TENAX-SAS(N)TSCGEWOEU12/20 (24) кВ29 кВ test−50 °C flexible25 Н/мм²
TENAX-SAS (N)TSCGEWOEU 12/20 кВ — низкотемпературный высокопрочный trailing/reeling cable
20-кВ питание, центральный aramid load path и гибкая работа до −50 °C для shovels, draglines и тяжелых мобильных машин.
TENAX-SAS 12/20 кВ сочетает средневольтную изоляционную систему с conductive central support element и aramid rope. Конструкция рассчитана на волочение, циклический изгиб, работу через направляющие и применение с барабаном.
Надежность кабеля определяется совместной работой electric field control, termination, pilot continuity, центральной несущей структуры и наружной оболочки.
Номинальное напряжение
20 кВ
Um 24 кВ
Испытательное напряжение
29 кВ
по исходной спецификации
Гибкая эксплуатация
−50 °C
до +60 °C
Типоразмеры
10
16–300 мм²
Содержание
- Рабочая концепция
- Детальное сечение
- Разнесенная жила
- Termination
- Cold-soak
- Trailing
- Reeling
- Размеры
- Расчеты
- Приемка
1. Рабочая концепция
20-кВ система объединяет динамическую механику, pilot-контроль и гибкую EPR-изоляцию.
20-кВ особенность: конструкция должна одновременно выдерживать электрическое поле, многократный изгиб, продольную тягу и работу pilot-контура.
2. Детализированное поперечное сечение
Подробная функциональная схема: силовые, защитные, контрольные и механические элементы показаны раздельно.
Проводниклуженая тонкопроволочная медь, класс 5
Внутренний экранsemi-conductive EPR вокруг каждого проводника
ИзоляцияEPR, специальная смесь 3GI3
Наружный экранsemi-conductive NBR easy-strip
PEдве луженые PE-жилы с полупроводящей резиной
Pilot conductorлуженая медь, класс 5, EPR-изоляция
Центральная системаconductive support element + aramid rope
ОболочкиEPR 5GM3 inner sheath + rubber >5GM3 outer sheath
3. Разнесенная схема силовой жилы
Разнесенная схема помогает визуально различать слои, которые в общем сечении расположены концентрически.
Важно: разнесенная схема показывает функциональные слои одной жилы. В реальном кабеле они нанесены концентрически и должны работать как единая экранированная изоляционная система.
4. 20-кВ termination и electric field control
Для 20 кВ правильный cutback и stress cone остаются обязательными элементами надежной termination.
| Конструкция | Dmax | 10×D | Тип termination | Критические проверки |
|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 57,5 мм | 575 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×25+2×16+1×16 | 61,4 мм | 614 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×35+2×16+1×16 | 64,2 мм | 642 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×50+2×16+1×16 | 67,3 мм | 673 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×95+2×25+1×16 | 77 мм | 770 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×120+2×35+1×16 | 83,5 мм | 835 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×150+2×35+1×16 | 86 мм | 860 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×185+2×50+1×16 | 90,5 мм | 905 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×240+2×70+1×16 | 97,1 мм | 971 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
| 3×300+2×95+1×16 | 103,5 мм | 1035 мм | 12/20-кВ flexible-rubber termination | semi-con cutback + stress cone + sealing + strain relief + pilot continuity |
Semi-con cutback
Край наружного полупроводящего слоя должен иметь контролируемую геометрию без задиров.
Stress cone
Муфта должна быть предназначена для flexible rubber cable 12/20 кВ.
Sealing
Герметизация должна выдерживать cold/heat cycles и исключать проникновение влаги.
Strain relief
Тяга передается на central support/aramid rope, а не на электрические жилы.
5. Cold-soak и путь нагрузки
Даже при гибкой оболочке замерзшая механика может создать сверхнормативную тягу.
Главный риск: кабель сохраняет гибкость при −50 °C, но примерзание к грунту, замерзший ролик или резкий пуск могут создать тягу выше допустимого уровня.
6. Trailing и reeling
Trailing
Abrasion, tearing, острые кромки, наезд и рывок при зацеплении.
Reeling
Layer pressure, cross-winding, малый радиус и S-reverse bending.
Кручение
Допускается ±100°/м; неправильная трасса может добавить лишнее torsion.
Скорость
В исходной спецификации скорость движения или намотки не указана.
7. Барабанная геометрия
| Конструкция | Dmax | 10×D радиус | Мин. диаметр по оси | 20×D S-участок | Масса |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 57,5 мм | 575 мм | 1150 мм | 1150 мм | 3,65 кг/м |
| 3×25+2×16+1×16 | 61,4 мм | 614 мм | 1228 мм | 1228 мм | 4,14 кг/м |
| 3×35+2×16+1×16 | 64,2 мм | 642 мм | 1284 мм | 1284 мм | 4,63 кг/м |
| 3×50+2×16+1×16 | 67,3 мм | 673 мм | 1346 мм | 1346 мм | 5,55 кг/м |
| 3×95+2×25+1×16 | 77 мм | 770 мм | 1540 мм | 1540 мм | 7,73 кг/м |
| 3×120+2×35+1×16 | 83,5 мм | 835 мм | 1670 мм | 1670 мм | 9,22 кг/м |
| 3×150+2×35+1×16 | 86 мм | 860 мм | 1720 мм | 1720 мм | 10,32 кг/м |
| 3×185+2×50+1×16 | 90,5 мм | 905 мм | 1810 мм | 1810 мм | 12,22 кг/м |
| 3×240+2×70+1×16 | 97,1 мм | 971 мм | 1942 мм | 1942 мм | 14,77 кг/м |
| 3×300+2×95+1×16 | 103,5 мм | 1035 мм | 2070 мм | 2070 мм | 17,69 кг/м |
8. Стандарты и свойства
DIN VDE 0250-813
Общая конструкционная база.
DIN VDE 0207-21
Резиновые смеси.
DIN VDE 0298-4
Электрические параметры и ampacity.
EN 60228 / IEC 60228 / VDE 0295
Проводники.
IEC 60811-404
Химическое поведение материалов.
IEC 60332-1-2
Нераспространение пламени.
GOST-R/-K/-B
Сертификационный и пожарный контекст.
Стойкость
Oil, ozone и UV resistant.
9. Размеры, масса и радиусы
| Конструкция | SAP | Проводник, мм | Dmin | Dmax | кг/км | кг/м | 6×D | 10×D | 20×D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | TENAX_SAS_20KV_005 | 5 | 53,5 | 57,5 | 3 655 | 3,65 | 345 | 575 | 1150 |
| 3×25+2×16+1×16 | TENAX_SAS_20KV_010 | 6,2 | 56,9 | 61,4 | 4 145 | 4,14 | 368,4 | 614 | 1228 |
| 3×35+2×16+1×16 | TENAX_SAS_20KV_014 | 7,5 | 59,7 | 64,2 | 4 628 | 4,63 | 385,2 | 642 | 1284 |
| 3×50+2×16+1×16 | TENAX_SAS_20KV_016 | 9 | 62,8 | 67,3 | 5 552 | 5,55 | 403,8 | 673 | 1346 |
| 3×95+2×25+1×16 | TENAX_SAS_20KV_018 | 12,6 | 72,5 | 77 | 7 727 | 7,73 | 462 | 770 | 1540 |
| 3×120+2×35+1×16 | TENAX_SAS_20KV_001 | 14,8 | 79 | 83,5 | 9 224 | 9,22 | 501 | 835 | 1670 |
| 3×150+2×35+1×16 | TENAX_SAS_20KV_003 | 16 | 81,5 | 86 | 10 324 | 10,32 | 516 | 860 | 1720 |
| 3×185+2×50+1×16 | 20363056 | 17,7 | 85,5 | 90,5 | 12 218 | 12,22 | 543 | 905 | 1810 |
| 3×240+2×70+1×16 | TENAX_SAS_20KV_008 | 20,3 | 92,6 | 97,1 | 14 768 | 14,77 | 582,6 | 971 | 1942 |
| 3×300+2×95+1×16 | TENAX_SAS_20KV_012 | 31,3 | 98,5 | 103,5 | 17 694 | 17,69 | 621 | 1035 | 2070 |
Аномалия исходных данных №1: для 3×25+2×16+1×16 указано сопротивление 0,0795 Ом/км. Значение сохранено без исправления, но требует подтверждения утвержденной таблицей.
Аномалия исходных данных №2: для 3×300+2×95+1×16 указан диаметр проводника 31,3 мм, тогда как для 240 мм² — 20,3 мм. Значение сохранено без исправления и требует производственного чертежа.
Отсутствующий типоразмер: в предоставленной таблице нет исполнения 3×70+2×25+1×16. Оно не добавлялось и не интерполировалось.
10. Электрические и механические расчеты
Мощность рассчитана при cosφ = 0,9. Падение напряжения рассчитано по исходному R20 на 100 м. Для 25 мм² расчеты наследуют указанное 0,0795 Ом/км без скрытой корректировки.
| Конструкция | Fmax | C | L | R20 | Ток | А/мм² | ≈МВА | ≈МВт | ΔU/100 м | Ic, А/км | Qc, квар/км |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 1 200 | 140 | 0,45 | 1,24 | 105 | 6,56 | 3,64 | 3,27 | 0,113% | 0,528 | 18,3 |
| 3×25+2×16+1×16 | 1 875 | 160 | 0,42 | 0,0795 | 139 | 5,56 | 4,82 | 4,33 | 0,01% | 0,603 | 20,9 |
| 3×35+2×16+1×16 | 2 625 | 180 | 0,39 | 0,565 | 172 | 4,91 | 5,96 | 5,36 | 0,084% | 0,679 | 23,5 |
| 3×50+2×16+1×16 | 3 750 | 200 | 0,37 | 0,393 | 215 | 4,3 | 7,45 | 6,7 | 0,073% | 0,754 | 26,1 |
| 3×95+2×25+1×16 | 7 125 | 250 | 0,33 | 0,21 | 319 | 3,36 | 11,05 | 9,95 | 0,058% | 0,942 | 32,6 |
| 3×120+2×35+1×16 | 9 000 | 270 | 0,32 | 0,164 | 371 | 3,09 | 12,85 | 11,57 | 0,053% | 1,018 | 35,3 |
| 3×150+2×35+1×16 | 11 250 | 290 | 0,31 | 0,132 | 428 | 2,85 | 14,83 | 13,34 | 0,049% | 1,093 | 37,9 |
| 3×185+2×50+1×16 | 13 875 | 310 | 0,3 | 0,108 | 488 | 2,64 | 16,9 | 15,21 | 0,046% | 1,169 | 40,5 |
| 3×240+2×70+1×16 | 18 000 | 350 | 0,29 | 0,0817 | 574 | 2,39 | 19,88 | 17,9 | 0,041% | 1,319 | 45,7 |
| 3×300+2×95+1×16 | 22 500 | 490 | 0,26 | 0,0654 | 660 | 2,2 | 22,86 | 20,58 | 0,037% | 1,847 | 64 |
11. Тяга и самовес
Fmax = 25 Н/мм² × 3 × S
Rфикс = 6 × D
Rподв = 10 × D
S-переход ≥ 20 × D
Lтеор = Fmax / (m × g)Lтеор учитывает только собственный вес.
Не учитываются волочение, грунт, трение, рывок, лед и коэффициент запаса.
| Конструкция | Сечение | Расчет Fmax | Табличное | Самовес 100 м | Lтеор | Статус |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 16 мм² | 1 200 Н | 1 200 Н | 3586 Н | 33,5 м | соответствует |
| 3×25+2×16+1×16 | 25 мм² | 1 875 Н | 1 875 Н | 4066 Н | 46,1 м | соответствует |
| 3×35+2×16+1×16 | 35 мм² | 2 625 Н | 2 625 Н | 454 Н | 57,8 м | соответствует |
| 3×50+2×16+1×16 | 50 мм² | 3 750 Н | 3 750 Н | 5447 Н | 68,9 м | соответствует |
| 3×95+2×25+1×16 | 95 мм² | 7 125 Н | 7 125 Н | 758 Н | 94 м | соответствует |
| 3×120+2×35+1×16 | 120 мм² | 9 000 Н | 9 000 Н | 9049 Н | 99,5 м | соответствует |
| 3×150+2×35+1×16 | 150 мм² | 11 250 Н | 11 250 Н | 10128 Н | 111,1 м | соответствует |
| 3×185+2×50+1×16 | 185 мм² | 13 875 Н | 13 875 Н | 11986 Н | 115,8 м | соответствует |
| 3×240+2×70+1×16 | 240 мм² | 18 000 Н | 18 000 Н | 14487 Н | 124,2 м | соответствует |
| 3×300+2×95+1×16 | 300 мм² | 22 500 Н | 22 500 Н | 17358 Н | 129,6 м | соответствует |
12. Низкотемпературное сопротивление
R−50 ≈ R20 × [1 + 0,00393 × (−50 − 20)]
Ориентировочная коррекция сопротивления меди.
Для строки 25 мм² результат наследует исходное R20 = 0,0795 Ом/км.
| Конструкция | R20 | Оценка R−50 | Самовес 100 м | Остаток до Fmax | Lтеор |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 1,24 | 0,8989 | 3586 Н | -2386 Н | 33,5 м |
| 3×25+2×16+1×16 | 0,0795 | 0,0576 | 4066 Н | -2191 Н | 46,1 м |
| 3×35+2×16+1×16 | 0,565 | 0,4096 | 454 Н | -1915 Н | 57,8 м |
| 3×50+2×16+1×16 | 0,393 | 0,2849 | 5447 Н | -1697 Н | 68,9 м |
| 3×95+2×25+1×16 | 0,21 | 0,1522 | 758 Н | -455 Н | 94 м |
| 3×120+2×35+1×16 | 0,164 | 0,1189 | 9049 Н | -49 Н | 99,5 м |
| 3×150+2×35+1×16 | 0,132 | 0,0957 | 10128 Н | 1122 Н | 111,1 м |
| 3×185+2×50+1×16 | 0,108 | 0,0783 | 11986 Н | 1889 Н | 115,8 м |
| 3×240+2×70+1×16 | 0,0817 | 0,0592 | 14487 Н | 3513 Н | 124,2 м |
| 3×300+2×95+1×16 | 0,0654 | 0,0474 | 17358 Н | 5142 Н | 129,6 м |
13. Быстрый инженерный выбор
| Конструкция | Ток | ≈МВт | Dmax | Масса | Предварительное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×16+2×16+1×16 | 105 А | 3,27 МВт | 57,5 мм | 3 655 кг/км | компактная 20-кВ trailing-система или вспомогательный привод |
| 3×25+2×16+1×16 | 139 А | 4,33 МВт | 61,4 мм | 4 145 кг/км | компактная 20-кВ trailing-система или вспомогательный привод |
| 3×35+2×16+1×16 | 172 А | 5,36 МВт | 64,2 мм | 4 628 кг/км | компактная 20-кВ trailing-система или вспомогательный привод |
| 3×50+2×16+1×16 | 215 А | 6,7 МВт | 67,3 мм | 5 552 кг/км | shovel, dragline или мобильная установка средней мощности |
| 3×95+2×25+1×16 | 319 А | 9,95 МВт | 77 мм | 7 727 кг/км | shovel, dragline или мобильная установка средней мощности |
| 3×120+2×35+1×16 | 371 А | 11,57 МВт | 83,5 мм | 9 224 кг/км | крупная 20-кВ машина с pilot-контуром и тяжелой механикой |
| 3×150+2×35+1×16 | 428 А | 13,34 МВт | 86 мм | 10 324 кг/км | крупная 20-кВ машина с pilot-контуром и тяжелой механикой |
| 3×185+2×50+1×16 | 488 А | 15,21 МВт | 90,5 мм | 12 218 кг/км | крупная 20-кВ машина с pilot-контуром и тяжелой механикой |
| 3×240+2×70+1×16 | 574 А | 17,9 МВт | 97,1 мм | 14 768 кг/км | высокомощная 20-кВ trailing/reeling-система с полной HV-приемкой |
| 3×300+2×95+1×16 | 660 А | 20,58 МВт | 103,5 мм | 17 694 кг/км | высокомощная 20-кВ trailing/reeling-система с полной HV-приемкой |
14. Failure modes
Over-tension
Причина: примерзание или зацепление.
Эффект: повреждение central support или termination.
Pilot failure
Причина: изгиб, сжатие или плохая оконцовка.
Эффект: ложный trip или потеря ground-check.
Partial discharge
Причина: дефект semi-con cutback, stress cone или надрез EPR.
Эффект: деградация 20-кВ termination.
Sheath abrasion
Причина: острый грунт или постоянное волочение.
Эффект: потеря механической защиты.
15. Приемка и ввод в эксплуатацию
- Проверка TENAX-SAS, SAP-кода, длины и маркировки 12/20 (24) кВ.
- Проверка протокола испытания 29 кВ.
- Измерение силовых жил, PE, pilot и изоляции.
- Проверка semi-con cutback, EPR surface и stress cone.
- Проверка central support, aramid rope и strain relief.
- Проверка 10×D радиуса и 20×D S-перехода.
- Cold-soak запуск с плавным движением и контролем тяги.
- Повторная проверка pilot/RPE и оболочки после первых циклов.
- Подтверждение 0,0795 Ом/км и 31,3 мм производственными документами.
- Подтверждение отсутствия или наличия исполнения 70 мм² официальным каталогом.
16. Инженерные ограничения
Расчеты мощности, падения напряжения, зарядного тока, радиуса и вертикальной длины предназначены для предварительного проектирования. Они не заменяют расчет короткого замыкания, координацию защиты, partial discharge assessment, фактическую тягу, динамику барабана, termination и утвержденный производственный чертеж.
