Новости
Все
12.11.2019

Международный форум «Электрические сети» 2019 (МФЭС) будет проходить с 3 по 6 декабря в Москве в 75 павильоне ВДНХ.

28.10.2019

25 октября отмечается День работника кабельной промышленности. 140 лет назад в России было налажено первое промышленное производство кабельной продукции.

25.10.2019

Поздравляем специалистов кабельной промышленности с их профессиональным праздником.

21.10.2019

Поздравляем всех тех, кто строит, проектирует, обустраивает и эксплуатирует дороги. Пусть ваша работа не останавливается, преображая и преумножая дороги нашей страны!

15.10.2019

В Санкт-Петербурге прошла презентация нового поколения труб для защиты высоковольтных кабельных линий – токопоисковых труб ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ОМП. Презентацию посетили представители региональных электросетевых компаний России, сотрудники филиалов ПАО «Россети».


Выбор типоразмера

Трубы ПротекторФлекс® \ Выбор типоразмера

Типоразмеры труб ПРОТЕКТОРФЛЕКС®

Классификация безнапорных труб традиционно производится не по величине стандартного размерного отношения (SDR), а по классу кольцевой жесткости (SN). Принципиальное отличие SDR и SN в том, что SDR — это геометрическая характеристика трубы (отношение внешнего диаметра трубы к толщине ее стенки), тогда как  SN — это механическая характеристика.

Кольцевая жесткость SN позволяет судить о свойствах трубы сопротивляться давлению грунта и определяется как нагрузка на трубу (кН/м2), при которой труба сдавливается на 3% от своего диаметра. Величина SN зависит не только от диаметра трубы и толщины ее стенки, а еще и от модуля упругости E материала при сжатии.

Маркировка трубы для прокладки кабельной линии должна включать в себя диаметр трубы D, толщину стенки e, кольцевую жесткость SN, предельное усилие тяжения F1MAX, длительно допустимую температуру T, при которой кольцевая жесткость сохраняется не менее всего срока службы кабеля.

Параметры D, e, SN и T должны контролироваться при поставках труб на строящиеся объекты. Значение F1MAX может потребоваться позже — уже на стадии выполнения работ по затяжке труб в буровой канал, когда оператор ГНБ установки будет контролировать фактическое усилие тяжения F и прерывать процесс затяжки пучка из N труб в случае F > 0,5 · N · F1MAX с целью не допустить обрыва трубы.


Выбор диаметра и толщины стенки трубы

На рисунке 1 показана труба внешнего диаметра D и толщины стенки e, внутри которой проложен кабель внешним диаметром d. Согласно нормативным документам, при выборе внешнего диаметра труб следует придерживаться следующего правила:

protectorflex_formula_01.png

Толщина стенки трубы e определяется в ходе механических расчетов на основе основной информации об условиях прокладки трубы и опирается на понятие кольцевой жесткости SN


protectorflex_diametr_truby_i_kabeley.jpg

Рисунок 1.  Полимерная труба с кабелем: без давления грунта (а), с давлением грунта (б)

 

Связь толщины стенки и кольцевой жесткости устанавливается выражением:

protectorflex_formula_02.png

где  E — модуль упругости материала трубы при сжатии.


Толщина стенки трубы e (мм) в зависимости от диаметра трубы D (мм) и кольцевой жесткости SN (кН/м2)

Внешний диаметр
трубы D, мм
Кольцевая жесткость SN, кН/м2
12 16 24 32 48 64 96
Толщина стенка трубы е, мм
32*

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® СТ, БК, НГ

   -  - 2 2,2 2,5 2,7 3,1
40*    - 2,2 2,5 2,8 3,1 3,4 3,9
50*   2,5 2,8 3,1 3,4 3,9 4,3 4,8
63*   3,2 3,5 4 4,3 4,9 5,4 6,1
75*   3,8 4,2 4,7 5,2 5,9 6,4 7,2
90*   4,6 5 5,7 6,2 7 7,7 8,7
110   5,6* 6,1 6,9 7,6 8,6 9,4 10,6
125   6,3* 6,9 7,9 8,6 9,8 10,7 12
140   7,1* 7,8 8,8 9,6 10,9 11,9 13,5
160   8,1 8,9 10,1 11 12,5 13,6 15,4
180   9,1 10 11,3 12,4 14 15,3 17,3
200

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО, ОМП

10,1 11,1 12,6 13,8 15,6 17 19,3
225 11,4 12,5 14,2 15,5 17,6 19,2 21,7
250 12,7 13,9 15,7 17,2 19,5 21,3 24,1
280 14,2 15,5 17,6 19,3 21,8 23,9 27
315 15,9* 17,5 19,8 21,7 24,6 26,8 30,4
355 18 19,7 22,3 24,4 27,7 30,3* 34,2*
400 20,2 22,2 25,2 27,5 31,2 34,1 38,5
450 22,8 24,9 28,3 31 35,1 38,3 43,4
500 25,3 27,7 31,5 34,4 39 42,6 48,2
560 28,3 31 35,3 38,6 43,7 47,7 54
630 31,9 34,9 39,7 43,4 49,2 53,7  -

* Производятся в однослойном исполнении

Примечание: Внешний диаметр труб ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО указан без учета толщины защитного покрытия.

Существует два основных способа размещения труб в грунте — это укладка в предварительно подготовленную траншею (рисунок 2а) или затяжка труб в грунт в подготовленный канал, чаще выполняемый горизонтально-направленным бурением (рисунок 2б). В обоих случаях расчет трубы построен на понятии кольцевой жесткости SN, на основе которой можно определить не только толщину стенки трубы, но и предельное усилие тяжения трубы при ее затаскивании в буровой канал.

protectorflex_sposoby_prokladki_trub.jpg

Рисунок 2.  Основные способы прокладки полимерных труб: траншейный (а), метод ГНБ (б)

 

Выбор кольцевой жесткости труб

Вертикальное давление грунта (и транспорта) на трубу является силой, приложенной к трубе и стремящейся вызвать ее овальность, однако возникающий «отпор грунта», расположенного по бокам трубы, стремится вернуть форму поперечного сечения трубы к исходному круглому. Плотный грунт по бокам трубы — это фактор, повышающий ее механическую прочность.   

protectorflex_formula_03.png

где q и SN  измеряются уже в кН/м2, а  E'S — фактор жесткости грунта, который называется секущим модулем грунта (МПа).

Секущий модуль грунта  E'S зависит от типа грунта, которым засыпается труба, и степени его уплотнения. Как правило, для этих целей используется песок, и тогда рекомендуется использовать данные таблице.  

Глубина засыпки
H, м
Состояние песка, которым засыпана труба
Неуплотненный  Уплотненный
вручную
Уплотненный
механически
Секущий модуль грунта E's, МПа
1 0,5 1,2 1,5
2 0,5 1,3 1,8
3 0,6 1,5 2,1
4 0,7 1,7 2,4
5 0,8 1,9 2,7
6 1,0 2,1 3,0

Вертикальная нагрузка на трубу (кН/м2) складывается из трех составляющих:

protectorflex_formula_04.png

где qr — нагрузка от веса грунта (кН/м2); qAT — нагрузка от автотранспорта (кН/м2); qЖТ — нагрузка от ж/д транспорта (кН/м2). 

Нагрузка от грунта в наиболее неблагоприятном случае, когда на трубу давит весь столб грунта высотой Н, 

protectorflex_formula_05.png

где ρr — удельный вес грунта (обычно не более 2 т/м3); g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; H — глубина расположения трубы под землей (м).

Нагрузка от транспорта может быть определена как

protectorflex_formula_06.png

Результаты расчета предельной глубины заложения труб Н даны в таблице ниже. Видно, что при прокладке труб в траншеях опасно применять трубы с кольцевой жесткостью менее 8 и нет необходимости применять трубы с SN более 64.


Предельная глубина H (м) при прокладке открытым способом под газонами / скверами / автодорогами

SN, кН/м2 Секущий модуль грунта E's, МПа
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Предельная глубина прокладки H, м
4 0,4 / - 0,8/- 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/-
6 0,7 / - 1,1/- 1,5/- 1,9/- 2,3/- 2,7/- 3,1/-
8 0,9/- 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/- 3,3/-
12 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/- 3,4/- 3,8/-
16 1,7/- 2,2/- 2,6/- 3,0/- 3,4/- 3,8/1,7 4,2/2,4
24 2,6/- 3,0/- 3,4/0,7 3,8/1,8 4,3/2,5 4,7/3,0 5,1/3,6
32 3,5/0,9 3,9/1,9 4,3/2,5 4,7/3,1 5,1/3,7  5,5/4,2 5,9/4,7
48 5,2/3,8 5,6/4,3 6,1/4,8 6,5/5,3 6,9/5,8 7,3/6,2 7,7/6,7
64 7,0/5,9 7,4/6,4 7,8/6,8 8,2/7,3 8,6/7,7 9,0/8,2 9,4/8,6

 

Выбор предельных усилий тяжения

При прокладке методом ГНБ трубы подвергаются двум видам воздействий: во-первых, продольным силам тяжения F, которые возникают при протаскивании трубы в буровой канал; во-вторых, вертикальному давлению грунта и транспорта уже в процессе эксплуатации трубы. Выбор кольцевой жесткости и толщины стенки определяется главным образом усилиями тяжения.

Усилие тяжения трубы F создает силы трения, возникающие из-за утяжеления трубы под действием навалившегося на трубу грунта вследствие плохого закрепления стенок бурового канала буровым раствором (бентонит) или даже полной невозможности закрепления (плывуны, тяжелый сценарий).

protectorflex_formula_07.png

где qr — вес грунта в кН/м2; DЭКВ — эквивалентный диаметр протаскиваемой плети труб; µ — коэффициент трения полимерной трубы о грунт (обычно равен 0,2).

Проверка допустимости усилий тяжения F, возникающих при затягивании трубы (плети труб) в буровой канал, выполняется следующим образом

protectorflex_formula_08.png

где 0,5 — коэффициент запаса;  N — число труб в плети (одна или четыре); F1MAX — предельное усилие тяжения каждой трубы (кН), которое может быть найдено как

protectorflex_formula_09.png

где D и e — внешний диаметр и стенка трубы (в мм);  σ — предел текучести материала трубы (МПа).

Предельные усилия тяжения F1MAX  приведены в таблице ниже


Предельное усилие тяжения трубы F1MAX (кН) в зависимости от диаметра трубы D (мм) и кольцевой жесткости SN (кН/м2)

Внешний диаметр
трубы D, мм
Кольцевая жесткость SN, кН/м2
4 6 8 12 16 24 32 48 64 96 128 192 256
Предельное усиление тяжения F1MAX, кН
32

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® СТ, БК, НГ

2,3 2,6 2,9 3,2 3,5 4,0 4,3 4,9 5,3 5,9 6,4 7,1 7,6
40 3,6 4,1 4,5 5,1 5,5 6,2 6,8 7,6 8,2 9,2 10 11 12
50 5,7 6,4 7,0 7,9 8,6 9,7 11 12 13 14 16 17 19
63 9 10 11 13 14 15 17 19 20 23 25 27 29
75 13 14 16 18 19 22 24 27 29 32 35 39 42
90 18 21 23 26 28 32 34 38 42 47 50 56 60
110 27 31 34 38 42 47 51 57 62 70 75 83 90
125 35 40 45 50 55 60 65 75 80 90 95 105 115
140 45 50 55 62 68 75 83 93 100 115 125 135 145
160 60 65 70 80 90 100 110 120 130 145 160 175 190
180 75 85 95 105 115 125 135 155 170 185 200 225 240
200

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО

90 100 115 125 140 155 170 190 205 230 250 275 295
225 115 130 140 160 175 195 215 240 260 290 315 350 375
250 140 160 175 200 215 245 265 300 320 360 390 430 465
280 180 200 220 250 270 305 330 370 400 450 485 540 580
315 225 255 280 315 345 385 420 470 510 570 615 685 735
355 285 325 355 400 435 490 535 600 650 725 780 870 935
400 365 410 450 510 550 625 675 760 820 920 990 1100 1180
450 460 520 570 640 700 790 855 960 1040 1160 1260 1400 1500
500 570 640 700 790 865 975 1060 1190 1290 1440 1550 1720 1850
560 710 805 880 990 1080 1220 1330 1490 1610 1800 1950 2160 2320
630 900 1020 1110 1260 1370 1550 1680 1880 2040 2280 2460 2730 2940

Примечание. При затяжке полимерной трубы в грунт усилия тяжения рекомендуется ограничивать безопасным уровнем 0,5F1MAX.

Предельная длина трубы, которую еще можно затянуть в буровой канал без риска ее недопустимого растяжения или даже обрыва,

protectorflex_formula_10.png


Рекомендации по выбору f' коэффициента в зависимости от сценария бурения

Сценарий Характеристика сценария ƒ'
Тяжелый Бентонит не может сформировать стенки канала 0,1
Средний Стенки канала более или менее сформированы 0,5
Легкий Стенки канала хорошо сформированы 0,8

В таблице ниже представлены оценки предельной длины бурового канала LГНБ  в зависимости от числа труб и сценария бурения.


Оценки предельной длины бурового канала LГНБ (м) в зависимости от числа труб N

SN, кН/м2 N = 1 N = 4
Сценарий, по которому проходит бурение канала
Тяжелый Средний Легкий Тяжелый Средний Легкий
Предельная длина бурового канала LГНБ, м
4 38 190 303 26 131 209
6 43 214 342 29 147 236
8 47 235 375 32 162 258
12 53 264 423 36 182 291
16 58 289 462 40 199 318
24 65 324 518 45 223 357
32 70 352 564 49 243 388
48 79 396 633 55 273 436
64 86 428 685 59 295 472
96 96 479 766 66 330 528
128 103 517 828 71 356 570
192 115 574 918 79 395 632
256 123 617 987 85 425 680

Адрес:
191119, Санкт-Петербург
Лиговский пр., 92"Д"
Написать письмо
Написать письмо
Обязательные для заполнения поля помечены знаком *.

* Ваше имя или название организации:


* Ваш E-mail или телефон:


* Текст: