Кабели среднего напряжения для барабана: (N)TSCGEWÖU и (N)TSKCGEWÖU 6/10, 8,7/15 и 12/20 кВ для портовых кранов, штабелёров-реклеймеров и горных машин — классы PROTOLON (SMK, SMK+HS, IQ, FL, SC), (N)TSCGEWÖU-эквивалент и TENAX-PUR FeiChun: какие цифры решают при выборе кабеля с оптоволокном, тройной экструзией и защитой от кручения, истирания и воды, и материалы и конструкция FeiChun для кабелей СН

Reeling & Trailing Cables for Cranes & Mining — Feichun Special Cable Blogs
Кабели среднего напряжения для барабана: (N)TSCGEWÖU и (N)TSKCGEWÖU 6/10, 8,7/15 и 12/20 кВ для портовых кранов, штабелёров-реклеймеров и горных машин — классы PROTOLON (SMK, SMK+HS, IQ, FL, SC), (N)TSCGEWÖU-эквивалент и TENAX-PUR FeiChun: какие цифры решают при выборе кабеля с оптоволокном, тройной экструзией и защитой от кручения, истирания и воды, и материалы и конструкция FeiChun для кабелей СН
FEICHUN CABLE · ТЕХНИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ

Кабели среднего напряжения для барабана: (N)TSCGEWÖU и (N)TSKCGEWÖU 6/10, 8,7/15 и 12/20 кВ для портовых кранов, штабелёров-реклеймеров и горных машин — классы PROTOLON (SMK, SMK+HS, IQ, FL, SC), (N)TSCGEWÖU-эквивалент и TENAX-PUR FeiChun: какие цифры решают при выборе кабеля с оптоволокном, тройной экструзией и защитой от кручения, истирания и воды, и материалы и конструкция FeiChun для кабелей СН

В статье разобраны кабели среднего напряжения для кабельных барабанов — те, что питают портальные краны (STS, RMG, ARMG, ASC), штабелёры-реклеймеры, перегружатели и крупные горные машины. Показано, чем кабель СН отличается от низковольтного (полупроводящие слои, расщеплённая жила заземления, испытательное напряжение 11 – 29 кВ, радиус изгиба 10×D и диаметр сердцевины барабана 20×D), как читать классы Prysmian PROTOLON(SMK-200), (SMK), (SMK+HS), (IQ), (FL) и (SC) по опубликованным данным, как влияет класс напряжения на диаметр, массу и барабан, как считать тягу, кручение, ток, падение напряжения, ток КЗ и бюджет оптоволокна, и что в материалах и конструкции FeiChun (тройная экструзия, EPR, расщеплённая жила заземления GE, арамидная колыбель, бандаж, оболочки 5GM5 и PUR, контроль диаметра и эксцентриситета) относится к кабелям СН. Даны сечения кабелей и слоёв жилы, схемы применения, расчёты, перечень документов для запроса и комплект сертификатов FeiChun.

3,6/6 – 12/20 кВ (классы Prysmian)FeiChun: (N)TSCGEWÖU-экв. 6/10 – 18/30 кВСкорость барабана 120 – 300 м/мин (классы Prysmian)R изгиба 10×DТройная экструзия жилыРасщеплённая жила заземленияДо 24 оптоволоконTENAX-PUR до −50 °CТяга 20 – 30 Н/мм²Кручение ±25 °/мFeiChun: CE · UKCA · VDE · EAC · ATEX · IECExСертификат пожарной безопасности РФ
Источники данных. Данные по классам PROTOLON(SMK-200), (SMK), (SMK+HS), (IQ), (SMK) −50 °C и (SC) — из брошюры Prysmian о кабелях PROTOLON MV[1]; таблицы размеров, массы, тяги и тока PROTOLON(SMK) — из таблицы данных Prysmian (ревизия от 23.02.2016)[2]; кабель с оптоволокном и несущим элементом — из таблицы данных PROTOLON(SMK+HS) (ревизия от 06.04.2017)[3]; группы кабелей — из обзоров Prysmian для кранов и горных работ[4][5]; индуктивность и ёмкость — из справочных таблиц класса PROTOLON(M)-R[6]; данные Faber и плоский кабель СН — [7][9]; система IQ — [8]. Материалы, технологии и заявления производителя о (N)TSCGEWÖU-эквиваленте, TENAX-PUR, тройной экструзии и контроле качества — публикации FeiChun[10][11]; нормативный контекст РФ и ЕАЭС — [13][14]. Расчёты (проверка таблиц, диаметр и масса по классам напряжения, ёмкость барабана, тяга на грунте, ток, мощность, падение напряжения, ток КЗ, бюджет оптоволокна) выполнены автором по формулам из текста. PROTOLON, PROTOFIRM, TENAX, CORDAFLEX и связанные названия — товарные знаки третьих лиц, использованы только для идентификации класса; статья не утверждает, что кабели FeiChun имеют такую же конструкцию или характеристики. Всё, что названо «по данным FeiChun», — заявление производителя; для договора нужны таблица данных, протоколы испытаний (включая частичные разряды) и сертификаты на конкретный код. Данные Prysmian относятся к разным годам и местами различаются (например, радиус изгиба 10×D в таблице Prysmian и 12ר в данных Faber); используйте актуальную версию и подтверждение изготовителя. Контакты FeiChun приведены только в разделе «Сертификаты» и в подвале страницы.

1. Обзор: что отличает кабель СН для барабана

Эта статья дополняет материалы FeiChun о низковольтных барабанных, фестонных и волочащихся кабелях: здесь речь о среднем напряжении на барабане — 3,6/6 – 20/35 кВ. Prysmian относит такие кабели к группе «круглые барабанные кабели среднего напряжения»: PROTOLON (SMK), (SMK) LWL, (SMK+HS), (IQ) и TENAX TTS, а плоские — PROTOLON (FL); для берегового питания судов есть отдельный класс PROTOLON (SC)[4]. FeiChun в публикациях называет (N)TSCGEWÖU-эквивалент 6/10 – 18/30 кВ для крупных горных машин и TENAX-PUR 6/10 кВ для холода до −50 °C[10][11].

Чем кабель СН для барабана отличается от кабеля 0,6/1 кВ
Признак0,6/1 кВСН (3,6/6 – 20/35 кВ)Что это значит для проекта
Электрическое полеизоляция без полупроводящих слоёвполупроводящие слои на жиле и поверх изоляции каждой жилыдефект слоя — центр частичных разрядов; нужны данные ЧР[2][11]
Заземлениеодна жила PEрасщеплена на 3 части в промежутках; в других конструкциях — провода GE на экране жилысимметрия поля и низкий уровень помех (по данным Prysmian)[2]
Испытательное напряжение3,5 кВ для 0,6/1 кВ (по данным FeiChun)11 кВ (3,6/6), 17 кВ (6/10), 24 кВ (8,7/15), 29 кВ (12/20)проверять протокол на каждую бухту[1][10]
Радиус изгиба5 – 8×D10×D (таблица Prysmian); 12ר в данных Faberсердцевина барабана 20×D и больше[2][7]
Габарит и массаØ 22 – 30 мм у 4×25 (по данным соседней статьи)Ø 41 – 84 мм, 2,4 – 14,8 т/км (6/10 кВ, 25 – 300 мм²)барабан, привод и натяжение растут[2]
Оптикаредкодо 24 волокон G62,5, G50, E9 в одном кабелеразделка волокон — на заводе или обученным персоналом[3]
Разделкаобычнаянаружный полупроводящий слой снимается (в классе PROTOLON — «Easy Strip»)уточнять совместимость с муфтами и вводом[2]
Правило выбора (автор). Сначала режим (барабан, фестон, волочение), потом класс напряжения по категории сети, затем скорость и тяга, оптика и мониторинг, и только потом сечение по току с поправками на температуру и барабан. Обозначения VDE 0250 трактуются в источниках неодинаково, поэтому в заказе указывайте полное обозначение, U0/U, число и сечение жил, расщепление PE и состав оптики.

2. Классы и линейка: Prysmian PROTOLON и FeiChun

Таблица — эталон класса по опубликованным данным, а не утверждение, что кабели FeiChun совпадают с марками Prysmian.

Линейка Prysmian для барабанов СН (публикации Prysmian)
КлассОбозначениеU0/U, кВСкорость, м/минТяга дин., Н/мм²КручениеТемпература в движении, °CОсобенность
PROTOLON(SMK-200)(N)TSCGEWÖU3,6/6 – 12/20200 (с торца); 160 (центр)25—−35 … +80для умеренной скорости и тяги; до 24 волокон[1]
PROTOLON(SMK)(N)TSCGEWÖU; LWL: (N)TSKCGEWÖU1,8/3 – 12/2024030 (стат. 20)±25 °/м−35 … +80GOST-R/-K/-B, Fire Certificate of Russian Federation[1][2]
PROTOLON(SMK+HS)(N)TSKCGEWÖU6/10; 8,7/15; 12/20300 (от 270)≈ 40 (с несущим элементом)±25 °/м−35 … +80арамидный элемент; бессвинцовая изоляция; 24 волокна[1][3]
PROTOLON(IQ)(N)TSKCGEWÖU1,8/3 – 12/2024030 (стат. 20)—−35 … +80встроенное сенсорное волокно[1]
PROTOLON(SMK) −50 °C(N)TSCGEWÖU; LWL3,6/6 – 12/2024020 (стат.)—−50 … +80арктические компаунды[1]
PROTOLON(SC)(N)TSCGEWÖU6/10—25—−25 … +80береговое питание; IEC/ISO/IEEE 80005-1; испытание 21 кВ[1]
PROTOLON(FL)(N)TSFLCGEWÖU3,6/6 – 8,7/1512015 (общий)—−35 … +80плоский кабель; нагрузка «умеренная»[4][9]
TENAX TTS(N)TSCGEWÖU6/10 (3×35+3×25/3)18025 (20 по данным Faber)—−25 … +80арамид, R 12ר (Faber)[4][7]
PROTOLON(M) R (горный)R-(N)TSCGEWÖU3,6/6 – 20/3512025±100 °/м−35 … +805GM5; Gost-R/-K/-B, TR-CU[5]
Что публикует FeiChun о кабелях СН (по публикациям FeiChun)
СемействоU0/UОболочкаПрименениеКонструкцияЧто не раскрыто
(N)TSCGEWÖU-экв. (вариант «K» с арамидом)6/10 – 18/30 кВ5GM3 / 5GM5экскаваторы, драглайны, крупные штабелёры, роторные экскаваторытройная экструзия; провода GE; арамидная колыбель; бандаж; обычно 3 силовые + 2 жилы заземления + 1 пилотная; оптика (LWL) по запросускорость барабана, тяга, кручение, радиус, испытательные напряжения[10][11]
TENAX-PUR6/10 кВPUR (до −50 °C)Арктика, крупные карьерные машиныопция светящейся оболочки (N)TSCGEH3Sданные таблицы по сечениям[11]
BUFLEX-M (СН до 6,6/6,6 кВ)0,6/1 – 6,6/6,6 кВPUR на основе простых полиэфировпортовые краны, буровые, штабелёрыарамид по оси; бандаж; R 8×D; барабан 60 м/минскорость выше 60 м/мин на барабане[10][11]
Type 240 / Type 2751,1 – 11 кВ / 3,3/3,3 – 6,6/6,6 кВэластомер / CPEволочение в шахтах и карьерахEPR; композитный экран; тропикализацияэто кабели волочения, не барабанные[10]
Максимальная скорость барабана у классов СН, м/мин (опубликованные данные)060120180240300м/минPrysmian PROTOLON(FL) (плоский)120Prysmian PROTOLON(M) R (горный)120Prysmian SMK-200 (центральное питание)160Prysmian TENAX TTS180Prysmian SMK-200 (питание с торца)200Prysmian SMK / IQ / SMK −50 °C240Prysmian SMK+HS (ARMG, ASC)270 +Prysmian SMK+HS (максимум)300FeiChun BUFLEX-M (барабан)60Данные: Prysmian [1][3][4][5][7][9], FeiChun [10]. Для (N)TSCGEWÖU-экв. FeiChun скорость барабана в использованных публикациях не указана.
Рисунок 1. Скорость барабана: от 60 м/мин у BUFLEX-M до 300 м/мин у SMK+HS; для кабеля СН FeiChun скорость нужно запрашивать.
Допустимая динамическая тяга на сумму сечений силовых жил, Н/мм² (опубликованные классы)01020304050Н/мм²Prysmian PROTOLON(FL) (плоский)15Prysmian SMK-20025Prysmian SC25Prysmian TENAX TTS25Prysmian PROTOLON(M) R25Prysmian SMK / IQ30Prysmian SMK+HS (с несущим элементом)≈ 40Данные: Prysmian [1][4][5][7]. SMK+HS: ≈ 40 Н/мм² динамически благодаря центральному арамидному элементу.
Рисунок 2. Допустимая динамическая тяга: 15 – 40 Н/мм²; несущий элемент даёт самый высокий уровень.

3. Конструкция: сечения и слои жилы

Три сечения показывают три решения: трёхжильный кабель с расщеплённой жилой заземления, кабель с оптоволокном и несущим элементом и плоский кабель. Схемы построены по описаниям Prysmian и Faber; для кабелей FeiChun чертёж даётся на конкретный код.

Среднее напряжение, барабан: кабель класса PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU (схема по данным Prysmian)ABCDEF6/10 кВ, 3×50+3×25/3: Ø 43,7 – 46,7 мм; R в движении 467 мм (10×D); 3 570 кг/кмКонструкция класса (по данным Prysmian)AЖила Cu-Sn кл. FS; полупроводящий слой; изоляция EPR (≥ 3GI3)тонкая скрутка против усталости; слой выравнивает поле на поверхности жилыBЖила заземления, расщеплена на три части в межжильных промежуткахсимметрия трёх жил: очень низкий уровень помех, по данным PrysmianCНаружный полупроводящий слой (модифицированный NBR)в классе PROTOLON — «Easy Strip»: снимается на холодную при разделкеDВнутренняя оболочка Sandwich: двойной слой EPR (≥ 5GM3), краснаяслужит водным барьеромEУсиленный бандаж из полиэфирных нитей, вулканизован между оболочкамигасит кручение; допуск ±25 °/мFНаружная оболочка Sandwich: двойной слой PCP (лучше 5GM5)истирание и раздир; УФ, озон, маслоСхема принципа по данным Prysmian [1][2]; не чертёж кабеля FeiChun; толщины слоёв — по таблице данных на код
Рисунок 3. Класс PROTOLON(SMK): три экранированные жилы, расщеплённая жила заземления, двойные оболочки и бандаж; схема принципа.
Среднее напряжение, оптика и высокая скорость: класс PROTOLON(SMK+HS) (N)TSKCGEWÖU (схема по данным Prysmian)ABCDEF8,7/15 кВ, 3×50+2×25/2+1×(24G62,5): Ø 50,5 – 54,5 мм; R 545 мм (10×D); 4 240 кг/кмКонструкция класса (по данным Prysmian)AЦентральный арамидный несущий элемент в колыбели-разделителеповышает допустимую тягу; до 300+ м/минBСиловые жилы Cu-Sn кл. FS; изоляция без свинцаполупроводящие слои как в классе SMKCЖила заземления, расщеплена на две части в двух промежуткахоптика занимает третий промежутокDОптический элемент: шесть трубок вокруг центра, по 1 – 3 волокнадо 24 волокон; G62,5, G50 или E9; оболочка ETFEEВнутренняя оболочка повышенной толщины (EPR/PCP)дополнительная механическая защитаFПолиэфирный бандаж; наружная оболочка PCPоболочка стойка к истиранию; испытание на раздавливаниеСхема принципа по данным Prysmian [3]; не чертёж кабеля FeiChun; оптику у такого кабеля терминируют на заводе или обученный персонал
Рисунок 4. Класс PROTOLON(SMK+HS): арамидный несущий элемент, две части заземления и оптический элемент из шести трубок; схема принципа.
Плоский кабель СН класса PROTOLON(FL) (N)TSFLCGEWÖU (схема по данным Prysmian и Faber)ABCИзгиб в одной плоскости; три жилы лежат параллельноКонструкция класса (по данным Prysmian и Faber)AЖилы Cu-Sn кл. 5; изоляция 3GI3; два полупроводящих слоятри жилы параллельно (не скручены)BОплётка из лужёной меди поверх каждой фазыпо данным Faber для PROTOLON(FL)-LWLCНаружная оболочка 5GM5, краснаястойка к УФ, горению по IEC 60332-1-2Данные: скорость до 120 м/мин; тяга 15 Н/мм²; −35 … +80 °C; нагрузка «умеренная»Испытательное напряжение 6/10 кВ: 17 кВ (Faber)Схема принципа по данным Prysmian [9] и Faber [7]; не чертёж кабеля FeiChun
Рисунок 5. Плоский кабель СН класса PROTOLON(FL): три параллельные жилы, оплётка из лужёной меди на каждой фазе; схема принципа.
Слои силовой жилы СН и распределение электрического поля (схема, не в масштабе)ABCDEЗачем нужны слои (общие принципы и данные Prysmian)AЖила: тонкая скрутка Cu-Sn, класс FSгибкость и усталостная стойкость; лужение — против окисленияBВнутренний полупроводящий слой (EPR)выравнивает поле на поверхности скрутки, исключает воздушные включенияCИзоляция EPR (не хуже 3GI3; у PROTOLON — компаунд HS)основная изоляция; гибкость лучше, чем у XLPE (по общим сведениям)DНаружный полупроводящий слой (модиф. NBR)в классе PROTOLON — «Easy Strip»: снимается на холоднуюEПровода заземления GE / расщеплённая жила PEобратный путь тока замыкания; защита от замыкания на землюЖёлтые линии — радиальное электрическое поле:оно сосредоточено в изоляции между двумя полупроводящими слоями.Схема принципа; значения и толщины слоёв — по таблице данных на конкретный код и классу напряжения
Рисунок 6. Слои силовой жилы СН: жила, полупроводящие слои, изоляция, провода заземления; электрическое поле сосредоточено в изоляции.
Слой — роль — что будет при дефекте — что запросить
СлойРольЕсли слой слабыйЧто запросить
Жила Cu-Sn, класс FSгибкость и усталостная стойкость; лужение против окисленияобрыв проволок, рост сопротивлениячисло проволок, лужение[2]
Внутренний полупроводящий слойвыравнивает поле на поверхности жилывоздушные включения, частичные разрядытип слоя, испытание ЧР[2][11]
Изоляция EPRосновная изоляция; ≥ 3GI3; в классе PROTOLON — компаунд HSпробой, гидролиз во влагетолщина, испытательное напряжение, старение в воде[2]
Наружный полупроводящий слойграница поля; заземление экранаизнос слоя, перегревсвязанный или снимаемый («Easy Strip»); совместимость с муфтой[2]
Жила заземленияобратный путь тока замыканияизлом жил заземления, отказ защитырасщепление, сечение, класс FS[2]
Внутренняя оболочкаводный барьер, основа для бандажавода к жиламдвойной слой, материал[2]
Бандаж (полиэфир)противокрутильное армированиекручение, «штопор»допуск ±25 °/м; испытание на кручение[2][3]
Наружная оболочкаистирание, раздир, УФ, маслопрорыв, влагаISO 4649, раздир, толщина[2]
Оптический элементпередача данныхобрыв, рост затуханиячисло и тип волокон, затухание до и после испытания[3]

4. Электрика: класс напряжения, испытания, поле, заземление

Класс напряжения кабеля задаётся тремя величинами: U0 (между жилой и землёй), U (между жилами) и максимальным рабочим напряжением Um. Prysmian публикует для PROTOLON(SMK) полную таблицу, включая переменное испытательное напряжение.

Классы напряжения и испытания PROTOLON(SMK) (публикации Prysmian [1])
U0/U, кВUm AC, кВUm DC, кВИспытание AC, кВИспытание / U0 (расчёт автора)
1,8/32,1/3,62,7/5,463,3
3,6/64,2/7,25,4/10,8113,1
6/106,9/129/18172,8
8,7/1510,4/1813,5/27242,8
12/2013,9/2418/36292,4

Как выбирают класс. Как правило, уровень U0 выбирает проектировщик по категории сети — прежде всего по времени, в течение которого может существовать замыкание на землю: в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где замыкание допускается длительно, берут более высокий U0 (например, 8,7/15 кВ в сети 10 кВ). Это решение проекта, а не каталога; в таблице выше видно, что более высокий класс стоит больше по диаметру и массе (раздел 6).

Зарядный ток. Ic = 2π·f·C·U0. Для справочных значений ёмкости класса PROTOLON(M)-R (0,37 – 1,03 мкФ/км[6]) при U0 = 6 кВ получается около 0,7 – 1,9 А на километр (оценка автора): для длин барабана 300 – 1 000 м зарядный ток составляет доли ампера до около двух ампер и не определяет сечение.

Заземление и ЭМС. В конструкции PROTOLON(SMK) три жилы лежат симметрично, а жила заземления расщеплена на три части в промежутках; Prysmian указывает, что такая симметричная конструкция при очень узких производственных допусках даёт очень низкий уровень помех[2]. В кабеле с оптикой жилы заземления занимают два промежутка, а третий — оптический элемент[3]. У FeiChun в (N)TSCGEWÖU-эквиваленте провода заземления GE наматываются поверх экрана каждой жилы[11]. Для обеих схем заземляющая цепь должна быть рассчитана на ток замыкания (раздел 6.6).

Инженерный комментарий (автор). Тройная экструзия (внутренний полупроводящий слой, изоляция и наружный полупроводящий слой за один проход) — главный технологический приём для СН: он исключает воздушные включения между слоями. FeiChun описывает именно такую технологию[11]. У Prysmian наружный слой модифицированный NBR с возможностью снятия на холодную («Easy Strip»)[2], у FeiChun в использованных публикациях говорится о связанном слое без воздушных зазоров[11]; для монтажа муфт нужно знать, какой слой заказан.

5. Механика: тяга, кручение, радиус, барабан, скорость

Исходные данные — таблица Prysmian PROTOLON(SMK) 6/10 кВ (ревизия 2016 года)[2]. Prysmian указывает для этого класса: допустимая тяга на жилах 20 Н/мм² постоянно и до 30 Н/мм² при разгоне (по VDE 0298 часть 3 — 15 Н/мм²), кручение ±25 °/м, расстояние при S-образных изменениях направления не менее 20×D, скорость барабана без ограничений, а для скоростей выше 240 м/мин — консультация изготовителя; дополнительные испытания — обратный изгиб и кручение[2].

Rдин = 10 · Dmax; Tст = 20 · ΣSсил; Tдин = 30 · ΣSсил; ΣSсил = 3 · S
Проверка таблицы PROTOLON(SMK) 6/10 кВ (данные Prysmian [2]; столбцы «Н/мм² × ΣS» — расчёт автора)
КабельØ max, ммR в движении, ммR / Ø maxТяга стат. по таблице, Н20 Н/мм² × 3S, НТяга дин. по таблице, Н30 Н/мм² × 3S, НМасса, кг/км
3×25+3×25/340,840810,015001 50022502 2502400
3×35+3×25/343,243210,021002 10031503 1502830
3×50+3×25/346,746710,030003 00045004 5003570
3×70+3×50/350,750710,042004 20063006 3004570
3×95+3×50/356,856810,057005 70085508 5505710
3×120+3×70/360,260210,072007 2001080010 8006840
3×150+3×70/365,565510,090009 0001350013 5008200
3×185+3×95/369,369310,01110011 1001665016 6509690
3×240+3×120/377,877810,01440014 4002160021 60012310
3×300+3×150/383,583510,01800018 0002700027 00014780

Радиус в таблице равен ровно 10×Dmax для всех десяти сечений, а допустимая тяга — 20 Н/мм² (30 Н/мм² динамически) на сумму сечений трёх силовых жил: жилы заземления в тяге не учитываются. В данных Faber для того же семейства PROTOLON(SMK) и для TENAX TTS указан радиус 12ר[7]; разница заметна: для 3×50 это 467 мм против 560 мм. Подтверждайте радиус письменно.

Геометрия барабана и направляющих для PROTOLON(SMK) 6/10 кВ (расчёт автора)
КабельØ max, ммR = 10×D, ммØ сердцевины 2R, ммR = 12×D (Faber), ммØ сердцевины 24×D, ммS-bend ≥ 20×D, ммзажим ≥ 4×D, мм (справочно)свободный участок 40×D, м (справочно)
3×25+3×25/340,84088164909798161631,63
3×50+3×25/346,746793456011219341871,87
3×95+3×50/356,85681136682136311362272,27
3×120+3×70/360,26021204722144512042412,41
3×185+3×95/369,36931386832166313862772,77
3×300+3×150/383,583516701002200416703343,34

Расстояние S-образного изгиба 20×D даёт Prysmian[2]; длину зажима 4×D и свободный участок 40×D приводит LAPP для кабеля другого семейства, как справочный ориентир.

5.1 Моноспиральный барабан: витки и диаметр

π · N · (Dc + D · N) = L; Dc = 20 · D; Øбарабана = Dc + 2·N·D
Число витков и наружный диаметр стопки, м (плотная намотка в одну стопку, без зазоров; расчёт автора)
КабельØ max, ммØ сердцевины, ммL = 300 мL = 500 мL = 800 мL = 1 000 м
3×50+3×25/346,793436 / 4,349 / 5,565 / 7,073 / 7,8
3×120+3×70/360,2120431 / 4,942 / 6,356 / 7,963 / 8,8
3×185+3×95/369,3138628 / 5,339 / 6,851 / 8,559 / 9,5

Для 500 м кабеля 3×50 6/10 кВ стопка получается около 49 витков и 5,5 м в диаметре; 1 000 м дают около 7,8 м. Реальные барабаны имеют зазоры и фланцы; на больших длинах применяют барабаны с многослойной намоткой, которые греются хуже (поправка по току) и требуют проверки скорости. Данные Faber называют для кабеля TENAX TTS моноспиральную и многослойную намотку[7]. Примеры Prysmian: ход 1 000 м на штабелёре-реклеймере, 270 м на автоматическом портальном кране в Сингапуре, 420 м при скорости 270 м/мин в Циндао[1].

5.2 Скорость и динамика

v [м/с] = v [м/мин] / 60; t = v / a; s = v² / (2a)
Время и путь разгона до заявленной скорости (расчёт автора)
Режимv, м/минv, м/сa = 0,5 м/с²: время / путьa = 1,0 м/с²: время / путь
SMK-200, центральное питание1602,675,3 с / 7,1 м2,7 с / 3,6 м
SMK-200, питание с торца2003,336,7 с / 11,1 м3,3 с / 5,6 м
SMK 240; IQ; SMK −50 °C2404,008,0 с / 16,0 м4,0 с / 8,0 м
SMK+HS (ARMG, ASC)2704,509,0 с / 20,2 м4,5 с / 10,1 м
SMK+HS (максимум по брошюре)3005,0010,0 с / 25,0 м5,0 с / 12,5 м

При 300 м/мин (5 м/с) и ускорении 0,5 м/с² разгон занимает 10 с и 25 м пути; нагрузку принимают бандаж, арамидный элемент и сама стопка. Prysmian описывает для SMK+HS более высокую допустимую тягу за счёт центрального несущего элемента и испытания на истирание и раздавливание[3].

6. Расчёты: класс напряжения, тяга на грунте, ток, мощность, падение напряжения, КЗ

6.1 Что стоит класс напряжения по диаметру, массе и барабану

Кабель 3×95+3×50/3 по классам напряжения PROTOLON(SMK) (данные Prysmian [2]; проценты и барабан — расчёт автора)
U0/U, кВØ max, ммØ к 3,6/6Масса, кг/кмМасса к 3,6/6R = 10×D, ммсердцевина 2R, мм
3,6/655,5+0 %5570+0 %5551110
6/1056,8+2 %5710+3 %5681136
8,7/1561,2+10 %6070+9 %6121224
12/2065,6+18 %6660+20 %6561312
Кабель 3×25+3×25/3 по классам напряжения (данные Prysmian [2])
U0/U, кВØ max, ммØ к 3,6/6Масса, кг/кмМасса к 3,6/6R = 10×D, ммсердцевина 2R, мм
3,6/638,5+0 %2210+0 %385770
6/1040,8+6 %2400+9 %408816
8,7/1544,1+15 %2680+21 %441882
12/2047,1+22 %2950+33 %471942
Наружный диаметр 3×25+3×25/3 по классам напряжения, мм (Prysmian PROTOLON(SMK))0102030405060мм38,53,6/640,86/1044,18,7/1547,112/20Данные: Prysmian [2]. Рост диаметра от 3,6/6 до 12/20 кВ — 22 %; масса растёт на 33 %.
Рисунок 7. Диаметр кабеля 3×25 растёт с классом напряжения: толще изоляция — больше барабан.

Вывод: переход с 3,6/6 на 12/20 кВ увеличивает диаметр кабеля 3×25 на 22 % и массу на 33 %, а сердцевину барабана с 770 до 942 мм. Если сеть позволяет, лишний класс напряжения — это лишний барабан.

6.2 Тяга и трение при протягивании по грунту

Lmax = T / (μ · m′ · g)
Длина кабеля на грунте, при которой трение μ = 0,5 достигает допустимой тяги (m′ — масса по таблице; расчёт автора)
Кабель 6/10 кВm′, кг/мT стат., НL, мT дин., НL, м
3×25+3×25/32,4015001272250191
3×35+3×25/32,8321001513150227
3×50+3×25/33,5730001714500257
3×70+3×50/34,5742001876300281
3×95+3×50/35,7157002048550305
3×120+3×70/36,84720021510800322

Даже при трении 0,5 кабель 3×50 допускает по постоянной тяге лишь около 170 м протягивания по грунту; поэтому для длинных ходов важны направляющая барабана, момент привода и отсутствие скручивания. Prysmian показывает именно такой случай: на штабелёре-реклеймере с ходом 1 000 м кабель менялся почти ежегодно, а система IQ выявила сильное закручивание, после регулировки направляющей барабана деформация прекратилась[1].

6.3 Ток и температура

I(θ) = I30 · √((90 − θ) / 60)
Допустимый ток PROTOLON(SMK) 6/10 кВ при разной температуре воздуха, А (расчёт автора от значений таблицы при 30 °C)
Кабель30 °C (таблица)35 °C40 °C45 °C50 °C
3×35+3×25/3162155148140132
3×50+3×25/3202193184175165
3×70+3×50/3250239228217204
3×95+3×50/3301288275261246
3×120+3×70/3352337321305287
3×185+3×95/3461441421399376

Значения таблицы Prysmian — для кабеля на поверхности при 30 °C по VDE 0298-4[2]; для классов 8,7/15 и 12/20 кВ значения немного выше (например, 139 А против 131 А для 3×25) из-за большего диаметра. Кабель, плотно намотанный на барабан, нагревается сильнее; коэффициент для барабана берите из актуального VDE 0298-4 или у изготовителя барабана.

6.4 Мощность, которую передаёт кабель

P = √3 · Uл · I · cos φ; cos φ = 0,85
Активная мощность при допустимом токе (30 °C / 45 °C), МВт (расчёт автора)
Кабель 6/10 кВI при 30 °C / 45 °C, Асеть 6 кВ: P, МВтсеть 10 кВ: P, МВт
3×35+3×25/3162 / 1401,43 / 1,242,39 / 2,07
3×50+3×25/3202 / 1751,78 / 1,552,97 / 2,58
3×70+3×50/3250 / 2172,21 / 1,913,68 / 3,19
3×95+3×50/3301 / 2612,66 / 2,304,43 / 3,84
3×120+3×70/3352 / 3053,11 / 2,695,18 / 4,49

6.5 Падение напряжения

ΔU = √3 · I · L · (R90·cos φ + X·sin φ); R90 = R20 · 1,275; X = 2π·f·Lинд; cos φ = 0,85
Падение напряжения в сети 10 кВ при токе, допустимом при 45 °C (R20 — лужёная жила; индуктивность — справочные значения класса PROTOLON(M)-R [6]; расчёт автора)
Кабель 6/10 кВI при 45 °C, АR90, Ом/кмX, Ом/кмL = 500 мL = 1 000 м
3×35+3×25/31400,7200,09480 В (0,8 %)161 В (1,6 %)
3×50+3×25/31750,5010,08872 В (0,7 %)143 В (1,4 %)
3×70+3×50/32170,3530,08565 В (0,6 %)129 В (1,3 %)
3×95+3×50/32610,2680,08261 В (0,6 %)122 В (1,2 %)
3×120+3×70/33050,2090,07958 В (0,6 %)116 В (1,2 %)
3×185+3×95/33990,1380,07554 В (0,5 %)108 В (1,1 %)
3×300+3×150/35370,0830,07251 В (0,5 %)101 В (1,0 %)

При длинах барабана до 1 км падение напряжения при полном токе составляет 1 – 2 % от 10 кВ: сечение на СН выбирают чаще по току, нагреву на барабане и механике, чем по падению напряжения.

6.6 Ток КЗ и жила заземления

Iкз = k · S / √t; k = 143 (медь, EPR, 90 → 250 °C)
Ток КЗ жилы фазы / жилы заземления, кА (SPE — суммарное сечение трёх частей заземления; расчёт автора)
Кабель 6/10 кВSPE, мм²0,5 с (фаза / PE)1 с (фаза / PE)3 с (фаза / PE)
3×25+3×25/3255,1 / 5,13,6 / 3,62,1 / 2,1
3×50+3×25/32510,1 / 5,17,2 / 3,64,1 / 2,1
3×95+3×50/35019,2 / 10,113,6 / 7,27,8 / 4,1
3×120+3×70/37024,3 / 14,217,2 / 10,09,9 / 5,8
3×185+3×95/39537,4 / 19,226,5 / 13,615,3 / 7,8
3×300+3×150/315060,7 / 30,342,9 / 21,424,8 / 12,4

Значения для 1 с в графе «фаза» совпадают с таблицей Prysmian (например, 7,15 кА для 50 мм²)[2]. Жила заземления, расщеплённая на три части, суммарно имеет меньшее сечение, чем фаза (например, 25 мм² при фазе 50 мм²), поэтому допустимый ток замыкания на землю и время отключения защиты нужно проверять отдельно.

7. Оптоволокно и мониторинг нагрузок

Для портовых кранов и штабелёров оптика в кабеле питания передаёт данные управления. Prysmian выпускает кабели СН с оптическим элементом из шести трубок вокруг центрального элемента, по одному, два или три волокна в каждой, всего до 24 волокон; трубки из ETFE с заполнителем[1][3].

Оптические волокна в кабелях PROTOLON(SMK+HS) (данные Prysmian [3])
ПараметрG62,5/125 мкмG50/125 мкмE9/125 мкм
Типмногомодовое, градиентноемногомодовое, градиентноеодномодовое
Затухание, 850 нм< 3,3 дБ/км< 2,8 дБ/км—
Затухание, 1310 нм< 0,9 дБ/км< 0,8 дБ/км< 0,4 дБ/км
Затухание, 1550 нм——< 0,3 дБ/км
Полоса, 850 нм> 400 МГц> 400 МГц—
Полоса, 1310 нм> 600 МГц> 1 200 МГц—
Числовая апертура0,275 ± 0,020,2 ± 0,020,14 ± 0,02
Хроматическая дисперсия——< 3,5 пс/(нм·км) при 1300 и 1550 нм
Затухание самого волокна в кабеле по длине, дБ (максимум по таблице; расчёт автора)
Волокно и длина волны300 м500 м1 000 м
G62,5, 850 нм (< 3,3 дБ/км)0,991,653,30
G50, 850 нм (< 2,8 дБ/км)0,841,402,80
E9, 1310 нм (< 0,4 дБ/км)0,120,200,40
E9, 1550 нм (< 0,3 дБ/км)0,090,150,30

Затухание волокна в кабеле на длине барабана невелико (для E9 на 1 км — 0,4 дБ); решающими оказываются потери от изгибов и тяги при намотке, соединения и оптический барабанный токосъём. Prysmian прямо указывает, что обработка оптики требует особых навыков и сложного инструмента и поручается заводу; для этого нужно передать размеры подключения[3].

7.1 PROTOLON(IQ): мониторинг нагрузок в самом кабеле

Prysmian описывает PROTOLON(IQ) как барабанный кабель со встроенным сенсорным волокном, которое обнаруживает и сообщает о механических ударах и внезапных отклонениях, позволяя анализировать причину и принимать решения по риску[1][8]. Примеры из брошюры Prysmian:

Примеры применения PROTOLON(IQ) и SMK (публикация Prysmian [1])
ОбъектХод, мЗадачаРезультат
Штабелёр-реклеймер, открытый железорудный карьер (Порт-Хедленд)1 000кабель меняли почти каждый годкабель 11/11 кВ с IQ выявил сильное закручивание; после регулировки направляющей барабана деформация прекратилась; окупаемость менее двух лет
Автоматический портальный кран, Сингапур270на кабеле появлялись перегибы, простоикабель 6/10 кВ с IQ; мониторинг 24/7; без дефектов с мая 2019 г.
Автоматический портальный кран на рельсах, Циндао420малое сечение, скорость 270 м/минSMK 6/10 кВ 3×25+2×25/2+24E9 с несущим элементом; работает без отказов с 2019 г.

Инженерный комментарий (автор). Для длинных ходов (сотни метров) и дорогих кабелей мониторинг нагрузок и направляющих барабана окупается быстрее самого кабеля. В использованных публикациях FeiChun функции сенсорного волокна нет; но FeiChun называет оптические элементы в числе настраиваемых конфигураций[10]. Если проекту нужен мониторинг, обсуждайте это с FeiChun отдельно, а регулировку направляющей и контроль закручивания закладывайте как минимум административно (периодический замер).

8. Сравнение: что публикуют Prysmian и FeiChun

Матрица раскрытия параметров для барабанных кабелей СН (прочерк — не опубликовано в использованных материалах)
ПараметрPrysmian PROTOLON(SMK)FeiChun (N)TSCGEWÖU-экв. / TENAX-PURЧто запросить у FeiChun
Классы напряжения1,8/3 – 12/20 кВ (SMK); 6/10 – 12/20 (HS)6/10 – 18/30 кВ; TENAX-PUR 6/10 кВ[10][11]таблицы по классам
Испытание AC11 / 17 / 24 / 29 кВ (3,6/6 – 12/20)[1]—значения и протокол на бухту
ЖилаCu-Sn, класс FSCu-Sn, класс 5 (класс 6 по запросу)[10]класс и число проволок
ИзоляцияEPR (HS), не хуже 3GI3EPR 3GI3; силановая модификация (заявление)[10][11]толщина, старение в воде
Управление полемвнутренний слой EPR + наружный модиф. NBR, Easy Stripтройная экструзия; связанный слой без воздушных зазоров[11]тип слоя; снятие на холодную
Заземлениетри части в промежутках / две части с оптикойпровода GE поверх экранов жил; 2 жилы заземления + пилотная[11]сечение и расположение
Бандажполиэфир, вулканизован между оболочкамиполиэфирный бандаж; вариант «K» с арамидной колыбелью[11]допуск по кручению
ОболочкаPROTOFIRM Sandwich: двойной слой EPR / PCP (лучше 5GM5)5GM3 / 5GM5; PUR у TENAX-PUR[11]ISO 4649, раздир, толщина
Тяга20 стат. / 30 дин. Н/мм² (SMK); ≈ 40 (HS)[1]—допустимое усилие по коду
Кручение±25 °/м[2]—допуск и испытание
Радиус изгиба10×D (таблица); 12ר (Faber)[2][7]—радиус в движении по коду
Скорость барабана200 / 240 / 300 м/мин по классам[1]BUFLEX-M: 60 м/мин; для СН-кабеля — не раскрыта[10][11]скорость и тип барабана
Оптикадо 24 волокон G62,5, G50, E9[3]оптические элементы по запросу (конфигурация)[10]число волокон, затухание, разделка
МониторингPROTOLON(IQ): сенсорное волокно[1][8]—возможность
Температура в движении−35 … +80 °C; −50 °C (арктический класс)[1]TENAX-PUR до −50 °C[11]температура по коду
СертификатыGOST-R/-K/-B, Fire Certificate of Russian Federation (SMK)[1]CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx, сертификат пожарной безопасности РФ[15]копии на код и срок действия

Инженерный комментарий (автор). На скоростях портальных кранов 200 – 300 м/мин публично документированы именно классы PROTOLON: скорость, тяга, кручение и испытания даны таблицами. Для кабелей СН FeiChun в использованных публикациях раскрыты конструкция, материалы, диапазон напряжений и производственный контроль, но не скорость барабана, тяга, кручение и радиус. Поэтому для портального крана с высокой скоростью запрашивайте у FeiChun письменные значения и протоколы; для горных машин с меньшей скоростью (экскаваторы, драглайны, штабелёры) основными вопросами остаются материал оболочки, водо- и абразивостойкость, ЧР и разделка.

9. Применения: схемы

Восемь схем показывают, где кабель СН для барабана работает «по профилю», где нужен другой класс и где он не подходит. Оценки отражают публикации Prysmian и FeiChun[1][10][11] и общие инженерные ограничения.

Портальный кран: барабан СН, питание из центрапитаниеПрофильный режим класса PROTOLON(SMK)скорость 160 м/мин (центр) – 200 м/мин (с торца) у SMK-200оптика и управление — в том же кабеле
Портальный кран: барабан СН; центральное питание 160 м/мин, с торца 200 м/мин (SMK-200)[1]
Штабелёр-реклеймер на длинном ходу (сотни метров)Профильный режим: СН, барабан, оптикаPrysmian: ход до 1 000 м, 11/11 кВ (пример IQ)большой барабан и нагрев: ток по полному барабану
Штабелёр-реклеймер на длинном ходу: СН, барабан, оптика[1]
Береговое питание судна: отдельный класспричалсудно!PROTOLON(SC): погружение, IEEE 80005-16/10 кВ; испытание 21 кВ; −25 … +80 °Cне использовать кабель класса SMK для этого режима
Береговое питание судна: отдельный класс PROTOLON(SC)[1]
Карьерный экскаватор: СН по грунтуПрофильный режим: TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU-экв.6/10 – 18/30 кВ; PUR до −50 °C (по FeiChun)важны защита проездов и укладка
Карьерный экскаватор: TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU-экв.[11]
Мониторинг механических нагрузок на кабель (класс IQ)барабанмониторнагрузоксенсорное волокно в кабелеПример: PROTOLON(IQ), датчик — в кабелеPrysmian: Сингапур, ARMG 270 м; Порт-Хедленд, 1 000 му FeiChun такой функции в публикациях нет — обсуждать
Мониторинг нагрузок: PROTOLON(IQ) с сенсорным волокном[1][8]
Разделка кабеля с оптикой на вводемуфта / ввод!Оптику обрабатывает завод или обученный персоналPrysmian: нужны особые навыки и инструментзаказывайте разделку и размеры ввода у изготовителя
Разделка кабеля с оптикой: завод или обученный персонал[3]
S-образный изгиб на близких роликахРасстояние меньше 20×D — повреждениеPrysmian: S-bend не менее 20×Dдля 6/10 кВ 3×50: 20×46,7 = 934 мм
S-образный изгиб на близких роликах: меньше 20×D нельзя[2]
Кабель СН висит под собственным весомВертикальная подвеска — не профиль SMKнужен несущий элемент по длине (класс HS) или расчётуточнять допустимую подвеску у изготовителя
Вертикальная подвеска без несущего элемента: нельзя[3]
Проверка по сценариям
СценарийОсновная нагрузкаЧто проверить
Портальный кран STS, RMG, ARMG, ASCскорость 200 – 300 м/мин, тяга, кручениекласс по скорости (SMK-200, SMK, SMK+HS); R 10×D; оптика; нагрев барабана[1]
Штабелёр-реклеймер, перегружательдлинный ход (сотни метров), закручиваниенаправляющая барабана; контроль закручивания; ток по полному барабану[1]
Береговое питание судовпостоянное погружение, стандарт 80005-1класс PROTOLON(SC) или аналог; испытание 21 кВ[1]
Горные машины: экскаватор, драглайн, роторный экскаваторволочение по грунту, истирание, холодTENAX-PUR до −50 °C; (N)TSCGEWÖU-экв.; защита проездов[11]
Арктика−50 °CPUR или арктическая резина; данные по холодному изгибу[1][11]
Кабель с оптикойразделка и защита волокназавод; затухание до и после испытания[3]
Плоский барабан СНизгиб в одной плоскости, до 120 м/минPROTOLON(FL)-класс; тяга 15 Н/мм²[4][9]

10. Технологии и конструкция FeiChun для кабелей СН

FeiChun называет главным конкурентным преимуществом собственную разработку рецептур оболочек и изоляции (PUR, CPE, EPR) от базовых полимеров и замкнутый производственный цикл[10]. Для кабелей СН значимы не все решения, а те, что работают на электрическое поле, механику барабана и воду. Всё ниже — публикации FeiChun; применимость к коду подтверждается чертежом, таблицей данных и протоколами.

Что в публикациях FeiChun относится к кабелям СН
ЭлементЗаявление FeiChunЗначение для СН-кабеля на барабане
Тройная экструзия жилывнутренний полупроводящий слой, изоляция EPR и наружный слой наносятся одновременно; цель — диэлектрик без воздушных включений[11]любая пустота — центр частичных разрядов; ключ к сроку службы СН
Изоляция EPR (3GI3)EPR по DIN VDE 0207 ч. 20; для тропиков — силановая модификация и обработка наполнителей[10][11]гибкость и влагостойкость; метод и протокол проверять
Провода заземления GEнамотаны поверх экрана каждой жилы[11]обратный путь тока и защита от замыкания на землю
Арамидная колыбель («K»)арамидный разделитель воспринимает тягу; для вертикальных барабанов и ходов более 200 м[11]разгрузка меди при длинном ходе
Бандажполиэфирный бандаж против кручения[11]защита от «штопора» на барабане
Оболочки5GM3 (≥ 10 Н/мм²) и 5GM5 (≥ 15 Н/мм²) по DIN VDE 0207 ч. 21; PUR для −50 °C (TENAX-PUR)[11]истирание, холод; светящаяся оболочка (N)TSCGEH3S — опция
Замкнутое управление экструзиейконтроль диаметра и эксцентриситета, лазерный замер, непрерывная вулканизация; эксцентриситет ≤ 10 %[10]равномерная изоляция и оболочка
Испытание каждой бухтыпеременное напряжение, сопротивление изоляции > 500 МОм·км при 20 °C, сопротивление жилы, размеры[10]для СН важны значения и протокол ЧР
Прослеживаемостьбухта → партия компаунда → партия меди[10]разбор причин отказа по партии
Тропикализациялужёная жила, гидролитически стойкий EPR, толщина изоляции класса 3,3 кВ на 40 – 50 % больше, водоблок, CPE < 0,5 % влаги[10]относится к кабелям волочения 3,3/3,3 кВ; для барабана СН — как принцип
Настраиваемые конфигурацииоптические элементы, жилы заземления, маркировка напряжения под систему заземления, конструкция под барабан и угол укладки[10]возможность адаптации под проект

10.1 Замкнутый производственный цикл (кратко)

Этапы производства по публикации FeiChun [10]
ЭтапСодержание
1. Рецептурасмешивание полимеров и добавок; испытание реологии, механики и химии каждой партии до выпуска
2. Жилаэлектролитическая медь, лужение, скрутка класса 5 или 6 по МЭК 60228; контроль олова XRF (5 – 10 мкм)
3. Экструзиязамкнутое управление диаметром и эксцентриситетом; лазерный контроль; непрерывная вулканизация
4. Сборкапланетарные скрутчики с компьютерным контролем шага и натяжения; арамид по оси
5. Выходной контрольиспытание напряжением и сопротивлением изоляции каждой бухты; размеры; документ прослеживаемости
Инженерный комментарий (автор): вопросы к FeiChun для кабеля СН на барабане. (1) Испытательные напряжения по классам и протокол частичных разрядов на каждой бухте (метод — IEC 60885-3); (2) тип наружного полупроводящего слоя — связанный или снимаемый на холодную — и совместимость с муфтами и вводами; (3) скорость барабана, тип барабана и число слоёв; (4) допустимая тяга, допуск по кручению, радиус в движении по коду; (5) расщепление и сечение жил заземления, ток замыкания; (6) число и тип оптических волокон, затухание до и после испытания, порядок разделки; (7) данные по абразивной стойкости и раздиру оболочки; (8) документ прослеживаемости и сертификаты на код.

11. Испытания и документы

Какие испытания и документы запросить для кабеля СН на барабане
Испытание / документОснованиеЧто уточнить
Испытание напряжением переменного тока11 / 17 / 24 / 29 кВ для 3,6/6 – 12/20 кВ у PROTOLON(SMK)[1]значение и время для вашего класса; протокол на бухту
Частичные разрядыIEC 60885-3чувствительность, критерий, протокол на бухту
Обратный изгиб и кручениедополнительные испытания Prysmian для SMK[2]радиус, число циклов, критерий, состояние жил и экрана после
Истирание и раздавливаниедополнительные испытания Prysmian для SMK+HS[3]метод и результаты; ISO 4649 для оболочки
Сопротивление изоляции и жилыпо данным FeiChun: > 500 МОм·км при 20 °C[10]значения по бухте
Размеры и эксцентриситетFeiChun: ≤ 10 %[10]Ø min – max; допуск
Оптиказатухание и полоса (таблица 7)[3]OTDR до и после испытания на изгиб и кручение
МаслоIEC 60811-404тип масла
Горение одиночного кабеляIEC 60332-1-2не заменяет испытание пучка
Береговое питаниеIEC/ISO/IEEE 80005-1; для PROTOLON(SC) — испытание 21 кВ[1]только для этого режима

12. Типичные отказы и профилактика

Срок службы изоляции кабеля определяют тепловые, электрические, механические и средовые факторы, причём влага усиливает электрические и химические процессы[12]; на барабане к ним добавляются закручивание, вытяжка и истирание.

Отказы кабелей СН на барабане (тезисы автора по данным [1][2][3])
ОтказПризнакиПричинаПрофилактика
Закручивание кабеля на барабанедеформация, рост нагрузокнеточная направляющая, кручение сверх ±25 °/мрегулировка направляющей; мониторинг нагрузок[1][2]
Частичные разряды и пробой на вводерост ЧР, пробойвоздушные включения, ошибка разделки, неподходящий тип полупроводящего слояпротокол ЧР; совместимость с муфтой[2][11]
Вытяжка и излом жилудлинение, обрыв проволоктяга выше допустимой; кабель на грунте длиннее допустимого20 – 30 Н/мм² по ΣS силовых жил; несущий элемент[2][3]
Износ наружной оболочкизадиры, прорывистирание о барабан и ролики, раздавливаниеоболочка 5GM5 / PUR; ISO 4649; испытание на раздавливание[3]
Радиус меньше допустимогоусталость, изломS-bend менее 20×D; сердцевина менее 20×Dрасчёт геометрии (раздел 5)[2]
Перегрев на барабаненагрев, старение изоляциимногослойная намотка, высокая температурапоправки по току и температуре[2]
Обрыв оптикирост затухания, потеря связиперегиб, тяга, ошибка разделкиразделка на заводе; OTDR[3]
Вода и гидролиз в тропикахпадение сопротивления изоляцииповреждение оболочки, влажный климатоболочка с низким водопоглощением; водоблок; лужёная жила[10]
Неверный класс напряженияранний пробой или лишняя массавыбор по каталогу, а не по категории сетирешение проектировщика по режиму заземления сети[1]

13. Данные для заказа

Контрольный список для запроса кабеля СН на барабан
ДанныеЗачем
Тип машины, режим (барабан, фестон, волочение), длина хода, скорость, ускорениекласс по скорости и тяге
Напряжение сети, режим заземления нейтрали, категория сетикласс U0/U
Мощность или ток, число жил, сечения, расщепление PE, пилотные жилыкод и ток
Оптика: число волокон, тип (G62,5, G50, E9), порядок разделкиконфигурация и завод
Барабан: тип, Ø сердцевины, Ø наружный, число слоёв, направляющие, S-bendрадиус и нагрев
Климат: температура, УФ, соль, влага, кислая вода, холодоболочка
Вводы и муфты: тип, требуемый наружный полупроводящий слойразделка
Таблица данных на код: Ø min – max, масса, тяга, радиус, ток, КЗпроектирование барабана
Протоколы: напряжение, ЧР, изгиб и кручение, истирание, оптикаприёмка
Сертификаты на код и срок действиядокументация проекта

14. Сертификаты FeiChun и нормативный контекст РФ/ЕАЭС

FeiChun Cable: полный комплект сертификатов

По информации FeiChun, кабельные системы компании соответствуют требованиям CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx и имеют сертификат пожарной безопасности Российской Федерации. Такой комплект упрощает приёмку на проектах портов, горных предприятий и промышленности, особенно когда один заказчик закупает барабанные, фестонные, цепные и волочащиеся горные кабели у одного поставщика.[15]

CE — Европейский союз
UKCA — Великобритания
VDE — немецкий стандарт
EAC — ЕАЭС
ATEX — взрывоопасные зоны
IECEx — международная схема
Сертификат пожарной безопасности РФ
Нормативный контекст для кабелей СН
ДокументЧто регулируетПрактический вывод
ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования»по данным источника — 50 – 1000 В переменного и 75 – 1500 В постоянного тока[14]кабели выше 1 кВ в этот диапазон не входят: схему и документы подтверждения соответствия СН-кабеля уточняйте у органа по сертификации и заказчика; запрашивайте у FeiChun EAC и сертификат пожарной безопасности именно на код СН
ФЗ № 123; ГОСТ 31565-2012требования пожарной безопасности к кабельным изделиям для зданий и сооружений[13]уточнить, какое свидетельство нужно на объекте для кабеля подвижной машины
ATEX / IECExоборудование для взрывоопасных средактуально для трасс в зонах с газом или пылью; уточнить предмет документа (кабель, система, ввод)
Отметки в публикациях Prysmian для PROTOLON(SMK)GOST-R/-K/-B, Fire Certificate of Russian Federation[1]показывает ожидания рынка; запрашивайте их у любого поставщика
Как правильно использовать сертификаты. Запросите копии и сверьте код кабеля, диапазон напряжения, сечения, область применения и срок действия. DIN VDE 0250-813, VDE 0298-3, VDE 0298-4, МЭК 60228, IEC 60885-3, IEC 60332-1-2 — это нормативные ссылки, а не сертификаты; сертификат одного семейства не переносится на другое. Номера сертификатов в статье не приводятся: они берутся из документов FeiChun.
FeiChun Cable / 飞纯电缆
Технические запросы и проекты: [email protected]
Телефон
+86 13855123218

15. Карта выбора кабелей FeiChun и ссылки

Низковольтные барабанные, фестонные, цепные и волочащиеся кабели FeiChun и кабели СН подбираются по отдельным семействам. Ниже — материалы на сайте FeiChun; часть написана на английском или вьетнамском языке, значения в них могут меняться при обновлении. Окончательным основанием служит таблица данных на код вашей партии.

Материалы FeiChun
ТемаКабельСтатья
Руководство по семейству DIN VDE 0250 (на англ.)(N)TSCGEWÖU, TENAX-PUR, BUFLEX-MWhat Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable?
Материалы и производство (на англ.)PUR, CPE, EPR; тропикализацияAbout Feichun Cable
Волочащийся горный кабель (на англ.)Type 240, Type 275, TENAX-PURWhat Is Mining Trailing Cable?
TENAX-PUR 6/10 кВ (на англ.)TENAX-PUR (N)TSCGEH3STENAX-PUR (N)TSCGEH3S I 6–10 kV
Светящийся СН-кабель для подземных ПДМ (на англ.)(N)TMCGEH3S(N)TMCGEH3S: Active LED MV Trailing Cables
Барабанный кабель СН 15 кВ с оптикой (на вьетнамском)PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 кВPROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV
Плоский барабанный кабель СН с оптикой (на вьетнамском)PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖUPROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU

Вопросы и ответы

Чем кабель СН для барабана отличается от кабеля 0,6/1 кВ?

У кабеля СН есть полупроводящие слои на жиле и поверх изоляции, расщеплённая жила заземления, значительно более высокое испытательное напряжение (у PROTOLON(SMK) 11, 17, 24 и 29 кВ для 3,6/6, 6/10, 8,7/15 и 12/20 кВ), больший диаметр и радиус изгиба (10×D в таблице Prysmian) и разделка с удалением полупроводящего слоя.

Какой класс напряжения выбрать: 6/10, 8,7/15 или 12/20 кВ?

Класс U0/U выбирает проектировщик по категории сети и времени замыкания на землю. Более высокий класс увеличивает диаметр и массу: для 3×25 переход с 3,6/6 на 12/20 кВ даёт +22 % по диаметру и +33 % по массе, а сердцевина барабана растёт с 770 до 942 мм.

Какой радиус изгиба и диаметр сердцевины барабана нужны?

В таблице Prysmian PROTOLON(SMK) радиус в движении равен 10×D: для 3×50 6/10 кВ это 467 мм и сердцевина 934 мм; S-образный изгиб — не менее 20×D (934 мм). В данных Faber указано 12ר (560 мм). Подтверждайте радиус письменно.

Какая скорость и тяга допустимы?

Prysmian: SMK-200 — 200 м/мин (с торца) и 160 м/мин (центр), 25 Н/мм² динамически; SMK — 240 м/мин и 30 Н/мм²; SMK+HS — 300 м/мин и около 40 Н/мм² с несущим элементом; плоский PROTOLON(FL) — 120 м/мин и 15 Н/мм². Тяга считается на сумму сечений трёх силовых жил.

Сколько оптоволокон можно встроить в кабель СН?

До 24 волокон G62,5, G50 или E9 по данным Prysmian; затухание E9 на 1 км составляет не более 0,4 дБ при 1310 нм. Разделку оптики выполняет завод или обученный персонал; FeiChun называет оптические элементы в числе настраиваемых конфигураций.

Что такое PROTOLON(IQ) и нужен ли мониторинг нагрузок?

Это кабель со встроенным сенсорным волокном, которое обнаруживает механические удары и отклонения. В примере Prysmian на штабелёре-реклеймере с ходом 1 000 м система выявила закручивание кабеля; после регулировки направляющей барабана деформация прекратилась, окупаемость менее двух лет. У FeiChun такой функции в использованных публикациях нет.

Что публикует FeiChun о кабелях СН и что нужно запросить?

FeiChun описывает (N)TSCGEWÖU-эквивалент 6/10 – 18/30 кВ с тройной экструзией, проводами заземления GE, арамидной колыбелью, полиэфирным бандажом и оболочкой 5GM3/5GM5, а также TENAX-PUR 6/10 кВ для −50 °C. Скорость барабана, тяга, кручение, радиус и испытательные напряжения в использованных публикациях не указаны: запрашивайте их письменно вместе с протоколом частичных разрядов.

Какие сертификаты есть у FeiChun?

По информации FeiChun: CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx и сертификат пожарной безопасности РФ. Запросите копии на код СН, диапазон напряжения, сечения и срок действия; ТР ТС 004/2011 относится к диапазону до 1 000 В, а для СН схему подтверждения уточняйте.

Как связаться с FeiChun?

Телефон: +86 13855123218; электронная почта: [email protected].

Источники

  1. Prysmian Group, PROTOLON MV reeling cables (брошюра 2021-07: классы SMK-200, SMK, SMK+HS, IQ, SMK −50 °C, SC; скорости, тяга, напряжения, отметки, примеры) [ссылка]
  2. Prysmian, PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWOEU: medium voltage reeling cables (ревизия 23.02.2016; конструкция, таблицы 1,8/3 – 12/20 кВ) [ссылка]
  3. Prysmian, PROTOLON(SMK+HS) (N)TSKCGEWOEU (ревизия 06.04.2017; оптика, несущий элемент, таблицы) [ссылка]
  4. Prysmian Group Deutschland, Kabel und Leitungen für Krananwendungen: Produktübersicht (версия 4, 2024-02) [ссылка]
  5. Prysmian Group Deutschland, Kabel und Leitungen für Berg- und Tunnelbau: Produktübersicht (версия 3, 2022-12) [ссылка]
  6. Prysmian, Low voltage cables for chain operation, раздел PROTOLON(M)-R 6 kV и 25 kV (ёмкость, индуктивность) [ссылка]
  7. Faber Kabel, таблицы данных PROTOLON(SMK), TENAX TTS (R 12ר, 20 Н/мм², 180 м/мин) и PROTOLON(FL)-LWL [TENAX TTS] [PROTOLON(SMK)] [PROTOLON(FL)-LWL]
  8. Prysmian, PROTOLON(IQ) System (описание системы мониторинга) [ссылка]
  9. Prysmian, Medium Voltage Flat: PROTOLON(FL) (N)TSFLCGEWOEU (скорость 120 м/мин) [ссылка]
  10. FeiChun, About Feichun Cable (материалы, производство, тропикализация, контроль качества, настраиваемые конфигурации; 10.03.2026) [ссылка]
  11. FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? ((N)TSCGEWÖU-экв., TENAX-PUR, BUFLEX-M; 10.03.2026) [ссылка]
  12. Anghelescu L., Handra A.D., Diaconu B.M. Degradation Pathways of Electrical Cable Insulation: A Review of Aging Mechanisms and Fire Hazards. Fire, 2025, 8(10), 397, doi:10.3390/fire8100397 [ссылка]
  13. ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности» (материалы NormaCS и ВНИИПО МЧС России) [ссылка]
  14. ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования»: сертификация кабеля, диапазон 50 – 1000 В AC [ссылка]
  15. FeiChun Cable: информация о сертификатах компании (публикуется на страницах feichuncables.com).

Названия стандартов и товарные знаки третьих лиц (PROTOLON, PROTOFIRM, TENAX, CORDAFLEX) использованы только для технической идентификации и не означают связи с владельцами знаков. Данные источников могут различаться; сверяйтесь с действующими версиями стандартов и таблицами данных FeiChun на конкретный код и партию.

FEICHUN CABLE

[email protected]
+86 13855123218

Кабели среднего напряжения для барабана FeiChun — техническая статья, обновлено 12.10.2026.

Previous Article

Фестонные кабели и кабели для энергоцепей FeiChun: BUFLEX-M (PUR), NSHTÖU-экв., классы RONDOFLEX, FESTOONFLEX и PLANOFLEX — какие цифры решают при выборе кабеля для кареточного фестона, кабелеукладчика и мобильных конвейеров на портовых кранах и горных машинах, и материалы и конструкция FeiChun для кабелей с высокой усталостной и абразивной стойкостью

Next Article

Кабели среднего напряжения для волочения по грунту: (N)TSCGEWÖU и NTSCGECEWÖU 3,6/6 – 20/35 кВ для карьерных экскаваторов, драглайнов и мобильных дробилок — классы PROTOLON(SB), PROTOLON(SB-SAM), TENAX-SAS, TENAX-PUR и TENAX-LUMEN и эквиваленты FeiChun: какие цифры решают при выборе кабеля, стойкого к растяжению, кручению, истиранию, раздавливанию и холоду до −50 °C, и материалы и конструкция FeiChun для горных кабелей СН

Write a Comment

Leave a Comment

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注