PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV: cáp tang cuốn trung thế 15 kV tích hợp sợi quang cho cẩu container, máy rải – thu hồi và thiết bị mỏ – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu, thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn

Reeling & Trailing Cables for Cranes & Mining — Feichun Special Cable Blogs
PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV: cáp tang cuốn trung thế 15 kV tích hợp sợi quang cho cẩu container, máy rải – thu hồi và thiết bị mỏ – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu, thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn
FEICHUN CABLE · BÀI KỸ THUẬT

PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV: cáp tang cuốn trung thế 15 kV tích hợp sợi quang cho cẩu container, máy rải – thu hồi và thiết bị mỏ – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu, thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn

Bài viết phân tích cáp tang cuốn trung thế 8,7/15 kV tích hợp sợi quang, kiểm tra bằng tính toán các thông số trong datasheet (bán kính uốn 10×D, đường kính lõi tang, khoảng cách chữ S, lực kéo và lực tăng tốc, chiều dài treo, dòng theo lớp cuốn và nhiệt độ, sụt áp, dòng ngắn mạch và tiết diện đất, điện áp thử, suy hao và cự ly truyền của sợi quang), đối chiếu với cáp dẹt PROTOLON(FL)-LWL và cáp quang tang cuốn tách riêng, phân định ranh giới sử dụng (tang cuốn, đổi hướng chữ S, xích dẫn cáp, kéo lê mỏ), trình bày công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn (EPR ba lớp ép đồng thời, ruột mạ thiếc, phần tử chịu kéo aramid, bện chống xoắn, vỏ PUR polyether và CPE nhiệt đới hóa, kiểm soát sản xuất), và nêu danh mục hồ sơ cần yêu cầu, gồm bộ chứng nhận của FeiChun.

8,7/15 kV (Um 17,5 kV)Thử 24 kVEPR ≥ 3GI3 · vỏ PCP ≥ 5GM5Ruột mạ thiếc rất mảnhSợi quang 6 – 24 sợiXoắn ±25 °/mR uốn 10×DKéo 2 700 – 19 200 NChuyển động −35 … +80 °C3×25 – 3×300 mm²FeiChun: CE · UKCA · VDE · EAC · ATEX · IECEx
Nguồn dữ liệu. Cấu tạo, thông số điện – nhiệt – hóa – quang – cơ và bảng kích thước lấy từ datasheet PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV của Prysmian, bản in 10/10/2026[1], đối chiếu với datasheet các họ cáp tang cuốn trung thế 3,6/6 – 8,7/15 kV của Faber Kabel (điện áp làm việc tối đa, điện áp thử)[2][3], họ cáp dẹt PROTOLON(FL)-LWL[4][5], cáp quang tang cuốn Nexans Rheycord[6], tiêu chuẩn thử cơ học cáp quang IEC 60794-1-21[7], cự ly truyền Ethernet theo IEEE 802.3[8], hệ số giảm dòng cho cáp cuốn trên tang theo VDE 0298-4 (trích qua LAPP)[9], khớp quay quang dùng cho tang cuốn[10], brochure cáp tang cuốn trung thế tròn của Prysmian[14] và công bố về vật liệu, thiết kế, kiểm tra chất lượng của FeiChun[11][12]. Các con số tính (tỷ lệ R/D, lực kéo trên tiết diện ruột, chiều dài treo và kéo trượt, khối lượng cuộn, dòng theo lớp cuốn và nhiệt độ, sụt áp, ngắn mạch, suy hao quang theo chiều dài, tỷ lệ đồng) do tác giả tính theo công thức trong bài. PROTOLON, PROTOFIRM, RHEYCORD, RHEYFIRM, BiTcrane là tên thương mại của bên thứ ba, chỉ dùng để nhận diện loại cáp; bài này không khẳng định cáp của FeiChun có cấu tạo hay số liệu giống các cáp đó. Số liệu chính thức cho cáp của FeiChun (cấu tạo, kích thước, điện áp thử, bán kính uốn, lực kéo, sợi quang, chứng nhận) phải lấy từ bảng dữ liệu và biên bản thử của FeiChun cho đúng mã. Các nguồn có thể lệch nhau ở vài dòng; những chỗ lệch đã tìm thấy được nêu ngay trong bài.

1. Tổng quan và cách đọc ký hiệu

PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV là cáp tang cuốn trung thế mềm có tích hợp sợi quang để truyền đồng thời năng lượng và dữ liệu, dùng khi cáp chịu tải cơ học cao hoặc cực cao: tốc độ di chuyển lớn, tải kéo động, đổi hướng nhiều lần sang các mặt phẳng khác nhau, bị quật khi chạy qua con lăn và chịu xoắn; chủ yếu cho thiết bị di động như cẩu container chạy nhanh và các thiết bị di động lớn[1]. LWL là Lichtwellenleiter, tức sợi quang.

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với kỹ sư cảng và mỏ, điểm khác của cáp này so với cáp tang cuốn trung thế thông thường là ba thứ gộp trong một vỏ: (1) cách điện 8,7/15 kV, điện áp thử 24 kV; (2) phần tử đỡ trung tâm nâng lực kéo cho phép lên 21,3 – 36,0 N/mm² tiết diện ruột pha (so với quy tắc 15 N/mm² theo VDE 0298-3 ghi trong brochure họ cáp tròn[14]); (3) 12 hoặc 24 sợi quang nằm trong một khe giữa các lõi, giúp bỏ một cáp quang chạy riêng trên cùng tang. Cái giá là đường kính lớn (43,4 – 92,7 mm), bán kính uốn 10×D (469 – 927 mm) và dòng cho phép bị cắt mạnh khi cuốn nhiều lớp (mục 5.3). Cấu hình hai dây đất tách và một phần tử quang chiếm ba khe giữa ba lõi pha: cách đọc 2×25/2 là hai dây, mỗi dây 12,5 mm², tổng 25 mm² (tác giả đọc theo mô tả cấu tạo của datasheet).

Cách đọc ký hiệu và đối chiếu với cấu tạo trong datasheet
Phần ký hiệuÝ nghĩa (theo cách FeiChun công bố)Đối chiếu với datasheet [1]
(N)kiểu cáp được VDE công nhận[11]datasheet ‘based on DIN VDE 0250-813’
Tcáp tang cuốn / cáp kéo[11]ứng dụng: tang cuốn, thiết bị di động
Knôi đỡ gia cường aramid (Kevlar)[11]phần tử đỡ trung tâm; vật liệu không nêu
GEdây đất phân bố[11]dây đất tách nằm trong các khe
Wbện polyester[11]bện polyester chống xoắn; xoắn ±25 °/m
Övỏ chịu dầu[11]chịu dầu theo EN 60811-404
Uvỏ đàn hồi (cao su hoặc PUR)[11]vỏ ngoài PCP đặc biệt, tối thiểu 5GM5
LWLLichtwellenleiter: sợi quangphần tử quang 6 ống, 6 – 24 sợi
XPRThậu tố tên thương mại trong tiêu đề datasheetkhông phải chữ trong mã VDE
8,7/15 kVU0/U; U0 = 8,7 kV pha – đất, U = 15 kV pha – phaUm 17,5 kV; thử 24 kV

Chữ C và chữ S trong mã (N)TSKCGEWÖU đọc theo DIN VDE 0292; datasheet không nêu màn chắn đồng nào, nên cấu hình màn chắn và lớp bán dẫn cần xác nhận bằng bản vẽ mặt cắt của đúng mã.

Đặc tính chính (datasheet)
Hạng mụcGiá trịÝ nghĩa kỹ thuật
Điện áp danh địnhU0/U (Um) 8,7/15 (17,5) kV; U = 15 000 V[1]Faber ghi điện áp làm việc tối đa 18 kV cho họ 8,7/15 kV[2][3]
Điện áp thử24 kV[1]2,76 lần U0
Ruộtđồng mạ thiếc, rất mảnh (class FS); dây đất cùng loại[1]mềm cho uốn lặp; mạ thiếc chống oxy hóa ở khí hậu mặn ẩm
Cách điệnEPR (PROTOLON HS), hợp chất đặc biệt trên 3GI3; bán dẫn trong EPR, bán dẫn ngoài NBR bóc được[1]ba lớp: bán dẫn – cách điện – bán dẫn
Bố trí lõiba lõi; dây đất tách và phần tử quang nằm trong các khe, có phần tử đỡ trung tâm[1]giữ hình học cụm lõi khi uốn và kéo
Vỏ trong / bện / vỏ ngoàiPCP sandwich EPR/CR; bện polyester; PCP đặc biệt trên 5GM5[1]chịu mài mòn, dầu, ozone, UV, nước biển
Cơ họcxoắn ±25 °/m; tốc độ tang không hạn chế (trên 300 m/phút hỏi hãng); R chuyển động 10×D[1]bảng kích thước khớp 10×D lớn nhất ở 9/10 cỡ (mục 4)
Nhiệt độruột 90 °C; ngắn mạch 250 °C; cố định −50 … +80 °C; chuyển động −35 … +80 °C[1]chuyển động −35 °C; vùng lạnh hơn cần cáp vỏ PUR như TENAX-PUR
Quangphần tử quang 6 ống, 1 – 4 sợi mỗi ống; bản chuẩn 24E9[1]G62,5, G50, E9 theo yêu cầu
Chứng nhận trong datasheetGOST-R/-K/-B (chứng nhận cháy Liên bang Nga của cáp Prysmian)[1]không phải chứng nhận của FeiChun

2. Cấu tạo: lõi ba lớp bán dẫn – EPR – bán dẫn, hai dây đất và phần tử quang nằm trong khe

Từ trong ra ngoài: ruột đồng mạ thiếc rất mảnh; lớp bán dẫn trong EPR; cách điện EPR; lớp bán dẫn ngoài NBR bóc được dễ; ba lõi bện quanh phần tử đỡ trung tâm, hai dây đất tách và phần tử quang 6 ống nằm trong các khe; vỏ trong PCP sandwich EPR/CR; bện polyester; vỏ ngoài PCP[1]. Faber mô tả họ cáp lai tương đương là cáp tang cuốn có sợi quang và lõi điều khiển có màn chắn cho ứng dụng đổi hướng và cuốn[3].

Mặt cắt cáp 3×95+2×50/2+1×(24E9LWL) (sơ đồ theo mô tả của datasheet)Ø cáp = 60,9 – 64,9 mm (3×95)12356789104Cấu tạo (sơ đồ)1Ruột đồng mạ thiếc, rất mảnh (class FS)3×95: Ø ruột 13,8 mm; R 20 °C ≤ 0,210 Ω/km (khớp giới hạn ruột mềm mạ thiếc IEC 60228)2Lớp bán dẫn trong: EPR bán dẫnkiểm soát điện trường ở mặt ruột3Cách điện EPR (PROTOLON HS), tối thiểu 3GI3bề dày danh định không công bố; thử 24 kV; 90 °C liên tục, 250 °C ngắn mạch4Lớp bán dẫn ngoài: NBR bóc được dễ (easy-strip)thuận lợi cho thi công đầu cáp trung thế5Hai dây đất (PE) tách, trong hai khe: 2×50/2 mm²mỗi dây 25 mm²; ruột đồng mạ thiếc rất mảnh6Phần tử quang: 6 ống quanh phần tử đỡ, mỗi ống 1 – 4 sợibản chuẩn 24E9 = 24 sợi đơn mode; 12 hoặc 24 sợi G62,5, G50, E9 theo yêu cầu7Phần tử đỡ trung tâmdatasheet không nêu vật liệu; các cáp tương đương dùng sợi tổng hợp hoặc aramid8Vỏ trong: PCP (PROTOFIRM), sandwich EPR/CR đặc biệtđệm giữa cụm lõi và bện9Bện polyester chống xoắndatasheet: xoắn cho phép ±25 °/m10Vỏ ngoài: PCP đặc biệt, tối thiểu 5GM5chịu dầu EN 60811-404, ozone, UV, nước biển; màu vẽ chỉ minh họaMinh họa nguyên lý theo datasheet [1]; bề dày từng lớp, vị trí khe và màu theo bản vẽ của nhà sản xuất; không theo tỷ lệ
Hình 1. Mặt cắt cáp 3×95+2×50/2+1×(24E9LWL): ba lõi pha, hai dây đất tách và phần tử quang trong ba khe, phần tử đỡ trung tâm, vỏ trong, bện polyester, vỏ ngoài; minh họa nguyên lý, không theo tỷ lệ bề dày từng lớp.
Phần tử quang phóng to: 6 ống × 1 – 4 sợi = 6, 12, 18 hoặc 24 sợiABCDThành phầnAPhần tử đỡ trung tâmcác ống được bện quanh phần tử này; vật liệu theo bản vẽBSáu ống chứa sợimỗi ống 1, 2, 3 hoặc 4 sợi; 12 sợi = 6 × 2, 24 sợi = 6 × 4CSợi quang: lõi/vỏ phản xạ 125 µm, lớp phủ 250 µmG62,5/125, G50/125 (đa mode) hoặc E9/125 (đơn mode); màu chỉ minh họaDPhần tử quang nằm trong một khe giữa hai lõi phahai khe còn lại chứa hai dây đất táchThông số sợi theo datasheet [1]G62,5/125: suy hao < 3,3 dB/km @ 850 nm · < 0,9 dB/km @ 1 310 nm · NA 0,275 ± 0,02G50/125: suy hao < 2,8 dB/km @ 850 nm · < 0,8 dB/km @ 1 310 nm · NA 0,2 ± 0,02E9/125: suy hao < 0,4 dB/km @ 1 310 nm · < 0,3 dB/km @ 1 550 nm · NA 0,14 ± 0,02Tán sắc màu E9: < 3,5 ps/(nm·km) @ 1 300 nm · < 18 ps/(nm·km) @ 1 550 nmMinh họa nguyên lý theo datasheet [1] và mô tả của Faber [4]; số ống và số sợi theo cấu hình đặt hàng; không theo tỷ lệ
Hình 2. Phần tử quang phóng to: sáu ống bện quanh phần tử đỡ trung tâm, mỗi ống 1 – 4 sợi (6 × 4 = 24 sợi); minh họa nguyên lý.
Từ lớp cấu tạo đến chế độ hỏng
LớpVai tròNếu thiếu hoặc kémCần yêu cầu
1. Ruột mạ thiếc, rất mảnhchịu uốn lặp và quật; mạ thiếc chống oxy hóađứt sợi do mỏi uốn; đồng trần oxy hóa ở đầu cáp trong khí hậu mặn ẩmsố sợi, đường kính sợi; bề dày lớp thiếc; điện trở ≤ giới hạn IEC 60228
2. Lớp bán dẫn trongđồng đều điện trường mặt ruộtphóng điện cục bộ ở khe hở giữa ruột và cách điện khi cáp bị uốnkết quả thử phóng điện cục bộ theo mã
3. Cách điện EPR (≥ 3GI3)chịu 8,7 kV pha – đất, 90 °Clỗ rỗng hoặc tạp chất gây cây điện; thủy phân khi ngâm lâu ở nhiệt độ caobề dày danh định và nhỏ nhất; ép ba lớp đồng thời; thử già hóa trong nước
4. Lớp bán dẫn ngoài NBRđồng đều điện trường mặt ngoài; bóc dễ khi làm đầu cápbám dính kém: bóc không sạch, phóng điện ở đầu cápđiện trở suất; lực bóc
5. Hai dây đất tách trong kheđường dòng sự cố chạm đấttiết diện đất chỉ khoảng một nửa tiết diện pha ở cỡ lớn (mục 5.5)tiết diện từng dây và tổng; có lõi pilot kiểm tra liên tục đất hay không
6. Phần tử quang 6 ốngbảo vệ sợi khỏi lực kéo và nén khi quấn tangsuy hao tăng dần do uốn vi mô; gãy sợi khi vượt biến dạng cho phéploại ống và chất lấp; chiều dài dư sợi; thử IEC 60794-1-21 E1, E3, E6, E7
7. Phần tử đỡ trung tâmnhận lực kéo thay cho ruột đồng và sợi quangruột và sợi chịu kéo trực tiếp; xoắn ốc lõivật liệu (aramid, thép, sợi tổng hợp); mô-đun và độ giãn
8. Vỏ trong, bện polyesterđệm; chống xoắn ±25 °/mxoắn ốc (corkscrew) khi cuốn nhiều lớpbước bện; góc bện; thử xoắn
9. Vỏ ngoài PCP ≥ 5GM5chịu mài mòn, dầu, ozone, UV, nước biển, cháy lanmòn thủng hoặc nứt thì ẩm vào lõihấp thụ ẩm; mài mòn ISO 4649; độ bền xé; bề dày vỏ

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với cáp trung thế, lớp bán dẫn trong và ngoài là bộ phận làm việc chứ không phải phụ kiện: khi cáp bị uốn và quật ngàn lần mỗi ca, chỉ cần một khe hở giữa lớp bán dẫn và cách điện là phóng điện cục bộ bắt đầu. Vì vậy FeiChun nhấn mạnh việc ép ba lớp bán dẫn – EPR – bán dẫn đồng thời để cách điện không có lỗ rỗng[11]; datasheet Prysmian chỉ nêu vật liệu từng lớp mà không nêu phương pháp ép, nên đây là câu hỏi cần đặt cho mọi nhà cung cấp. Về phần quang, ba khe giữa ba lõi là khe duy nhất đủ rộng để chứa dây đất và phần tử quang mà không làm tăng đường kính cáp; đổi lại, phần tử quang nằm gần lõi pha nhất, nên lực nén ngang khi cuốn nhiều lớp truyền thẳng vào khe này.

Ghi chú về cấu hình. Datasheet không nêu lõi điều khiển hay lõi pilot (kiểm tra liên tục đất) trong cáp này. Nếu hệ thống bảo vệ của cẩu hoặc máy rải cần giám sát liên tục đất, hãy hỏi cấu hình có lõi pilot hoặc phương án khác; FeiChun mô tả cấu tạo tiêu biểu của họ (N)TSCGEWÖU là ba lõi lực, hai lõi đất và một lõi pilot, có thể thêm phần tử quang theo yêu cầu[11].

3. Thông số theo datasheet

Điện, nhiệt và hóa
Thông sốGiá trịGhi chú
Điện áp danh định U0/U (Um)8,7/15 (17,5) kV[1]điện áp danh định U = 15 000 V
Điện áp thử24 kV[1]Faber: thử 24 kV, điện áp làm việc tối đa 18 kV cho họ 8,7/15 kV[2][3]
Nhiệt độ ruột90 °C làm việc; 250 °C ngắn mạch[1]ngắn mạch tính với k = 143 (mục 5.5)
Nhiệt độ môi trườngcố định −50 … +80 °C; chuyển động −35 … +80 °C[1]ngoài trời được
Hóa và cháychậm cháy IEC 60332-1-2; chịu dầu, ozone, UV, nước biển[1]vỏ PCP chứa clo; datasheet không nêu halogen, khói, IEC 60332-3
Cơ học
Thông sốGiá trịGhi chú
Lực kéo lâu dàităng thêm nhờ phần tử đỡ; xem bảng: 2 700 N (3×25) đến 19 200 N (3×300)[1]không bằng 15 N/mm² × tiết diện (mục 4)
Lực kéo khi tăng tốc3 950 N đến 28 700 N[1]bằng 1,46 – 1,50 lần lực kéo lâu dài
Bán kính uốntheo VDE 0298-3: 6×D lắp cố định; 10×D chuyển động; 20×D khoảng cách tối thiểu giữa hai lần đổi hướng chữ S[1]bảng khớp 10×D lớn nhất ở 9/10 cỡ
Tốc độ tang cuốn (gantry)không hạn chế; trên 300 m/phút nên hỏi nhà sản xuất[1]datasheet không nêu festoon hay xích dẫn cáp
Xoắn±25 °/m[1]cáp dẹt cùng dòng không cho phép xoắn[5]
Thử bổ sunguốn ngược, uốn qua con lăn, ứng suất xoắn[1]datasheet không nêu số chu kỳ và tiêu chí đạt
Quang
Thông sốG62,5/125G50/125E9/125 (đơn mode)
Đường kính vỏ phản xạ / sợi (kể cả lớp phủ)125 µm / 250 µm125 µm / 250 µm125 µm / 250 µm
Suy hao ở 850 nm< 3,3 dB/km< 2,8 dB/km–
Suy hao ở 1 310 nm< 0,9 dB/km< 0,8 dB/km< 0,4 dB/km
Suy hao ở 1 550 nm––< 0,3 dB/km
Băng thông ở 850 nm> 400 MHz> 400 MHz–
Băng thông ở 1 310 nm> 600 MHz> 1 200 MHz–
Khẩu độ số0,275 ± 0,020,2 ± 0,020,14 ± 0,02
Tán sắc màu––< 3,5 ps/(nm·km) ở 1 300 nm; < 18 ps/(nm·km) ở 1 550 nm
Điểm lệch và điểm datasheet không nói. (1) Um: datasheet ghi 17,5 kV, còn Faber ghi điện áp làm việc tối đa 18 kV cho họ 8,7/15 kV[2][3]; hai số có định nghĩa khác nhau (điện áp cao nhất của thiết bị so với điện áp làm việc tối đa theo VDE), không phải mâu thuẫn. (2) R uốn cỡ 3×25: datasheet ghi 469 mm, trong khi 10 × 46,4 = 464 mm; 9 cỡ còn lại khớp đúng 10×D. (3) Băng thông sợi quang được ghi bằng ‘MHz’ không kèm ‘km’; bài này hiểu là MHz·km theo thông lệ, cần hãng xác nhận. (4) Bảng sợi ghi ‘graded index’ cho cả ba loại kể cả E9/125; với sợi đơn mode, hãy hỏi chuẩn sợi (ITU-T G.652.D hay G.657) trong hồ sơ. (5) Datasheet không nêu bề dày cách điện và vỏ, điện dung, điện kháng, thử phóng điện cục bộ, số chu kỳ uốn, độ dư chiều dài sợi, vật liệu ống quang và phần tử đỡ; các số này phải lấy từ nhà sản xuất cáp.

4. Kích thước, kiểm tra theo bảng và cách đọc lực kéo

Hai bảng dưới gom đủ 10 dòng của datasheet[1]. Các cột R / Dmax, kéo / tiết diện pha, Cu / khối lượng và công suất biểu kiến do tác giả thêm để kiểm tra; số liệu còn lại là số của datasheet. Mã SAP chỉ có ở bốn cỡ đầu.

Kích thước, khối lượng và tiết diện dây đất (datasheet [1])
Cấu tạoMã (SAP)Ø ruột, mmØ cáp, mmKhối lượng, kg/kmDây đất, mm² (mỗi dây)Cu / khối lượng, % (tác giả)
3×25+2×25/2+1×(24E9LWL)204703447,143,4 – 46,43 00012,5 × 230
3×35+2×25/2+1×(24E9LWL)204703458,346,0 – 49,03 45012,5 × 233
3×50+2×25/2+1×(24E9LWL)204703469,950,8 – 53,84 35012,5 × 236
3×70+2×35/2+1×(24E9LWL)2047034711,854,9 – 57,95 35017,5 × 241
3×95+2×50/2+1×(24E9LWL)–13,860,9 – 64,96 95025,0 × 243
3×120+2×70/2+1×(24E9LWL)–15,464,4 – 68,48 10035,0 × 247
3×150+2×70/2+1×(24E9LWL)–17,268,8 – 72,89 45035,0 × 249
3×185+2×95/2+1×(24E9LWL)–19,074,1 – 78,111 30047,5 × 251
3×240+2×120/2+1×(24E9LWL)–21,880,8 – 84,814 05060,0 × 253
3×300+2×150/2+1×(24E9LWL)–24,487,7 – 92,717 10075,0 × 255
Cơ học, điện và công suất (datasheet [1])
Cấu tạoKéo lâu dài, NKéo khi tăng tốc, NTăng tốc / lâu dài (tác giả)Kéo / tiết diện pha, N/mm² (tác giả)R uốn chuyển động, mmR / Dmax (tác giả)R ruột 20 °C, Ω/kmDòng, A (30 °C)S ở 15 kV, MVA (tác giả)
3×25+2×25/22 7003 9501,4636,046910,110,7951393,61
3×35+2×25/23 3004 8501,4731,449010,000,5651724,47
3×50+2×25/24 2006 2001,4828,053810,000,3932155,59
3×70+2×35/25 4008 0001,4825,757910,000,2772656,88
3×95+2×50/26 90010 2501,4924,264910,000,2103198,29
3×120+2×70/28 40012 5001,4923,368410,000,1643719,64
3×150+2×70/210 20015 2001,4922,772810,000,13242811,12
3×185+2×95/212 30018 3501,4922,278110,000,10848812,68
3×240+2×120/215 60023 3001,4921,784810,000,081757414,91
3×300+2×150/219 20028 7001,4921,392710,000,065466017,15
R = 10 · Dmax; T15 = 15 · ΣSpha; ví dụ 3×95: R = 10 · 64,9 = 649 mm; 15 · 285 = 4 275 N so với 6 900 N của datasheet

Kiểm tra: (1) R uốn bằng 10 × D lớn nhất ở 9 trên 10 cỡ; riêng 3×25 là 469 mm so với 464 mm tính được (sai lệch +5 mm, 1,1 %). (2) R ruột 20 °C khớp giới hạn IEC 60228 cho ruột mềm mạ thiếc ở cả 10 cỡ (0,795; 0,565; 0,393; 0,277; 0,210; 0,164; 0,132; 0,108; 0,0817; 0,0654 Ω/km, tác giả đối chiếu). (3) Lực kéo lâu dài không bằng 15 N/mm² × tiết diện pha: nó cao gấp 1,4 – 2,4 lần (36,0 N/mm² ở 3×25 giảm dần còn 21,3 N/mm² ở 3×300), vì phần tử đỡ trung tâm nhận phần lớn lực; đây là điểm khác cáp tang cuốn không có phần tử đỡ. (4) Lực kéo tăng tốc bằng 1,46 – 1,50 lần lực kéo lâu dài ở mọi cỡ, nên có thể dùng 1,5 làm hệ số nội suy cho cỡ ngoài bảng khi hãng xác nhận. (5) Tỷ lệ đồng trên khối lượng từ 30 % đến 55 % (đồng 8,89 kg/km mỗi mm², tính cả dây đất); phần còn lại là cách điện, bán dẫn, vỏ, bện và phần tử đỡ.

Bốn cỡ cáp vẽ cùng tỷ lệ (3 px cho 1 mm)3×50 (PE 25 mm²)Ø 50,8 – 53,8 mm4 350 kg/km · R uốn 538 mm3×95 (PE 50 mm²)Ø 60,9 – 64,9 mm6 950 kg/km · R uốn 649 mm3×185 (PE 95 mm²)Ø 74,1 – 78,1 mm11 300 kg/km · R uốn 781 mm3×300 (PE 150 mm²)Ø 87,7 – 92,7 mm17 100 kg/km · R uốn 927 mm
Hình 3. Bốn cỡ 3×50, 3×95, 3×185, 3×300 vẽ cùng tỷ lệ: đường kính tăng từ 53,8 mm lên 92,7 mm (+72 %), khối lượng tăng 3,9 lần.
Lực kéo cho phép của datasheet theo cỡ (N)05 00010 00015 00020 00025 00030 000N2 7003 9503×253 3004 8503×354 2006 2003×505 4008 0003×706 90010 2503×958 40012 5003×12010 20015 2003×15012 30018 3503×18515 60023 3003×24019 20028 7003×300kéo lâu dài (N)kéo khi tăng tốc (N)Lực kéo tăng tốc bằng 1,46 – 1,50 lần lực kéo lâu dài ở cả 10 cỡ (tác giả tính từ datasheet [1]).Giá trị lớn hơn 15 N/mm² × tiết diện ruột pha vì có phần tử đỡ trung tâm (datasheet: ‘increased tensile load through additional support element’).
Hình 4. Lực kéo cho phép lâu dài và khi tăng tốc theo cỡ; số liệu datasheet [1].

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Hai điểm đáng chú ý với người thiết kế tang. Thứ nhất, đường kính lớn: 3×185 có đường kính tối đa 78,1 mm và bán kính 781 mm, nên đường kính lõi tang tối thiểu đã khoảng 1,56 m. Thứ hai, tiết diện dây đất chỉ bằng khoảng một nửa tiết diện pha ở cỡ lớn (3×300 có tổng 150 mm² đất): không ảnh hưởng điều kiện vận hành bình thường nhưng quyết định thời gian cắt sự cố cho phép (mục 5.5).

5. Tính toán cho tang cuốn, nguồn điện và sợi quang

5.1 Bán kính uốn, đường kính lõi tang và khoảng cách chữ S

Rchuyển động = 10 · Dmax; Dc ≥ 2R; LS ≥ 20 · Dmax; Rcố định = 6 · Dmax; ví dụ 3×95: R = 649 mm; Dc ≥ 1 298 mm; LS ≥ 1 298 mm
Hình học tang và con lăn (D lấy theo giá trị lớn nhất của bảng)
Cấu tạoDmax, mmR chuyển động (datasheet), mmDc lõi tang ≥ 2R, mmLS chữ S ≥ 20×D, mmR lắp cố định 6×D, mmm′, kg/mm′·g, N/m
3×5053,85381 0761 0763234,3542,7
3×7057,95791 1581 1583475,3552,5
3×9564,96491 2981 2983896,9568,2
3×12068,46841 3681 3684108,1079,5
3×18578,17811 5621 56246911,30110,9
3×30092,79271 8541 85455617,10167,8

Bán kính 10×D, khoảng cách chữ S 20×D và 6×D lắp cố định là quy tắc theo VDE 0298-3 được datasheet dẫn[1]. Bán kính tính đến mặt trong của cáp ở chỗ uốn nên đường kính lõi tang lấy bằng 2R (tác giả đọc theo thông lệ); số 2R chỉ là tối thiểu, đường kính lõi tang thực còn phụ thuộc số lớp, chiều rộng tang và góc lệch dẫn hướng. Cáp tang cuốn trung thế tương đương của Faber ghi 12ר cho chế độ cuốn của họ (N)TSCGEWÖU-SR FO[3]; vì vậy luôn xác nhận hệ số bán kính của đúng mã cáp trước khi chốt đường kính tang.

5.2 Lực kéo, chiều dài treo, kéo trượt và khối lượng cuộn

Ltreo = T / (m′ · g); Ltrượt = T / (μ · m′ · g); mcuộn = m′ · L; ví dụ 3×95: Ltreo = 6 900 / (6,95 · 9,81) ≈ 101 m
Giới hạn kéo của datasheet quy ra chiều dài và khối lượng cuộn (biên trên, không tính rung và va đập)
Cấu tạoT lâu dài, NT tăng tốc, Nm′, kg/mm′·g, N/mL treo (T lâu dài)L trượt μ = 0,4L trượt μ = 0,6Cuộn 300 mCuộn 500 m
3×252 7003 9503,0029,492 m229 m153 m900 kg1 500 kg
3×504 2006 2004,3542,798 m246 m164 m1 305 kg2 175 kg
3×956 90010 2506,9568,2101 m253 m169 m2 085 kg3 475 kg
3×18512 30018 35011,30110,9111 m277 m185 m3 390 kg5 650 kg
3×30019 20028 70017,10167,8114 m286 m191 m5 130 kg8 550 kg

Lực kéo trong bảng là giới hạn, không phải tải thiết kế: trên thiết bị thực, lực kéo ở tang là tổng lực tăng tốc, ma sát qua con lăn và máng, và trọng lượng đoạn cáp treo. Quy ra chiều dài, mọi cỡ đều tương ứng khoảng 92 – 114 m cáp treo thẳng đứng, nên với cáp dài trên 300 m thì lực dẫn hướng và kẹp giữ cáp quan trọng hơn lực kéo tĩnh. Khối lượng cuộn quyết định mô-men tang và khung: 500 m cáp 3×185 nặng 5,65 t, 500 m cáp 3×300 nặng 8,55 t (tác giả tính). Các giá trị trượt chỉ cho cảm nhận về biên; kéo lê trên nền đá không phải ứng dụng của datasheet (mục 7).

5.3 Dòng cho phép: lớp cuốn trên tang và nhiệt độ môi trường

Dòng trong bảng là dòng theo VDE 0298-4 bảng 15 cho cáp cao su đặt trên bề mặt ở 30 °C[1]. Khi cáp nằm kín trên tang, nhiệt không thoát ra được; VDE 0298-4 quy định hệ số giảm theo số lớp: 0,80; 0,61; 0,49; 0,42; 0,38 (1 đến 5 lớp)[9]. Ở cảng nhiệt đới, thêm hệ số nhiệt độ môi trường:

I(θ, n) = I30 · klớp(n) · √((90 − θ) / (90 − 30)) = I30 · klớp · √((90 − θ) / 60); ví dụ 3×95, 4 lớp, 40 °C: 319 · 0,42 · √(50/60) ≈ 122 A
3×95: dòng đã hiệu chỉnh theo số lớp và nhiệt độ môi trường, A (tác giả tính)
Số lớp trên tang30 °C35 °C40 °C45 °C50 °C
1 lớp (×0,80)255244233221208
2 lớp (×0,61)195186178169159
3 lớp (×0,49)156150143135128
4 lớp (×0,42)134128122116109
5 lớp (×0,38)12111611110599
nhả khỏi tang (×1)319305291276260
Dòng cho phép khi cáp nằm trên tang nhiều lớp, ở 30 °C (A)0100200300400500600700A17213110590823×502551951561341213×953902982392051853×1855284033232772513×3001 lớp (×0,80)2 lớp (×0,61)3 lớp (×0,49)4 lớp (×0,42)5 lớp (×0,38)Dòng 30 °C theo datasheet [1] × hệ số cuộn tang của VDE 0298-4 (0,80; 0,61; 0,49; 0,42; 0,38), trích qua LAPP [9]; tác giả tính.Hệ số áp dụng cho cáp cuốn kín trên tang; khi cáp được nhả ra khỏi tang, dòng tăng lại (mục 5.3).
Hình 5. Dòng cho phép theo số lớp trên tang ở 30 °C: cỡ 3×300 từ 660 A (nhả khỏi tang) còn 251 A khi cuốn 5 lớp; tác giả tính từ datasheet [1] và hệ số VDE 0298-4 [9].

Công thức hiệu chỉnh nhiệt là công thức chuẩn cho cáp 90 °C; hệ số chính thức theo bảng VDE 0298-4 hiện hành. Hệ số tang áp dụng cho cáp cuốn kín và làm việc liên tục; chế độ ngắt quãng, đoạn cáp đã nhả khỏi tang và cuốn lệch tâm cho dòng cao hơn, nên hãy tính nhiệt theo chu trình thực. Datasheet không tính bức xạ mặt trời lên cáp đen hoặc đỏ.

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Trên thực tế hệ số lớp quan trọng hơn tiết diện: cuốn 4 lớp làm 3×95 mất 58 % dòng, trong khi nhảy từ 3×95 lên 3×120 chỉ tăng 16 % dòng. Nếu tải gần giới hạn, ưu tiên giảm số lớp (tang rộng hơn) hoặc dùng tang nhiều vòng một lớp thay vì tăng tiết diện, vì mỗi cỡ tăng làm tăng đường kính, bán kính và khối lượng.

5.4 Sụt áp và công suất truyền

ΔU = √3 · I · L · (R90 °C · cos φ + X · sin φ); R90 °C = R20 · 1,275; cos φ = 0,85; X = 0,10 Ω/km (giả định của tác giả)
Sụt áp ba pha ở 50 Hz (ΔU bằng vôn không phụ thuộc điện áp lưới; phần trăm lần lượt so với 6,6 kV / 11 kV / 15 kV; tác giả tính)
Tải200 m400 m600 m
3×50, 80 A≈ 13 V (0,20 % / 0,12 % / 0,09 %)≈ 27 V (0,40 % / 0,24 % / 0,18 %)≈ 40 V (0,60 % / 0,36 % / 0,27 %)
3×95, 120 A≈ 12 V (0,18 % / 0,11 % / 0,08 %)≈ 23 V (0,35 % / 0,21 % / 0,16 %)≈ 35 V (0,53 % / 0,32 % / 0,23 %)
3×185, 200 A≈ 12 V (0,18 % / 0,11 % / 0,08 %)≈ 24 V (0,36 % / 0,21 % / 0,16 %)≈ 35 V (0,53 % / 0,32 % / 0,24 %)

Điện kháng X = 0,10 Ω/km là giá trị giả định cho cáp trung thế ba lõi (datasheet không công bố điện kháng). Ở trung thế, sụt áp hiếm khi quyết định tiết diện; giới hạn nằm ở dòng theo số lớp cuốn, lực kéo và đường kính tang. Công suất biểu kiến √3·U·I ở 15 kV bằng 3,61 MVA (3×25, 139 A) đến 17,15 MVA (3×300, 660 A) khi nhả khỏi tang; khi cuốn nhiều lớp phải nhân hệ số ở mục 5.3.

5.5 Ngắn mạch và đường dòng sự cố

Ingắn mạch = k · S / √t, k = 143 (đồng, 90 → 250 °C)
Dòng ngắn mạch chịu được (k = 143, tác giả tính) và tiết diện đất
Cấu tạoRuột pha 0,5 sRuột pha 1 sRuột pha 3 sMột dây đất 1 sCả hai dây đất 1 sĐất / pha
3×25 (đất 12,5 × 2 mm²)5,06 kA3,58 kA2,06 kA1,79 kA3,58 kA100 %
3×50 (đất 12,5 × 2 mm²)10,11 kA7,15 kA4,13 kA1,79 kA3,58 kA50 %
3×95 (đất 25,0 × 2 mm²)19,21 kA13,59 kA7,84 kA3,58 kA7,15 kA53 %
3×185 (đất 47,5 × 2 mm²)37,41 kA26,45 kA15,27 kA6,79 kA13,59 kA51 %
3×300 (đất 75,0 × 2 mm²)60,67 kA42,90 kA24,77 kA10,72 kA21,45 kA50 %

Tiết diện hai dây đất tách bằng 100 % pha ở 3×25 nhưng chỉ còn 71 % ở 3×35 và 47 – 58 % ở các cỡ từ 3×50 đến 3×300 (tác giả tính từ cấu hình trong tên mã). Với lưới trung tính nối đất qua điện trở, dòng chạm đất thường nhỏ nên đường đất đủ; với lưới nối đất trực tiếp hoặc có nguồn dự phòng song song, hãy lấy dòng chạm đất và thời gian cắt của bảo vệ rồi so với cột ‘Cả hai dây đất’. Datasheet không công bố tiết diện màn chắn nào, nên không có đường dòng sự cố thứ ba.

5.6 Điện áp 8,7/15 kV, điện áp thử 24 kV và cấp cách điện

Điện áp và điện áp thử trong họ cáp tang cuốn trung thế VDE 0250-813 (Faber)
Cấp U0/UĐiện áp làm việc tối đaĐiện áp thửThử / U0Ghi chú
3,6/6 kV7,2 kV[3]11 kV[3]3,06cáp dẹt FeiChun 3,6/6 kV: thử 11 kV[5]
6/10 kV12 kV[3]17 kV[3]2,83cáp dẹt 6/10 kV: thử 17 kV[5]
8,7/15 kV18 kV[2][3]24 kV[1][2][3]2,76datasheet này: Um 17,5 kV, U = 15 000 V[1]
12/20 kV24 kV[2]29 kV[2]2,42Faber Rheyfirm 12/20 kV

Brochure cáp tròn trung thế của Prysmian cũng liệt kê cặp 8,7/15 kV – 24 kV cùng các cấp 6/10 kV – 17 kV và 12/20 kV – 29 kV, kèm ‘additional tests: reversed bending test, torsional stress test’[14]. Khuyến nghị của tác giả: chọn cấp cách điện theo chế độ nối đất và thời gian cắt sự cố (IEC 60502-2 phân loại 100 %, 133 % và 173 %); lưới trung tính cách ly hoặc cắt sự cố chậm cần cấp cao hơn, tương tự cách FeiChun yêu cầu U0 = U (3,3/3,3 kV) cho lưới IT theo AS/NZS 1802[12]. Datasheet không công bố điện dung nên dòng nạp ở 15 kV chưa tính được; hãy hỏi hãng.

5.7 Sợi quang: suy hao, cự ly Ethernet và tán sắc

A = α · L; ví dụ E9 ở 1 310 nm, 2 km: 0,4 · 2 = 0,8 dB; tán sắc ở 1 550 nm, 10 km: 18 · 10 = 180 ps/nm
Suy hao tối đa của sợi trong cáp theo chiều dài (chưa tính đầu nối và mối hàn; tác giả tính từ datasheet [1])
Sợi và bước sóng300 m500 m1 km2 km5 km
G62,5 @ 850 nm0,99 dB1,65 dB3,30 dB6,60 dB16,50 dB
G50 @ 850 nm0,84 dB1,40 dB2,80 dB5,60 dB14,00 dB
G62,5 @ 1 310 nm0,27 dB0,45 dB0,90 dB1,80 dB4,50 dB
G50 @ 1 310 nm0,24 dB0,40 dB0,80 dB1,60 dB4,00 dB
E9 @ 1 310 nm0,12 dB0,20 dB0,40 dB0,80 dB2,00 dB
E9 @ 1 550 nm0,09 dB0,15 dB0,30 dB0,60 dB1,50 dB
Cự ly Ethernet theo loại sợi (IEEE 802.3, tham khảo qua tài liệu thiết bị)
ChuẩnSợi / băng thôngCự ly tối đa
1000BASE-SX, 850 nm62,5/125, 160 MHz·km220 m[8]
1000BASE-SX, 850 nm62,5/125, 200 MHz·km275 m[8]
1000BASE-SX, 850 nm50/125, 400 MHz·km500 m[8]
1000BASE-SX, 850 nm50/125, 500 MHz·km550 m[8]
10GBASE-SR, 850 nm50/125, 400 MHz·km (OM2 500 MHz·km: 82 m)66 m[8]
1000BASE-LX, 1 310 nmđơn mode 9/1255 000 m (một số thiết bị 10 000 m)[8]
10GBASE-LR, 1 310 nmđơn mode 9/12510 000 m[8]

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với tuyến 300 – 500 m trên một tang cẩu, suy hao của chính sợi trong cáp chỉ khoảng 0,2 dB (đơn mode ở 1 310 nm) đến 1,4 dB (G50 ở 850 nm); quỹ suy hao bị chi phối bởi đầu nối, mối hàn, khớp quay quang và uốn trên tang chứ không phải bởi sợi. Băng thông 400 MHz·km ở 850 nm chỉ đủ 1000BASE-SX đến khoảng 500 m trên G50 và 220 – 275 m trên G62,5, và chỉ 66 m ở 10G (số IEEE tính cho 400 MHz·km là 66 m); nếu mạng cẩu được thiết kế lên 10G, hoặc backbone tính cả đoạn từ trạm điện đến cẩu, nên chọn đơn mode E9/125 từ đầu. Suy hao trong datasheet là giá trị sản xuất; sau khi cáp chạy tang, uốn vi mô làm suy hao tăng, nên cần đo OTDR định kỳ và so với đường cơ sở.

6. So sánh: cáp tròn lai, cáp dẹt, cáp quang tách riêng; các cấp điện áp; vật liệu vỏ

6.1 Ba cách đưa sợi quang lên thiết bị di động trên tang

Cáp tròn lai 8,7/15 kV, cáp dẹt có quang và cáp quang tang cuốn tách riêng (cùng cỡ ruột 3×35 cho hai cáp lực)
Tiêu chíCáp tròn lai 8,7/15 kV 3×35 (datasheet này)Cáp dẹt PROTOLON(FL)-LWL 6/10 kV 3×35Cáp quang tang cuốn riêng, Nexans Rheycord OFE SR, 24 sợi
Điện áp8,7/15 kV; thử 24 kV[1]6/10 kV; thử 17 kV[5]không áp dụng (cáp quang)
Hình học, kích thướctròn, Ø 46,0 – 49,0 mm[1]dẹt, 25,3 – 28,3 × 86,7 – 91,7 mm[5]tròn, Ø 19 mm[6]
Khối lượng3 450 kg/km[1]3 910 kg/km[5]370 kg/km[6]
Lực kéo lâu dài3 300 N (tăng tốc 4 850 N)[1]1 575 N[5]4 000 N[6]
Xoắn±25 °/m[1]không cho phép[5]±120 °/m[6]
Bán kính uốn490 mm (10×D)[1]425 mm[5]10ר = 190 mm[6]
Tốc độtang: không hạn chế; trên 300 m/phút hỏi hãng[1]đến 120 m/phút[5]đến 240 m/phút[6]
Sợi quang6/12/18/24 sợi trong khe cáp lực[1]6/12/18/24 sợi[4][5]24 sợi, ống lỏng chứa gel, dây thép đỡ trung tâm[6]
Khi nào hợp lýtang tròn, đổi hướng nhiều mặt phẳng, cần bớt một tuyến cáp trên tangtang một lớp, festoon, thiết bị chỉ uốn một mặt phẳngcần chịu xoắn ±120 °/m hoặc tách rủi ro sợi khỏi cáp điện cao áp
Cái giáđường kính lớn; dòng giảm mạnh khi nhiều lớp; sợi nằm trong cáp 15 kVkhông chịu xoắn; ≤ 6/10 kV; chậm hơnthêm một tuyến cáp, thêm một kênh khớp quay quang

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Cáp quang tách riêng chịu xoắn gấp khoảng 4,8 lần (±120 so với ±25 °/m) và lực kéo cao hơn cả cáp lai cỡ 3×35, nhưng bắt buộc thêm một kênh khớp quay quang trên trục tang và một tuyến dẫn hướng nữa. Cáp lai tiết kiệm một tuyến, đồng thời chấp nhận rằng khi cáp lực hỏng thì phần quang đi cùng. Vì sợi và đồng hỏng theo cơ chế khác nhau, nếu chọn cáp lai nên dự phòng một số sợi thay vì tách riêng; bản chuẩn của datasheet đã có 24 sợi.

6.2 Các cấp điện áp: 6/10 kV hay 8,7/15 kV

Từ 6/10 kV lên 8,7/15 kV, điện áp thử tăng từ 17 kV lên 24 kV và điện áp làm việc tối đa từ 12 kV lên 18 kV[2][3]. Cách điện dày hơn làm đường kính, bán kính uốn và khối lượng tăng cho cùng tiết diện; vì vậy không nên chọn 15 kV nếu lưới chỉ 6,6 hay 11 kV và không có lý do về chế độ nối đất, trừ khi lô cáp được yêu cầu cho cả hai lưới.

6.3 Vật liệu vỏ: PCP, CPE hay PUR

Vật liệu vỏ cho cáp tang cuốn và kéo lê (số do FeiChun nêu, trừ chỗ ghi khác)
Tiêu chíPCP / CR 5GM5 (cáp trong datasheet)CPE nhiệt đớiPUR gốc polyether
Hấp thụ ẩm5GM3 1,5 – 3 %; PCP 2 – 4 %[11][12]dưới 0,5 % (28 ngày, 70 °C)[12]dưới 0,8 %[11]
Bền kéo5GM3 ≥ 10 N/mm²; 5GM5 ≥ 15 N/mm²[11]theo hãngtheo hãng
Axit và nấmPCP dễ hỏng ở nước axit pH 2,8 – 4,0 và nấm nhiệt đới[12]chịu axit đến pH 2,5, có phụ gia chống nấm[12]không nêu
Nhiệt độ thấpchuyển động −35 °C (datasheet này); 5GM3 cứng dưới khoảng −25 °C theo FeiChun[1][11]theo hãngdẻo đến −50 °C (TENAX-PUR)[11]
Mài mòntiêu chuẩn VDE 0250; số đo không nêu trong datasheetvỏ dày cho kéo lê mỏ[12]FeiChun nêu mài mòn tốt hơn vỏ đàn hồi tiêu chuẩn[11]
HalogenPCP chứa clochứa clocó bản không halogen (cáp festoon PUR-HF)
Dùng trong họcáp tang cuốn trung thế VDE 0250-813cáp mỏ Type 240, Type 275[12]BUFLEX-M, TENAX-PUR[11]
Hấp thụ ẩm do FeiChun nêu cho các vật liệu vỏ (cận trên của khoảng, %)0,01,02,03,04,05,0%3,0CR 5GM34,0PCP (cáp mỏ)0,8PUR polyether0,5CPE nhiệt đớicận trên, % khối lượngFeiChun nêu: 5GM3 1,5 – 3 %; PCP 2 – 4 %; PUR polyether dưới 0,8 %; CPE dưới 0,5 % (28 ngày, 70 °C) [11][12].Đây là công bố của nhà sản xuất; phương pháp thử khác nhau, cần biên bản đo theo từng mã. Cáp trong datasheet này dùng vỏ PCP.
Hình 6. Hấp thụ ẩm do FeiChun nêu cho các vật liệu vỏ: PUR polyether dưới 0,8 % và CPE dưới 0,5 %, so với 1,5 – 3 % của 5GM3 và 2 – 4 % của PCP; cận trên của khoảng công bố.
Quy tắc chọn (tác giả). Tang cuốn trung thế có tín hiệu quang trên cẩu container hoặc máy rải – thu hồi, lưới đến 15 kV → cáp tròn lai 8,7/15 kV có phần tử đỡ (datasheet này). Tang một lớp, festoon, chỉ uốn một mặt phẳng, ≤ 6/10 kV → cáp dẹt có quang. Cần chịu xoắn lớn hoặc muốn tách rủi ro quang → cáp tang cuốn không quang cộng cáp quang tang cuốn riêng. Kéo lê trên nền mỏ → cáp kéo lê vỏ dày (Type 240, Type 275, TENAX-PUR). Xích dẫn cáp, festoon hạ áp → họ FESTOONFLEX, RONDOFLEX, không phải cáp này.

7. Ứng dụng ở cảng và mỏ, và ranh giới sử dụng

Datasheet nêu ứng dụng chính là thiết bị di động chịu tải cơ học cao: tốc độ di chuyển lớn, tải kéo động, nhiều lần đổi hướng sang các mặt phẳng khác nhau, quật khi chạy qua con lăn và chịu xoắn, ví dụ cẩu container chạy nhanh và thiết bị di động lớn[1]. Tang cuốn trên cẩu bánh lốp, cẩu giàn và máy rải – thu hồi là các ứng dụng gần nhất; kéo lê trên nền đá và xích dẫn cáp nằm ngoài phạm vi.

Tang cuốn trên thiết bị di chuyển (RTG, RMG, STS)hành trình ←Dc ≥ 2R = 20 × D (3×95: ≥ 1 298 mm)tốc độ gantry không hạn chế; trên 300 m/phút hỏi hãng [1]datasheet: cẩu container tốc độ cao, thiết bị di động lớn
Tang cuốn trên thiết bị di chuyển: tốc độ gantry không hạn chế, trên 300 m/phút hỏi hãng; Dc ≥ 2R[1]
Đổi hướng chữ S qua con lănkhoảng cách ≥ 20 × DR con lăn ≥ 10 × D (3×95: ≥ 649 mm)datasheet nêu ‘churning on running over rollers’ [1]
Đổi hướng chữ S qua con lăn: giữ khoảng cách ≥ 20×D giữa hai lần đổi hướng[1]
Cuốn nhiều lớp: dòng giảm theo số lớplõi tangDc1 lớp×0,802 lớp×0,613 lớp×0,494 lớp×0,425 lớp×0,38hệ số VDE 0298-4 [9]3×95: 319 A → 134 A (4 lớp)
Cuốn nhiều lớp: dòng giảm còn 0,80 / 0,61 / 0,49 / 0,42 / 0,38 theo số lớp[9]
Trục tang: nơi sợi quang và dây lực đi raFORJMVquang → tủ mạnglực → tủ MVđầu cáp quang và đầu cáp MV tách khỏi nhau trên tangFORJ đa mode 50/125, 62,5/125 hoặc đơn mode 9/125 [10]datasheet cáp không nêu phụ kiện đầu cáp
Trục tang: sợi quang ra qua khớp quay quang, phần lực qua bộ tiếp điện[10]
Xích dẫn cápdatasheet không nêu xích dẫn cáp [1]R ≥ 10 × D = 469 – 927 mm: xích cỡ rất lớn, ít khả thixích dẫn cáp: dùng cáp điều khiển / lực hạ áp chuyên dụng(xem bài FESTOONFLEX C-PUR-HF)
Xích dẫn cáp: datasheet không nêu; bán kính 10×D rất lớn[1]
Kéo lê trên nền mỏkéo lê nền đá: mài mòn, cắt, nghiền, xoắndùng cáp kéo lê mỏ vỏ dày: Type 240 / 275,TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU vỏ 5GM5 / CPE [11][12]
Kéo lê nền mỏ: cần cáp kéo lê vỏ dày[11][12]
Kiểm tra theo kịch bản
Kịch bảnTải chínhCần kiểm tra
Cẩu bánh lốp, cẩu giàn, cẩu STS: tang cuốn trung thế có quangkéo động, uốn lặp, nhiệt ẩm, nước biểnDc ≥ 2R = 20×D; số lớp và hệ số dòng (mục 5.3); khối lượng cuộn; khớp quay quang
Máy rải – thu hồi, máy xếp dỡ tàu chạy dọc ray hàng trăm méthành trình dài, kéo, xoắn khi đổi hướngchiều dài cáp; LS ≥ 20×D; xoắn ±25 °/m; tốc độ trên 300 m/phút phải hỏi hãng
Cáp qua con lăn và đổi hướng chữ Squật, uốn ngượcR con lăn ≥ 10×D; khoảng cách giữa hai lần đổi hướng ≥ 20×D; thử uốn qua con lăn
Khí hậu nhiệt đới (35 – 50 °C, độ ẩm trên 85 %)giảm dòng, thủy phân, nấmhệ số nhiệt độ; hấp thụ ẩm; loại cách điện EPR và vỏ; mạ thiếc
Máy xúc điện, dragline kéo lê trên nền mỏmài mòn, cắt, nghiềnkhông dùng cáp này; dùng Type 240, Type 275, TENAX-PUR hoặc (N)TSCGEWÖU vỏ 5GM5 / CPE
Xích dẫn cáp, festoonuốn lặp một chiềudatasheet không nêu; bán kính 469 – 927 mm; dùng họ FESTOONFLEX, RONDOFLEX
Ngâm nước hoặc nhúng sâuáp suất, thủy phândatasheet chỉ nêu chịu nước biển, không nêu độ sâu hay thời gian; hỏi hãng
Ngoài −35 … +80 °C khi chuyển độngquá lạnh hoặc quá nóngngoài dải của datasheet; vùng lạnh dưới −35 °C cần cáp PUR như TENAX-PUR
Thiết bị mỏ và cảng ứng với họ cáp FeiChun (theo ma trận thiết bị công bố của FeiChun)
Thiết bịChuyển động cápĐiện ápHọ cáp FeiChun
Cẩu STS, RTGtang cuốn / festoon0,6/1 kV – 6,6/6,6 kVBUFLEX-M (vỏ PUR)[11]
Máy rải – thu hồitang cuốn ngang0,6/1 kV – 6 kVBUFLEX-M (vỏ PUR)[11]
Máy xúc điện bề mặtkéo lê nền mỏ6/10 kV – 18/30 kV(N)TSCGEWÖU tương đương[11]
Draglinekéo lê nền mỏ6/10 kV – 18/30 kVTENAX-PUR[11]
Máy khoan hầm TBMkéo lê / bán cố định6/10 kVNSSHCGEOEU tương đương[11]
Máy xúc LHD hầm lòkéo lê dốc hầm3,3/3,3 kVType 275 nhiệt đới hóa[12]
Giới hạn. Bài chỉ trình bày số liệu công khai và phép tính sơ bộ; thiết kế tang cuốn, lưới trung thế, nối đất, bảo vệ và mạng quang cần kỹ sư chuyên ngành thực hiện kèm nghiên cứu hệ thống. Datasheet không công bố số chu kỳ uốn, tuổi thọ, độ sâu ngâm, điện dung và thử phóng điện cục bộ: các giá trị này phải lấy từ nhà sản xuất cáp.

8. Sợi quang trên tang: hồ sơ và điểm đấu nối

Sợi quang trong cáp tang cuốn chịu lực nén, uốn và xoắn lặp lại; ba điểm thường quyết định tuổi thọ là cấu tạo phần tử quang, đầu nối ở hai đầu và khớp quay ở trục tang. Tiêu chuẩn IEC 60794-1-21 quy định các phương pháp thử cơ học cho cáp quang và cáp lai quang – điện: E1 (kéo), E2A (mài mòn vỏ), E3 (nén), E6 (uốn lặp), E7 (xoắn)[7]; phương pháp xoắn E7 còn có tiêu chuẩn riêng IEC 60794-1-107:2025[7]. Datasheet cáp trung thế này chỉ nêu ‘thử uốn ngược, uốn qua con lăn, ứng suất xoắn’ mà không nêu số chu kỳ hay tiêu chí suy hao[1].

Hạng mục quang cần yêu cầu cho cáp lai trên tang
Hạng mụcDatasheet [1]Nên hỏi hãng
Chuẩn sợiG62,5/125, G50/125, E9/125IEC 60793 / ITU-T G.652.D hoặc G.657.A1 cho đơn mode; OM1/OM2/OM3 cho đa mode
Số sợi và bố trí ống6 ống, 1 – 4 sợi mỗi ốngmã màu ống và sợi; sợi dự phòng
Băng thông400 / 600 / 1 200 MHz (không ghi km)xác nhận MHz·km và loại OM
Chiều dài dư sợi và ốngkhông nêuđộ dư (excess fibre length) và biến dạng sợi tối đa khi kéo
Thử cơ học cáp quanguốn ngược, uốn qua con lăn, xoắn (không nêu số chu kỳ)IEC 60794-1-21 E1, E3, E6, E7 với suy hao đo trước, trong và sau thử
Suy hao sau sản xuấtgiá trị tối đa theo bước sóngbiên bản đo OTDR từng sợi theo cuộn
Đầu nốikhông nêulắp sẵn tại nhà máy hay thi công hiện trường; loại đầu nối; thử suy hao chèn và phản xạ
Khớp quay quang ở trục tangkhông nêuloại khớp: đa mode hay đơn mode, số kênh, suy hao chèn và biến thiên khi quay

Khớp quay quang (FORJ) là thiết bị thụ động, hai chiều, truyền tín hiệu quang qua mặt phân cách quay, có loại cho sợi đa mode 50/125 và 62,5/125 và loại cho sợi đơn mode 9/125, và có thể kết hợp với bộ tiếp điện hoặc khớp chất lỏng trong cùng một cụm; cáp tang cuốn là một trong các ứng dụng được nhà sản xuất nêu[10]. Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Khớp quay quang đa mode và đơn mode không thay thế được nhau; nếu chọn cáp lai E9/125 thì khớp ở trục tang cũng phải là loại đơn mode. Tách đầu cáp quang và đầu cáp trung thế ra hai hộp riêng ở trục tang giúp thao tác bảo trì không chạm vào phần cáp 15 kV khi đang cần sửa quang.

9. Công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn

FeiChun mô tả mình là công ty kỹ thuật polymer chuyên hai nhóm cáp: cáp tang cuốn mềm (BUFLEX-M cho cẩu STS, RTG, máy rải – thu hồi, giàn khoan) và cáp kéo lê hạng nặng cho mỏ (Type 240, Type 275); lợi thế cốt lõi là tự nghiên cứu và pha chế hợp chất vỏ và cách điện (PUR, CPE, EPR) từ nguyên liệu gốc gồm polymer, chất hóa dẻo, chất liên kết ngang, chất độn khoáng, chất ổn định UV và phụ gia chống nấm[12]. Cáp tang cuốn trung thế có quang và cáp mỏ chịu hai điểm yếu giống nhau: đứt ruột do mỏi uốn và hỏng vỏ do ma sát lặp lại, nên vật liệu và kiểm soát sản xuất là phần liên quan trực tiếp khi chọn nhà cung cấp. 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 Hai họ cáp chịu kéo và mài mòn: mặt cắt và cơ cấu

Hai họ cáp FeiChun chịu kéo và mài mòn (sơ đồ nguyên lý)BUFLEX-M: tang cuốn, vỏ PURType 275 / Type 240: kéo lê mỏ, vỏ CPE dàyABCDEFGThành phần (theo mô tả công bố của FeiChun)ABUFLEX-M: phần tử chịu kéo aramid ở tâmnhận lực kéo của tang, không để lực dồn lên ruột đồngBRuột đồng mạ thiếc class 5, bước bện ngắncách điện EPR hoặc XLPE tùy cấp điện áp; lay chéo xoắn ốcCBện polyester chống xoắn giữa hai lớp vỏFeiChun nêu là bện tổng hợp thiết kế theo từng cấu hìnhDVỏ PUR gốc polyether, dày 2,5 – 3,8 mmFeiChun nêu hấp thụ ẩm dưới 0,8 %, chống thủy phânEType 275: lõi dẫn hướng trung tâm (pilot)kiểu giãn được; cắt tín hiệu khi ruột đất hoặc vỏ bị hỏngFBa ruột đất xanh – vàng và màn chắn compositebện đồng – polyester quanh lõi pha (Type 240); sợi chặn nướcGVỏ CPE dày, hấp thụ ẩm dưới 0,5 %chịu axit đến pH 2,5, phụ gia chống nấm (bản nhiệt đới hóa)Minh họa nguyên lý theo mô tả của FeiChun [11][12]; số lõi, kích thước, bề dày từng lớp và bước bện thật theo bảng dữ liệu FeiChun cho đúng mã; không theo tỷ lệ
Hình 7. Sơ đồ mặt cắt hai họ cáp FeiChun chịu kéo và mài mòn: BUFLEX-M (tang cuốn, vỏ PUR polyether, lõi aramid, bện chống xoắn) và Type 275 (kéo lê mỏ, lõi dẫn hướng, màn chắn composite, sợi chặn nước, vỏ CPE dày); minh họa nguyên lý theo mô tả của FeiChun.

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Nhìn hai mặt cắt theo đường đi của lực: ở cáp tang cuốn BUFLEX-M, lực kéo đi qua phần tử aramid ở tâm và bện chống xoắn thay vì qua đồng; ở cáp mỏ Type 275, vỏ CPE dày và màn chắn composite chịu mài mòn, còn lõi dẫn hướng giãn được để tín hiệu bảo vệ không đứt khi cáp bị kéo căng[12]. Cáp 8,7/15 kV có quang trong datasheet này nằm gần BUFLEX-M hơn là gần Type 275: phần tử đỡ trung tâm gánh lực kéo và bện polyester chống xoắn, nhưng vỏ PCP 5GM5 và cách điện trung thế ba lớp là cơ cấu của cáp VDE 0250-813.

Cáp tang cuốn trung thế: cấu tạo trong datasheet Prysmian và công bố của FeiChun cho họ VDE 0250-813
Hạng mụcDatasheet 8,7/15 kV có quang [1]FeiChun công bố [11][12]
Ruộtđồng mạ thiếc rất mảnh (class FS)đồng mạ thiếc class 5 (class 6 khi yêu cầu); thiếc 5 – 10 µm, kiểm bằng XRF
Cách điện trung thếEPR (PROTOLON HS) trên 3GI3; bán dẫn trong EPR, bán dẫn ngoài NBREPR 3GI3, ép ba lớp bán dẫn – EPR – bán dẫn đồng thời để cách điện không lỗ rỗng; có bản EPR liên kết silane chống thủy phân
Phần tử chịu kéophần tử đỡ trung tâm; kéo 2 700 – 19 200 Nnôi đỡ aramid (Kevlar) ở nhóm (N)TSKCGEWÖU; BUFLEX-M có lõi aramid ở tâm
Chống xoắnbện polyester; ±25 °/mbện polyester (W), lay chéo bước ngắn; BUFLEX-M có bện tổng hợp nhúng do FeiChun thiết kế theo từng cấu hình
VỏPCP đặc biệt trên 5GM55GM3 / 5GM5; PUR polyether (BUFLEX-M, TENAX-PUR); CPE nhiệt đới hóa cho cáp mỏ
Sợi quang6 ống, 6 – 24 sợiphần tử quang LWL là tùy chọn trong họ (N)TSCGEWÖU
Tuổi thọ uốnkhông công bố số chu kỳBUFLEX-M: trên 1 triệu chu kỳ ở bán kính danh định (FeiChun nêu); R 6×D cố định, 8×D chuyển động
Sản xuất và kiểm trakhông nêuđùn vòng kín, đo đường kính bằng laser, lệch tâm ≤ 10 %; mỗi cuộn thử điện áp, điện trở cách điện lớn hơn 500 MΩ·km ở 20 °C, truy xuất lô

9.2 Cách điện EPR, vỏ polyether và hấp thụ ẩm

FeiChun nêu rằng phần lớn nhà máy cáp mua hợp chất cách điện và vỏ ở dạng viên trộn sẵn từ nhà cung cấp hóa chất, còn FeiChun pha chế từ nguyên liệu gốc trong phòng thí nghiệm polymer của mình, nhờ đó truy được nguyên nhân hỏng về công thức và chỉnh công thức theo hiện trường[12]. Hai ví dụ cụ thể được nêu: (1) EPR liên kết ngang bằng silane thay cho peroxit, để loại các nhóm este dễ thủy phân; FeiChun nêu EPR của mình giữ trên 90 % độ bền điện môi sau 1 000 giờ ngâm nước ở 90 °C, so với 60 – 70 % của EPR peroxit thông thường[12]; (2) PUR gốc polyether thay cho gốc polyester, vì polyester chứa liên kết este chịu thủy phân kém ở khí hậu nóng ẩm, và FeiChun nêu hấp thụ ẩm của PUR polyether dưới 0,8 % so với 1,5 – 3 % của vỏ 5GM3[11]. FeiChun cũng nêu tốc độ thủy phân tăng khoảng gấp đôi mỗi 10 °C, nên ở môi trường 35 – 45 °C nhanh hơn 2 – 4 lần so với 15 – 25 °C ôn đới[11].

Công nghệ và thiết kế FeiChun liên quan đến cáp chịu uốn, kéo và mài mòn
Yêu cầuGiải pháp FeiChun công bốDữ liệu đi kèm (do FeiChun nêu)Cần xác minh
Uốn lặpruột đồng mạ thiếc class 5, bước bện ngắn[11][12]BUFLEX-M: 6×D cố định, 8×D chuyển động; trên 1 triệu chu kỳ[11]số chu kỳ thử: R, tốc độ, hành trình, tiêu chí đạt
Chịu kéo và xoắnphần tử aramid ở tâm, lay chéo xoắn ốc, bện polyester, bện tổng hợp nhúng[11][12]tang cuốn đến 60 m/phút, festoon 200 m/phút (BUFLEX-M)[11]bảng dữ liệu và biên bản thử kéo, xoắn theo mã
Mài mòn, xé, thủy phân (vỏ)PUR gốc polyether tự pha chế; PUR chống thủy phân hơn polyester[11][12]hấp thụ ẩm dưới 0,8 % so với 1,5 – 3 % của 5GM3[11]hấp thụ ẩm, mài mòn ISO 4649, độ bền xé theo vỏ sẽ giao
Cách điện trung thế bền ẩmEPR liên kết silane; ép ba lớp đồng thời; đo lệch tâm[11][12]giữ trên 90 % điện môi sau 1 000 h ngâm 90 °C[12]biên bản già hóa trong nước; thử phóng điện cục bộ
Mỏ nhiệt đới, nước axitvỏ CPE; ruột mạ thiếc; sợi chặn nước; phụ gia chống nấm[12]CPE dưới 0,5 % ẩm, chịu axit pH 2,5[12]biên bản thử axit, hấp thụ ẩm
Lạnh cực đoanTENAX-PUR: vỏ PUR đến −50 °C[11]6/10 kV theo DIN VDE 0250-813; vỏ 5GM3 cứng dưới khoảng −25 °C[11]biên bản thử lạnh
Sản xuất và kiểm tratrộn, đùn, lưu hóa liên tục trong vòng kín; laser; XRF; thử từng cuộn[12]mạ thiếc 5 – 10 µm; lệch tâm ≤ 10 %; IR trên 500 MΩ·km[12]quy trình kiểm tra và hồ sơ theo mã

9.3 Số liệu hiện trường mà FeiChun công bố

FeiChun công bố hai nhóm số liệu hiện trường cho cáp kéo lê mỏ nhiệt đới hóa Type 275 3,3/3,3 kV 3×50 mm² (không phải cáp 15 kV trong datasheet này): tại mỏ vàng Lihir (Papua New Guinea), cáp tiêu chuẩn đồng trần với vỏ PCP có điện trở cách điện giảm từ trên 100 MΩ·km xuống 2 MΩ·km sau 14 tháng, còn cáp nhiệt đới hóa của FeiChun giữ trên 100 MΩ·km sau 36 tháng ở cùng vị trí và điều kiện; tại các mỏ than ngầm Nam Kalimantan (nước axit pH 2,8 – 4,0, nấm), tuổi thọ tăng từ 6 – 18 tháng của vỏ PCP tiêu chuẩn lên 24 – 48 tháng của cáp nhiệt đới hóa vỏ CPE[12]. FeiChun cũng ước tính chi phí sở hữu 3 năm cho kịch bản 5 000 m bằng khoảng một phần ba so với cáp tiêu chuẩn[12].

Cách đọc. Đây là số liệu do nhà sản xuất công bố, cho cáp mỏ kéo lê chứ không phải cáp tang cuốn 15 kV có quang; chúng chỉ cho thấy hướng thiết kế (mạ thiếc, chặn nước, vỏ ít hấp thụ ẩm, EPR chống thủy phân) mà FeiChun áp dụng khi cáp phải làm việc ở khí hậu nóng ẩm. Khi chọn cho cảng hoặc mỏ nhiệt đới, hãy yêu cầu biên bản thử theo đúng mã và cho phép đối chiếu mẫu cáp đã chạy hiện trường.

9.4 Bảng hỏi FeiChun cho cáp tang cuốn trung thế có quang

Hạng mục cần FeiChun xác nhận
Hạng mụcDatasheet tham khảo [1]Nên hỏi FeiChun
Cấu hình3 lõi pha, 2 dây đất tách, 1 phần tử quang; không có lõi pilottiết diện từng dây đất; có lõi pilot / lõi điều khiển hay không; số sợi và loại sợi
Ruộtmạ thiếc rất mảnh (class FS)số sợi và đường kính sợi; bề dày thiếc; class 5 hay 6
Cách điệnEPR trên 3GI3, thử 24 kVbề dày danh định và nhỏ nhất; ép ba lớp; thử phóng điện cục bộ; có thể dùng EPR silane không
Phần tử đỡ và chống xoắnphần tử đỡ trung tâm; bện polyester; ±25 °/mvật liệu phần tử đỡ; bước bện; thử xoắn và thử kéo động
VỏPCP trên 5GM5PCP, CPE hay PUR; hấp thụ ẩm; ISO 4649; độ bền xé; chống nấm
Quang6 ống; 24E9 chuẩnchuẩn sợi; chiều dài dư; thử IEC 60794-1-21; OTDR từng sợi; đầu nối lắp sẵn
Cơ học10×D; 20×D chữ S; tốc độ không hạn chếsố chu kỳ uốn ở R, tốc độ và hành trình thực; tốc độ trên 300 m/phút
Môi trường−35 … +80 °C; nước biển, ozone, UV, dầuđộ ẩm, nhiệt độ cao nhất, nước axit, nắng chiếu; hệ số nhiệt và lớp cuốn
Về công nghệ độc quyền. Công thức hợp chất, kết cấu bện, bước bện và bề dày từng lớp là dữ liệu nhà máy; bài này không suy đoán cấu tạo cáp tang cuốn 15 kV có quang của FeiChun. FeiChun không công bố, trong các tài liệu tôi đọc, một mã cáp 8,7/15 kV có quang tương đương mã Prysmian này; hãy gửi cấu hình, hành trình và môi trường để FeiChun xác nhận mã, bảng cấu tạo, biên bản thử điển hình và chứng nhận theo đúng mã.

10. Thử nghiệm và hồ sơ cần xem

Với cáp trung thế có quang chạy tang, biên bản thử của từng lô quan trọng ngang catalogue: datasheet không công bố số chu kỳ uốn, thử phóng điện cục bộ, độ dư chiều dài sợi hay tiêu chí suy hao quang, nên chỉ biên bản thực mới cho biết lô hàng ở đâu so với giới hạn.

Danh mục phép thử nên yêu cầu
Phép thửTham chiếuGhi chú
Điện áp xoay chiều24 kV (datasheet)[1]mọi cuộn; FeiChun nêu mỗi cuộn thử điện áp theo IEC 60502[12]
Phóng điện cục bộdatasheet không nêuđo ở U0 và 1,73 U0 theo yêu cầu dự án; ghi giới hạn pC
Uốn ngược, uốn qua con lăn, xoắndatasheet nêu loại thử[1]R = 10×D, tốc độ, hành trình, số chu kỳ, tiêu chí đạt; đo điện trở ruột và phóng điện sau thử
Kéo lâu dài và khi tăng tốcdatasheet: 2 700 – 19 200 N; 3 950 – 28 700 N[1]ghi độ giãn ruột và sợi dưới tải
Cơ học cáp quangIEC 60794-1-21 E1, E3, E6, E7[7]suy hao đo trước, trong và sau thử
Suy hao sợidatasheet: giá trị tối đa theo bước sóng[1]OTDR từng sợi theo cuộn; so với đường cơ sở
Cháy lanIEC 60332-1-2[1]một sợi cáp; không phải thử bó cáp IEC 60332-3; không halogen, khói: datasheet không nêu
Chịu dầu, ozone, UVEN 60811-404; ozone; UV[1]xin biên bản theo mã
Mài mòn vỏISO 4649 (chỉ số mài mòn)thước đo tham chiếu, nên đưa vào hợp đồng
Độ bền kéo, giãn dài, xé của vỏ và cách điệnIEC 60811-501trước và sau già hóa; 5GM5 ≥ 15 N/mm² theo FeiChun[11]
Hấp thụ ẩmIEC 60811-402FeiChun nêu CPE dưới 0,5 % (28 ngày, 70 °C)[12]
Điện trở ruột và điện trở cách điệnIEC 60228; IR trên 500 MΩ·km ở 20 °C (FeiChun nêu)[12]mọi cuộn
Kích thướcØ nhỏ nhất – lớn nhất; lệch tâm ≤ 10 % (FeiChun nêu)[1][12]lô giao có thể khác bảng

Tên bài thử và tiêu chuẩn lấy từ datasheet, tài liệu IEC 60794 và công bố của FeiChun[1][7][11][12]; phiên bản và giới hạn theo hợp đồng.

11. Sự cố thường gặp và cách phòng

Chế độ hỏng thường gặp ở cáp tang cuốn trung thế có quang (tổng hợp của tác giả)
Chế độ hỏngDấu hiệuNguyên nhân thường gặpBiện pháp
Phóng điện cục bộ, đánh thủng cách điệnnhảy bảo vệ, phóng điện ở đầu cáplỗ rỗng hoặc bán dẫn bám dính kém; uốn dưới 10×D; đầu cáp làm saithử phóng điện cục bộ theo lô; R ≥ 10×D; thi công đầu cáp theo hướng dẫn nhà sản xuất
Xoắn ốc (corkscrew) khi cuốn nhiều lớpcáp phồng, kẹt trên tangxoắn dồn qua nhiều lớp; dẫn hướng lệch; thiếu bện chống xoắntang có dẫn hướng; xoắn ≤ ±25 °/m; không dùng cáp dẹt cho chuyển động xoắn
Suy hao quang tăng hoặc gãy sợimất liên kết, lỗi gói mạnguốn nhỏ hơn 10×D; nén ngang giữa các lớp; vượt lực kéo; khớp quay hỏngđo OTDR định kỳ so với đường cơ sở; sợi dự phòng; thử IEC 60794-1-21
Vỏ mòn ở con lăn, máng, kẹpthấy bện hoặc cách điệnma sát, bề mặt nhám, R con lăn nhỏcon lăn nhẵn, bán kính đủ; yêu cầu ISO 4649; kẹp rộng, đệm mềm
Quá nhiệt khi cuốn nhiều lớpvỏ mềm hoặc cứng bất thường; nhảy bảo vệbỏ qua hệ số lớp 0,42 hoặc 0,38 và nhiệt độ môi trườngtính dòng theo mục 5.3; giảm số lớp
Thủy phân vỏ hoặc cách điệnvỏ mềm, nứt, IR giảmnóng ẩm, ngâm lâu, vật liệu gốc polyester hoặc EPR peroxithỏi vật liệu và biên bản già hóa; chọn vỏ ít hấp thụ ẩm
Nước vào đầu cápIR giảm, nước dọc ruộtđầu cáp không bịt kín; datasheet không nêu chặn nước dọcđầu nối kín nước; hỏi hãng về chặn nước dọc
Đường đất không đủdòng chạm đất làm nóng dây đấttiết diện đất khoảng một nửa pha ở cỡ lớn; thời gian cắt dàitính theo mục 5.5; hỏi lõi pilot hoặc đất lớn hơn
Đặt nhầm cấp điện áp hoặc loại sợi6/10 kV thay 8,7/15 kV; E9 thay G50mã gần giống nhaughi mã đầy đủ, cấp điện áp, chuẩn sợi và số sợi trong đơn hàng

Cột nguyên nhân và biện pháp là tổng hợp của tác giả từ datasheet, tài liệu IEC 60794 và các phép tính trong bài[1][7]; datasheet không công bố tỷ lệ hỏng hay tuổi thọ cho từng chế độ.

12. Dữ liệu cần yêu cầu khi đặt hàng

Danh mục yêu cầu
Dữ liệuVì sao cần
Điện áp lưới, chế độ nối đất, thời gian cắt sự cốchọn cấp cách điện (8,7/15 kV hay cao hơn) và tính đường đất
Cấu hình đủ: ruột pha, dây đất (mm² mỗi dây), lõi pilot, số sợi và loại sợi (G50, G62,5, E9)dòng, ngắn mạch, bảo vệ, mạng quang
Kiểu chuyển động: tang cuốn, đổi hướng chữ S; chiều dài; hành trình; tốc độ và gia tốc; số lớp trên tang; Dctính R, hệ số lớp, lực kéo, khối lượng cuộn
Môi trường: nhiệt độ cao nhất và thấp nhất, nắng, dầu, nước biển, độ ẩm, nước axitchọn vỏ, hệ số nhiệt, vật liệu cách điện
Bảng dữ liệu theo lô: Ø min – max, khối lượng, điện trở ruột, lực kéo, bán kính uốn và cơ sở tínhthiết kế tang, kẹp, con lăn, gland
Số chu kỳ uốn, thử xoắn, thử kéo động ở R và tốc độ thựctuổi thọ và nghiệm thu
Biên bản thử điện áp, phóng điện cục bộ, OTDR từng sợi, thử cơ học cáp quangnghiệm thu
Chỉ số mài mòn ISO 4649, độ bền xé, hấp thụ ẩm của vỏ; loại polymer EPR và vỏso sánh nhà cung cấp, khí hậu nhiệt đới
Yêu cầu cháy và khói: IEC 60332-1-2 đủ hay cần IEC 60332-3, không halogenhồ sơ phòng cháy chữa cháy
Chứng nhận theo mã cáp, phạm vi và thời hạn hiệu lựchồ sơ dự án

13. Chứng nhận của FeiChun

FeiChun Cable: bộ chứng nhận đầy đủ

Theo thông tin của FeiChun, hệ thống cáp của công ty đáp ứng CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx và có chứng nhận an toàn cháy của Nga. Bộ hồ sơ này giúp rút ngắn nghiệm thu cho dự án cảng, mỏ và công nghiệp, đặc biệt khi cùng một chủ đầu tư mua cáp tang cuốn trung thế, cáp festoon, cáp xích và cáp kéo lê mỏ từ một nhà cung cấp.[13]

CE – Liên minh châu Âu
UKCA – Anh
VDE – tiêu chuẩn Đức
EAC – Nga và EAEU
ATEX – vùng nổ
IECEx – sơ đồ quốc tế
Chứng nhận an toàn cháy Nga
Cách dùng chứng nhận đúng. Hãy xin bản sao và đối chiếu mã cáp, dải điện áp, tiết diện, phạm vi và thời hạn hiệu lực. Các tiêu chuẩn trong datasheet tham khảo (DIN VDE 0250-813, VDE 0298-4, IEC 60228, IEC 60811-404, IEC 60332-1-2) và chứng nhận GOST-R/-K/-B là của cáp Prysmian[1]; chúng không phải chứng nhận của FeiChun và không chuyển sang cáp FeiChun. Chứng nhận của một họ cáp mỏ hoặc cáp tang cuốn hạ áp không tự động áp dụng cho cáp tang cuốn trung thế 8,7/15 kV có quang. ATEX và IECEx chỉ liên quan khi tuyến đi vào khu vực có khí nổ, và cần làm rõ áp dụng cho cáp, hệ thống cáp hay đầu vào cáp. Với yêu cầu về khói và halogen, hãy xin biên bản IEC 60754 và IEC 61034 cho đúng mã nếu dự án đòi (vỏ PCP chứa clo).
FeiChun Cable / 飞纯电缆
Yêu cầu kỹ thuật và dự án: [email protected]
Điện thoại
+86 13855123218

14. FeiChun: bản đồ chọn cáp trong một dự án cảng hoặc mỏ

Trên cùng một thiết bị, đoạn tang cuốn trung thế, đoạn tang hạ áp, đoạn festoon hoặc xích dẫn và đoạn kéo lê mỏ thường cần các họ cáp khác nhau. Mua một họ cho cả tuyến là nguồn gốc của nhiều sự cố.

Bản đồ chọn cáp FeiChun
Đoạn tuyếnLoại cápBài kỹ thuật liên quan
Tang cuốn trung thế tròn 6/10 kV, 3×25+3×25/3, cho cẩu container, festoon, thiết bị di động lớnPROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖUPROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV 3×25+3×25/3
Tang cuốn trung thế dẹt có sợi quang 3,6/6 – 6/10 kVPROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖUPROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU
Tang cuốn trung thế cỡ AWG và MCM có quang, 15 kVPROTOLON (SM-R)-LWL AWG (N)TSKCGEWÖU 15 kVPROTOLON (SM-R)-LWL AWG 15 kV
Tang cuốn trung thế cỡ AWG và MCM có quang, 5 kV và 8 kVPROTOLON (SM-R)-LWL AWG (N)TSKCGEWÖUPROTOLON (SM-R)-LWL AWG 5 kV và 8 kV
Tang cuốn trung thế cỡ AWG không quang, 8 kV và 15 kVPROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWÖUPROTOLON (SM-R) AWG 8 kV và 15 kV
Tang cuốn, cáp cuộn, kéo lê hạ áp chịu kéo, chịu mài mònNSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, PUR, (N)TSCGEWÖUCáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê
Tang cuốn hạ áp 4×35 mm² cho cẩu, festoon, spreader(N)SHTÖU / NSHTOEU-J(N)SHTÖU / NSHTOEU-J 0,6/1 kV 4×35 mm²
Cáp giỏ spreader 12 AWG, 20 – 48 lõiSPREADERFLEX BSKT XPRTSPREADERFLEX BSKT XPRT 3GSLTOE AWG 600 V
Festoon và xích dẫn cáp vỏ PUR không halogen có màn chắn 0,6/1 kVFESTOONFLEX C-PUR-HFFESTOONFLEX C-PUR-HF 0,6/1 kV
Cáp kéo lê mỏ và cách phân biệt với cáp tang cuốnType 240, Type 275, TENAX-PURWhat Is Mining Trailing Cable?
Hướng dẫn họ cáp DIN VDE 0250 của FeiChun (BUFLEX-M, (N)TSCGEWÖU, TENAX-PUR)BUFLEX-M, NSHTÖU, NSSHÖU, (N)TSCGEWÖU, TENAX-PURWhat Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable?
Giới thiệu năng lực vật liệu và sản xuấttự pha chế hợp chất PUR, CPE, EPR; nhiệt đới hóaAbout Feichun Cable
Về ngôn ngữ. Một số bài của FeiChun viết bằng tiếng Anh hoặc tiếng Nga; số liệu các bài có thể đổi theo thời điểm đăng. Hãy lấy bảng dữ liệu theo mã của lô hàng làm căn cứ cuối cùng.

Hỏi đáp

PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV là loại cáp gì?

Cáp tang cuốn trung thế 8,7/15 kV tích hợp sợi quang cho tải cơ học cao: ba lõi pha ruột đồng mạ thiếc rất mảnh, hai lớp bán dẫn và cách điện EPR (tối thiểu 3GI3), hai dây đất tách và một phần tử quang 6 ống nằm trong các khe, phần tử đỡ trung tâm, vỏ trong PCP, bện polyester và vỏ ngoài PCP tối thiểu 5GM5. Cỡ 3×25 đến 3×300 mm²; điện áp thử 24 kV; xoắn ±25 °/m; chủ yếu dùng cho cẩu container tốc độ cao và thiết bị di động lớn.

Bán kính uốn, đường kính lõi tang và khoảng cách chữ S của 3×95 và 3×185?

Bán kính uốn chuyển động là 10×D lớn nhất: 649 mm cho 3×95 (D = 64,9 mm) và 781 mm cho 3×185 (D = 78,1 mm), nên đường kính lõi tang tối thiểu khoảng 1 298 mm và 1 562 mm. Khoảng cách tối thiểu giữa hai lần đổi hướng chữ S là 20×D, tức khoảng 1 298 mm và 1 562 mm; lắp cố định cho phép 6×D.

Lực kéo tối đa và tốc độ cho phép của cáp?

Datasheet nêu lực kéo lâu dài 2 700 N (3×25) đến 19 200 N (3×300) và lực kéo khi tăng tốc 3 950 N đến 28 700 N, cao hơn quy tắc 15 N/mm² nhờ phần tử đỡ trung tâm. Tốc độ tang cuốn (gantry) không hạn chế; trên 300 m/phút nên hỏi nhà sản xuất cáp.

Dòng cho phép khi cuốn nhiều lớp trên tang là bao nhiêu?

Dòng trong bảng (139 A đến 660 A) tính theo VDE 0298-4 bảng 15, cáp đặt trên bề mặt ở 30 °C. Khi cuốn kín trên tang, nhân hệ số 0,80 (1 lớp), 0,61 (2 lớp), 0,49 (3 lớp), 0,42 (4 lớp), 0,38 (5 lớp). Ví dụ 3×95 cuốn 4 lớp ở 30 °C còn khoảng 134 A, ở 40 °C khoảng 122 A (tác giả tính).

Cáp có bao nhiêu sợi quang, loại sợi nào và suy hao bao nhiêu?

Phần tử quang gồm sáu ống, mỗi ống 1 đến 4 sợi, tức 6, 12, 18 hoặc 24 sợi. Bản chuẩn trong bảng là 24 sợi đơn mode E9/125; 12 hoặc 24 sợi G62,5, G50 hoặc E9 theo yêu cầu. Suy hao: G62,5 dưới 3,3 dB/km ở 850 nm; G50 dưới 2,8 dB/km ở 850 nm; E9 dưới 0,4 dB/km ở 1 310 nm và dưới 0,3 dB/km ở 1 550 nm.

Chọn sợi đa mode hay đơn mode cho tuyến cẩu cảng?

Với băng thông 400 MHz·km ở 850 nm, 1000BASE-SX chạy được khoảng 500 m trên sợi 50/125 và 220 – 275 m trên sợi 62,5/125 theo IEEE 802.3; 10GBASE-SR trên sợi 400 MHz·km chỉ khoảng 66 m. Tuyến dài hơn hoặc cần 10G nên chọn đơn mode E9/125 (1000BASE-LX 5 – 10 km, 10GBASE-LR 10 km). Datasheet ghi băng thông không kèm đơn vị km, cần hãng xác nhận.

8,7/15 kV khác 6/10 kV và 3,6/6 kV ở điểm nào?

U0/U lần lượt là 8,7/15, 6/10 và 3,6/6 kV. Theo Faber, điện áp làm việc tối đa là 18, 12 và 7,2 kV, điện áp thử là 24, 17 và 11 kV. Datasheet này ghi Um 17,5 kV và thử 24 kV. Chọn cấp theo điện áp lưới và chế độ nối đất (IEC 60502-2 phân cấp cách điện 100 %, 133 %, 173 % theo thời gian cắt sự cố).

Cáp tròn lai khác cáp dẹt PROTOLON(FL)-LWL và cáp quang tang cuốn riêng ở đâu?

Ở cỡ 3×35, cáp tròn 8,7/15 kV có lực kéo 3 300 N, xoắn ±25 °/m và tốc độ tang không hạn chế; cáp dẹt 6/10 kV có 1 575 N, không cho phép xoắn và đến 120 m/phút. Cáp quang tang cuốn riêng (Nexans Rheycord OFE SR) chịu xoắn ±120 °/m và 4 000 N nhưng cần thêm một tuyến cáp và khớp quang riêng trên tang.

Cáp có dùng được trong xích dẫn cáp, festoon hoặc kéo lê trên nền mỏ không?

Datasheet không nêu xích dẫn cáp, festoon hay kéo lê; ứng dụng nêu là tang cuốn, đổi hướng qua con lăn và thiết bị di động lớn. Với bán kính 10×D (469 – 927 mm), xích dẫn cáp ít khả thi. Kéo lê trên nền đá ở mỏ cần cáp kéo lê vỏ dày (Type 240/275, TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU vỏ 5GM5 hoặc CPE).

Công nghệ vật liệu của FeiChun giúp gì cho cáp chịu uốn, kéo và mài mòn?

FeiChun công bố tự pha chế hợp chất PUR, CPE và EPR từ nguyên liệu gốc: ruột đồng mạ thiếc class 5, EPR liên kết silane chống thủy phân, vỏ CPE nhiệt đới hóa (hấp thụ ẩm dưới 0,5 %), PUR gốc polyether (dưới 0,8 %), phần tử chịu kéo aramid, bện chống xoắn, ba lớp ép đồng thời và kiểm soát đùn vòng kín. Đây là công bố của nhà sản xuất; cấu tạo và số liệu thử chính thức phải lấy từ bảng dữ liệu theo đúng mã.

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; GOST-R/-K/-B ghi trong datasheet là chứng nhận của cáp Prysmian, không phải chứng nhận của FeiChun.

Nguồn

  1. Prysmian, PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV: Medium voltage reeling cable with fibre-optics (datasheet bản in 10/10/2026: cấu tạo, điện, nhiệt, hóa, quang, cơ, bảng kích thước, lực kéo, bán kính, dòng) [liên kết]
  2. Faber Kabel, Rheyfirm (RTS) R-(N)TSCGEWÖUS (8,7/15 và 12/20 kV: điện áp làm việc tối đa, điện áp thử, xoắn ±25 °/m) [liên kết]
  3. Faber Kabel, BiTcrane (N)TSCGEWÖU-SR FO (3,6/6, 6/10, 8,7/15 kV: điện áp tối đa và điện áp thử; sợi quang; hệ số cuốn 12×D) [liên kết]
  4. Faber Kabel, Protolon(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU (cáp dẹt có quang; sáu ống quanh phần tử đỡ) [liên kết]
  5. FeiChun, PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU 3,6/6 hoặc 6/10 kV 3×35+4×25/4E+FO (số liệu cáp dẹt: kéo 1 575 N, 425 mm, 120 m/phút, không cho phép xoắn) [liên kết]
  6. Faber Kabel / Nexans, Rheycord OFE SR và OFE R (cáp quang tang cuốn: ống lỏng chứa gel, xoắn ±120 °/m, 4 000 N) [liên kết]
  7. IEC 60794-1-21, Optical fibre cables – Mechanical test methods (E1 kéo, E2A mài mòn, E3 nén, E6 uốn lặp, E7 xoắn; áp dụng cho cáp có cả sợi quang và ruột dẫn điện); IEC 60794-1-107:2025 (xoắn) [liên kết]
  8. IEEE 802.3, Table 38-2, 1000BASE-SX operating range; tài liệu thiết bị về cự ly 1000BASE-LX, 10GBASE-SR, 10GBASE-LR [liên kết]
  9. LAPP, T12 Current ratings – reduction tables (hệ số cáp cuộn trên tang theo VDE 0298-4: 0,80; 0,61; 0,49; 0,42; 0,38) [liên kết]
  10. Moog / Focal, Fiber Optic Rotary Joint FO197 (đa mode 50/125, 62,5/125) và FO206 (đơn mode 9/125): ứng dụng cáp tang cuốn [liên kết]
  11. FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? (hệ ký hiệu, BUFLEX-M, TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖU, PUR polyether, ma trận thiết bị) [liên kết]
  12. FeiChun, About Feichun Cable (tự pha chế hợp chất, EPR silane, CPE nhiệt đới hóa, kiểm soát chất lượng, số liệu Lihir và Kalimantan) [liên kết]
  13. FeiChun Cable: thông tin về chứng nhận của công ty (đăng trên các trang kỹ thuật của feichuncables.com).
  14. Prysmian, Round Medium Voltage Reeling Cables PROTOLON(SMK) (brochure: cặp điện áp 8,7/15 kV – 24 kV; thử bổ sung uốn ngược, xoắn; quy tắc lực kéo 15 N/mm² theo VDE 0298-3) [liên kết]

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 cho đúng mã và lô hàng.

FEICHUN CABLE

[email protected]
+86 13855123218

PROTOLON XPRT-LWL (N)TSKCGEWÖU 8,7/15 kV – bài kỹ thuật, cập nhật 10/10/2026.

Previous Article

SPREADERFLEX BSKT XPRT 3GSLTOE AWG 600 V (0,6/1 kV): cáp giỏ spreader cỡ 12 AWG, 20 đến 48 lõi, cho cẩu container có giỏ cuộn trọng lực – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu uốn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu của FeiChun cho cáp mỏ, tang cuốn và giỏ

Next Article

CORDAFLEX XPRT (N)SHTOEU 0,6/1 kV: cáp tang cuốn hạ áp vỏ cao su PCP, bện polyester chống xoắn cho cẩu cảng E-RTG, RMG và thiết bị mỏ - con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu, thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn

Write a Comment

Leave a Comment

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注