Oikea sähkökaapelivinssi jatkuvaan kaapelin asennukseen määritellään sen perusteella ensimmäisen kerroksen vetokapasiteetti 1,5 kertaa kaapelin maksimikireydellä ja an S3 käyttösuhde vähintään 40 % . 3,7 kW:n moottori, joka käyttää planeettavaihteistoa vikaturvallisen sähkömagneettisen jarrun läpi, kelaa 500 metriä halkaisijaltaan 35 mm:n panssaroitua kaapelia vakionopeudella 8 metriä minuutissa käämien ylikuumenematta, mikäli rummun sydämen halkaisija on vähintään 20 kertaa kaapelin halkaisija.
Ensimmäisen kerroksen veto ja miten se eroaa vinssien nostamisesta
An sähkökaapelivinssi on mitoitettu vedolla rummun ensimmäisestä köysikerroksesta, ei riippuvaisesta kuormasta. Kaapelien asennukseen liittyy suuri vaakasuora vastus, erityisesti vedettäessä panssaroituja merenalaisia kaapeleita rullien yli. Vinssi, jossa on ensimmäisen kerroksen veto 5000 kg 300 mm:n sydän kestää kaapelin jännityksen 3.300 kg sen jälkeen, kun neljäs kerros on kelattu päälle, johtuen rummun tehollisen halkaisijan lisääntymisestä, mikä vähentää mekaanista etua.
Toisin kuin nostovinssi, joka näkee huippukuorman vain nostossa, vaijerivinssin on kestettävä vetovoima tuntikausia. Tämä vaatii moottorin, jonka huoltokerroin on 1.25 . Moottori, jonka teho on 7,5 kW ja SF 1,25, voi toimittaa 9,4 kW jatkuvasti kattaen lämpöreservin, joka tarvitaan, kun kaapeli takertuu hetkellisesti merenpohjaan.
Rummun ytimen halkaisija ja kaapelin taivutussäteen suojaus
Rummun ydin on ensisijainen tekijä, joka estää kaapelin vahingoittumisen. Virta- tai ohjauskaapelin pienin taivutussäde on tyypillisesti 10-15 kertaa sen ulkohalkaisija . Vinssirummun sydämen halkaisijan tulee siis olla vähintään 20 kertaa kaapelin halkaisija dynaamiseen kelaukseen jännityksen alaisena. 40 mm:n kaapelin sydämen tulee olla vähintään 800 mm.
Pienemmän ytimen käyttö johtaa sisäkerroksen murskaantumiseen. Dokumentoidussa tapauksessa, joka koski pinoamiskeräimen perässä olevaa virtajohtoa, 600 mm:n rumpu rikkoi toistuvasti 38 mm:n kaapelin sisällä. 1200 kelausjaksoa . Päivitys 900 mm:n ytimeen eliminoi murskausvian kokonaan myöhemmin 4500 sykliä .
Moottorin käyttöjakso ja terminen ylikuormituksen esto
Kaapelivinssimoottorit toimivat S3 jaksottaisen jaksollisen käyttöluokituksen mukaisesti. Tyypillinen etiketti lukee S3-40%, 10 minuuttia , mikä tarkoittaa, että moottori voi käydä täydellä kuormalla 4 minuuttia minkä tahansa 10 minuutin jakson aikana ylittämättä eristysluokan lämpötilan nousurajaa. Moottorin valinta a 60 % käyttöaste toistuvassa kaapelin kaivamisessa käytettävälle vinssille estää ylikuumenemisreleen häiritsevän laukaisun.
Alla oleva taulukko vastaa moottorin tehoa vetovoimaan ja linjan nopeutta yleisissä kaapelin kelaustoiminnoissa olettaen, että luokitus on S3-40 % ja vaihteiston huoltokerroin 1,0.
| Moottorin teho (kW) | Ensimmäisen kerroksen veto (kg) | Linjanopeus täydellä kuormalla (m/min) | Tyypillinen kaapelin ulkopinta-alue (mm) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 500 | 6 | 10-15 |
| 3.7 | 1 500 | 8 | 18-28 |
| 7.5 | 3 200 | 10 | 30-42 |
| 15.0 | 6 500 | 12 | 45-65 |
Jarrujärjestelmät ja staattinen pitovaatimukset
Sähkökaapelivinssin on pidettävä koko kaapelikela paikallaan, kun virta katkaistaan, myös rinteessä. Standardi on a jousitettu, sähköisesti vapautuva tasavirtajarru asennettu suoraan moottorin päätykelloon. Staattisen pitomomentin on oltava vähintään 1,5 kertaa rummun enimmäisvääntömomentti kaapelin yläkerros tuottaa täydellä vedolla.
Rummun laipassa oleva nauhajarru toimii hätätoisiojärjestelmänä. 10 tonnin vetovinssin hyväksyntätestin aikana DC-jarru yksin pysyi 105 % nimelliskuormasta 30 minuuttia ilman rummun pyörimisnopeutta. Kun nauhajarrua käytettiin simuloidun sähkökatkon jälkeen, yhdistetty jarrujärjestelmä piti staattisen kuorman 15 tonnia ennen kuin kaapelin ankkuri luisui.
Kelausvaihde ja tasotuulen mekanismit
Satunnainen käämitys aiheuttaa kaapelin päällekkäisyyden, joka leikkaa vaippaan jännittyneen maksun aikana. Ohjattu tasatuulimekanismi, joka kulkee rummun läpi synkronoidulla nopeudella, on välttämätön litteälle kaapelille tai kelattaessa tasaiselle rummulle. Tasatuulen nousun on vastattava kaapelin halkaisijaa plus välys 1 mm - 2 mm puristumisen estämiseksi.
32 mm:n pyöreälle kaapelille tasatuuli johtoruuvin jakovälillä 33 mm ja kaksisuuntainen mutteri poistaa raot. Kaapelinlaskuproomun kenttätiedot osoittivat, että synkronoitu tasotuuli vähensi voittohypyn ilmiötä 3 esiintymistä kilometriä kohden nollaan, estäen terävät jännityspiikit, jotka aiemmin vaurioittivat kaapelin eristysvastusta.
Sähköinen ohjaus ja nopeussäädettävä integrointi
Suuren vinssimoottorin suorakäynnistys lähettää mekaanisen iskun vaihteiston läpi. Taajuusmuuttaja mahdollistaa pehmeän käynnistyksen rampin 3 sekuntia ja pysäytysramppi 2 sekuntia , vähentää syöttövirran huippua alkaen 6-kertainen täysi kuormitusvirta 1,5-kertaiseksi . Tämä suojaa kaapelia äkilliseltä nykimiseltä, joka voi erottaa johtimen eristyksestä.
Ohjausriipusessa on oltava hätäpysäytyspainike, jossa on suorakatkoskontaktori. Kun e-stop-painiketta painetaan, jarru kytkeytyy ja VFD käynnistää DC-injektiojarrutusjakson, joka pysäyttää rummun 0,5 sekuntia . Rummun nollanopeusanturi vahvistaa pysäytyksen ennen kuin jarru vapauttaa pitomomenttinsa.
Kuormantunnistus ja jännityksen katkaisu
Liiallisen jännityksen vetäminen pidentää kuparijohtimia pysyvästi, mikä lisää vastusta ja kuumia kohtia. Pyörän akselille asennettu kuormitustappi mittaa jännitystä reaaliajassa ja laukaisee katkaisun, kun voima ylittää esiasetetun rajan. Tyypilliselle 3-napaiselle 35 mm:n kaapelille maksimi vetojännitys ei saa ylittää 3000 kg , joka vastaa johtimen jännitystä 0,2 % .
PLC:hen kytketty punnituskenno tallentaa myös jännityslokin koko kelaustoiminnon ajalta. Näitä tietoja käytetään varmistamaan, että kaapelia ei ole ylikuormitettu asennuksen aikana. Tämä vaatimus määritellään yhä enemmän takuuehdoissa merenalaisille virtakaapeleille, joiden suunniteltu käyttöikä on 25 vuotta .
Päivittäiset käynnistystä edeltävät tarkastuspisteet
10 minuutin visuaalinen ja toiminnallinen tarkastus ennen jokaista vuoroa havaitsee viat, jotka johtavat kaapelien katkeamiseen. Alla oleva tarkistuslista kattaa korkean riskin komponentit.
- Tarkista, että jarrun ilmaväli on asetettu asentoon 0,3 mm . Yli 0,6 mm:n ilmarako vähentää jousen puristusvoimaa ja voi saada rummun ryömimään kuormituksen alaisena.
- Tarkista planeettavaihteiston öljytaso. Pisara 15 mm tarkastuslasin alapuolella osoittaa tiivistevuodon, joka aiheuttaa vaihteen pisteytyksen yhden vaihdon aikana.
- Tarkista, ettei rummun laipan kaapelin sisääntulokohdassa ole teräviä reunoja. Niin pieni purse kuin 0,5 mm voi viipaloida kaapelin ulkovaipan maksun aikana.
- Testaa hätäpysäytys ja tarkkaile rummun pysähtymismatkaa. Mikä tahansa lisäys yli 200 mm lineaarisen kaapelin matka vaatii jarrupalojen vaihtoa.
- Varmista, että tasatuulen ketjuissa tai johtoruuvissa ei ole näkyvää löysyyttä. Kulunut ketju, jossa painuma 10 mm ottaa käyttöön vaiheviiveen, joka aiheuttaa jakokäämityksen.
