최소곡률반경
측압(Sidewall Bearing Pressure)
케이블을 관로에 인입시 관로의 굴곡부에서는 장력에 의하여 케이블이 관로벽에 눌리는 힘(저항력)을 받는데 이 힘을 측압(側壓)이라 하며 과대한 측압이 걸리면 케이블에 손상을 줄 위험이 있다. 측압은 곡률반경, 포설장력, 케이블 무게 등과 직접적인 관련이 있으나 케이블 무게는 포설장력에 비하여 상대적으로 작기 때문에 대부분 경우 생략하고 곡률반경(R)과 굴곡부 포설장력(T)으로 측압계산식을 나타낸다.
1. 배열상태별 적용 측압계산식
케이블수 | 배열상태 | 측압 계산식 [단위 : kN/m (kgf/m)] |
1 | 단선배열 | P=T/R |
2 | 요람배열 | P=[(3K-2)×T]/3R |
3 | 삼각배열 | P=KT/2R |
4 | 사각배열 | P=(K-1)×T/R |
K : 중량보정계수, T : 포설장력, R : 곡률반경
위 식은 배열상태별로 최대 마찰력이 생기는 도체에 적용된다. 요람배열에서 이러한 케이블은 가운데 케이블이고, 사각배열은 최하단 케이블, 삼각배열은 바닥에 있는 케이블에 최대 마찰력이 생긴다. 다심 케이블은 단선배열 식이 적용된다. 위 식에 보면 곡률반경이 클수록 케이블이 받는 측압이 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서 아래표에 명시된 허용측압을 초과하면 케이블이 손상받을 위험이 있으므로 설계원은 곡률반경을 증가시켜야 한다
.
외피종류 | PVC, PE, PO 외피 |
허용측압 | 2.45kN/m (250kgf/m) |
2. 잼 레이쇼(Jam Ratio)
케이블 포설 중 Jamming(끼는 현상) 또는 Wedging(쐐기현상)의 가능성이 관로 설계시 고려되어야 한다. 이러한 상황은 3조 또는 그 이상의 케이블이 평면적으로 나란히 배열 될 때 발생한다. 케이블이 굴곡부를 통과할 때 케이블이 서로 죔으로써 Jamming 현상의 원인이 된다. 1조 또는 2조의 케이블 또는 다심 케이블인 경우 보통 Jamming은 발생치 않는다. 이와 같이 케이블을 1공3조로 관로에 포설시 케이블이 관로에 끼어 포설이 불가능한 상태가 되는 케이블 외경(d)대 관로내경(D)의 범위를 Jam Ratio라고 한다.
Jam Ratio는 일반적으로 관로내경이 2.85d～3.15d 정도일 때 발생하며, 케이블 배열을 유지하면서 포설하기 위하여는 2.16d+30mm ≤ 관내경(D) ≤ 2.85d 또는 D ≥ 3.15d를 만족하는 관을 선정하는 것이 좋다.
3.최소곡률반경(Minimum Bending Radius) : R
케이블 최소곡률 반경은 케이블 제조와 직접 관련이 있으며 케이블 절연재질에 직접적인 영향을 준다. 일반적으로 최소곡률반경을 결정하는 목적은 포설중 손상을 입지 않고 케이블을 안전하게 통과시킬 수 있도록 하기 위함이다. 특히 차폐테이프형 케이블은 적절한 곡률반경을 유지하지 않고 손상 받기가 쉽다. 이 경우 차폐테이프층이 굴곡부를 통과할 때 분리되고 케이블이 직선개소를 나올 때 차폐테이프가 원상 복귀하려 하기 때문에 뒤틀리고 케이블 절연체에 손상(cut into)을 준다.
이러한 현상은 외피가 있는 케이블에서 나타나므로 손상부위는 발견되지 않아 결국 케이블 수명을 단축시키게 된다. 예를 들면 관로 굴곡부 설계시 곡률반경이 5m, 굴곡부 측압이 2,000kg으로 계산되었다면 단위 길이당 측압은 2,000/5=400kg/m로 허용 값을 넘게 되므로 설계원은 곡률 반경을 더 증가시켜야 한다.
4. 케이블 허용인장력(Maximum Pulling Tension Factors)
관로에 케이블을 포설할 때 사용되는 허용 인장력은 다음과 같다.
풀링아이 사용시 | 풀링그립 사용시 (PVC, PE, PO 외피) | |
銅도체의 경우 | 알미늄도체의 경우 | |
68.6 N/mm2 (7 kgf/mm2) | 39.0 N/mm2 (4 kgf/mm2) | 4.90 kN/m (500 kgf/m) |
(주) 1. 풀링아이를 사용하여 3개의 케이블을 당길 때 삼각배열, 요람배열 모두 2선이 모든 포설장력을 받기 때문에 케이블 수는 2로 한다.
(예) 1C 60mm2 1공 3조 포설시 허용인장력 : 60×7×2=840kgf = 8.23kN
또한 4가닥 이상을 당기는 경우에는 도체에 직접 적용시킬 수 있는 최대장력은 전체 값의 60%이어야 한다.
2. 풀링그립 사용시는 매 1m마다 강철선 등으로 바인드하여 이탈되지 않도록 한다.
3. 풀링그립의 허용인장력계산시 길이는 풀링그립의 케이블 삽입길이를 적용한다.
(예) 1C 60mm2 1공 3조 포설시 허용인장력 : 60×7×2=840kgf = 8.23kN
또한 4가닥 이상을 당기는 경우에는 도체에 직접 적용시킬 수 있는 최대장력은 전체 값의 60%이어야 한다.
◦ 풀링아이
① 풀링아이 몸체 ② 동관보강 ③ 도체 ④ 풀링아이 캡
◦ 풀링그립
관재별 마찰계수
관로의 종별(인입조건) | 마찰계수 |
흄관 파이프형 케이블 굴림대 사용인입 모래～매설 직매 강관 염화비닐관 파형관 경질비닐관 | 0.5～0.7 0.17～0.19 0.1～0.2 1.5～3.5 0.3～0.5 0.23 0.2～0.3 0.4 |