RONDOFLEX (C)-FC XPRT (N)GRDGCGOEU-J 0,6/1 kV: cáp festoon có màn chắn chung cho biến tần – con số nào quyết định khi chọn cho cẩu cảng, băng tải và thiết bị mỏ
Bài viết phân tích cấu tạo cáp festoon 0,6/1 kV có màn chắn chung, kiểm tra bằng tính toán các thông số trong datasheet (bán kính vòng festoon, lực kéo, dòng theo nhiệt độ, sụt áp, điện áp đỉnh và sóng phản xạ ở biến tần, trở kháng truyền, dòng sự cố qua màn chắn và PE), so sánh với RONDOFLEX thường, CHAIN và FESTOONFLEX C PUR-HF, phân định ranh giới sử dụng (festoon, nguồn biến tần, xích dẫn cáp, tang cuốn, kéo lê), trình bày công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp chịu uốn, kéo và mài mòn, và nêu danh mục hồ sơ cần yêu cầu, gồm bộ chứng nhận của FeiChun.
1. Tổng quan và cách đọc ký hiệu
RONDOFLEX (C)-FC XPRT (N)GRDGCGOEU-J 0,6/1 kV là cáp tròn hạ áp có màn chắn chung, thiết kế cho hệ festoon trên cẩu giàn, hệ thống kho tự động, băng tải di động, máy công cụ và cho cả vai trò cáp mềm cấp nguồn motor qua biến tần[2]. Hãng nêu rõ điểm dùng: nơi cáp lực gây nhiễu cho cáp dữ liệu, hoặc nơi phải đạt giá trị phát xạ tối đa theo EN 55011/55022[1].
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với kỹ sư cảng và mỏ, đây là cáp «một mình đảm nhiệm hai việc»: chịu uốn lặp trong vòng festoon và làm đường nối biến tần – motor có kiểm soát nhiễu. Cái giá là hai giới hạn rõ ràng trong datasheet: không cho phép xoắn, và hãng không khuyến nghị dùng cỡ lớn hơn 3×50 mm² cho festoon[1].
Ba điểm về ký hiệu thường bị bỏ qua:
- (C)-FC. C là màn chắn chung (Copper screen), FC là cho biến tần (Frequency Converter). Khác với cáp RONDOFLEX thông thường, màn chắn bện nằm giữa vỏ trong và vỏ ngoài[1].
- -J. J là có dây nối đất xanh – vàng; -O là không có. Cỡ đến 10 mm² là cấu hình 4 lõi; từ 16 mm² là ba ruột pha và dây PE tách thành ba phần nằm trong các khe giữa lõi[1].
- XPRT. Prysmian xếp XPRT vào nhóm «công nghệ mới» XPRT, SMRT, SPCL, XTRM[7]; các nguồn tôi đọc không giải thích khác biệt hợp chất. Với các mã dùng chung, bảng kích thước và khối lượng XPRT của nhà phân phối trùng với datasheet (C)-FC cũ; XPRT bổ sung ba mã: 4×16, 4×25 và 3×185+3×35[1][2]. FeiChun tổng hợp rằng bản XPRT hiện hành ghi lực kéo 15/20 N/mm² (tĩnh/động) và 240 m/phút[8]; tôi chưa đối chiếu được với tài liệu gốc của Prysmian.
| Hạng mục | Giá trị | Ý nghĩa kỹ thuật |
|---|---|---|
| Điện áp danh định | 0,6/1 kV; AC tối đa 0,7/1,2 kV; DC tối đa 0,9/1,8 kV[1] | mạch động lực và biến tần hạ áp |
| Điện áp thử và đỉnh | thử xoay chiều 5 kV (5 phút); đỉnh cho phép 2 400 V; nối biến tần tối đa 690 V[1] | cao hơn bản không màn chắn (3,5 kV) để chịu xung của biến tần |
| Tiêu chuẩn | dựa trên DIN VDE 0250-814; VDE Reg. Nr. 7841; GOST-R[1] | chứng nhận của họ cáp Prysmian, không chuyển sang cáp hãng khác |
| Ruột | đồng trần class 5; dây PE đồng mạ thiếc class FS[1] | mềm cho uốn lặp; PE rất mảnh |
| Cách điện | EPR PROTOLON MS, tối thiểu 3GI3[1][3] | cao su EPR, chịu uốn lặp tốt hơn nhựa cứng |
| Màn chắn chung | bện đồng mạ thiếc, độ phủ > 80 %, Zt < 100 mΩ/m ở ≤ 30 MHz[1] | giảm phát xạ theo EN 55011/55022 |
| Vỏ | trong: EPR GM1b đen; ngoài: PCP 5GM3 đen[1] | chịu dầu, ozone, UV, ẩm |
| Cơ học | 15 N/mm²; không cho phép xoắn; festoon tới 240 m/phút[1] | chỉ có festoon trong datasheet |
| Nhiệt độ | 90 °C làm việc; 250 °C ngắn mạch; cố định −50 … +80 °C; chuyển động −35 … +80 °C[1] | chuyển động ở mức −35 °C |
2. Cấu tạo: ruột class 5, PE tách ba và màn chắn bện đồng mạ thiếc
Từ trong ra ngoài: ruột đồng trần class 5; cách điện EPR; ba hoặc bốn lõi xoắn với bước ngắn; ở cỡ từ 16 mm² trở lên, dây PE mảnh đặt trong ba khe giữa các lõi; vỏ trong cao su EPR; lớp bện đồng mạ thiếc phủ chung; vỏ ngoài PCP đen[1].
| Lớp | Vai trò | Nếu thiếu hoặc kém | Cần yêu cầu |
|---|---|---|---|
| 1. Ruột class 5 | sợi mảnh chịu uốn lặp; 3 hoặc 4 ruột | đứt sợi do mỏi uốn; nóng cục bộ | số sợi, bước bện; điện trở ruột ≤ giới hạn IEC 60228 |
| 2. Cách điện EPR | cách điện mềm; màu nhạt, số in đen | nứt khi uốn lạnh; phóng điện ở cạnh sắc | hợp chất, bề dày; thử 5 kV; phản ứng với xung biến tần |
| 3. PE tách ba | đường dẫn sự cố chạm đất; nối vào hệ đẳng thế | tiết diện thiếu thì nóng chảy khi chạm đất | tiết diện thực theo mm²; mã hóa xanh – vàng |
| 4. Vỏ trong GM1b | đệm giữa lõi và màn chắn | bện màn chắn cắt vào cách điện khi uốn | hợp chất, bề dày |
| 5. Màn chắn bện | giảm phát xạ; dẫn dòng nhiễu chung và một phần dòng sự cố | đứt bện do mỏi uốn làm Zt tăng; ăn mòn bện | độ phủ, đường kính sợi, góc bện; Zt sau thử uốn |
| 6. Vỏ ngoài PCP 5GM3 | chịu mài mòn, dầu, ozone, UV | mòn thủng thì ẩm vào bện và lõi | chỉ số mài mòn ISO 4649; bề dày vỏ |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Màn chắn nằm giữa hai lớp vỏ cao su, nên mỗi lần cáp uốn qua vòng festoon, các sợi bện bị kéo và nén theo chu kỳ. Đứt từng sợi bện không làm cáp hỏng ngay nhưng làm trở kháng truyền Zt tăng dần: đây là chế độ hỏng «âm thầm» của cáp có màn chắn. Do đó thử uốn có ghi Zt trước và sau là phép thử có giá trị hơn chỉ ghi độ phủ danh định (mục 10).
3. Thông số theo datasheet
| Thông số | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Điện áp danh định | 0,6/1 kV[1] | — |
| AC tối đa / DC tối đa | 0,7/1,2 kV / 0,9/1,8 kV[1] | — |
| Điện áp thử xoay chiều | 5 kV, 5 phút[1] | bản không màn chắn: 3,5 kV; bản CHAIN có màn chắn: 4 kV[1][5] |
| Điện áp đỉnh cho phép | 2 400 V[1] | biên so với sóng phản xạ ở biến tần 690 V: mục 5.4 |
| Nối biến tần | tối đa 690 V xoay chiều[1] | — |
| Nhiệt độ ruột | 90 °C làm việc; 250 °C ngắn mạch[1] | ngắn mạch tính với k = 143 (mục 5.5) |
| Nhiệt độ môi trường | cố định −50 … +80 °C; chuyển động −35 … +80 °C[1] | — |
| Thông số | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Lực kéo trên ruột | 15 N/mm²[1][3] | tính theo tổng tiết diện các ruột pha; nhãn XPRT: 15/20 N/mm² (tĩnh/động) theo tổng hợp của FeiChun[8] |
| Xoắn | không cho phép[1] | bản RONDOFLEX không màn chắn cho ±25 °/m |
| Bán kính uốn | cố định 4×Ø; chuyển động 5×Ø[4] | khớp với cột «bán kính uốn chuyển động» trong bảng kích thước (mục 4) |
| Tốc độ | festoon (xe con) tới 240 m/phút[1][4] | hãng khuyên hỏi nhà sản xuất khi vượt 240 m/phút; phụ thuộc không gian, khối lượng cáp, chiều dài vòng, số xe đỡ có động cơ[1] |
| Chịu dầu, ozone, UV | có; dùng được trong nhà và ngoài trời[1] | dầu theo DIN VDE 0473-811-404, mục 10 |
| Cháy | VDE 0482-332-1-2 / IEC 60332-1-2[4] | vỏ PCP chứa clo, không phải cáp không halogen |
| Thử bổ sung | thử uốn[1] | datasheet không công bố số chu kỳ |
4. Kích thước, kiểm tra theo bảng và cái giá của màn chắn
| Cấu tạo | Mã (SAP) | MLFB | Ø ruột, mm | Ø cáp, mm | Khối lượng, kg/km | Kéo 15 N/mm², N | Kéo 20 N/mm², N | R uốn chuyển động, mm | Nguồn dòng |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4×2,5 | 20007109 | 5DG6651 | 2,0 | 13,0 – 15,0 | 340 | 150 | 200 | 75 | datasheet |
| 4×4 | 20003583 | 5DG6682 | 2,5 | 14,8 – 17,8 | 480 | 240 | 320 | 89 | datasheet |
| 4×6 | 20003584 | 5DG6683 | 3,0 | 16,2 – 19,2 | 640 | 360 | 480 | 96 | datasheet |
| 4×10 | 20003585 | 5DG6684 | 4,0 | 19,6 – 22,6 | 890 | 600 | 800 | 113 | datasheet |
| 4×16 | 20154058 | 5DG6704 | 5,7 | 24,2 – 27,2 | 1 340 | 960 | 1 280 | 136 | XPRT |
| 4×25 | 20181200 | 5DG6706 | 6,8 | 28,3 – 31,3 | 1 950 | 1 500 | 2 000 | 157 | XPRT |
| 3×16+3×2,5 | 20003586 | 5DG6685 | 5,7 | 22,4 – 25,4 | 1 150 | 720 | 960 | 127 | datasheet |
| 3×25+3×4 | 20003587 | 5DG6686 | 6,8 | 25,4 – 28,4 | 1 590 | 1 125 | 1 500 | 142 | datasheet |
| 3×35+3×6 | 20003588 | 5DG6687 | 8,1 | 29,3 – 32,3 | 2 160 | 1 575 | 2 100 | 162 | datasheet |
| 3×50+3×10 | 20003589 | 5DG6688 | 9,6 | 35,4 – 38,4 | 3 060 | 2 250 | 3 000 | 192 | datasheet |
| 3×70+3×10 | 20003591 | 5DG6690 | 11,5 | 40,8 – 43,8 | 3 960 | 3 150 | 4 200 | 219 | datasheet |
| 3×95+3×16 | 20003580 | 5DG6679 | 12,9 | 43,4 – 46,4 | 4 840 | 4 275 | 5 700 | 232 | datasheet |
| 3×120+3×16 | 20003581 | 5DG6680 | 14,6 | 47,8 – 50,8 | 5 910 | 5 400 | 7 200 | 254 | datasheet |
| 3×150+3×25 | 20003558 | 5DG6650 | 16,5 | 54,6 – 57,6 | 7 540 | 6 750 | 9 000 | 288 | datasheet |
| 3×185+3×35 | 20440655 | 5DG6*** | 18,1 | 59,9 – 62,9 | 9 300 | 8 325 | 11 100 | 315 | XPRT |
Cột «kéo 15 N/mm²» do tác giả tính: 15 · n · S với n = 4 (cấu hình 4 lõi) hoặc 3 (ba ruột pha); bảng của nhà phân phối ghi theo kN và làm tròn. Cột «kéo 20 N/mm²» chỉ áp dụng nếu bản XPRT thực sự công bố 15/20[8]: chưa kiểm chứng. Ba mã cuối nhóm XPRT (4×16, 4×25, 3×185+3×35) có trong bảng XPRT[2] nhưng chưa có trong datasheet 2016.
| Cấu tạo | C, µF/km | L, mH/km | Dòng, A (30 °C, trong không khí) | Zt ở 1 / 10 / 30 MHz, mΩ/m |
|---|---|---|---|---|
| 4×2,5 | 0,17 | 0,58 | 32 | — |
| 4×4 | 0,18 | 0,55 | 43 | — |
| 4×6 | 0,19 | 0,53 | 56 | — |
| 4×10 | 0,23 | 0,51 | 78 | 0,4 / 1,3 / 3,5 |
| 4×16 | — | — | — | — |
| 4×25 | — | — | — | — |
| 3×16+3×2,5 | 0,225 | 0,48 | 104 | 0,2 / 0,6 / 1,5 |
| 3×25+3×4 | 0,275 | 0,45 | 138 | 0,2 / 0,4 / 1,3 |
| 3×35+3×6 | 0,325 | 0,43 | 170 | 0,1 / 0,4 / 0,9 |
| 3×50+3×10 | 0,4 | 0,41 | 212 | 0,1 / 0,2 / 0,7 |
| 3×70+3×10 | 0,475 | 0,39 | 263 | 0,1 / 0,2 / 0,5 |
| 3×95+3×16 | 0,6 | 0,375 | 316 | 0,1 / 0,2 / 0,4 |
| 3×120+3×16 | 0,7 | 0,36 | 370 | 0,1 / 0,1 / 0,3 |
| 3×150+3×25 | — | — | 424 | — |
| 3×185+3×35 | — | — | — | — |
Kiểm tra: cả 15 dòng của bảng khớp Ruốn = 5 · Dmax (sai lệch tối đa 1,5 mm do làm tròn), và cột lực kéo khớp 15 · n · S. Khối lượng đồng: 4×10 có 40 mm² đồng, tức 356 kg/km, bằng khoảng 40 % khối lượng 890 kg/km; 3×50 có ba ruột pha 150 mm², tức 1 334 kg/km, bằng khoảng 44 % khối lượng 3 060 kg/km (chưa tính PE và màn chắn; tác giả tính).
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ở 4×4, bản có màn chắn nặng hơn 37 % và to hơn 17 % so với bản không màn chắn; ở 3×70 chỉ nặng hơn 11 % và to hơn 4,5 %. Mức tăng ở nhóm 3 lõi còn phản ánh cả cấu hình PE khác nhau, nên chỉ nên đọc là xu hướng. Với tuyến festoon dài hàng chục mét, +20 % khối lượng nghĩa là tăng +20 % tải lên xe đỡ và mỏi uốn: nên đưa vào tính toán chiều dài vòng và khoảng cách xe đỡ.
5. Tính toán cho tuyến festoon và truyền động biến tần
5.1 Bán kính uốn, vòng festoon và khoảng cách chữ S
| Cấu tạo | Dmax, mm | R cố định 4×D, mm | R chuyển động 5×D, mm | Ø đáy vòng 10×D, mm | Khoảng cách chữ S 20×D, mm | m′, kg/m | m′·g, N/m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4×10 | 22,6 | 90 | 113 | 226 | 452 | 0,89 | 8,7 |
| 3×25+3×4 | 28,4 | 114 | 142 | 284 | 568 | 1,59 | 15,6 |
| 3×50+3×10 | 38,4 | 154 | 192 | 384 | 768 | 3,06 | 30,0 |
| 3×70+3×10 | 43,8 | 175 | 219 | 438 | 876 | 3,96 | 38,8 |
| 3×95+3×16 | 46,4 | 186 | 232 | 464 | 928 | 4,84 | 47,5 |
| 3×150+3×25 | 57,6 | 230 | 288 | 576 | 1 152 | 7,54 | 74,0 |
Bán kính 4×Ø và 5×Ø lấy từ Faber[4], trùng cột «bán kính uốn chuyển động» của bảng. Khoảng cách chữ S 20×D là giá trị của datasheet RONDOFLEX không màn chắn[1]; datasheet (C)-FC không nhắc lại, tác giả áp dụng cùng quy tắc.
5.2 Lực kéo, chiều dài treo và lực khi tăng tốc
| Cấu tạo | T (15 N/mm²), N | m′, kg/m | Chiều dài treo tối đa | F tăng tốc | F / T |
|---|---|---|---|---|---|
| 4×10 | 600 | 0,89 | 69 m | 18 N | 3,0 % |
| 3×25+3×4 | 1 125 | 1,59 | 72 m | 32 N | 2,8 % |
| 3×50+3×10 | 2 250 | 3,06 | 75 m | 61 N | 2,7 % |
| 3×70+3×10 | 3 150 | 3,96 | 81 m | 79 N | 2,5 % |
| 3×95+3×16 | 4 275 | 4,84 | 90 m | 97 N | 2,3 % |
| 3×150+3×25 | 6 750 | 7,54 | 91 m | 151 N | 2,2 % |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ở festoon, trọng lượng cáp được các xe đỡ chia nhau, nên lực kéo dọc rất nhỏ so với giới hạn (khoảng 2 – 3 %). Giới hạn thực của cáp là mỏi uốn và mài mòn ở vòng, chứ không phải lực kéo: một lý do để yêu cầu thử uốn, không chỉ nhìn con số 15 N/mm².
5.3 Dòng cho phép và nhiệt độ môi trường
Dòng trong bảng là dòng cho cáp cao su lắp tự do trong không khí ở 30 °C, theo VDE 0298-4 bảng 15[1]. Ở cảng nhiệt đới, cáp đen phơi nắng, hệ số nhiệt độ có thể làm giảm đáng kể dòng:
| Cấu tạo | 30 °C | 35 °C | 40 °C | 45 °C | 50 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×35+3×6 | 170 | 163 | 155 | 147 | 139 |
| 3×50+3×10 | 212 | 203 | 194 | 184 | 173 |
| 3×70+3×10 | 263 | 252 | 240 | 228 | 215 |
| 3×95+3×16 | 316 | 303 | 288 | 274 | 258 |
| 3×120+3×16 | 370 | 354 | 338 | 320 | 302 |
Hiệu chỉnh theo công thức khuếch đại nhiệt chuẩn cho cáp 90 °C; số hệ số chính thức theo bảng VDE 0298-4 hiện hành, chưa gồm nhóm cáp xếp chung xe đỡ và bức xạ mặt trời.
| Tải | 50 m | 100 m | 200 m |
|---|---|---|---|
| 3×50+3×10, 150 A | ≈ 6,3 V (1,58 % / 0,92 %) | ≈ 12,6 V (3,16 % / 1,83 %) | ≈ 25,3 V (6,32 % / 3,66 %) |
| 3×70+3×10, 200 A | ≈ 6,2 V (1,56 % / 0,90 %) | ≈ 12,4 V (3,11 % / 1,80 %) | ≈ 24,9 V (6,22 % / 3,61 %) |
| 3×95+3×16, 250 A | ≈ 6,2 V (1,54 % / 0,90 %) | ≈ 12,4 V (3,09 % / 1,79 %) | ≈ 24,7 V (6,18 % / 3,58 %) |
Sụt áp không còn nhỏ ở lưới 400 V: 100 m cáp 3×50 mang 150 A đã sụt khoảng 3 %, và 200 m khoảng 6 %; ở 690 V mức này giảm còn khoảng 1,8 % và 3,7 %. Điện áp đặt vào motor giảm theo, và biến tần không tự bù điện trở cáp nếu không bật chế độ bù: hãy kiểm tra giới hạn sụt áp cho phép của motor và của hãng biến tần, nhất là ở 400 V và cỡ nhỏ. Điện áp đỉnh (mục tiếp theo) và nhiệt độ môi trường là hai giới hạn còn lại.
5.4 Điện áp đỉnh và sóng phản xạ ở biến tần
Biến tần PWM đóng cắt nhanh, dây dẫn đến motor hoạt động như đường truyền; điện áp đỉnh ở đầu motor có thể đạt 1,5 – 2 lần điện áp thanh cái DC, tốc độ tăng điện áp 1 – 5 kV/µs[11][12].
| Lưới | Udc danh định, V | Đỉnh tối đa, V | Giới hạn cáp, V | Biên còn lại |
|---|---|---|---|---|
| 400 V | 540 | 1 188 | 2 400 | 50 % |
| 500 V | 675 | 1 485 | 2 400 | 38 % |
| 690 V | 932 | 2 049 | 2 400 | 15 % |
5.5 Màn chắn, trở kháng truyền và đường dòng sự cố
| Cấu tạo | 1 MHz | 10 MHz | 30 MHz |
|---|---|---|---|
| 4×10 | 20 mV | 65 mV | 175 mV |
| 3×16+3×2,5 | 10 mV | 30 mV | 75 mV |
| 3×25+3×4 | 10 mV | 20 mV | 65 mV |
| 3×50+3×10 | 5 mV | 10 mV | 35 mV |
| 3×95+3×16 | 5 mV | 10 mV | 20 mV |
| 3×120+3×16 | 5 mV | 5 mV | 15 mV |
Ở 30 MHz, 4×10 (3,5 mΩ/m) cho 175 mV, gấp khoảng 12 lần 3×120+3×16 (0,3 mΩ/m, 15 mV): cỡ nhỏ ít che chắn hơn, nên đặc biệt cần nối màn chắn tốt ở hai đầu.
| Dây dẫn | 0,5 s | 1 s | 3 s |
|---|---|---|---|
| Ruột 50 mm² | 10,11 kA | 7,15 kA | 4,13 kA |
| PE 3×10 mm² (tổng 30 mm²) | 6,07 kA | 4,29 kA | 2,48 kA |
| PE nếu tổng 10 mm² | 2,02 kA | 1,43 kA | 0,83 kA |
| Màn chắn giả định 10 mm² | 2,02 kA | 1,43 kA | 0,83 kA |
| Màn chắn giả định 16 mm² | 3,24 kA | 2,29 kA | 1,32 kA |
| Màn chắn giả định 25 mm² | 5,06 kA | 3,58 kA | 2,06 kA |
Datasheet lưu ý: khi có chạm giữa ruột pha và màn chắn hoặc PE, chỉ tiết diện màn chắn hoặc PE mới có sẵn để dẫn dòng sự cố, và điện trở hiệu dụng phụ thuộc khoảng cách từ điểm sự cố đến điểm nối đất[1]. Vì vậy cần tiết diện màn chắn (mm²) và PE (mm²) thực, kèm thời gian cắt của bảo vệ.
6. EMC trong thực tế lắp đặt: màn chắn tốt nhưng đấu sai thì vô nghĩa
Con số Zt thấp trong datasheet chỉ có ý nghĩa khi màn chắn được nối đúng. Thực tế, phần lớn sự cố EMC ở hệ festoon đến từ đầu cáp, không từ thân cáp.
- Nối màn chắn ở cả hai đầu. Hãng VFD và nhà sản xuất cáp khuyến nghị bọc màn chắn 360° ở cả đầu biến tần và đầu motor; nối một đầu để điện áp nhiễu cao tần nổi trên màn chắn ở đầu hở và tạo đường phóng qua ổ trục hoặc mô-đun IGBT[11][12].
- Dùng gland EMC hoặc đuôi nối rất ngắn. Đuôi nối (pigtail) có điện cảm, mất tác dụng ở dải MHz; nguồn tham khảo nêu pigtail không dài quá khoảng 5 cm (2 inch)[12].
- Cùng điểm nối với PE của motor. Nối PE motor và màn chắn cáp về cùng điểm trong hộp đấu để dòng nhiễu quay về theo đường kiểm soát được[12].
- Phân cách với cáp dữ liệu. Cáp biến tần đặt cách xa cáp tín hiệu, cắt nhau vuông góc; lõi PE trong cáp không thay thế được hệ đẳng thế của kết cấu (khuyến nghị của tác giả).
- Chú ý ăn mòn điện hóa. Bện đồng mạ thiếc trong gland nhôm hoặc thép mạ kẽm ở cảng nước mặn cần vật liệu tương thích và bôi bảo vệ (khuyến nghị của tác giả).
7. So sánh: RONDOFLEX thường, (C)-FC, CHAIN và FESTOONFLEX C PUR-HF
Bốn họ cáp cùng cho hệ festoon nhưng khác nhau ở màn chắn, vỏ ngoài và cách chịu xoắn. Bảng gom số liệu công bố của Prysmian.
| Tiêu chí | RONDOFLEX (N)GRDGOEU | RONDOFLEX (C)-FC (bài này) | RONDOFLEX(CHAIN) | FESTOONFLEX C PUR-HF |
|---|---|---|---|---|
| Màn chắn | không có màn chung; màn riêng cho lõi hoặc cặp điều khiển (bện đồng mạ thiếc, ≥ 60 % lõi, ≥ 80 % cặp)[1] | màn chung bện đồng mạ thiếc, phủ > 80 %, Zt < 100 mΩ/m ở ≤ 30 MHz[1] | tùy cấu hình; bản (N)GRDGCGOEU-J có màn chung > 80 %[5] | bện đồng mạ thiếc trên vỏ trong[1] |
| Vỏ ngoài | PCP 5GM3[1] | PCP 5GM3[1] | EVA chất lượng cao, chống mài mòn và lão hóa[5][6] | PUR không halogen, chậm cháy[1] |
| Lực kéo | 15 N/mm²[1] | 15 N/mm² (XPRT: 15/20 theo FeiChun[8]) | 15 N/mm²[5] | 15 N/mm²[1] |
| Tốc độ | festoon 240; tang 60 m/phút[1] | festoon 240 m/phút[1] | xích tới 240 m/phút[5]; hướng dẫn 300 m/phút thử trên thiết bị riêng[6] | festoon và xích 210 m/phút[1] |
| Xoắn | ±25 °/m[1] | không cho phép[1] | không cho phép[5] | không cho phép[1] |
| Nhiệt độ tối thiểu khi chuyển động | −35 °C[1] | −35 °C[1] | −35 °C[5] | −40 °C[1] |
| Điện áp thử | 3,5 kV[1] | 5 kV[1] | 3,5 kV; 4 kV bản có màn chắn[5] | 4 kV[1] |
| Nước | — | — | — | ngâm lâu dài tới 50 m (không phải nước uống)[1] |
| Halogen | PCP chứa clo | PCP chứa clo | hãng không nêu | không halogen[1] |
| Dùng nổi bật | festoon, máy công cụ, tang vừa phải | festoon kèm nguồn biến tần, giảm phát xạ | xích dẫn cáp, hành trình dài, ngoài trời, mài mòn[5] | festoon, xích, tang vừa; vỏ PUR |
«—»: không có trong nguồn đã dùng.
| Vật liệu | Điểm mạnh | Giới hạn | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| PCP 5GM3 | bền với dầu, ozone, UV, ẩm; vật liệu truyền thống của họ RONDOFLEX[1] | chứa clo; tốc độ mòn do ma sát phụ thuộc hợp chất cụ thể | RONDOFLEX, (C)-FC[1] |
| EVA chất lượng cao | hãng nêu chống mài mòn và lão hóa tốt cho xích dẫn cáp[5][6] | nguồn không công bố số đo; hồ sơ halogen chưa nêu | RONDOFLEX(CHAIN)[5] |
| PUR không halogen | mài mòn, xé tốt; không halogen; ngâm nước tới 50 m[1]; PUR gốc polyether chống thủy phân tốt hơn gốc polyester[10] | cần xác nhận gốc polyol; giá cao hơn | FESTOONFLEX C PUR-HF[1] |
| CPE | FeiChun nêu hút nước < 0,5 % (28 ngày, 70 °C), chịu axit tới pH 2,5, có chất chống nấm[9] | số liệu của hãng cho cáp mỏ Type 275; cần số liệu cho mã festoon | Type 275 FeiChun[9] |
Mài mòn là chỉ tiêu có thể đo. Chỉ số mài mòn theo ISO 4649 (số càng thấp càng chống mài mòn tốt) không phải yêu cầu bắt buộc của ICEA nhưng được dùng làm thước đo tham chiếu, vì vỏ mòn là nguyên nhân hỏng cáp mỏ nghiêm trọng[13]. Hãy đưa chỉ số này vào bảng yêu cầu khi so sánh hai nhà cung cấp.
8. Ứng dụng: festoon, nguồn biến tần, và những nơi không được dùng
Festoon là hệ cáp treo thành vòng giữa các xe đỡ chạy dọc dầm hoặc ray; cáp tạo và mở vòng liên tục khi xe con chạy[1]. Vì cáp chỉ uốn trong mặt phẳng vòng và không bị cuốn tang, loại cáp này tối ưu cho uốn lặp ngắn, không cho tải xoắn hay kéo.
| Kịch bản | Tải chính | Cần kiểm tra |
|---|---|---|
| Festoon xe con cẩu giàn RMG, RTG, STS | uốn lặp, tốc độ tới 240 m/phút; có biến tần xe con | cỡ ≤ 3×50 mm²; R vòng ≥ 5×D; nhiệt độ môi trường 40 – 50 °C ảnh hưởng dòng (mục 5.3) |
| Cấp nguồn motor qua biến tần ≤ 690 V | xung PWM, nhiễu cao tần | nối màn chắn 360° hai đầu; đỉnh ≤ 2 400 V (mục 5.4); bộ lọc dV/dt nếu cáp dài |
| Băng tải, máy rải – thu hồi ở bãi hàng rời, mỏ | festoon dọc ray; bụi, dầu, UV, ẩm | vỏ PCP chịu dầu, UV; kiểm tra mòn vỏ ở kẹp; biến tần dùng chung với cáp dữ liệu |
| Hệ thống kho tự động, cẩu trong nhà | festoon ngắn, EMC chặt | (C)-FC phù hợp mô tả của hãng[1] |
| Xích dẫn cáp | uốn lặp một mặt phẳng, hành trình dài | không dùng (C)-FC; họ CHAIN[5] |
| Tang cuốn, tang mono-spiral | kéo, xoắn | không dùng; cáp tang cuốn riêng (CORDAFLEX, NSHTÖU, BUFLEX-M) |
| Kéo lê trên nền | mài mòn, cắt | không dùng; cáp kéo lê chuyên dụng |
| Hầm kín, nước ngập, cần không halogen | khói clo; nước | không dùng PCP; FESTOONFLEX C PUR-HF (ngâm tới 50 m)[1] |
9. Công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp chịu uốn, kéo và mài mòn
FeiChun mô tả mình là công ty kỹ thuật polymer chuyên hai nhóm cáp: cáp tang cuốn mềm và cáp kéo lê hạng nặng cho mỏ; lợi thế cốt lõi là tự nghiên cứu và pha chế hợp chất vỏ, cách điện (PUR, CPE, EPR) từ nguyên liệu gốc[9]. Cáp festoon có màn chắn nằm giữa hai nhóm đó: chịu uốn lặp như cáp tang cuốn, và chịu ma sát vỏ như cáp kéo lê. Các nội dung dưới đây là công bố của FeiChun; mức áp dụng cho từng mã phải được xác nhận trong bản vẽ cấu tạo.
9.1 Vì sao hợp chất quyết định tuổi thọ
FeiChun nêu hai dạng hỏng phổ biến nhất của cáp tang cuốn: đứt ruột do mỏi uốn và nứt vỏ do tiếp xúc lặp lại với bề mặt tiếp xúc[9]. Cả hai đều xuất hiện ở festoon, nơi vỏ cọ vào kẹp xe đỡ và con lăn.
| Hạng mục | Công bố của FeiChun |
|---|---|
| Vòng kín từ hợp chất đến cáp | tự pha chế hợp chất PUR, CPE, EPR; thử độ nhớt, hút nước, độ bền kéo trước khi đùn[9] |
| Đùn có giám sát | đường kính và độ lệch tâm đo vòng kín; lưu hóa liên tục[9] |
| Ruột mạ thiếc | ruột đồng mạ thiếc class 5 là chuẩn trong các sản phẩm VDE 0250 của FeiChun[10] |
| Màn chắn bện | FeiChun có kinh nghiệm màn chắn bện hỗn hợp đồng / polyester ở cáp mỏ Type 240[9] |
| Thử từng cuộn | thử điện áp xoay chiều, điện trở cách điện, điện trở ruột; truy xuất cuộn → lô hợp chất → lô ruột[9] |
Không có số liệu công khai của FeiChun về Zt, độ phủ bện hay tuổi thọ uốn cho mã này: phải yêu cầu riêng (mục 10 và 12).
9.2 Ranh giới họ cáp theo FeiChun
Bài tổng quan RONDOFLEX tiếng Nga của FeiChun nêu rõ ranh giới: (C)-FC không cho xoắn; lắp cáp festoon vào xích dẫn cáp gây mòn và mỏi; không hoán đổi bản chuẩn và bản CHAIN theo tên vì kích thước và hệ vỏ khác; và với festoon không khuyến nghị cỡ trên 3×50 mm²[8]. Với tang cuốn 0,6/1 kV, FeiChun có các dòng NSHTÖU và BUFLEX-M (vỏ PUR gốc polyether)[10].
9.3 Bảng hỏi FeiChun cho mã (C)-FC 0,6/1 kV
| Hạng mục | Datasheet tham khảo [1] | Nên hỏi FeiChun |
|---|---|---|
| Ruột pha | đồng trần class 5 | đồng trần hay mạ thiếc (R20 50 mm²: 0,386 hay 0,393 Ω/km); số sợi, bước bện |
| Cách điện | EPR PROTOLON MS, tối thiểu 3GI3 | kiểu liên kết ngang; thử thủy phân cho khí hậu nóng ẩm; bề dày danh định và nhỏ nhất |
| PE | đồng mạ thiếc class FS, tách ba | tiết diện thực (mm²) và số dây; cách đọc «3×10» |
| Màn chắn | bện đồng mạ thiếc > 80 %, Zt < 100 mΩ/m ở ≤ 30 MHz | tiết diện đồng của màn chắn (mm²); đường kính sợi, góc bện; Zt trước và sau thử uốn |
| Vỏ trong | EPR GM1b | bề dày; cách ly giữa lõi và bện |
| Vỏ ngoài | PCP 5GM3 | PCP, CPE hay PUR; bề dày; chỉ số mài mòn ISO 4649; độ bền xé |
| Chống thấm | datasheet không nêu | sợi trương nở chặn nước giữa các lõi có không |
| Cơ học | 15 N/mm²; không xoắn; 240 m/phút | lực kéo động 20 N/mm² có thật không; số chu kỳ uốn ở R = 5×D và tốc độ nào |
10. Thử nghiệm và hồ sơ cần xem
Với cáp có màn chắn, hồ sơ chất lượng quan trọng ngang catalogue: con số Zt trong datasheet là giá trị tối đa, còn biên bản đo thực của lô cho biết cáp đang ở đâu so với giới hạn.
| Phép thử | Tham chiếu | Ghi chú |
|---|---|---|
| Điện áp xoay chiều | 5 kV, 5 phút theo datasheet | mọi cuộn; ghi nhiệt độ và thời gian thử |
| Trở kháng truyền Zt | datasheet: < 100 mΩ/m ở ≤ 30 MHz; ghi từng tần số 1, 10, 30 MHz | phương pháp đo (ví dụ tam trục theo IEC 62153-4-3) và nhiệt độ; đo trước và sau thử uốn |
| Độ phủ và cấu tạo bện | > 80 % | đường kính sợi, số sợi mỗi bó, góc bện, lớp mạ thiếc |
| Thử uốn | datasheet ghi «thử uốn» | R = 5×D, tốc độ, số chu kỳ, tiêu chí đạt; nên ghi Zt sau thử |
| Điện trở ruột 20 °C | IEC 60228 class 5 | kiểm tra ruột đồng trần hay mạ thiếc |
| Chịu dầu | DIN VDE 0473-811-404, mục 10 | datasheet nêu tiêu chuẩn này |
| Cháy lan | VDE 0482-332-1-2 / IEC 60332-1-2 | Faber nêu tiêu chuẩn này[4] |
| Mài mòn vỏ | ISO 4649 (chỉ số mài mòn) | thước đo tham chiếu, nên đưa vào hợp đồng[13] |
| Độ bền kéo, giãn dài vỏ và cách điện | IEC 60811-501 | trước và sau già hóa |
| Hot set cách điện | IEC 60811-507 | kiểm tra liên kết ngang EPR |
Tên bài thử và tiêu chuẩn lấy từ datasheet, nguồn thương mại và các bài của FeiChun[1][4][9][13]; phiên bản và giới hạn theo hợp đồng.
11. Sự cố thường gặp và cách phòng
| Chế độ hỏng | Dấu hiệu | Nguyên nhân thường gặp | Biện pháp |
|---|---|---|---|
| Đứt sợi bện màn chắn | nhiễu tăng dần; phát xạ vượt | mỏi uốn ở vòng festoon | thử uốn có đo Zt; R ≥ 5×D; giảm tốc ở vòng nhỏ |
| Nối màn chắn kém | lỗi truyền thông, nhiễu bộ mã hóa | đuôi nối dài; một đầu nối; gland sai | gland EMC 360° hai đầu (mục 6) |
| Điện áp đỉnh quá lớn | hỏng cách điện ở đầu motor hoặc cáp | sóng phản xạ ở 690 V; cáp dài | bộ lọc dV/dt, cuộn kháng; hỏi hãng biến tần (mục 5.4) |
| Cáp xoắn thành vòng cánh quạt | vòng festoon quay, kẹt xe đỡ | xoắn không cho phép; kẹp lệch | xe đỡ dẫn hướng đúng; không chạy thiết bị lệch ray |
| Dùng nhầm họ cáp | mòn nhanh, đứt sớm | festoon lắp vào xích, hoặc cuốn tang | chọn CHAIN hoặc cáp tang cuốn (mục 7, 8) |
| Vỏ mòn ở kẹp, con lăn | thấy bện, ẩm vào | ma sát với kẹp xe đỡ, bề mặt nhám | kẹp rộng, đệm mềm; chỉ số mài mòn ISO 4649 |
| Quá nhiệt ở nhiệt độ môi trường cao | vỏ cứng, nứt | 40 – 50 °C, nắng chiếu, nhiều cáp chồng | áp hệ số nhiệt (mục 5.3); thông gió; giảm tải |
Danh sách này khớp với mục FMEA trong bài của FeiChun về RONDOFLEX: sai họ cáp, màn chắn không tính theo đường dòng sự cố, xoắn dù không cho phép, vượt tốc độ ở chuỗi dài[8].
12. Dữ liệu cần yêu cầu khi đặt hàng
| Dữ liệu | Vì sao cần |
|---|---|
| Điện áp lưới và điện áp biến tần (400, 500, 690 V), chiều dài cáp tới motor, dV/dt | kiểm tra đỉnh 2 400 V |
| Cấu hình: 4 lõi hay 3 lõi + 3 PE; tiết diện; PE và màn chắn theo mm² | dòng, ngắn mạch, bảo vệ |
| Hành trình festoon, số xe đỡ, chiều dài vòng, tốc độ, gia tốc, số chu kỳ mong muốn | tính tuổi thọ uốn và khoảng cách xe đỡ |
| Môi trường: nhiệt độ cao nhất, nắng, dầu, hóa chất, nước mặn, bụi | chọn vỏ và hệ số nhiệt |
| Bảng dữ liệu theo lô: Ø min – max, khối lượng, điện dung, điện cảm, Zt thực đo | thiết kế máng, xe đỡ, EMC |
| Ruột đồng trần hay mạ thiếc; chống thấm dọc; vật liệu vỏ (PCP, CPE, PUR, EVA) | môi trường ẩm nóng, nước mặn |
| Chỉ số mài mòn ISO 4649, độ bền xé, giãn dài vỏ | so sánh nhà cung cấp |
| Biên bản thử điện áp, Zt trước và sau thử uốn | nghiệm thu |
| Yêu cầu cháy và khói: IEC 60332-1-2 đủ hay cần không halogen | hồ sơ phòng cháy chữa cháy |
| Phụ kiện: gland EMC, đầu cốt, kẹp festoon đúng cỡ cáp | chất lượng lắp đặt |
| Chứng nhận theo mã cáp, phạm vi và thời hạn hiệu lực | hồ sơ dự án |
13. Chứng nhận của FeiChun
Yêu cầu kỹ thuật và dự án: [email protected]
+86 13855123218
14. FeiChun: bản đồ chọn cáp trong một dự án cảng hoặc mỏ
Trên cùng một thiết bị, đoạn festoon, đoạn tang cuốn và đoạn nối motor thường cần ba họ cáp khác nhau. Mua một họ cho cả tuyến là nguồn gốc của nhiều sự cố.
| Đoạn tuyến | Loại cáp | Bài kỹ thuật liên quan |
|---|---|---|
| Tổng quan họ RONDOFLEX: festoon, C-FC, CHAIN (tiếng Nga) | RONDOFLEX (N)GRDGOEU, (C)-FC, (CHAIN) | RONDOFLEX: полный инженерный обзор |
| Tang cuốn và kéo lê hạ áp chịu kéo, chịu mài mòn | NSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, PUR, (N)TSCGEWÖU | Cáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê |
| Tang cuốn trung thế cho máy lộ thiên | PROTOLON (M) R | PROTOLON (M) R |
| Tang cuốn dẹt trung thế có sợi quang | PROTOLON(FL)-LWL | PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU |
| Tang cuốn hạ áp cho cẩu và spreader | CORDAFLEX (SMK) | CORDAFLEX (SMK) |
| Hướng dẫn họ cáp DIN VDE 0250 của FeiChun | BUFLEX-M, TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU | What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? |
| Giới thiệu năng lực vật liệu và sản xuất | tự pha chế hợp chất, tropical hóa | About Feichun Cable |
Hỏi đáp
RONDOFLEX (C)-FC XPRT (N)GRDGCGOEU-J 0,6/1 kV là loại cáp gì?
Cáp tròn hạ áp 0,6/1 kV có màn chắn chung bện đồng mạ thiếc (phủ trên 80 %, trở kháng truyền dưới 100 mΩ/m ở ≤ 30 MHz), ruột đồng class 5, cách điện EPR, vỏ trong EPR GM1b và vỏ ngoài PCP 5GM3. Dùng cho festoon trên cẩu giàn, băng tải di động, hệ thống kho tự động và làm cáp cấp nguồn motor qua biến tần tới 690 V.
Lực kéo, tốc độ và xoắn cho phép?
Theo datasheet: lực kéo 15 N/mm² trên tổng tiết diện các ruột pha, festoon (xe con) tới 240 m/phút, không cho phép xoắn. Tổng hợp của FeiChun cho nhãn XPRT ghi 15/20 N/mm² tĩnh/động, chưa đối chiếu với tài liệu gốc.
Bán kính uốn và đường kính đáy vòng festoon?
Bán kính 4×Ø khi cố định và 5×Ø khi chuyển động. Với 3×50+3×10 (Ø lớn nhất 38,4 mm): R chuyển động 192 mm, đáy vòng tối thiểu 384 mm; khoảng cách đổi chiều chữ S khoảng 768 mm theo quy tắc 20×D của họ RONDOFLEX (tác giả áp dụng).
Điện áp đỉnh 2 400 V có đủ cho biến tần 690 V?
Điện áp thanh cái DC ở lưới 690 V khoảng 932 V; với dung sai lưới 10 % và phản xạ sóng lý tưởng, đỉnh có thể tới khoảng 2 049 V, còn khoảng 15 % biên so với 2 400 V. Cần hỏi hãng biến tần về dV/dt và chiều dài cáp, và dùng bộ lọc dV/dt nếu cần.
Nối màn chắn thế nào cho đúng?
Nối 360° bằng gland EMC ở cả hai đầu (biến tần và hộp đấu motor), hoặc đuôi nối rất ngắn; nối một đầu hoặc đuôi dài làm mất hiệu quả ở dải MHz và có thể tạo đường phóng qua ổ trục.
Khác gì RONDOFLEX thường và CHAIN?
RONDOFLEX thường không có màn chung, thử 3,5 kV, cho xoắn ±25 °/m và cuốn tang tới 60 m/phút. (C)-FC có màn chung, thử 5 kV, không cho xoắn. CHAIN dùng vỏ EVA cho xích dẫn cáp, hành trình dài và mài mòn. Cáp có màn chắn nặng hơn bản không màn chắn khoảng 11 – 37 % tùy cỡ.
Có dùng cho xích dẫn cáp hoặc tang cuốn không?
Không. Datasheet (C)-FC chỉ nêu festoon và không cho xoắn; xích dẫn cáp dùng họ CHAIN, tang cuốn dùng cáp tang cuốn chuyên dụng.
Chứng nhận của FeiChun gồm những gì?
Theo thông tin của FeiChun: CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx và chứng nhận an toàn cháy của Nga. Cần xin bản sao theo đúng mã cáp, dải điện áp, tiết diện và thời hạn hiệu lực; số đăng ký VDE và GOST-R trong datasheet tham khảo thuộc cáp của Prysmian.
Nguồn
- Prysmian, Round Low Voltage Cables for Festoon Operation (RONDOFLEX (N)GRDGOEU, RONDOFLEX(C)-FC (N)GRDGCGOEU-J, FESTOONFLEX PUR-HF, C PUR-HF; rev. 23/02/2016; điện, cơ, cấu tạo, bảng kích thước, trở kháng truyền) [liên kết]
- Vijselaar, RONDOFLEX (C)-FC XPRT (N)GRDGCGOEU-J 0,6/1KV (bảng 15 mã XPRT, gồm 4×16, 4×25, 3×185+3×35; Ø, khối lượng, lực kéo, R uốn) [liên kết]
- CSE Industrial Electrical Distributors, Prysmian Rondoflex (C)-FC (N)GRDGCGOEU-J (tóm tắt datasheet: 15 N/mm², không xoắn, −35/−50 °C, EPR 3GI3) [liên kết]
- Faber Kabel, Cable for festoon application RONDOFLEX (C)-FC (N)GRDGCGOEU (R uốn 4×Ø / 5×Ø, độ phủ màn chắn 80 %, 240 m/phút, VDE 0482-332-1-2) [liên kết]
- Prysmian, Low Voltage Cables for Chain Operation RONDOFLEX(CHAIN) (vỏ EVA, 15 N/mm², 240 m/phút, −35 °C; thử 3,5 kV và 4 kV bản có màn chắn) [liên kết]
- CSE Industrial Electrical Distributors, Prysmian RONDOFLEX (chain) (N)GRDGOEU (hướng dẫn 300 m/phút thử trên thiết bị riêng) [liên kết]
- Prysmian, Brochures: The New Technology XPRT, SMRT, SPCL, XTRM [liên kết]
- FeiChun, RONDOFLEX – полный инженерный обзор серии круглых festoon- и chain-кабелей (ranh giới họ, FMEA, ánh xạ XPRT 15/20 N/mm²) [liên kết]
- FeiChun, About Feichun Cable (tự pha chế hợp chất, vòng kín, điểm kiểm soát chất lượng, CPE, EPR chống thủy phân) [liên kết]
- FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? (ruột mạ thiếc class 5, PUR gốc polyether, họ NSHTÖU, BUFLEX-M) [liên kết]
- Industrial Monitor Direct, Selecting Lapp VFD Cable for Motor Protection and Noise (sóng phản xạ 1,5 – 2 lần U_dc; nối màn chắn 360° hai đầu) [liên kết]
- Industrial Monitor Direct, VFD Cable in Rigid Conduit: Installation and Grounding Guide (dV/dt 1 – 5 kV/µs; nối hai đầu; pigtail ngắn) [liên kết]
- US Patent 10 522 269 (chỉ số mài mòn ISO 4649 của vỏ cáp mỏ; số thấp là chống mài mòn tốt) [liên kết]
- FeiChun Cable: thông tin về chứng nhận của công ty.
Tên tiêu chuẩn và thương hiệu của bên thứ ba chỉ dùng để nhận diện kỹ thuật, không hàm ý liên kết. Số liệu các nguồn có thể khác nhau; hãy đối chiếu với phiên bản tiêu chuẩn hiện hành và bảng dữ liệu của FeiChun.
