Kaapelihyllyt selitetty: tyypit, käyttötarkoitukset ja vakiokoot

Mitä ovat kaapelihyllyt sähköasennuksissa?

Kaapelihylly on tehtaalla valmistettu jäykkä tukirakenne – ylhäältä avoin – suunniteltu kuljettamaan ja järjestämään sähkökaapeleiden ryhmiä määrättyä reittiä pitkin rakennuksen tai laitoksen läpi. Toisin kuin putki, joka sulkee kaapelit suljetun putken sisään, kaapelihylly jättää kaapelit käsiksi ylhäältä mistä tahansa kohdasta sen pituudella. Tämä saavutettavuus on yksi sen tärkeimmistä käytännön eduista: kaapeleita voidaan lisätä, poistaa tai reitittää uudelleen ilman tukijärjestelmän purkamista.

Kaapelihyllyjä säätelevät standardit, mukaan lukien NEMA VE 1 (USA), IEC 61537 (kansainvälinen) ja BS EN 61537 (Yhdistynyt kuningaskunta/Eurooppa). Nämä standardit määrittelevät kuormitusluokitukset, mitat, testausmenetelmät ja materiaalivaatimukset sen varmistamiseksi, että tietylle kuormitukselle ja ympäristölle mitoitettu lokero todella toimii kunnossapidon mukaisesti.

Termi "kaapelihyllyjärjestelmä" viittaa koko kokoonpanoon: itse tarjotinosat sekä suunnanmuutoksen mahdollistavat liittimet (vaaka- ja pystysuuntaiset mutkat, tiitat, ristit), kannakkeet, jotka ripustavat tai seinäkiinnittävät alustan, ja kannet, joita käytetään silloin, kun tarvitaan mekaanista suojaa tai EMI-suojausta.

Kaapelihyllyjä ei pidä sekoittaa kaapelikanavat (täysin suljetut suorakaiteen muotoiset kanavat, käytetään tyypillisesti pienempiin kaapeleihin toimistoympäristöissä) tai kaapelitikkaat (raskaampi variantti tikapuutyyppisestä tarjottimesta, suunniteltu erittäin raskaille kaapeleille teollisissa olosuhteissa – tikapuuhyllyn ja kaapelitikkaiden välinen ero on osittain kantavuus ja kiskon syvyys).

Mihin kaapelihyllyjä käytetään?

Kaapelihyllyt ovat ensisijainen kaapelinhallintaratkaisu käytännössä kaikissa suurissa kaupallisissa, teollisissa ja infrastruktuuriprojekteissa. Niiden erityissovellukset kattavat laajan valikoiman sektoreita ja kaapelityyppejä.

Sähkönjakelukaapelit

Yleisin käyttö on keskisuurten ja suurten voimakaapeleiden – tyypillisesti 16 mm² – 400 mm² poikkileikkaus – kuljettaminen kojeistoista ja jakelukeskuksista laitteistoihin ja laitteisiin. Toimistorakennuksessa nämä ovat alakattojen yläpuolella kulkevia kaapeleita LV-pääkytkinhuoneesta lattiatason jakotauluihin. Palvelinkeskuksessa ne kuljettavat tiheitä tehosyötteitä palvelinriville. Tikashyllyt ovat suositeltavia raskaille virtakaapeleille, koska avoimet puolat mahdollistavat ilmankierron kaapelin vaipan ympärillä, mikä estää lämmön kertymisen, mikä muuten vaatisi kaapelin alentamista.

Tietoliikenne ja datakaapelointi

Strukturoidulle kaapeloinnille (Cat 6, Cat 6A, valokuitu) käytetään erillisiä lokeroita – yleensä metalliverkkoa tai rei'itettyjä tyyppejä. Datakaapelit pidetään fyysisesti erillään virtakaapeleista sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) välttämiseksi. Vakiotapa suurissa rakennuksissa on käyttää virtalokeroita ja tietolokeroita rinnakkain eri korkeuksilla tai käytävän vastakkaisilla puolilla siten, että suojaamattomien datakaapeleiden vähimmäisetäisyys on 200 mm, kun verkkojännite kulkee virtalokerossa.

Teollisuus- ja prosessilaitokset

Jalostamot, kemiantehtaat ja tuotantolaitokset ovat vahvasti riippuvaisia kaapelihyllyistä, jotka hallitsevat instrumenttien kaapeleita, ohjauskaapeleita ja raskaita tehonsyöttöjä samanaikaisesti. Näissä ympäristöissä tarjotinjärjestelmät voivat kulkea satoja metrejä putkihyllyjä pitkin 4–10 metrin korkeudella. Kuumasinkityt teräslevyt ovat vakiona; syövyttävissä ympäristöissä (rannikolla, kemianteollisuudessa tai elintarviketeollisuudessa) joko ruostumattomasta teräksestä (laatu 316L) tai lasivahvisteisesta muovista (GRP/lasikuitu) valmistetut alustat on määritelty.

Ylä- vs. lattiaasennukset

Vaikka kattotason yläpuoliset asennukset ovat yleisimpiä, korotetuissa lattiaympäristöissä – erityisesti datakeskuksissa ja kauppakerroksissa – käytetään lattian alla olevia kaapelihyllyjä virta- ja datakaapeleiden reitittämiseen yksittäisille lattialaatoille. Näissä asennuksissa tarjotin on tyypillisesti käännetty ylösalaisin tai käytetään metalliverkkotyyppiä, joka mahdollistaa maksimaalisen ilmavirran korotetun lattian alla.

Mitkä ovat kaapelihyllyjen kolme päätyyppiä?

Nämä kolme tyyppiä eroavat toisistaan ​​ensisijaisesti pohjarakenteestaan, mikä määrittää, minkä kaapelikoot ne tukevat parhaiten, millaiset ympäristöt ne sopivat ja kuinka paljon tuuletusta ne tarjoavat kaapelien ympärillä.

1. Tikkaat

Tikasalusta koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta sivukiskosta, jotka on kytketty toisiinsa säännöllisin välein - tyypillisesti 150 mm, 225 mm tai 300 mm välein. Tämä rakenne on avoimin kolmesta tyypistä, joka tarjoaa maksimaalisen ilmankierron ja helpottaa yksittäisten kaapelien näkemistä ja pääsyä missä tahansa kulkupisteessä.

Tikasalusta on suositeltava valinta:

• Raskaat virtakaapelit (poikkileikkaukseltaan suuret kaapelit tarvitsevat tukea puolavälein, jotta ne eivät painu, ja tarvitsevat ilmanvaihdon lämmön poistamiseksi)
• Pitkät vaakasuorat ajot teollisuuslaitoksissa
• Asennukset, joissa kaapelin tunnistaminen ja tulevat muutokset ovat usein etusijalla

Rintavälillä on merkitystä kaapelin tuen kannalta. IEC 61537 suosittelee, että kaapeleita, joiden ulkohalkaisija on alle 9 mm, ei saa kuljettaa tikkaiden hyllyillä, joiden puolaväli on 300 mm, koska pienet kaapelit voivat roikkua puomien välissä ja vaurioitua. Pienille kaapeleille pienempi puolaväli (150 mm) tai erilainen alustatyyppi on sopivampi.

2. Rei'itetty (kiinteäpohjainen) alusta

Rei'itetyssä alustassa on jatkuva tasainen pohja, jossa on reiät - tyypillisesti 10–30 % avointa aluetta - joita reunustavat kiinteät tai hieman kohotetut sivukaiteet. Sitä kutsutaan usein "kiinteäpohjaiseksi" alustaksi Yhdysvalloissa, vaikka tiukasti kiinteäpohjaisessa lokerossa ei ole lainkaan reikiä (käytetään silloin, kun tarvitaan tippumissuojaa). Yleisessä käytössä "rei'itetty lokero" kuvaa rei'itettyä pohjatyyppiä.

Rei'itetty pohja tukee kaikenkokoisia kaapeleita ilman roikkumisvaaraa, joten se sopii hyvin:

• Pienet ja keskikokoiset virtakaapelit
• Instrumentti- ja ohjauskaapelit, jotka tarvitsevat täyden tuen koko pituudeltaan
• Sekakaapeliasennukset, joissa sekä suuret että pienet kaapelit jakavat saman hyllyn
• Alueet, joissa jonkinasteinen pöly- tai tippasuojaus on toivottavaa

Ilmanvaihto on matalampi kuin tikkaat, joten suurempia virtakaapeleita voidaan joutua vähentämään, jos ne upotetaan kokonaan syvään kaapelikerrokseen. NEC 392.80 (USA) ja IEC 60364-5-52 tarjoavat vähennyskertoimia, jotka perustuvat kaapelikerrosten lukumäärään ja lokeron täyttöprosenttiin.

3. Lankaverkkokaukalo (kaapelikori)

Lankaverkkokaukalo - jota kutsutaan myös kaapelikoriksi tai lankakorialustoiksi - on valmistettu hitsatusta teräslangasta metallilevyn sijaan. Se on äärimmäisen kevyt, riittävän joustava, jotta se kestää pieniä poikkeamia työmaalla ilman leikkaamista ja nopea asentaa. Lankaverkkokaukalo voidaan taivuttaa käsin paikan päällä luomaan loivia kaarevia tai kulman muutoksia, jotka muuten edellyttäisivät tehdasasennusta.

Lankaverkkoalusta on hallitseva valinta:

• Palvelinkeskukset ja IT-huoneet – kevyet, mahdollistavat maksimaalisen ilmavirran, helppo konfiguroida uudelleen
• Toimistorakennukset ja liiketilat – siisti ulkonäkö, helppo asentaa alakattojen päälle
• Strukturoitu kaapelointi (Cat 5e - Cat 8, valokuitu), jossa joustavuus ja keveys ovat tärkeämpiä kuin suuri kantavuus

Kantavuus on huomattavasti pienempi kuin tikkailla tai rei'itetyllä alustalla. Useimmat teräsverkkojärjestelmät ovat mitoitettuja 15-50 kg/m, kun taas raskaan tikkaiden 50–300 kg/m. Lankaverkkokaukalo ei sovellu suurille virtakaapeleille.

Mitkä ovat kaapelihyllyjen vakiokoot?

Kaapelihyllyt valmistetaan standardoituihin mittoihin, jotta eri toimittajien komponentit voidaan yhdistää projektiin ja antaa insinööreille ennakoitavia suorituskykytietoja kuormituslaskelmia varten. Tärkeimmät mitat ovat leveys, syvyys (sivukiskon korkeus) ja osan pituus.

Vakioleveydet

Leveys on kapasiteetin suunnittelun tärkein ulottuvuus – se määrittää, kuinka monta kaapelia voidaan asentaa vierekkäin. Standardin IEC 61537 ja useimpien kansallisten vastaavien standardileveydet ovat:

Vakiosyvyydet (sivukaiteen korkeudet)

Syvyys - sivukiskojen korkeus - määrittää, kuinka monta kaapelikerrosta voidaan pinota, ja se vaikuttaa hyllyn rakenteelliseen jäykkyyteen ja kuormituksen kestävyyteen. Yleisiä syvyyksiä ovat:

• 25 mm (1 tuumaa) — matala, käytetään valodata- ja instrumenttikaapeleihin
• 50 mm (2 tuumaa) — yleisin yleiskäyttöinen syvyys
• 75 mm (3 tuumaa) — keskitehoiset teho- ja sekalaitteistot
• 100 mm (4 tuumaa) — raskaan käytön teho, jossa on pinottu useita suuria kaapelikerroksia
• 150 mm (6 tuumaa) — erikoistuneet raskaan teollisuuden sovellukset

Syvemmät alustat ovat jäykempiä ja voivat ulottua suuremmille etäisyyksille tukien välillä. 300 mm leveä × 100 mm syvä galvanoidusta teräksestä valmistettu tikkaiden keskiraja voi tyypillisesti ulottua 3 metrin etäisyydelle kannattimien välillä nimelliskuormituksella, kun taas 300 mm × 50 mm samaa materiaalia oleva alusta saattaa vaatia tuet 1,5–2 metrin välein pysyäkseen taipumarajoissa.

Vakioosien pituudet

Lähes kaikki kaapelihyllyt on valmistettu vuonna 3 metrin osat (noin 10 jalkaa Yhdysvalloissa). Jotkut valmistajat tarjoavat myös 6 metrin osia suuriin teollisuusprojekteihin, joissa toivotaan vähemmän liitoksia. Metalliverkkokaukalo toimitetaan tyypillisesti 15–30 m rullina jatkuvaa ajoa varten, leikattuina paikan päällä sopivaan mittaan.

Lokeron täyttö- ja kapasiteettisäännöt

Lokeron leveyden valinta ei ole vain kaapelien mittaamista ja lähimmän koon valitsemista. Standardit ja hyvät tekniset käytännöt edellyttävät, että alustaa ei täytetä liikaa kahdesta syystä: lämmön haihtumisen ja tulevan kapasiteetin vuoksi. Yleiset säännöt ovat:

• NEC 392.22 (USA): Monijohtimia kaapeleita kuljettavissa tikkaissa ja tuuletetuissa hyllyissä kaikkien kaapeleiden poikkipinta-alojen summa ei saa ylittää sallittua täyttöaluetta – 300 mm leveällä alustalla tämä on 1,5 in²/75 mm käyttöleveyttä (noin 4500 mm² kaapelin poikkipinta-alaa 300 mm:n alustalla).
• IEC 61537: Määrittää enimmäistäyttösuhteen, joka on tyypillisesti 40–50 % sisäisen lokeron poikkileikkauksesta, jotta lämmön haihtumista ja tulevia lisäyksiä voidaan tehdä.
• Käytännön nyrkkisääntö: Suunnittele enintään 40 % täyttöä asennuksen yhteydessä ja jätä 60 % tuleviin kaapelilisäyksiin. Projektit, jotka täyttävät tarjottimet 80–90 % luovutuksen yhteydessä, vaativat kalliita alustapäivityksiä 5 vuoden sisällä järjestelmiä laajennettaessa.

Materiaalivaihtoehdot ja käyttöajat

Lokeron tyyppi ja koko kertovat muodon ja kapasiteetin; materiaali kertoo ympäristön, jossa lokero voi selviytyä.

Yksi käytännön seikka GRP-alustassa: koska ne eivät ole sähköä johtavia, ne eivät voi muodostaa osaa suojamaadoitusjärjestelmään. Erilliset maadoitusjohtimet on asennettava GRP-levyjen viereen kaikissa asennuksissa, joissa metallialusta olisi muuten toiminut maadoitusreittinä – tämä on yleinen huoli, joka aiheuttaa vaatimustenmukaisuushäiriöitä tarkastuksessa.