Přečtěte si: Publikace Elektromobilita v praxi: Jak se zorientovat na poli elektromobility
|
|
|
Přečtěte si: Publikace Elektromobilita v praxi: Jak se zorientovat na poli elektromobility |
 
        |
Individuální zkouška kabelů eliminuje problémy22.10.2014 Kabely v průmyslovém prostředí musí fungovat bez poruch po dlouhá léta. Platné normy sice popisují obecné požadavky na konstrukci a materiál, v některých případech kabelů pro speciální aplikace však nejsou dostatečné. Řešením zde může být individuální dohoda výrobce kabelů se zákazníkem a vlastní vyvinuté zkušební postupy. Zvláště velké mechanické namáhání kabelů se projevuje v energetických řetězech. Jsou-li kabely v těchto energetických řetězech špatně uložené nebo je jejich poloměr ohybu výrazně menší než stanovené minimum, nemohou se kabely volně pohybovat a končí jako „vývrtka“. Mohou se zkroutit tolik, že dojde k jejich kompletnímu přerušení. Také čisticí prostředky, louhy a kyseliny se nemusí vždy snášet s plasty použitými při výrobě kabelů a mohou vyvolat chemickou reakci, která učiní kabel nepoužitelným. Kabely mohou poškodit také příliš velké přechodové odpory, které kabely zahřívají. Požadavky na konstrukci kabelů Jak všechny tyto příklady ukazují, je nezbytné si při výběru konkrétního kabelu předem ujasnit, zda se půjde o standardní použití, nebo zda musí být splněny individuální požadavky. Pro všechny kabely používané v průmyslu a při výrobě zařízení existují mezinárodní normy, které musí být při jejich vývoji zohledněny. Tyto normy se vztahují u ovládacích kabelů zejména na obecnou konstrukci kabelu, na vodiče, izolaci žil a jejich značení, materiál pláště, odolnost proti plameni, zkoušení a směrnice EU. Normy DIN a VDE sice stanovují obecné požadavky, specifické aplikace v průmyslové výrobě nebo ve výrobě elektrické energie v nich však nemohou být zohledněny. Proto se často stává, že uživatelé nemohou přesně odhadnout, kde daný produkt použít a kde nikoliv. Důsledkem je pak předčasný výpadek kabelů. Normy je proto nutno chápat především jako solidní základ, ze kterého musí vycházet další požadavky, pokud to konkrétní speciální aplikace vyžaduje. Výrobce se může s uživatelem dohodnout, jaké vlastnosti by měl kabel mít, například pokud jde o ohybové vlastnosti nebo odolnost proti zkrutu. Velmi užitečné je, když zákazník poskytne výrobci kabelů některá agresivní média, jako jsou speciální oleje nebo hydraulické kapaliny, které přichází do styku s kabelem. Výrobce pak může předem ověřit, zda při kontaktu s nimi nedojde k poškození kabelu. Pro konkrétní speciální aplikace provádí výrobci specifické zkoušky namáhání kabelů. Podle DIN VDE 0276 [2] se rozlišují tři různé druhy zkoušek. Typové zkoušky je nutno provést před uvedením kabelů a vodičů na trh. Tyto zkoušky dokládají, že provozní vlastnosti odpovídají stanoveným požadavkům. Výrobci musí opakovat tuto zkoušku každých pět let nebo při každé změně konstrukce, materiálů nebo výrobního procesu. Výběrové zkoušky se provádějí namátkově v pravidelných intervalech, aby prokázaly, že kabel odpovídá stanovené konstrukci. Jako kusové zkoušky se pak označují průběžné kontroly všech produktů před tím, než opustí výrobní závod. Kabely pro průmyslové aplikace Stuttgartská skupina Lapp disponuje rozsáhlým testovacím střediskem, kde jsou kabely a vodiče testovány pro různé typické průmyslové aplikace. U kabelů pro energetické řetězy je nutno zkoušet mechanickou životnost a počet možných ohybových cyklů při různých pojezdových rychlostech a poloměrech ohybu. Musí být zaručeno, že nedojde k narušení elektrické spolehlivosti nebo přenosu dat. Zkušební zařízení ve vlastním testovacím středisku provádí rozsáhlé zkoušky životnosti vysoce flexibilních kabelů v energetických řetězech s pojezdovou drahou dlouhou tři až dvacet metrů. Možné zrychlení až 70 m/s² neboli 7 G je větší než zrychlení, které zažívají piloti formule 1 při průjezdu zatáčkou nebo astronauti při startu. Pojezdové rychlosti dosahují hodnoty 5 m/s a poloměry ohybu se pohybují mezi 28 a 250 mm. Počítače přitom trvale monitorují elektrické parametry a přenosové rychlosti dat. Při zkoušce je tak možno včas odhalit případné selhání. Výsledky zkoušek se přímo promítají do dalšího vývoje.
Skupina Lapp nabízí rozsáhlé testy vysoce flexibilních kabelů v energetických řetězech.Pracovníci vývoje skupiny Lapp mají k dispozici vlastní zařízení pro testování velmi dynamických aplikací, jako jsou náhlé jízdní manévry, včetně brzdění a zrychlování o velikosti až pětinásobku gravitačního zrychlení Země. Pouze produkty, které vydrží tyto extrémně náročné zkoušky, jsou pak uvedeny na trh. Na zkušebním zařízení pro robotiku provádí odborníci firmy Lapp dlouhodobé testy, při kterých jsou kabely podrobeny trvalému pohybu s měnící se rychlostí, jako je tomu například u svářecích robotů ve výrobě automobilů. Cykly zde musí být obecně co nejkratší, aby byla výroba co nejefektivnější. Proto je zde zvláště důležitá odolnost kabelů. Kabely pro větrné elektrárny U kabelů, které se používají speciálně ve smyčkách větrných elektráren, jde zejména o torzní odolnost při pomalém pohybu, ale velkém úhlu otočení. Protože jsou tyto kabely často součástí ochrany proti blesku, hraje důležitou roli i vazební odpor. Tyto kabely tedy musí splňovat velmi náročné požadavky. V testovacím středisku skupiny Lapp je možné je testovat jak mechanicky, tak elektricky. Dalším důležitým požadavkem je odolnost konektorů vůči slané vodě. I tento test se provádí ve vlastním středisku Lapp. Pro realistickou simulaci věže a gondoly větrné elektrárny je využívána šestnáct metrů vysoká šachta v logistické budově Lapp, která původně sloužila pro výtah. Takovéto testovací zařízení, kde je možné realizovat veškeré upevňovací body kabelů a vodičů přesně podle reálných podmínek, bylo dosud v Evropě realizováno pouze v jediném dalším případě. Většina obdobných testovacích zařízení není tak vysoká, a proto není schopna tak věrně simulovat zavěšení kabelů ve skutečné větrné elektrárně. Důvodem pro zřízení této testovací šachty byl v neposlední řadě také požadavek velkého německého výrobce větrných elektráren, který chtěl prokázat, že kabely v nich mohou bez poškození přečkat i přetočení o 150° na metr. K tomuto účelu slouží inženýrům skupiny Lapp 12 metrů vysoké zkušební zařízení, které ve srovnání s jinými testovacími zařízeními umožní bezpečnější konstrukci větrné elektrárny. Běžně je totiž možné určit s potřebnou přesností pouze úhel otočení gondoly, nikoli však kabelu. Test v Lapp je založen na přesné simulaci torzního pohybu kabelů. Kabely jsou volně zavěšené, uchyceny stejně jako v reálné elektrárně a v celé své délce jsou krouceny servopohonem na vrcholu konstrukce. Také smyčka, do které jsou kabely vedoucí k transformátorům a rozvaděčům ve spodní části věže svázány, je zatížena zkrutem stejně jako v reálné elektrárně. Kamery trvale sledují, co se děje uvnitř zařízení a zaznamenávají přitom všechny provozní jevy, jako je oděr či možné poškození kabelů kmitáním. Testovací šachta Lapp poskytuje cenné poznatky o vhodnosti různých konstrukcí a materiálů kabelů, které se pak promítají do vývoje nových typů určených pro použití ve větrných elektrárnách. Zcela nové poznatky přineslo toto testovací zařízení například u smyček. Při třetí otáčce gondoly totiž dochází k extrémnímu zkroucení a silnému zkrácení smyčky. Na běžných zkušebních zařízeních s výškou do 2,5 metru není možné takovéto jevy pozorovat.
Šestnáct metrů vysoká šachta v logistické budově Lapp, která původně sloužila pro výtah je využívána pro realistickou simulaci zátěže energetického zařízení věže a gondoly větrné elektrárny.V testovacím středisku Lapp jsou prováděny i materiálové zkoušky, které jdou nad rámec kritérií stanovených příslušnými normami, jako je například mechanické napětí v tahu, mezní protažení před a po stárnutí, odolnost proti plameni nebo nepřítomnost halogenových prvků. Zkušební specialisté tak například zkouší odolnost materiálu při umělém stárnutí nebo provádí klimatické zkoušky v umělých atmosférách. Pomocí náročné analytické techniky mohou zjišťovat přesné složení materiálů a jejich termické vlastnosti. Popsané příklady možných problémů a individuálně koncipovaných zkušebních metod ukazují, že zákonné a normativní požadavky nejsou dostatečné ve vztahu ke komplexnosti aplikací, které se v praxi vyskytují. Vedle standardních zkoušek je proto nutné provádět individuální testy, které jsou schopné zohlednit speciální požadavky a poskytovat poznatky potřebné pro trvalou optimalizaci produktového portfolia. Výrobci kabelů, kteří si vyměňují informace se zákazníky a začleňují do průběhu testů stále nové procesy, jsou schopni lépe garantovat životnost a kvalitu svých produktů, a získat tak konkurenční výhodu. Werner Körner, U.I. Lapp GmbH Foto © Lapp
|
|
Naše tipy |
|
Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services |
| |
Přečtěte si také:
3.7.2014 
16.6.2014
17.4.2014
22.11.2013
24.6.2013
