电梯电缆:类型和特点

它是什么样子的?电梯电缆有什么用处?

电梯电缆是什么

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卓越的电梯电缆:综合技术指南

 

垂直起升系统的核心在于电梯电缆。这一关键部件不仅确保设备的正常运转,更重要的是,它每天保障着数百万人的安全。对于该领域的工程师、安装人员和学生来说,透彻了解该产品的法规、材料和应用至关重要。因此,选择电梯电缆是一项工程决策,它直接影响整个垂直运输系统的耐用性和可靠性,是安全和效率的支柱。

 

电梯电缆的规范重要性

 

电梯电缆规范的项目,其起点都是法规合规性。例如,ABNT NBR ISO 4344 规定了电梯钢缆的最低要求,详细阐述了其结构和性能方面。此外,ABNT NBR 16858 系列标准还规定了电梯建造和安装的安全要求。因此,严格遵循这些准则可确保所选电缆具备应用所需的强度、柔韧性和耐用性,从而降低风险并保障设备及其用户的完整性。

 

电梯电缆的详细构造

 

电梯电缆是材料工程的一项复杂杰作。它通常由多根高强度钢丝绞合成股,然后围绕中心芯线缠绕。该中心芯线可以由天然纤维 (NF)、人造纤维 (IFF) 甚至独立钢芯 (IWRC) 制成。这种结构使电缆兼具理想的柔韧性,使其能够在滑轮上运行,同时具备高抗拉强度,能够支撑高负载,确保其在整个使用寿命期间平稳安全地运行。

 

电梯电缆中线芯的作用

 

电梯钢丝绳的核心,发挥着至关重要的作用。除了为外层绳股提供牢固的支撑外,它还有助于保持钢丝绳的正确定位和内部润滑。例如,纤维绳芯可以保留运行过程中释放的润滑剂,从而减少内部摩擦和磨损。另一方面,钢绳芯(IWRC)具有更高的抗压强度,常用于高速、长距离电梯,这类电梯的应力更大。

 

电梯电缆的钢材规格

 

电梯电缆所用钢材的质量对其性能至关重要。电梯电缆采用高碳钢,经过拉拔工艺处理,以获得精确的直径和极高的抗拉强度(通常以 4344 等标准规定了不同的强度等级,例如 1570或 1770

 

电梯电缆结构类型

 

电梯钢丝绳结构,每种结构都适用于特定的需求。8x19 密封钢丝绳和 6x25 填充钢丝绳结构非常常见。“8x19”表示钢丝绳有 8 股,每股 19 根钢丝。“密封钢丝绳”是指每股钢丝的外层钢丝直径更大,从而提供更高的耐磨性。因此,结构的选择直接影响钢丝绳的柔韧性、抗疲劳性以及与滑轮的接触面积。

 

电梯牵引及电缆

 

起重系统中的主要缆绳类型是缆绳。它负责悬挂和移动轿厢和配重。由于其关键功能,这种缆绳不仅要承受系统的静态重量,还要承受系统的动态加速和减速。因此,它必须具有出色的抗弯曲疲劳性能,因为它在电机的牵引滑轮和转向滑轮上持续运行,从而提供最大的安全性。

 

电梯限速器用电缆

 

限速器是至关重要的安全部件,它使用电梯线缆。这种线缆通常直径较小且高度灵活,例如 6x19 结构,用于连接轿厢的安全制动系统。如果电梯速度超过安全限速,限速器会锁定线缆,机械地启动制动器并停止轿厢。因此,线缆的完整性和精确响应对于电梯应急系统的运行至关重要。

 

控制电梯的电缆功能

 

除了牵引电缆外,现代电梯还依赖于电缆,也称为操纵电缆或扁平电缆。这种多股电缆在控制面板和轿厢之间传输电源和控制信号。它为轿厢的照明、通风、位置指示器和按钮供电。因此,其柔韧性和抗重复运动性对于确保不间断通信和所有轿厢附件的正常运行至关重要。

 

机动电梯用电缆的特性

 

电梯电缆采用扁平结构,以优化电梯井道内的空间和灵活性。它包含多根电导体,其数量和规格可根据电梯的复杂程度而变化。它通常具有内部支撑元件,例如钢丝或芳纶线,以在整个线路中支撑自身重量。因此,正确的电缆规格可防止通信故障和设备意外停机。

 

电梯电缆中光纤的创新

 

技术进步带来了电梯电缆。这项创新实现了极高速的数据传输,并完全不受电磁干扰的影响。由于电梯井道靠近电机和电源线,电磁干扰是电梯井道中常见的问题。此外,光纤电缆非常适合轿厢内视频监控 (CCTV) 系统以及更复杂的控制系统,代表着垂直通信领域的重大进步。

 

住宅建筑中的电梯电缆应用

 

在住宅建筑中,电梯电缆的选择取决于建筑高度和轿厢容量。通常,光纤芯牵引电缆具有更高的灵活性和更低的运行噪音。在这种情况下,预测性维护至关重要。定期检查电缆直径、断线情况和润滑程度等,可以确保住户安全并延长系统使用寿命,避免紧急更换和意外成本。

 

电梯电缆在商业环境中的使用

 

在购物中心和办公室等商业环境中,人流量大,需要电梯电缆。在这种情况下,钢芯电缆 (IWRC) 和更坚固的结构(例如 8x19)通常是理想的选择。此外,能源效率始终是人们关注的焦点,尺寸合适、摩擦力低的电缆有助于降低电梯电机的能耗,从而优化建筑的运营成本。

 

摩天大楼的电梯电缆挑战

 

摩天大楼给电梯缆索。缆索本身的重量在长距离运行中成为传统钢缆的限制因素。为此,碳纤维芯缆索等创新技术应运而生,它们重量显著减轻,强度也显著提升。这些新技术使电梯能够达到前所未有的高度,单根缆索就能运行超过一公里,代表着高层建筑建设的一场革命。

 

电梯电缆的安装和张紧

 

电梯缆绳安装是一项技术性很强的工序,要求精准。缆绳安装完成后,必须确保所有缆绳张力均匀。张力均衡可确保负载均匀分布在缆绳组件的所有缆绳上。否则,部分缆绳将超载,导致过早磨损,大幅缩短整个牵引组件的使用寿命,并影响乘坐的安全性和质量。

 

电梯电缆润滑的重要性

 

电梯电缆的使用寿命至关重要。出厂时经过适当润滑的电缆可以防止腐蚀,并最大程度地减少其内部和外部组件之间的摩擦。在使用寿命期间,根据环境和操作条件,可能需要定期补充润滑。然而,过量的润滑剂是有害的,因为它会降低电缆和牵引滑轮之间的摩擦系数,从而导致危险的滑移。

 

电梯电缆检查和处置标准

 

定期检查电梯电缆是法规要求,也是一项重要的安全措施。检查人员应检查电缆与滑轮接触区域是否存在断丝、腐蚀、直径减小以及磨损等情况。例如,ABNT NBR ISO 4344 标准制定了明确的处置标准。一旦给定长度内的断丝数量达到限值,或直径减小超过安全百分比,则必须立即更换电缆组。

 

电梯电缆和滑轮的磨损

 

电梯缆绳磨损是相互依存的过程。滑轮的轮槽磨损或直径不合适会显著加速缆绳的磨损。同样,缆绳磨损或润滑不良也会损坏滑轮的轮槽。因此,检查应涵盖这两个部件。在许多情况下,更换缆绳必须同时进行滑轮的研磨或更换,以确保新组件的使用寿命。

 

电梯电缆的本质安全

 

电梯安全是冗余的,电梯电缆就是一个例子。系统设计有多条牵引电缆,每条电缆都能在最大负载下支撑轿厢。这种高安全系数(通常在10:1到12:1之间)确保即使在万一发生单条电缆故障的情况下,其他电缆也能继续安全地支撑轿厢。因此,现代牵引系统几乎不可能发生灾难性故障。

 

电梯电缆的未来与技术

 

电梯电缆的未来在于采用更轻、更坚固、更智能的材料。将传感器直接集成到电缆中,实时监测张力、磨损和完整性,是一个备受关注的研究领域。这些技术将使预测性维护更加精准,从定期检查过渡到持续监测组件的健康状况。简而言之,电缆将不再是一个被动元件,而是电梯安全生态系统中一个主动且智能的组成部分。

研究和知识中心

为了脱颖而出并通过 - 艺术研究的状态进行脱颖而出,创新遵循了电力部门卓越和研究中心发展的进步和创新,并特别关注了巴西和国际情况的电缆领域。

接下来,我们介绍一些主要知识中心,这些中心是我们工作的参考:

 可创新的知识基础

数据库和学术搜索机制

 

著名的期刊和期刊

  • 电力系统上的IEEE交易:(可通过IEEE Xplore获得)
  • 电力传递的IEEE交易:(可通过IEEE Xplore获得)
  • IEEE通信交易:(可通过IEEE Xplore获得)
  • 电信杂志(Inatel): INATEL
  • 控制与自动化杂志(SBA): SBA
  • 开放存取期刊目录(DOAJ): DOAJ

 

机构存储库和研究小组

  • 巴西学位论文数字图书馆 (BDTD): BDTD
  • GEPOC – 电力电子和控制集团 (UFSM): GEPOC

 

技术标准实体

这些组织负责制定和发布标准,以保证电缆和通信的安全性,质量和互操作性。

  • ABNT(巴西技术标准协会): 这是巴西国家标准化的国家论坛。 ABNT标准,例如NBR 5410(低压电气安装),对于该国的任何项目都是至关重要的。
  • IEC(国际电工委员会): 国际电气委员会是全球领先的组织,用于阐述和发布所有电气,电子和相关技术的国际标准。许多ABNT标准基于IEC标准。
  • ISO(国际标准化组织): 尽管它是一个针对各种行业的标准化组织,但ISO还为有线部门发布了相关规则,尤其是与质量管理系统有关的规则(ISO 9001)。
  • UL(承销商实验室): 一个全球安全科学组织,以其产品认证而闻名。 UL标准是重要的安全参考,尤其是对于美国市场的产品。
  • 阿姨(电信行业协会): 信息和通信技术行业(ICT)的主要协会。开发结构化的电缆标准,例如ASI/TIA-568系列,这是通信网络的世界参考。

 

协会,工会和监管实体

这些组织代表了工业的利益,促进质量并规范该行业。

  • 阿纳特尔(国家电信局): 它是巴西电信部门的监管者。 Anatel负责批准和认证电信产品,包括网络电缆和光纤。
  • Sindicel(电气驱动器行业的联合,圣保罗州非有产金属的层次和层压): 它代表了该行业的行业,旨在捍卫自己的利益并促进与非法电缆市场打击的行动。
  • 资格(巴西电线和电缆质量协会): 监视在巴西出售的电线和电缆质量的实体,并保留批准和非合规制造商的清单。
  • Abinee(巴西电力和电子产业协会): 它在全国范围内代表电气和电子部门,在多个方面起作用,包括标准化和调节问题。
  • BICSI: 一个支持信息和通信技术(ICT)社区的全球专业协会。提供有关电缆系统设计和安装标准的教育,证书和出版物。
  • 国际网络女家联合会(ICF): 全球论坛汇集了世界领先的电线和有线电视公司的首席执行官,讨论行业趋势和挑战。

 

研究巨头:电缆和通信领域的巴西的Ponta大学

巴西拥有强大的公立大学生态系统,在电气和通信工程领域的研究和发展中是真正的参考。其中有几个人是众议院国家 - 艺术实验室和国际认可研究小组,这些研究小组直接采用电源有线主题,光纤,介电材料和通信系统。

接下来,我们重点介绍了一些顶级第一线大学及其各自的卓越中心:


1。坎皮纳斯州立大学(UNICAMP)

主要重点:光学和光子通信

被认为是拉丁美洲最大的电信创新中心之一,尤其是通过其电气和计算工程学院(FEEC)和Gleb Wataghin物理研究所(IFGW),是光纤研究和通信系统的绝对领导者。与CPQD(电信研发中心)的接近和历史合作巩固了其位置。

  • 实验室和著名群体:
    • 光学和微波通信实验室(LAPCOM): 专注于光学放大器,掺杂纤维和电磁波传播的研究。
    • 集成光子实验室(LIF): 它汇集了各种实验室和研究人员,以开发光子设备,特殊的光纤和通信系统。
    • 一组超耕种现象和光学通信(GFURCO): 以非常高的传输速度对光纤,设备和现象进行高级研究。

 

2。伊塔吉巴联邦大学(UNIFEI)

主要重点:电源系统和高压

Unifei是巴西电力系统中的历史参考,并且具有很高的声望。它的电气和能源系统研究所(ISEE)是该国最重要的一项,在涉及电源电缆,电气绝缘和能量传输的研究中表现出色。

  • 实验室和著名群体:
    • 高压实验室(LAT-EFEI): 该国最著名的是对电缆,绝缘体和其他电气系统设备的测试和高压测试。它是国家电力部门发展的开创性和基础。
    • 电气和能源系统研究所(ISEE): 它汇集了在系统保护,能源质量和自动化等领域的各种实验室和研究小组,它们本质上与电缆的性能和应用有关。

 

3。圣保罗大学(USP)

主要重点:电力系统,电力电子和电信

USP拥有多个校园,具有非常强大和多样化的研究。圣保罗的理工学院(Poli-usp)和圣卡洛斯工程学院(EESC-USP)都有卓越的实验室和研究小组,这些小组在有关电缆相关主题方面工作。

  • 实验室和著名群体:
    • 高压实验室(EESC-USP): 它位于圣卡洛斯(SãoCarlos),可用于研究高压现象,绝缘材料和电气放电的研究。
    • 电气系统保护和自动化的研究实验室(POLI-USP): 在电气系统保护方面开发研究,在该保护中,在缺席的情况下建模和电缆行为至关重要。
    • 电信实验室(EESC-USP): 随着专门针对微波炉和光学的小组,开发了与通信电缆区域相关的研究。
      • EESC-USP (参见列表中的 TELECOM)

 

4。圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)

主要重点:电力电子和能源系统

UFSC是全球范围内电力电子产品的卓越枢纽。开发的研究对于将电缆应用于能源转换系统,发动机和可再生资源连接至关重要。

  • 实验室和著名群体:
    • 电力电子研究所(Inep): 该地区世界上最有生产力的研究小组之一。开发状态 - 用于转换器和电源逆变器的ART技术,这些技术通过电缆连接到各种负载和来源。

 

5。米纳斯联邦大学(UFMG)

主要重点:电信和应用电磁学

UFMG具有电气工程的合并研究生课程,研究小组与通信和电磁方面有关,这为电缆和波浪指南技术的开发提供了理论和应用的基础。

  • 实验室和著名群体:
    • 电子工程部(DELT): 它具有电信和网络领域的研究实验室,从光纤通信到无线通信系统,这些实验室通常取决于强大的可供应基础架构。

 


 

研究机构

国家场景

 

1。CPQD(电信研究与开发中心) - 巴西

主要重点:信息和通信技术(ICT)

CPQD总部位于Campinas,是拉丁美洲最大的ICT研究所,也是巴西电信历史上的关键作品。它从光学组件技术到完整的软件和5G/6G网络,物联网和网络安全的硬件平台。对于通信工程师来说,这是强制性参考。

  • 相关领域和平台:
    • 光学通信: 对光子设备,特殊光纤和高容量传输系统的研究不佳。
    • 无线连接: 系统开发和测试5G,6G和OPEN RAN。
    • 验证和测试: 认可的用于测试和设备认证的实验室,包括电缆和组件,以符合Anatel标准。

 

2。Cepel(电力研究中心) - 巴西

主要重点:电力的发电,传输和分配

Cepel是Eletrebras组的研究部门,也是南半球最大的电气研究所。它的性能对于国家互连系统(SIN)的安全和演变至关重要。 CEPEL对高压设备,材料和系统的研究对电缆的规格和操作有直接影响。

  • 区域和著名群体:
    • 设备和材料实验室(LEM): 在电缆,变压器和其他活动电气系统中进行高压测试和高电流。
    • 传输技术: 研究应用于传输线,变电站和高压设备,包括极端条件下的电缆行为。

 

3。Inmetro(国家计量,质量和技术研究所) - 巴西

主要重点:科学和工业计量学,合规性评估

尽管首先是监管和计量实体,但Inmetro具有很高的实验室,可以进行研究以建立该国的测量标准。它的科学计量学和技术委员会对于确保电缆和其他产品的排练在整个巴西都是准确且可靠的。

  • 区域和著名群体:
    • 电量计量实验室(标签): 负责维持和传播全国电量标准,所有电缆测试的基础。

 

国际场景

 

1。Fraunhofer-gusellschaft-germany

主要重点:工程多个领域的应用研究

Fraunhofer Society是欧洲最大的应用研究组织,其中76个机构遍布整个德国。每个研究所都有一个特定的重点,并且有几个是沟通和能量领域的世界参考。

  • 著名机构:
    • Fraunhofer电信研究所(Heinrich Hertz Institute -HHI): 光纤网络,光子组件,视频压缩(H.264/Stroke和H.265/HEVC等图案的创建者)和无线通信的世界领导者。
    • 弗劳恩霍夫能源经济学和能源系统技术研究所(IEE): 专注于能源过渡,开发了可再生集成,智能网络和电力系统稳定性的技术。

 

2。NIST(美国国家标准技术研究所) - 美国

主要重点:测量,标准和技术科学

北美相当于Inmetro,但在基本和应用研究中的表现更加全面。 NIST对于美国技术发展至关重要,创造了允许整个行业创新的标准和测量技术。

  • 实验室和著名群体:
    • 通信技术实验室(CTL): 为5G/6G网络,网络弹性和量子通信开发计量学基础研究。
    • 材料测量实验室(MML): 对材料特性进行研究,包括用于电缆隔离和高级电子材料的聚合物。

 

3。NIC(国家信息与通信技术研究所) - 日本

主要重点:信息和通信技术

纽约市是日本在ICT地区的主要公共研究所。它以与光纤传输的记录融合而闻名,它在几次中显示了世界上最高的传输速率,以及对量子和安全网络的强有力研究。

4。

主要重点:硅的微电子,纳米技术和光子

莱蒂(Leti)是法国原子能与替代能源(CEA)专员的研究所,也是技术小型化的全球领导者。它们是“光子硅”中的先驱,它试图将光学组件直接整合到硅芯片中,这是短路和中距离通信的革命。

这些机构代表了该行业学术研究的最前沿,培训高素质的专业人员并开发了推动整个有线电视行业的技术。

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