Porauslaitteen rumpukaapelin mitoitus ja suojaus

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli luoda kaapelin mitoitusohjelma, joka nopeuttaa suunnittelua, tarkentaa mitoitusta ja vähentää kaapelien materiaalikustannuksia. Työ on tehty Sandvik Mining and Construction Oy:lle. Porauslaitteen rumpukaapelin mitoitukseen haluttiin saada työkalu. Suunnittelun nopeutuessa nykyään pyritään käyttämään tietoko-neavusteisia työkaluja sen tehostamiseksi. Tarkemmalla mitoituksella halutaan tulevaisuudessa päästä taloudellisempaan kaapelinmitoitukseen.

Kaapelin mitoituksen kannalta keskeisiä asioita ovat kaapelin kuormitettavuus, sähköiset ominaisuudet, jännitteenalenema, oikosulkukestoisuus, mekaaninen kestoisuus ja paloturvallisuus. Kaapelin mitoituksessa kaapelin kuormitusvirta ei suoraan määritä valittavaa kaapelia. Kaapelin mitoitukseen vaikuttavat korjauskertoimet, joita ovat esimerkiksi ympäristönlämpötila, korkeus merenpinnasta ja asennustapa. Korjauskertoimet joko heikentävät tai lisäävät kaapelin kuormitettavuutta.

Kaapelin koko vaikuttaa kaapelin sähköisiin ominaisuuksiin, kuten kaapelin impedanssiarvoon. Kaapelin kuormitusvirta, sen korjauskertoimet ja jännitteenalenema määrittävät kaapelin johtimien poikkipinta-alan ja pituuden. Nämä asiat huomioimalla voidaan turvallisesti valita oikea kaapeli käyttökohteeseen. Opinnäytetyö aiheen pohjalta on koottu lähdeaineistosta teoriaosuus. Teorian pohjalta on suunniteltu rumpukaapelin mitoitukseen Excel-taulukkolaskentaohjelma.

The aim of this Bachelor's thesis was to create a cable measuring program, which speeds up planning, defines measuring and reduces cable material costs. The thesis is done for Sandvik Mining and Construction Oy. There was need for a tool measuring a trailing cable for a drill rig. Nowadays, we have to use computer based tools to make planning more efficient. With more accurate measuring, we want to get more economical cable measuring.

The key terms of cable measuring are the load of the cable, electrical charasteristics, the voltage drop, short circuit withstand, mechanical withstand and fire safety. At cable measuring load current doesn’t directly specify the selectable cable. Correction factors affect measuring situation, which can be, for example, ambient temperature, the height above sea level, and the method of installation. Correction factors either make the maximum cable load bigger or smaller.

Cable size affects the electrical characteristics of the cable, such as the cable impedance value. The load current of the cable, its correction factors and the voltage drop determine the cross section of cable and length. By taking these things into account you can safely choose the right cable to use. The basis of the source material theory has been compiled based on the thesis topic. The Excel spreadsheet program for measuring the trailing cable has been designed based on thesis topic.