{"id":9576,"date":"2021-05-08T14:58:49","date_gmt":"2021-05-08T14:58:49","guid":{"rendered":"https:\/\/polywaterv2.wpengine.com\/reibungskoeffizient-beim-einziehen-von-kabeln-grenzwerte-des-seitenwanddrucks\/"},"modified":"2023-12-15T11:39:25","modified_gmt":"2023-12-15T17:39:25","slug":"reibungskoeffizient-beim-einziehen-von-kabeln-grenzwerte-des-seitenwanddrucks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.polywater.com\/de\/knowledge-hub\/reibungskoeffizient-beim-einziehen-von-kabeln-grenzwerte-des-seitenwanddrucks\/","title":{"rendered":"Reibungskoeffizient beim Einziehen von Kabeln \u2013 Grenzwerte des Seitenwanddrucks"},"content":{"rendered":"
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Qualitative Beschreibung des Seitenwanddrucks<\/strong><\/h2>\n

Nach der Definition der Reibung r\u00fchrt die Normalkraft, die sich durch den Reibungswiderstand auf eine Bewegung ergibt, vom Gewicht des Objekts her (Gegenvektor).\u00a0 Beim Einziehen von Kabeln in einen geraden Rohrabschnitt entspricht die Normalkraft auch dem Gewicht des Kabels.\u00a0 Bei einer Steigung bzw. einem Gef\u00e4lle ist die Normalkraft die gerichtete (vektorielle) Schwerkraft bzw. das Gewicht.\u00a0 Wird das Kabel jedoch um eine Rohrkr\u00fcmmung gezogen, ist die Normalkraft, die manchmal auch als \u201eSeitenwanddruck\u201c bezeichnet wird, gr\u00f6\u00dfer als das Gewicht des Kabels.\u00a0 Sie beinhaltet dann auch die Radialkraft des Kabels, das in die Kr\u00fcmmung oder Biegung des Rohrs eingezogen wird.\u00a0 Diese Kraft entsteht durch die Zugspannung und erh\u00f6ht sich mit zunehmender Zugspannung.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Reibungskoeffizient beim Einziehen von Kabeln \u2013 Spannung durch Rohrkr\u00fcmmungen<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Warum ist der Seitenwanddruck wichtig?<\/strong><\/h2>\n

Der Seitenwanddruck stellt eine Druckbelastung des Kabels dar.\u00a0 Durch diese Belastung k\u00f6nnen Kabel besch\u00e4digt werden. Von Mittel- und Hochspannungskabeln ist bekannt, dass ein zu hoher Seitenwanddruck die Isolierung beeintr\u00e4chtigt und das so genannte \u201eTreeing\u201c (\u201eB\u00e4umchenbildung\u201c) in der Isolierung beschleunigt. Dadurch wird die Lebensdauer des Kabels verk\u00fcrzt.\u00a0 Der Seitenwanddruck kann Metall- und Folienabschirmungen von Kabeln verformen.\u00a0 Bei Installationskabeln kann durch hohe Seitenwanddr\u00fccke um Kr\u00fcmmungen der Kabelmantel zerrissen und dadurch der Leiter freigelegt werden.\u00a0 Selbst von Glasfaserkabeln ist bekannt, dass der Seitenwanddruck die Glasfasern zerquetschen kann. Dies f\u00fchrt zu Haarrissbildung und Signalverlust.<\/p>\n

Seitenwanddruck \u2013 Definition und Grenzwerte<\/strong><\/h2>\n

Um diese potenziellen Sch\u00e4den zu vermeiden, legen Kabelhersteller Grenzwerte f\u00fcr den Seitenwanddruck ihrer Kabel fest.\u00a0 Diese Grenzwerte h\u00e4ngen von der Art und vom Aufbau des Kabels ab.\u00a0 Die Grenzwerte m\u00fcssen unbedingt eingehalten werden, um die maximale Leistung und Lebensdauer des Kabels zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

Der Begriff Seitenwanddruck und dessen Berechnung werden vor allem in der Elektroinstallationsbranche verwendet.\u00a0 Im Prinzip handelt es sich dabei um die Zugspannung am Ende einer Kr\u00fcmmung, die durch den Biegeradius geteilt wird.\u00a0 Typische Grenzwerte f\u00fcr den Seitenwanddruck von elektrischen Kabeln sind 4,4 bis 14,6\u00a0kN\/m.<\/p>\n

Bei manchen Kabeltypen werden die Grenzwerte f\u00fcr den Seitenwanddruck \u00fcber die Beschr\u00e4nkung des Biegeradius geregelt.\u00a0 Hersteller von Glasfaserkabeln legen die Grenzwerte f\u00fcr den Biegeradius auf der Basis des Kabeldurchmessers fest.\u00a0 Eine typische Beschr\u00e4nkung beim Einziehen von Glasfaserkabeln ist der Biegeradius, der \u00fcber dem 20- bis 40-fachen des Kabelau\u00dfendurchmessers liegt.\u00a0 Bei Glasfaserkabeln wird der Seitenwanddruck zwar normalerweise nicht bestimmt, jedoch ist hier interessant, dass sich bei einer maximalen Zugspannung von 2,7\u00a0kN mit den oben genannten Grenzwerten f\u00fcr den Radius Grenzwerte von 5,3 bis 10,6\u00a0kN\/m f\u00fcr den Seitenwanddruck ergeben \u2013 in der gleichen Gr\u00f6\u00dfenordnung wie bei elektrischen Kabeln!<\/p>\n

Die Hersteller von Glasfaserkabeln regeln den Seitenwanddruck dadurch, dass sie Kabelrollen mit gro\u00dfem Radius empfehlen.\u00a0 F\u00fcr Leistungskabel werden Grenzwerte f\u00fcr den Seitenwanddruck sowie ein typischer Mindestradius der Kabelrolle von 3,17\u00a0cm empfohlen.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Gewichts-Korrekturfaktor bei der Berechnung der Zugspannung<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Messung und Regelung des Seitenwanddrucks<\/strong><\/h2>\n

Kleine Unterschiede beim Reibungskoeffizienten haben, wie in Artikel\u00a03 dieser Serie erl\u00e4utert, einen gro\u00dfen Einfluss auf die Spannung in Kr\u00fcmmungen. Da die Spannung durch die st\u00e4rkere Reibung erh\u00f6ht wird, erh\u00f6ht sich auch der Seitenwanddruck. Wenn der Biegeradius verkleinert wird, erh\u00f6ht sich ebenfalls der Seitenwanddruck.\u00a0 Kr\u00fcmmungen mit kleinem Radius k\u00f6nnen ein echtes Problem darstellen, wenn man versucht, den Seitenwanddruck zu minimieren.<\/p>\n

Der Seitenwanddruck ist direkt proportional zur Spannung am Ende der Kr\u00fcmmung und umgekehrt proportional zum Radius der Kr\u00fcmmung. Er h\u00e4ngt auch von der Anzahl der Kabel ab, die eingezogen werden, der Konfiguration dieser Kabel sowie dem daraus resultierenden Gewichts-Korrekturfaktor.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Gleichungen f\u00fcr den Seitenwanddruck:<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
1 Kabel<\/strong><\/td>\nSP = Tout<\/sub> \/ R<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
2 Kabel<\/strong><\/td>\nSP = (w\/2) * Tout<\/sub> \/ R<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
3 Kabel (wiegenf\u00f6rmig)<\/strong><\/td>\nSP = (3w\u22122)\/3 * Tout<\/sub> \/ R<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
3 Kabel (Dreieck)<\/strong><\/td>\nSP = (w\/2) * Tout<\/sub> \/ R<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
4 oder mehr Kabel<\/strong><\/td>\nSP = (w\/2) * Tout<\/sub> \/ R<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Wobei:<\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0\u00a0SP = Seitenwanddruck<\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0\u00a0Tout<\/sub> = Spannung am Ende der Kr\u00fcmmung (kg, kN)<\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0\u00a0R = Radius der Kr\u00fcmmung (Meter)<\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0\u00a0w = Gewichts-Korrekturfaktor (dimensionslos)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

 <\/p>\n

Daraus kann man ersehen, dass der Seitenwanddruck anhand der Zugspannung am Ende der Kr\u00fcmmung berechnet wird. Er tr\u00e4gt nicht zur Zugspannung bei, sondern ergibt sich aus der Zugspannung. Der Seitenwanddruck ist nicht additiv und normalerweise nicht an allen Kr\u00fcmmungen gleich. Der Seitenwanddruck kann durch Reduzieren der Zugspannung oder einen gr\u00f6\u00dferen Biegeradius verringert werden.\u00a0 Der h\u00f6chste Seitenwanddruck liegt nicht immer in der letzten Kr\u00fcmmung des Rohrabschnitts vor.\u00a0 Die Regelung des Seitenwanddrucks ist sehr wichtig, damit die Grenzwerte des Kabelherstellers eingehalten werden.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Reibungskoeffizient beim Einziehen von Kabeln \u2013 Teil 1<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Seitenwanddruck und Reibungskoeffizient <\/strong><\/h2>\n

Untersuchungen der Kabelreibung haben ergeben, dass bei h\u00f6heren Seitenwanddr\u00fccken der Reibungskoeffizient geringer ist. In einer Studie des EPRI (Electric Power Research Institute) aus dem Jahr\u00a01984 (Quellenangabe 1) wird vorgeschlagen, zwei Werte f\u00fcr den Reibungskoeffizienten zu verwenden: einen h\u00f6heren Wert f\u00fcr Seitenwanddr\u00fccke unter 2,2\u00a0kN\/m und einen niedrigeren Wert f\u00fcr Seitenwanddr\u00fccke dar\u00fcber. In der Praxis ist das etwas komplizierter.<\/p>\n

Nach unseren Untersuchungen verringert sich im Allgemeinen der Reibungskoeffizient, wenn der Seitenwanddruck erh\u00f6ht wird. Dies gilt vor allem f\u00fcr niedrigere Seitenwanddr\u00fccke (<0,3\u00a0kN\/m). Sehen Sie sich zur genaueren Erl\u00e4uterung das nachfolgende Diagramm an.<\/p>\n

\"Reibungskoeffizient<\/p>\n

Diese Daten werden ermittelt, indem man die Endlast auf ein Kabel, das durch eine Reihe von Kr\u00fcmmungen eingezogen wird, erh\u00f6ht, die Zugspannung misst und dann den Reibungskoeffizienten anhand der Kabelzug-Gleichungen berechnet.\u00a0 Im Diagramm wird nicht angezeigt, dass sich die Spannung verringert, wenn die Endlast erh\u00f6ht wird.\u00a0 Das ist auch nicht der Fall.\u00a0 Doch die Spannung erh\u00f6ht sich auch nicht in dem Ma\u00df, das wir bei einem konstanten Reibungskoeffizienten erwarten w\u00fcrden.<\/p>\n

Das ist kein intuitives Ergebnis.\u00a0 Unsere Untersuchungen haben auch ergeben, dass die Kurve bei Seitenwanddr\u00fccken \u00fcber ca. 1,5\u00a0kN\/m relativ horizontal verl\u00e4uft, und dass bei zunehmendem Seitenwanddruck keine erheblichen Auswirkungen auf den Reibungskoeffizienten mehr festzustellen sind.\u00a0 Die Reibungskoeffizienten bei hohen Seitenwanddr\u00fccken sind niedriger als die Reibungskoeffizienten, die beim Einziehen von Kabeln in gerade Rohrabschnitte gemessen werden. Die Verwendung des Reibungskoeffizienten f\u00fcr gerade Rohrabschnitte bei der Berechnung ist somit ein angemessener und vorsichtiger Ansatz.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Die Hawaiian Electrical Company (HECO) und der Pearl Harbor-Kabelzug<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Wir k\u00f6nnen auch Unterschiede bei der Leistung verschiedener Schmiermittel bei hohem Seitenwanddruck messen.\u00a0 Hochwertige Kabelschmiermittel sind so ausgelegt, dass sie auch bei hohem Seitenwanddruck zwischen den Kabel- und Rohroberfl\u00e4chen weiter benetzen. Das Thema Benetzung und Beschichtung mit Schmiermitteln wird in einem separaten Artikel behandelt.<\/p>\n

Sie haben Fragen?<\/h2>\n