Tính toán lực kéo của cáp đơn luồn trong ống

Tính Tốn Lực Kéo Của Cáp Đơn Luồn Trong Ống LÝ THUYẾT TÍNH TỐN Lựa chọn (hoặc kiểm tra) ống dẫn - Với sợi cáp có đường kính ngồi d, ống dẫn chọn nên có đường kính D thoả mãn hai điều kiện sau đây:  Độ đầy ống dẫn phải nhỏ 40%, tính tốn:  Kiểm tra khả thông cáp: Các thơng số cần biết trước tính tốn - Các thông số mặt kéo cáp như: chiều dài đoạn cáp (ft), bán kính cong (ft), góc cong (rad) - Thông số cáp (tham khảo bảng thông số cáp CADIVI kèm theo):  Chất liệu vỏ bọc  Đường kính danh định d (in)  Trọng lượng cáp w (lb/ft) Chú thích: CXV cáp đồng vỏ bọc PVC CXE cáp đồng vỏ bọc PE AXV cáp nhôm vỏ bọc PVC AXE cáp nhôm vỏ bọc PE - Thông số ống dẫn  Vật liệu ống (chọn PE PVC)  Đường kính D (in) theo chuẩn bảng sau: Bảng chuyển đổi đơn vị: Các phương pháp tính tốn 3.1 Phương pháp – phương pháp gần (không xét bán kính cong R) - Quy trình tính tốn: dựa quy trình tính tốn Electrical Construction & Maintenance (EC&M) Magazine theo tiêu chuẩn ICEA (INSULATED CABLE ENGINEERS ASSOCIATION) tiêu chuẩn NEC (National Electrical Code) Hoa Kỳ - Lực kéo cáp gồm thành phần:  Lực ma sát dọc đường: Trong đó: To lực kéo cáp đoạn trước (lb) L chiều dài đoạn cáp xét (ft) w trọng lượng cáp (lb/ft) Wc: hệ số hiệu chỉnh trọng lượng f hệ số ma sát, tra theo bảng sau:  Lực ma sát góc cong Trong đó: To lực kéo đoạn trước tính đến điểm bắt đầu uống cong (lb) e = 2.718 f hệ số ma sát( tra trên) θ góc uống cong (radian) 3.2.Phương pháp – phương pháp xác ( có xét bán kính cong R) - Quy trình tính tốn: dựa quy trình tính tốn EDSA Micro Corporation tiêu chuẩn NEC (National Electrical Code) Hoa Kỳ - Lực kéo cáp gồm thành phần:  Lực ma sát dọc đường To: lực kéo cáp đoạn trước (lb) L: chiều dài đoạn cáp xét (ft) w: trọng lượng cáp (lb/ft) f : hệ số ma sát Wc: hệ số hiệu chỉnh trọng lượng  Lực ma sát góc cong: To: lực kéo cáp đoạn trước (lb) R: bán kính đoạn cong (ft) θ : góc cong (rad) w: trọng lượng cáp (lb/ft) f : hệ số ma sát VÍ DỤ TÍNH TỐN PHƯƠNG PHÁP (KHƠNG XÉT BÁN KÍNH CONG R) Đối tượng u cầu - Tính tốn lực cần thiết để kéo đoạn cáp 3x240 mm Cu/XPLE/PE/24kV luồng ống PE ngầm với quy cách thể mặt sau: Các thơng số trước tính tốn - Thơng số cáp: cáp sử dụng cáp ngầm trung lõi đồng 3x240 mm cách điện XPLE, vỏ bọc PE, đường kính danh định d = 88 mm = 3.4672 in, trọng lượng cáp w = 14418 kg/km = 9.6896 lb/ft (các thông số cáp CADIVI, tuỳ vào hãng sản xuất mà thơng số khác nhau, tham khảo bảng thơng số CADIVI nêu phần lý thuyết tính tốn cho trường hợp tương tự) - Thơng số ống dẫn: ống xoắn PE 195/150, đường kính D = 150 mm = 5.91 in  Tra hệ số ma sát f = 0,25 - Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng: với cáp đơn Wc = Kiểm tra thông số  Độ đầy ống dẫn phải nhỏ 40%, tính tốn:  Kiểm tra khả kẹt cáp: Tính tốn lực kéo cáp  Lực kéo cho đoạn AB, LAB = 100 m = 328.1 ft  Lực kéo cho đoạn AC, θBC = 900 = 1.57 rad  Lực kéo cho đoạn AD, LCD = 20 m = 65.62 ft  Lực kéo cho đoạn AE, θDE = 900 = 1.57 rad  Lực kéo cho đoạn AF, LEF = 50 m = 164.05 ft  Lực kéo cho đoạn AG, θFG = 900 = 1.57 rad  Lực kéo cho đoạn AH, LGH = 30 m = 98.43 ft  Lực kéo cho đoạn AI, θHI = 900 = 1.57 rad  Lực kéo cho đoạn AJ, LIJ = 50 m = 164.05 ft Vậy lực cần để kéo đoạn cáp dài 250 mét từ A đến J cần lực TAJ = 5957.26 lb VÍ DỤ TÍNH TỐN PHƯƠNG PHÁP (CĨ XÉT BÁN KÍNH CONG R) Đối tượng u cầu - Tính tốn lực cần thiết để kéo đoạn cáp 3x240 mm Cu/XPLE/PE/24kV luồng ống PE ngầm với quy cách thể mặt sau: R=2m R=2m 20m F H C R=2m R=2m E D J R=2m 40m K L R=2m M 51m 30m B 40m I 20m 30m A N - Biết lực kéo lớn cho phép Tmax= 5000 lb, đưa giải pháp lực kéo không đủ để kéo đoạn cáp Các thông số trước tính tốn - Thơng số cáp: cáp sử dụng cáp ngầm trung lõi đồng 3x240 mm cách điện XPLE, vỏ bọc PE, đường kính danh định d = 88 mm = 3.4672 in, trọng lượng cáp w = 14418 kg/km = 9.6896 lb/ft (các thông số cáp CADIVI, tuỳ vào hãng sản xuất mà thơng số khác nhau, tham khảo bảng thông số CADIVI nêu phần lý thuyết tính tốn cho trường hợp tương tự) - Thơng số ống dẫn: ống xoắn PE 195/150, đường kính D = 150 mm = 5.91 in  Tra hệ số ma sát f = 0,25 - Hệ số hiệu chỉnh trọng lượng: với cáp đơn Wc = Kiểm tra thông số  Độ đầy ống dẫn phải nhỏ 40%, tính tốn:  Kiểm tra khả kẹt cáp: Tính tốn lực kéo cáp  Rút gọn cơng thức góc cong:  Tính tốn lực kéo: - Lực kéo B, xét đoạn thẳng AB, L = 30m = 98,42ft - Lực kéo C, xét đoạn cong BC - Lực kéo D, xét đoạn thẳng CD, L = 40m = 131,23ft - Lực kéo E, xét đoạn cong DE - Lực kéo F, xét đoạn thẳng EF, L = 20m = 65,62ft - Lực kéo G, xét đoạn cong FG - Lực kéo H, xét đoạn thẳng GH, L = 30m = 98,42ft - Lực kéo I, xét đoạn cong HI - Lực kéo J, xét đoạn thẳng IJ, L = 20m = 65,62ft - Lực kéo K, xét đoạn cong JK - Lực kéo L, xét đoạn thẳng KL, L = 40m = 131,23ft - Lực kéo M, xét đoạn cong LM - Lực kéo N, xét đoạn thẳng MN, L = 51m = 167,32ft  Vậy để kéo đoạn cáp dài 250 mét từ A đến N cần lực TAN = 7577,61 lb  Với Tmax = 5000 lb khơng thể kéo đoạn cáp 5 Giải pháp 5.1 Sử dụng chất bôi trơn - Sản phẩm sử dụng 3MTM Wire Pulling Lubricant  Với thông số đưa nhà sản xuất, hệ số ma sát sau sử dụng sản phẩm giảm cịn 0.13  Ta có bảng tính tốn lực kéo sau hiệu chỉnh hệ số ma sát f Đoạn AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK KL LM MN Chiều dài m 30,00 3,14 40,00 3,14 20,00 3,14 30,00 3,14 20,00 3,14 40,00 3,14 51,00 Lực kéo ft 98,43 10,30 131,23 10,30 65,62 10,30 98,43 10,30 65,62 10,30 131,23 10,30 167,32 lb 123,98 189,79 355,10 528,17 610,83 905,94 1029,93 1526,08 1608,73 2383,00 2548,31 3774,29 3985,06  Kết luận: ới lực kéo T = 5000 lb, hồn tồn kéo đoạn cáp 5.2.Cung cấp lực đẩy vị trí bắt đầu (A) Đoạn Chiều dài m Lực kéo ft Tđẩy AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK KL LM MN lb -300,00 30,00 3,14 40,00 3,14 20,00 3,14 30,00 3,14 20,00 3,14 40,00 3,14 51,00 98,43 10,30 131,23 10,30 65,62 10,30 98,43 10,30 65,62 10,30 131,23 10,30 167,32 -61,57 -30,73 287,17 428,09 587,04 870,77 1109,20 1643,43 1802,38 2669,72 2987,62 4424,86 4830,18  Kết luận: với lực đẩy thích hợp (300 lb) đầu đoạn cáp, lực kéo giảm xuống cịn 4830 lb hồn tồn nằm giá trị cho phép 5000 lb, nghĩa đoạn cáp kéo từ vị trí A đến N ... Kiểm tra khả kẹt cáp: Tính tốn lực kéo cáp  Rút gọn cơng thức góc cong:  Tính tốn lực kéo: - Lực kéo B, xét đoạn thẳng AB, L = 30m = 98,42ft - Lực kéo C, xét đoạn cong BC - Lực kéo D, xét đoạn... lượng: với cáp đơn Wc = Kiểm tra thông số  Độ đầy ống dẫn phải nhỏ 40%, tính tốn:  Kiểm tra khả kẹt cáp: Tính tốn lực kéo cáp  Lực kéo cho đoạn AB, LAB = 100 m = 328.1 ft  Lực kéo cho đoạn... Lực kéo E, xét đoạn cong DE - Lực kéo F, xét đoạn thẳng EF, L = 20m = 65,62ft - Lực kéo G, xét đoạn cong FG - Lực kéo H, xét đoạn thẳng GH, L = 30m = 98,42ft - Lực kéo I, xét đoạn cong HI - Lực