Цель: ознакомиться с назначением и организацией кабельных каналов, различными типами, требования к ним, способами прокладки.
План:
1. Общие сведения о кабельных каналах Классификация.
2. Типы кабельных каналов.
3. Кабельные трассы подсистемы внешних магистралей СКС
4. Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей СКС
5. Построение СКС в зоне влияния внешних источников электромагнитного излучения.
1.Кабельные каналы (кабель-каналы) предназначены для организации надежного, защищенного и удобного для дальнейшей эксплуатации пространства, в котором организуются (прокладываются) кабельные тракты различных подсистем СКС.
Кабельные каналы могут иметь различную форму и конструктивное выполнение и применяются в следующих случаях:
- При необходимости обеспечить защиту отдельного кабеля или совокупности кабелей от механических и других воздействий окружающей среды;
- При необходимости обеспечить высокие эстетические параметры помещений различного назначения (особенно рабочих помещений);
- При необходимости обеспечить выполнение требований действующих норм и правил по обеспечению защиты кабелей от прямого доступа к ним со стороны персонала и посторонних лиц.
К кабельному каналу любого типа предъявляются следующие требования:
- Кабельный канал должен быть прочными и долговечным, а также иметь хорошие экономические характеристики;
- Кабельные каналы, которые используются для построения трасс подсистемы внешних магистралей, должны быть влагостойкими, но не пропускать влагу;
- Решения, принятые при организации кабельных каналов, должны обеспечивать удобство последующей эксплуатации и возможность выполнения различных типов работ;
- Кабельные каналы должны быть выполнены из недорогих и безопасных материалов, не оказывающих вредного воздействия на кабели и окружающую среду.
В общем случае все кабельные каналы можно разделить на следующие типы:
- Каналы на основе труб, имеющих круглое или прямоугольное поперечное сечение. Данный тип каналов делится, в свою очередь, на две основные разновидности: с горизонтальным и вертикальным установления;
- Каналы с прямоугольным поперечным сечением и съемными крышками, которые устанавливаются главным образом горизонтально с небольшим количеством вертикальных участков (преимущественно в местах перехода на разные уровни);
- Каналы с прямоугольным поперечным сечением без крышки;
- Каналы для прокладки кабельных жгутов.
Емкость каналов различных типов
В процессе проектирования кабельных трасс важно правильно оценить их емкость, определяется конструктивными особенностями каналов, а также типом и количеством кабелей, планируется прокладывать.
Максимальное теоретическое количество кабелей одного типа, который может быть проложена в любом конкретном кабельном канале, достигается в случае так называемого гексагональной укладки кабелей. Этот способ укладки кабелей получил название из-за того, что любой кабель внутри кабельного канала сталкивается с шестью другими (рис. 1).
Рисунок 1 - Гексагональная прокладка кабеля
На практике идеальной прокладки кабеля достичь невозможно, это связано с последующими причинам:
1. Кабель, проложенный в канале любым способом, не является идеально прямым.
2. Наличие стяжек, перегибов и т. д., что является неизбежным в реальных условиях прокладки кабелей, снижает плотность укладки пучка кабелей.
Указанные факторы необходимо учитывать при определении емкости кабельного канала, эти характеристики имеют статистический характер и их удобно учитывать с помощью специального интегрального параметра - коэффициента использования площади канала конкретного вида Ки.
Коэффициент использования определяется как отношение суммарной площади поперечного сечения отдельного кабеля Si, проложенному в канале, к общей площади поперечного сечения кабельного канала конкретного типа Sкан, то есть
Кі = ΣSi / Sкан (1)
Площадь кабеля определяется по формуле:
S1 = πD2/4 (2)
Тогда, с учетом площади криволинейных треугольников, коэффициент использования кабельного канала при идеальном прокладки кабеля будет составлять Ки = 0,907.
2. Рассмотрим более подробно различные типы кабельных каналов с позиции обеспечения ими максимально возможной потенциальной емкости.
Каналы на основе труб имеют разное, в подавляющем большинстве случаев круглое, поперечное сечение и встречаются в форме кабельной канализации, разводки труб в полу, в виде стоек из трубчатых элементов и закладных труб различного назначения в месте введения в рабочее помещение. При определении размеров труб и их количества следует различать варианты вертикальных и горизонтальных каналов. Для каналов с горизонтальной ориентацией можно руководствоваться следующим основным правилом: кабели различных видов для обеспечения возможности индивидуального прокладки могут в общем случае заполнять не более 25% от площади поперечного сечения трубы. Особенностью использования каналов с вертикальной ориентацией является то, что кабель рекомендуется прокладывать сверху вниз, это приводит к тому, что в канале кабель сам выпрямляется под действием собственного веса. Применение этой рекомендации облегчает прокладку в вертикальном канале дополнительных кабелей. Для вертикального трубчатого канала для прокладки трех или более кабелей значение коэффициента использования рекомендуется брать равным 40%.
Каналы со съемными или откидными крышками в основной своей массе имеют прямоугольное поперечное сечение и применительно к СКС реализуются в виде декоративных настенных коробов. Немного реже встречается выполнения этих элементов в форме закрытых лотков, устанавливаемые за подвесным потолком. При определении габаритных размеров каналов данного типа необходимо руководствоваться следующим правилом - коэффициент использования площади каналов со съемной или откидной крышкой при максимальной его заполнения составляет 50%.
Каналы без штатных крышек по определению является открытой конструкцией. Они выполняются в форме лотков различной конструкции (сплошных, лестничных, сетчатых, перфорированных) и должны изготавливаться из материалов, не горят. В отличие от коробов лотки не обеспечивают защиту проложенных в них кабелей от механических повреждений. Из-за плохих эстетические показатели каналы этого типа применяются в основном для организации кабельных трасс за фальш потолком, а также в технических помещениях и коридорах с ограниченным доступом посторонних лиц. Кабели содержатся в лотках за счет собственного веса (особенно в верхних слоях), поэтому каналы данного вида имеют наименьший коэффициент использования площади поперечного сечения, равной 10%. Для увеличения эффективности использования площади применяется крепление стяжками кабелей друг к другу и / или непосредственно к лотку.
В табл. 1 приведены значения коэффициента использования Ки для различных типов кабельных каналов, рекомендует стандарт.
Таблица 1 - Значение коэффициента использования Ки для различных типов кабельных каналов
| Тип кабельного канала | Значение коэффициента использования, Кi |
| Каналы трубчатого типа, горизонтальные | 0,25 |
| Каналы трубчатого типа, вертикальные | 0,3 …0,6 (рекомендуется 0,4) |
| Кабельные каналы с откидными или со съемными крышками | 0,5 |
| Кабельные каналы без крышек (лотки) | 0,1 |
| Горизонтальные кабельные каналы для одиночных кабелей | 0,5 |
3. Кабельные трассы подсистемы внешних магистралей СКС
При планировании кабельных трасс внешних магистралей, независимо от конструктивного исполнения кабельных каналов для реализации трассы, необходимо соблюдать ряд правил:
- Пересечение улиц кабельными трассами осуществляется под углом 90 ° к ее продольной оси и только при невозможности этого допускается отклонение от прямого угла в пределах не более 30 °;
- Пересечение рельсовых путей (железнодорожных, трамвайных и других) должно осуществляться только под углом 90 °;
- В садах, парках, скверах разбиение трасс должно выполняться с учетом нанесения минимальных повреждений зеленым насаждениям.
При выборе конструкции кабельных каналов подсистемы внешних магистралей в обязательном порядке учитываются конструктивные особенности кабелей, прокладываемых по ним. В общем случае для организации кабельных трасс подсистемы внешних магистралей могут применяться следующие технические решения:
- Кабельная канализация;
- Коллекторная система;
- Воздушная прокладка;
- Прямая укладка кабеля в грунте.
4. Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей СКС
Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей предназначены для прокладки кабелей, соединяющих кроссовую дома КБ по кроссовыми этажей КП, кроссовую внешних магистралей КЗМ с аппаратной. Кабели подсистемы внутренней магистрали обычно прокладываются в вертикальной плоскости, поэтому эту подсистему часто называют вертикальной. При необходимости кабели вертикально! подсистемы могут прокладываться и горизонтально. Конструкции для прокладки горизонтальных участков вертикальной подсистемы ничем не отличаются от конструкций, применяемых для организации кабельных трасс горизонтальной подсистемы СКС. Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей могут быть организованы на лестничных клетках, в коридорах, подвалах, технических этажах и в других помещениях. Основными требованиями ко всем названным сооружений являются:
- Простота реализации и низкая стоимость;
- Легкость прокладки и добавления новых кабелей
- Соблюдение норм пожарной безопасности;
- Доступность для обслуживающего персонала в любое время суток.
Типы кабельных каналов для кабельных трасс вертикальной подсистемы Основное требование к конструктивных элементов кабельного канала вертикально! подсистемы заключается в обеспечении возможности легкого и быстрого прокладки и замены кабелей в межэтажных перекрытиях, стенах и перегородках. Кабельные каналы вертикальной подсистемы СКС могут быть реализованы в виде различных строительных конструкций с одним или несколькими отверстиями, однако на практике чаще всего они реализуются в форме:
- Слотов;
- Рукавов;
- Закладных труб.
5. Построение СКС в зоне влияния внешних источников электромагнитного излучения.
Для современных офисных зданий, характерна высокая плотность различных электронных устройств различной мощности, в связи с чем возникает проблема обеспечения нормального совместного функционирования различных систем (проблема электромагнитной совместимости). Относительно СКС это означает, что в процессе проектирования и инсталляции нужно обеспечить работу кабельных трактов и каналов в условиях воздействия различных источников электромагнитных помех (ЭМП). К таким источникам ЭМП относятся:
- Силовые кабели различного назначения;
- Антенные системы радиопередатчиков большой мощности и радаров;
- Лампы дневного света;
- Силовые трансформаторы;
- Линейные кабели систем радиовещания, громкоговорящей связи и звукового оповещения.
Проблема электромагнитной совместимости характерна только для кабельных трактов на основе симметричных медных кабелей. Соблюдение требований стандартов при монтаже элементов СКС чаще всего гарантирует надежную работу СКС в зоне действия ЭМП (при условии, что СКС построено на базе экранированных медных кабелей), однако при использовании неэкранированного медного кабеля ЭМП могут влиять на работу СКС. Для того, чтобы избежать негативного влияния ЭМП на тракты СКС, необходимо соблюдать ряд требований. При создании СКС для снижения уровня воздействия ЭМП применяют три основных приема:
- Пространственное разнесение источников ЭМП и кабелей СКС;
- Ограничение длины совместной прокладки информационных и силовых кабелей;
- Применение экранирования в индивидуальном (то есть отдельного кабеля и даже кабельного элемента) и в групповом вариантах, причем данное решение используется как в отношении информационных, так и силовых кабелей.
Американский стандарт ANSI / NECA / BICSI требует прокладки силовых и информационных кабелей на базе витых пар с обязательным физическим разделением перегородкой из негорючего материала. Кроме того, для совместной прокладки силовых и информационных кабелей рекомендуется соблюдать следующие требования:
- Все металлические элементы кабельных каналов и кабелей (экраны), если они есть, должны быть заземлены;
- Информационные кабели должны быть сбалансированными;
- Силовые кабели должны функционировать на частоте 50... 60 Гц.
Современные лампы дневного света широко используются в самых разнообразных домах (офисы, гостиницы, учебные заведения и т.д.) в качестве источника общего верхнего освещения. Лампы дневного света, через свой принцип действия представляют собой генераторы достаточно сильных электромагнитных полей. На основании этого стандарты рекомендуют выдерживать расстояние между кабельным каналом любого типа (имеются в виду кабельные каналы, предназначенные для установки за фальш потолком) и лампой дневного света не менее 125 мм.
Контрольные вопросы:
1. В каких случаях применяются кабельные каналы?
2. Типы кабельных каналов.
3. Что означает гексагональная прокладка?
4. Почему невозможно достичь идеальной прокладки кабеля?
5. Особенность использования каналов с вертикальной ориентацией.
6. Приведите коэффициенты использования для каналов на основе труб, каналов со съемными или откидными крышками, каналов без штатных крышек.
7. Какие технические решения есть для организации кабельных трасс подсистемы внешних магистралей?
8. Назначение кабельных трасс подсистемы внутренних магистралей.
9. Перечислите источники ЭМП.
10. При создании СКС для снижения уровня воздействия ЭМП применяют три основных приема. Какие?
Литература:
Семенов А.Б.,Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы.-:ДМК Пресс,2012, стр.398-410.