وینچ کابل برق صحیح برای کابل کشی مداوم با آن تعریف می شود ظرفیت کشش لایه اول 1.5 برابر حداکثر کشش کابل و یک رتبه چرخه کاری S3 حداقل 40٪ . یک موتور 3.7 کیلوواتی که یک گیربکس سیاره ای را از طریق یک ترمز الکترومغناطیسی ایمن به حرکت در می آورد، 500 متر کابل زرهی با قطر 35 میلی متر را با سرعت ثابت 8 متر در دقیقه بدون گرم شدن بیش از حد سیم پیچ ها می چرخاند، مشروط بر اینکه قطر هسته درام حداقل 20 برابر قطر کابل باشد.
کشش لایه اول و تفاوت آن با بلند کردن وینچ
یک وینچ کابل برق با کشش روی اولین لایه طناب روی درام، نه با بار معلق رتبه بندی می شود. کابل گذاری مستلزم کشش افقی زیاد است، به ویژه هنگام کشیدن کابل های زره پوش زیردریایی روی غلتک ها. یک وینچ با کشش لایه اول 5000 کیلوگرم روی یک هسته 300 میلی متری می تواند کشش کابل را تحمل کند 3300 کیلوگرم پس از پیچیدن لایه چهارم، به دلیل افزایش قطر موثر درام که مزیت مکانیکی را کاهش می دهد.
بر خلاف وینچ بالابر که اوج بار را فقط در هنگام بلند کردن می بیند، وینچ کابلی باید نیروی کشش را برای ساعت ها حفظ کند. این امر نیاز به موتوری با ضریب سرویس دارد 1.25 . یک موتور با توان 7.5 کیلووات با SF 1.25 می تواند تولید کند 9.4 کیلو وات به طور مداوم، ذخیره حرارتی مورد نیاز زمانی که کابل به طور لحظه ای در بستر دریا گیر می کند، پوشش می دهد.
محافظ قطر هسته درام و شعاع خمش کابل
هسته درام عامل اولیه ای است که از آسیب به کابل جلوگیری می کند. حداقل شعاع خمش کابل برق یا کنترل معمولاً است 10 تا 15 برابر قطر بیرونی آن . بنابراین یک درام وینچ باید قطر هسته ای کوچکتر از آن نداشته باشد 20 برابر قطر کابل برای قرقره شدن دینامیک تحت کشش برای کابل 40 میلی متر، هسته باید حداقل 800 میلی متر باشد.
استفاده از یک هسته کوچکتر منجر به خرد شدن لایه داخلی می شود. در یک مورد مستند که شامل یک کابل برق انتهایی برای بازیابی استکر است، یک درام 600 میلیمتری بارها در کابل 38 میلیمتری از کار افتاد. 1200 چرخه قرقره . ارتقاء به یک هسته 900 میلی متری شکست خرد شدن را به طور کامل در مراحل بعدی حذف کرد 4500 چرخه .
چرخه کار موتور و جلوگیری از اضافه بار حرارتی
موتورهای وینچ کابلی تحت طبقه بندی دوره ای متناوب S3 کار می کنند. یک برچسب معمولی خوانده می شود S3-40٪، 10 دقیقه ، به این معنی که موتور می تواند در هر چرخه 10 دقیقه ای به مدت 4 دقیقه با بار کامل کار کند بدون اینکه از حد افزایش دمای کلاس عایق خود تجاوز کند. انتخاب موتور با a چرخه وظیفه 60٪ زیرا وینچ مورد استفاده در ترانشه کابل تکراری از خاموش شدن مزاحم رله اضافه بار حرارتی جلوگیری می کند.
جدول زیر قدرت موتور برای نیروی کشش و سرعت خط را برای عملیات معمولی سیم پیچی با فرض امتیاز S3-40% و ضریب سرویس 1.0 برای گیربکس مطابقت می دهد.
| قدرت موتور (کیلو وات) | کشش لایه اول (کیلوگرم) | سرعت خط در بار کامل (m/min) | محدوده OD کابل معمولی (میلی متر) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 500 | 6 | 10 تا 15 |
| 3.7 | 1500 | 8 | 18 تا 28 |
| 7.5 | 3200 | 10 | 30 تا 42 |
| 15.0 | 6500 | 12 | 45 تا 65 |
سیستم های ترمز و الزامات نگه داشتن استاتیک
یک electrical cable winch must hold the full reel of cable stationary when power is removed, even on an incline. The standard is a ترمز DC با فنر، آزاد شده الکتریکی مستقیماً روی زنگ انتهایی موتور نصب می شود. گشتاور نگهدارنده استاتیک باید حداقل باشد 1.5 برابر حداکثر گشتاور درام تولید شده توسط لایه بالایی کابل با کشش کامل.
یک ترمز نواری روی فلنج درام به عنوان یک سیستم ثانویه اضطراری عمل می کند. در طول تست پذیرش یک وینچ کششی 10 تنی، ترمز DC به تنهایی نگه داشت 105% بار نامی به مدت 30 دقیقه با چرخش درام صفر. هنگامی که ترمز نواری پس از یک قطع برق شبیه سازی شده اعمال شد، سیستم ترمز ترکیبی بار استاتیکی را نگه داشت. 15 تن قبل از اینکه لنگر کابل لیز بخورد.
چرخ دنده و مکانیزم های سطح باد
سیم پیچی تصادفی باعث همپوشانی کابل می شود که در حین پرداخت تنش به ژاکت بریده می شود. یک مکانیسم سطح باد رانده که درام را با سرعتی هماهنگ طی می کند برای کابل تخت یا هنگام چرخاندن بر روی یک درام صاف ضروری است. سطح زمین-باد باید با قطر کابل به اضافه یک فاصله برابر باشد 1 میلی متر تا 2 میلی متر برای جلوگیری از نیشگون گرفتن
برای یک کابل گرد 32 میلی متری، یک باد همسطح با گام پیچ سربی از 33 میلی متر و یک مهره دو طرفه شکاف ها را از بین می برد. دادههای میدانی از یک بارج کابلگذاری نشان داد که یک باد همگام سطح، پدیده پرش پرداخت را از 3 وقوع در هر کیلومتر به صفر برسد و از انقباضات شدید تنش که قبلاً به مقاومت عایق کابل آسیب می رساند جلوگیری می کند.
کنترل الکتریکی و یکپارچه سازی سرعت متغیر
راه اندازی مستقیم روی خط یک موتور وینچ بزرگ یک شوک مکانیکی را از طریق قطار دنده ارسال می کند. یک درایو فرکانس متغیر اجازه می دهد تا یک رمپ شروع نرم 3 ثانیه و یک رمپ توقف از 2 ثانیه ، کاهش اوج جریان هجومی از 6 برابر جریان بار کامل تا 1.5 بار . این کار کابل را از یک تکان ناگهانی که می تواند هادی را از عایق جدا کند محافظت می کند.
آویز کنترل باید دارای دکمه توقف اضطراری با کنتاکتور قطع مستقیم باشد. هنگامی که e-stop فشار داده می شود، ترمز درگیر می شود و VFD یک چرخه ترمز تزریق DC را آغاز می کند که درام را در داخل متوقف می کند. 0.5 ثانیه . یک سنسور سرعت صفر روی درام قبل از اینکه ترمز گشتاور نگهدارنده خود را آزاد کند، توقف را تایید می کند.
حسگر بار و قطع تنش
کشیدن کابل با کشش بیش از حد، هادی های مسی را به طور دائم کشیده و مقاومت و نقاط داغ را افزایش می دهد. یک پین بار نصب شده در محور شیو، کشش را در زمان واقعی اندازه گیری می کند و زمانی که نیرو از حد از پیش تعیین شده فراتر رفت، باعث قطع شدن می شود. برای یک کابل معمولی 3 هسته ای 35 میلی متری، حداکثر کشش نباید بیشتر شود 3000 کیلوگرم ، که مربوط به یک کرنش هادی از 0.2٪ .
یک لودسل متصل به یک PLC نیز ثبت تنش را در کل عملیات اسپولینگ ثبت می کند. این دادهها برای تأیید اینکه کابل در حین نصب تحت فشار قرار نگرفته است، استفاده میشود، این نیاز به طور فزایندهای در شرایط گارانتی برای کابلهای برق زیر دریا با طول عمر طراحی مشخص میشود. 25 سال .
نقاط بازرسی روزانه قبل از شروع
قبل از هر شیفت، یک بررسی بصری و عملکردی 10 دقیقهای نشان میدهد که خرابیهایی که منجر به قطع شدن کابل میشود. چک لیست زیر اجزای پرخطر را پوشش می دهد.
- بررسی کنید که شکاف هوای ترمز روی آن تنظیم شده باشد 0.3 میلی متر . شکاف هوای بالای 0.6 میلی متر نیروی گیره فنر را کاهش می دهد و می تواند باعث خزش درام تحت بار شود.
- سطح روغن گیربکس سیاره ای را بررسی کنید. یک قطره از 15 میلی متر زیر شیشه دید نشان دهنده نشتی آب بندی است که باعث نمره دهی دنده در یک شیفت می شود.
- نقطه ورودی کابل روی فلنج درام را از نظر لبه های تیز بررسی کنید. یک سوراخ به کوچکی 0.5 میلی متر می تواند غلاف بیرونی کابل را در حین پرداخت برش دهد.
- توقف اضطراری را تست کنید و فاصله توقف درام را رعایت کنید. هر افزایشی فراتر از آن 200 میلی متر مسیر کابل خطی نیاز به تعویض لنت ترمز دارد
- اطمینان حاصل کنید که زنجیرهای همسطح باد یا پیچ سرب، سستی قابل مشاهده ای ندارند. یک زنجیر فرسوده با افتادگی 10 میلی متر یک تاخیر فاز را معرفی می کند که باعث سیم پیچی متقاطع می شود.
