | 0.27 | 0.22 |
| ℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系数 / Кф | 1.18 | 1.10 | 1.00 | 0.89 | 0.77 | 0.63 | 0.45 |
| 芯数Жил | 5 | 7 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 61 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系数 / Кф | 0.75 | 0.65 | 0.53 | 0.44 | 0.40 | 0.37 | 0.36 | 0.30 |
注:最终载流量 = 标准载流量 × 各适用降容系数之积。卷筒电缆通常需同时考虑层数与环境温度两项,多芯控制电缆还需计入芯数系数。
间歇运行
许多场景电气运行并非连续。起重设备的典型间歇运行:重复周期中,例如满载运行 10 分钟后跟随较长的无载期。这 10 分钟占总周期 DT 的百分比给出负载率 FC%。间歇运行时载流量可按负载率适当提高。
Часто режим не непрерывный. Для кранов: цикл, например 10 мин полной нагрузки, затем длинная пауза. Доля 10 мин в цикле DT даёт коэффициент нагрузки FC%. При прерывистом режиме ток можно повысить.
| 负载率 FC%Кф нагр. | 25 | 50 | 95 | 150 | 240 |
|---|---|---|---|---|---|
| 60% | 1.10 | 1.16 | 1.20 | 1.22 | 1.24 |
| 40% | 1.23 | 1.34 | 1.42 | 1.46 | 1.49 |
| 25% | 1.45 | 1.62 | 1.74 | 1.81 | 1.85 |
| 20% | 1.59 | 1.79 | 1.93 | 2.01 | 2.10 |
| 15% | 1.79 | 2.03 | 2.21 | 2.30 | 2.36 |
注:负载率越低、截面越大,可提高的幅度越大。完整系数表含更多截面与负载率,具体核算请联系飞纯技术部。
三相压降
不仅低压、中压长线路也应校验压降。压降由系数 K(mV/A·m)乘以电流与线路长度求得。
R — 80℃ 交流电阻 Ω/km · X — 50Hz 电抗 Ω/km
90℃: R×1,03 | 60Hz: X×1,2, пересчитать K
| 截面Сечениеmm² | 电阻 RСопр.Ω/km | 电抗 XРеакт.Ω/km | 系数 KКфmV/A·m |
|---|---|---|---|
| 25 | 0.983 | 0.078 | 1.441 |
| 50 | 0.486 | 0.075 | 0.750 |
| 70 | 0.343 | 0.073 | 0.551 |
| 95 | 0.261 | 0.072 | 0.436 |
| 120 | 0.204 | 0.071 | 0.356 |
| 150 | 0.165 | 0.071 | 0.302 |
| 185 | 0.136 | 0.071 | 0.262 |
| 240 | 0.104 | 0.070 | 0.217 |
注:R 为 80℃ 交流电阻,X 为 50Hz 三芯电缆电抗(圆形电缆 3 芯+3 地,对扁电缆近似适用)。K 值按 cosφ=0.8 计算。90℃ 时 R×1.03;60Hz 时 X×1.2 并重算 K。数值依据公开标准电气参数。
短路热稳定
依据 VDE 0250,重载移动电缆短路电流的允许热稳定限值按以下基准计算:初始温度 80℃(满载)、短路终态温度 200℃。下表为 1 秒基准的短路电流热稳定限值。其他时间应除以有效时间(秒)的平方根。
| 截面 mm²Сечение | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kA (1s) | 2.06 | 3.22 | 4.50 | 6.43 | 9.00 | 12.2 | 15.4 | 19.3 | 23.8 | 31.0 |
注:数值为 1 秒基准。对其他时间 t(秒),短路限值 = 表值 / √t。对不同初末温度(如 EPR 允许 90℃→250℃),可按 VDE 0250 的系数 k 重算:I = k × 截面 / √t。务必结合保护装置特性核算。
