Efekt vývrtky u kabelů v energetických řetězech

Vysoce dynamické aplikace v energetických řetězech představují pro elektrické kabely velkou výzvu, zejména kvůli vysokému mechanickému namáhání způsobenému neustálým pohybem. Často přehlíženým, přesto však velmi rozšířeným typem poškození jsou torzní deformace, tzv. efekt vývrtky (corkscrewing). Jak ale tento jev vzniká, jaká rizika s sebou nese a především – jak mu lze předcházet?

Co je efekt vývrtky (corkscrewing)?

Pojem corkscrewing označuje šroubovicovou (spirálovou) deformaci kabelu kolem jeho podélné osy, která vzniká postupně v průběhu mnoha ohybových cyklů. Tento jev je způsoben chybami v konstrukci kabelu, použitím nevhodného typu kabelu nebo nesprávným návrhem či realizací celého systému. Zásadní roli zde hraje konstrukce lanění jednotlivých žil. Pokud je délka zkrutu (tzv. lay length), tedy délka jedné otáčky žil, příliš dlouhá nebo není optimálně sladěna s celkovým designem kabelu, vzniká v kabelu vnitřní pnutí, které se při opakovaném pohybu uvolňuje ve formě spirálové deformace.
Stejně problematické je také překračování minimálního poloměru ohybu. Pokud není tento parametr při návrhu energetického řetězu dodržen, vznikají značná mechanická namáhání, která mohou kabel postupem času poškodit. Všechny tyto problémy se stávají ještě kritičtějšími s rostoucí délkou pohybu (pojezdu).

Další příčinou vzniku efektu vývrtky je nesprávná manipulace při instalaci. Kabely, které se při odvíjení zkroutí nebo jsou při pokládce instalovány v tahu, v sobě akumulují energii, která se následně během provozu uvolňuje. Aby se tomu předešlo, doporučuje se například použití odvíjecího zařízení, které zabraňuje vzniku kroucení kabelu již při jeho instalaci.

Jaké jsou důsledky efektu vývrtky?

Důsledky efektu vývrtky jsou závažné. Kromě viditelné vnější deformace kabelu často dochází také k přerušení jednotlivých žil, což může vést k chybám při přenosu energie a dat. Pokud se vodič přetrhne, může prorazit izolaci ostatních žil a způsobit zkrat, nebo v krajním případě dokonce požár.
Deformovaný kabel navíc omezuje svou pohyblivost v energetickém řetězu a může způsobovat mechanické zablokování samotného řetězu nebo dalších kabelů.

Jak se vyhnout efektu vývrtky

Aby bylo toto riziko minimalizováno, je zásadní zvolit správné kabely. Nová značka společnosti HELU – HELUCHAIN – nabízí kabely, které jsou speciálně navrženy pro použití v energetických řetězech. Jsou konstruovány z materiálů a s využitím technik lanění přesně přizpůsobených požadavkům dynamických aplikací. U žil s krátkou délkou zkrutu vyrovnává mechanická namáhání extrudovaný plášť s výplní mezer. Kabely s vysokým počtem žil jsou často laněny do svazků, aby byla zajištěna delší životnost při složitých dynamických pohybech. Pro ověření jejich spolehlivosti jsou kabely HELUCHAIN podrobovány rozsáhlému testování v podmínkách blízkých reálnému provozu a milionům ohybových cyklů.

Kromě správného výběru kabelů je stejně důležitá i jejich správná instalace. Kabely by měly být v energetickém řetězu vedeny v oddělených komorách. Pokud to z prostorových důvodů není možné, je nutné zajistit, aby se dotýkající kabely vyráběly ze stejného materiálu pláště, čímž se snižuje riziko poruch. Pro zajištění dlouhodobě stabilního uložení kabelů v energetickém řetězu je rovněž nezbytné použít odlehčení tahu na pevném i pohyblivém konci řetězu.