Kabelbakker forklaret: typer, anvendelser og standardstørrelser

Hvad er kabelbakker i elektriske installationer?

En kabelbakke er en fabriksfremstillet, stiv støttestruktur - åben i toppen - designet til at bære og organisere grupper af elektriske kabler langs en defineret rute gennem en bygning eller et anlæg. I modsætning til rør, der omslutter kabler inde i et forseglet rør, efterlader en kabelbakke kabler tilgængelige fra oven på et hvilket som helst punkt i længden. Denne tilgængelighed er en af ​​dens vigtigste praktiske fordele: kabler kan tilføjes, fjernes eller omdirigeres uden at afmontere støttesystemet.

Kabelbakker er underlagt standarder inkl NEMA VE 1 (USA), IEC 61537 (internationalt), og BS EN 61537 (Storbritannien/Europa). Disse standarder definerer belastningsklasser, dimensioner, testmetoder og materialekrav for at sikre, at en bakke, der er klassificeret til en given belastning og et givet miljø, faktisk fungerer som specificeret under service.

Udtrykket "kabelbakkesystem" refererer til den fulde samling: selve bakkesektionerne, plus de beslag, der tillader retningsændringer (vandrette og lodrette bøjninger, T-stykker, kryds), ​​de understøtninger, der ophænger eller vægmonterer bakken, og dækslerne, der bruges, hvor der er behov for mekanisk beskyttelse eller EMI-afskærmning.

Kabelbakker må ikke forveksles med kabelføring (helt lukkede rektangulære kanaler, der typisk bruges til mindre kabler i kontormiljøer) el kabelstiger (en tungere variant af stigebakken, designet til meget tunge kabler i industrielle omgivelser — skelnen mellem stigebakke og kabelstige er til dels en af belastningskapacitet og skinnedybde).

Hvad bruges kabelbakker til?

Kabelbakker er den primære kabelstyringsløsning i stort set alle store kommercielle, industrielle og infrastrukturprojekter. Deres specifikke anvendelser spænder over en bred vifte af sektorer og kabeltyper.

Strømfordelingskabler

Den mest almindelige brug er at bære mellemstore og store strømkabler - typisk 16 mm² til 400 mm² i tværsnit - fra koblingsudstyr og fordelingstavler til anlæg og udstyr. I en kommerciel kontorbygning er det kablerne, der løber over nedhængte lofter fra det primære LV-omskifterrum til fordelingstavler i gulvniveau. I et datacenter fører de strømforsyninger med høj tæthed til serverrækker. Stigebakker foretrækkes til tunge strømkabler, fordi de åbne trin tillader luftcirkulation omkring kabelkapperne, hvilket forhindrer varmeopbygning, som ellers ville kræve, at kablet skulle nedsættes.

Telekommunikation og datakabler

Separate bakker - normalt trådnet eller perforerede typer - køres til struktureret kabling (Cat 6, Cat 6A, fiberoptisk). Datakabler holdes fysisk adskilt fra strømkabler for at undgå elektromagnetisk interferens (EMI). En standardtilgang i store bygninger er at køre strømbakker og databakker parallelt i forskellige højder eller på modsatte sider af en korridor, med en minimumsadskillelse på 200 mm for uskærmede datakabler, hvor netspænding føres i strømbakken.

Industri- og procesanlæg

Raffinaderier, kemiske fabrikker og produktionsfaciliteter er stærkt afhængige af kabelbakker til at styre instrumentkabler, styrekabler og tunge strømforsyninger samtidigt. I disse miljøer kan bakkesystemer køre i hundredvis af meter langs rørstativer i højder på 4-10 m. Varmgalvaniserede stålbakker er standard; i korrosive miljøer (kystnære, kemiske eller fødevareforarbejdningsanlæg) er enten bakker i rustfrit stål (316L) eller glasforstærket plastik (GRP/glasfiber) specificeret.

Overhead vs. gulvinstallationer

Mens loftsinstallationer er mest almindelige, bruger miljøer med hævede gulve - især datacentre og handelsgulve - kabelbakker under gulvet til at føre strøm- og datakabler til individuelle gulvfliser. I disse installationer vendes bakken typisk om, eller der bruges en trådnettype for at tillade maksimal luftstrøm under det hævede gulv.

Hvad er de 3 hovedtyper af kabelbakke?

De tre typer adskiller sig primært i deres basiskonstruktion, som bestemmer de kabelstørrelser, de understøtter bedst, hvilke miljøer de passer til, og hvor meget ventilation de giver omkring kabler.

1. Stigebakke

Stigebakke består af to parallelle sideskinner forbundet med trin med jævne mellemrum - typisk 150 mm, 225 mm eller 300 mm. Denne konstruktion er den mest åbne af de tre typer, der giver maksimal luftcirkulation og gør det nemt at se og få adgang til individuelle kabler på et hvilket som helst tidspunkt langs løbet.

Stigebakke er det foretrukne valg til:

• Tunge strømkabler (kabler med stort tværsnit har brug for støtte med trinintervaller for at undgå at hænge, og har brug for ventilation for at afgive varme)
• Lange vandrette løb i industrianlæg
• Installationer, hvor kabelidentifikation og fremtidige ændringer er hyppige prioriteter

Trinafstand betyder noget for kabelunderstøttelse. IEC 61537 anbefaler, at kabler med en ydre diameter på mindre end 9 mm ikke bør bæres på stigebakker med 300 mm trinafstand, da små kabler kan hænge mellem trinene og blive beskadiget. For små kabler er tættere trinafstand (150 mm) eller en anden bakketype mere passende.

2. Perforeret (fast bund) bakke

Perforeret bakke har en kontinuerlig flad bund med udstansede huller - typisk 10-30 % åbent areal - flankeret af solide eller let hævede sideskinner. Det kaldes ofte "solid-bottom"-bakke i USA, selvom en solid-bund-bakke strengt taget ikke har nogen perforeringer overhovedet (bruges hvor der er behov for drypbeskyttelse). I almindelig brug beskriver "perforeret bakke" typen med udstanset bund.

Den perforerede bund understøtter kabler i alle størrelser uden risiko for at falde, hvilket gør den velegnet til:

• Små og mellemstore strømkabler
• Instrument- og kontrolkabler, der har brug for fuld støtte i længden
• Blandede kabelinstallationer, hvor både store og små kabler deler samme bakke
• Områder, hvor en vis grad af støv- eller drypbeskyttelse er ønskelig

Ventilationen er lavere end stigebakken, så større strømkabler skal muligvis reduceres, hvis de er helt nedgravet i et dybt lag kabler. NEC 392.80 (USA) og IEC 60364-5-52 giver nedsættelsesfaktorer baseret på antallet af kabellag og bakkefyldningsprocenten.

3. Trådnetbakke (kabelkurv)

Trådnetbakke - også kaldet en kabelkurv eller trådkurvbakke - er fremstillet af svejset ståltråd i stedet for formet metalplade. Det er ekstremt let, fleksibelt nok til at imødekomme mindre afvigelser på stedet uden at skære og hurtigt at installere. En trådnetbakke kan bøjes i hånden på stedet for at skabe blide kurver eller vinkelændringer, som ellers ville kræve en fabriksmontering.

Trådnetbakke er det dominerende valg til:

• Datacentre og IT-rum — lette, tillader maksimal luftstrøm, let at omkonfigurere
• Kontorbygninger og kommercielt interiør — pænt udseende, nem installation over nedhængte lofter
• Struktureret kabling (Cat 5e til Cat 8, fiberoptisk), hvor fleksibilitet og lav vægt betyder mere end høj belastningskapacitet

Belastningskapaciteten er væsentligt lavere end stige eller perforeret bakke. De fleste trådnetsystemer er normeret til 15-50 kg/m, sammenlignet med 50-300 kg/m for tung stigebakke. Trådnetsbakke er ikke egnet til store strømkabler.

Hvad er standard kabelbakkestørrelser?

Kabelbakker er fremstillet til standardiserede dimensioner for at tillade komponenter fra forskellige leverandører at blive kombineret på et projekt og for at give ingeniører forudsigelige ydelsesdata til belastningsberegninger. Nøgledimensionerne er bredde, dybde (højde på sideskinne) og sektionslængde.

Standard bredder

Bredde er den vigtigste dimension for kapacitetsplanlægning — den bestemmer, hvor mange kabler der kan installeres side om side. Standardbredder under IEC 61537 og de fleste nationale ækvivalenter er:

Standard dybder (højder på sideskinne)

Dybden — højden på sideskinnene — bestemmer, hvor mange kabellag der kan stables og bidrager til bakkens strukturelle stivhed og belastningsspændende evne. Almindelige dybder er:

• 25 mm (1 tommer) — lavvandet, bruges til lysdata og instrumentkabler
• 50 mm (2 tommer) — den mest almindelige almene dybde
• 75 mm (3 tommer) — mellemstærke og blandede anlæg
• 100 mm (4 tommer) — kraftig strøm, hvor flere store kabellag er stablet
• 150 mm (6 tommer) — specialiserede tungindustrielle applikationer

Dybere bakker er stivere og kan spænde over større afstande mellem understøtninger. En 300 mm bred × 100 mm dyb galvaniseret stålstigebakke i en medium gauge kan typisk spænde 3 m mellem understøtninger ved nominel belastning, hvorimod en 300 mm × 50 mm bakke af samme materiale kan kræve understøtninger med 1,5-2 m intervaller for at holde sig inden for nedbøjningsgrænserne.

Standard sektionslængder

Næsten alle kabelbakker er fremstillet i 3-meters sektioner (ca. 10 fod i USA). Nogle producenter tilbyder også 6-meters sektioner til store industriprojekter, hvor færre sammenføjninger er ønskelige. Trådnetsbakke leveres typisk i ruller på 15-30 m til kontinuerlige løb, skåret i længden på stedet.

Regler for bakkefyld og kapacitet

At vælge en bakkebredde er ikke blot et spørgsmål om at måle kablerne og vælge den nærmeste størrelse. Standarder og god ingeniørskik kræver, at bakken ikke overfyldes af to årsager: varmeafledning og fremtidig kapacitet. De fælles regler er:

• NEC 392.22 (USA): For stige og ventilerede bakker, der bærer flerlederkabler, må summen af tværsnitsarealerne af alle kabler ikke overstige det tilladte påfyldningsareal - for en 300 mm bred bakke er dette 1,5 in² pr. 75 mm brugbar bredde (ca. 4.500 mm² kabeltværsnit for en 300 mm bakke).
• IEC 61537: Specificerer et maksimalt fyldningsforhold på typisk 40-50 % af det indvendige bakketværsnit for at tillade varmeafledning og fremtidige tilføjelser.
• Praktisk tommelfingerregel: Planlæg ikke mere end 40 % fyld ved installationen, og lad 60 % blive tilbage til fremtidige kabeltilsætninger. Projekter, der fylder bakker til 80–90 % ved aflevering, kræver regelmæssigt dyre bakkeopgraderinger inden for 5 år, efterhånden som systemerne udvides.

Materialemuligheder og hvornår de skal bruges hver

Bakketypen og -størrelsen fortæller dig formen og kapaciteten; materialet fortæller dig, hvilket miljø bakken kan overleve i.

En praktisk pointe på GFK-bakker: Fordi de er elektrisk ikke-ledende, kan de ikke indgå i det beskyttende jordingssystem. Separate jordkontinuitetsledere skal installeres ved siden af ​​GRP-bakker i enhver installation, hvor en metalbakke ellers ville have fungeret som jordingsvej - dette er en almindelig forglemmelse, der skaber overholdelsesfejl ved inspektion.