Det korrekte elektriske kabelspil til kontinuerlig kabellægning er defineret af dens første lags trækkapacitet ved 1,5 gange den maksimale kabelspænding og en S3 duty cycle rating på mindst 40 % . En 3,7 kW motor, der driver en planetgearkasse gennem en fejlsikker elektromagnetisk bremse, vil spole 500 meter panserkabel med en diameter på 35 mm med en konstant hastighed på 8 meter i minuttet uden at overophede viklingerne, forudsat at tromlens kernediameter er mindst 20 gange kabeldiameteren.
Første lags træk og hvordan det adskiller sig fra løftespil
An electrical cable winch vurderes ved træk i det første lag reb på tromlen, ikke ved ophængt last. Kabellægning involverer høj vandret trækkraft, især når man trækker pansrede undersøiske kabler hen over ruller. Et spil med et første lags træk af 5,000 kg på en 300 mm kerne kan klare en kabelspænding på 3.300 kg efter det fjerde lag er viklet på, på grund af den øgede effektive tromlediameter reducerende mekaniske fordel.
I modsætning til et løftespil, der kun ser spidsbelastning ved afløftning, skal et kabelspil opretholde trækkraften i timevis. Dette kræver en motor med en servicefaktor på 1.25 . En motor på 7,5 kW med en SF på 1,25 kan levere 9.4 kW kontinuerligt, hvilket dækker den termiske reserve, der er nødvendig, når kablet snæver sig kortvarigt på havbunden.
Tromlekernediameter og kabelbøjningsradiusbeskyttelse
Tromlens kerne er den primære faktor, der forhindrer skader på kablet. Den mindste bøjningsradius for et strøm- eller styrekabel er typisk 10 til 15 gange dens ydre diameter . En spiltromle skal derfor have en kernediameter, der ikke er mindre end 20 gange kabeldiameteren til dynamisk spole under spænding. For et 40 mm kabel skal kernen være mindst 800 mm.
Brug af en mindre kerne fører til knusning af det indre lag. I et dokumenteret tilfælde, der involverede et slæbende strømkabel til en stabler-reclaimer, svigtede en 600 mm tromle gentagne gange et 38 mm kabel i 1,200 spooling cycles . Opgradering til en 900 mm kerne eliminerede knusefejlen fuldstændigt i løbet af en efterfølgende 4,500 cycles .
Motordriftscyklus og termisk overbelastningsforebyggelse
Kabelspilsmotorer fungerer under S3-klassificeringen med intermitterende periodisk drift. A typical label reads S3-40%, 10 minutes , hvilket betyder, at motoren kan køre ved fuld belastning i 4 minutter inden for en hvilken som helst 10-minutters cyklus uden at overskride dens isolationsklasses temperaturstigningsgrænse. Selecting a motor with a 60% duty cycle for et spil, der bruges til gentagen kabelgravning, forhindrer generende udløsning af det termiske overbelastningsrelæ.
Tabellen nedenfor matcher motorkraft til trækkraft og linjehastighed for almindelige kabelspoleoperationer, forudsat en S3-40 % rating og en servicefaktor på 1,0 for gearkassen.
| Motoreffekt (kW) | Første lags træk (kg) | Linjehastighed ved fuld belastning (m/min) | Typisk kabel-OD-område (mm) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 500 | 6 | 10 til 15 |
| 3.7 | 1,500 | 8 | 18 to 28 |
| 7.5 | 3.200 | 10 | 30 to 42 |
| 15.0 | 6.500 | 12 | 45 to 65 |
Krav til bremsesystemer og statisk holde
Et elektrisk kabelspil skal holde hele kabelspolen stationært, når strømmen afbrydes, selv på en skråning. The standard is a fjederpåført, elektrisk udløst DC-bremse monteret direkte på motorendeklokken. Det statiske holdemoment skal være mindst 1,5 gange det maksimale tromlemoment genereret af det øverste kabellag ved fuldt træk.
En båndbremse på tromleflangen tjener som et sekundært nødsystem. Under en accepttest af et 10-tons trækspil holdt DC-bremsen alene 105% of rated load i 30 minutter med nul tromlerotation. Når båndbremsen blev aktiveret efter et simuleret strømsvigt, holdt det kombinerede bremsesystem en statisk belastning på 15 tons før kabelankeret gled.
Spolegear og vandrette vindmekanismer
Tilfældig vikling forårsager kabeloverlapning, der skærer ind i kappen under spændt udbetaling. En drevet planvindsmekanisme, der krydser tromlen med en synkroniseret hastighed, er essentiel for fladt kabel eller ved spole på en glat tromle. Den jævne vindstigning skal svare til kabeldiameteren plus en frigang på 1 mm til 2 mm to prevent pinching.
For et 32 mm rundt kabel, en plan-vind med en blyskruestigning på 33 mm og en tovejsmøtrik eliminerer huller. Feltdata fra en kabellæggende pram viste, at en synkroniseret vandret vind reducerede udbetalingsspring fænomenet fra 3 forekomster per kilometer til nul, hvilket forhindrer skarpe spændingsspidser, der tidligere beskadigede kablets isolationsmodstand.
Elektrisk styring og variabel hastighedsintegration
Direkte-on-line start af en stor spilmotor sender et mekanisk stød gennem gearet. En variabel frekvensomformer tillader en blød startrampe på 3 sekunder og en stoprampe på 2 sekunder , hvilket reducerer spidsstrøm fra 6 gange fuld belastning strøm til 1,5 gange . Dette beskytter kablet mod et pludseligt ryk, der kan adskille lederen fra isoleringen.
Styrevedhænget skal indeholde en nødstopknap med direkte brudkontaktor. Når der trykkes på nødstoppet, aktiveres bremsen, og VFD starter en DC-indsprøjtningsbremsecyklus, der standser tromlen inden for 0,5 sekunder . En nulhastighedssensor på tromlen bekræfter stop, før bremsen slipper sit holdemoment.
Load Sensing og Tension Cut-Out
Træk i kabel med overdreven spænding forlænger kobberlederne permanent, hvilket øger modstanden og hot spots. En belastningsstift installeret ved skiveaksen måler spændingen i realtid og udløser en udkobling, når kraften overstiger den forudindstillede grænse. For et typisk 3-leder 35 mm kabel bør den maksimale trækspænding ikke overstige 3.000 kg , hvilket svarer til en lederbelastning på 0,2 % .
En vejecelle forbundet til en PLC vil også registrere en spændingslog over hele spooloperationen. Disse data bruges til at verificere, at kablet ikke blev overbelastet under installationen, et krav, der i stigende grad specificeres i garantivilkår for undersøiske strømkabler med en designlevetid på 25 år .
Daglige inspektionspunkter før start
En 10-minutters visuel og funktionel kontrol før hvert skift fanger fejl, der fører til kabeludløb. Tjeklisten nedenfor dækker højrisikokomponenterne.
- Kontroller, at bremseluftspalten er indstillet til 0,3 mm . En luftspalte over 0,6 mm reducerer fjederens klemkraft og kan få tromlen til at krybe under belastning.
- Kontroller oliestanden i planetgearkassen. En dråbe 15 mm under skueglasset indikerer en forseglingslækage, der vil forårsage geardannelse inden for et skift.
- Undersøg kabelindgangspunktet på tromleflangen for skarpe kanter. En grat så lille som 0,5 mm kan skære kablets ydre kappe i skiver under udbetaling.
- Test nødstoppet og observer tromlens stopafstand. Enhver stigning ud over 200 mm lineær kabelvandring kræver udskiftning af bremseklodser.
- Bekræft, at niveauvindskæderne eller blyskruen ikke viser nogen synlig slæk. En slidt kæde med et nedhæng på 10 mm introducerer en faseforsinkelse, der forårsager crossover-vikling.
