Wybierając kable i przewody do stosowania w trudnych warunkach eksploatacyjnych, warto mieć na uwadze fakt, że od rodzaju zastosowanych materiałów zależy trwałość i bezawaryjna praca instalacji elektrycznej. Zagadnienie to ma kluczowe znaczenie, szczególnie wtedy, gdy instalacja będzie zapewniała bezpieczeństwo maszyn, a co najważniejsze – ludzi.
Układy pracy równoległej generatorów mają wiele zalet, szczególnie w energochłonnych zastosowaniach w dużych obiektach. Zaprojektowanie możliwie najbardziej wydajnego i niezawodnego systemu zasilania w konkretnym obiekcie wymaga solidnej wiedzy o dostępnych rozwiązaniach.
Jak zatem zdefiniować trudne warunki pracy instalacji elektrycznej? Jak wiadomo, zależą one od specyfiki konkretnego zakładu przemysłowego. Pracownicy działu utrzymania ruchu przemysłu hutniczego powiedzą, że w ich zakładzie trudne warunki to wysoka temperatura. W branży chemicznej specjalne warunki narzuca agresywne środowisko. Górnicy powiedzą, że potrzebują przewodów ognioodpornych, przeznaczonych do pracy w strefie zagrożonej wybuchem. Wszystkie te przypadki łączy konieczność uwzględnienia przewodów o ponadstandardowych parametrach wytrzymałościowych.
Oferta w zakresie kabli tego typu jest bardzo duża. W artykule skupimy się na przewodach pracujących w wysokiej temperaturze, ognioodpornych oraz przeznaczonych do dźwignic i środków transportowych. Warto również przyjrzeć się nieco bliżej przewodom podwójnie wzmacnianym.
Odporność na wysokie temperatury
Jaką zatem maksymalną temperaturę, są w stanie wytrzymać dostępne na rynku przewody? W niektórych przypadkach wielkość ta może osiągnąć ponad 1400°C. Stąd też kable tego typu stanowią nieodzowne elementy zarówno instalacji nisko-, jak i wysokoprądowych, szczególnie w miejscach narażonych na występowanie ognia, oparów metali, czy też topionego szkła. W typowej konstrukcji przewidziano giętką niklowaną linkę. Jeżeli przewody cechują się dodatkowym wzmocnieniem, istotną rolę odgrywa taśma teflonowa PTFE oraz dwie termospawalne taśmy polymidowe kapton. Warstwa izolacyjna umieszczona jest w płaszczu z włókna mineralnego. Dodatkowo zastosować można osłonę ze stali nierdzewnej. Sprawdza się ona również w środowiskach agresywnych. Niektóre modele przewodów są w stanie pracować stale, w temperaturze od 1100°C do 1400°C. Zwraca się również uwagę na inne cechy, które decydują o pracy w trudnych warunkach. Chodzi przede wszystkim o odporność na szok termiczny i starzenie się kabli. Niektóre przewody nie ulegają skutkom promieniowania UV. Na przykład przewody SILIFLAM THS 1500 oprócz tego, że mogą pracować w temperaturze do 1400°C, odporne są na działanie substancji agresywnych. Pracują przy napięciu znamionowym 600/1000 V oraz napięciu probierczym wynoszącym 2500 V. Przewód nabyć można z dodatkowym wzmocnieniem, bazującym na teflonie PTFE.
Kable z serii ÖLFLEX HEAT 1565 firmy Lapp Kabel cechują się odpornością na temperaturę, osiągającą do 1565°C. Stąd też znajdują one zastosowanie w instalacjach elektrycznych, obsługujących chociażby piece w hutach szkła lub aluminium. Podkreśla się, że przewód zachowuje swoje właściwości podczas kontaktu ze stopionym szkłem i metalem. Jako cechy wymienia się także niską emisję dymu oraz odporność na działanie substancji agresywnych i korozji.
Kable ognioodporne
Nie ma wątpliwości co do tego, że w nowoczesnych instalacjach elektrycznych priorytetem jest bezpieczeństwo ludzi. Stąd też dużym zainteresowaniem cieszą się kable i przewody bezhalogenowe. Zalet, które wynikają z ich stosowania, jest wiele. Przewody tego typu palą się ciężko lub nawet w ogóle. Ważną cechą jest również zachowanie swoich właściwości podczas pożaru. Co najważniejsze, przewody bezhalogenowe są samogasnące. W jaki sposób? Otóż w razie pożaru uwalniają się molekuły chloru i fluoru. Tym sposobem utrudniany jest dopływ tlenu do miejsca pożaru, w efekcie czego płomienie zostają zduszone.
Kable bezhalogenowe znajdują zastosowanie najczęściej w budynkach, gdzie przewiduje się zwiększony ruch ludzi lub w obiektach, w których konieczne jest zabezpieczenie wartości rzeczowych. Kable bezhalogenowe nie przenoszą płomieni podczas pożaru. Jeżeli do niego dojdzie, generowana jest mniejsza ilość dymu w porównaniu z przewodami o izolacji PVC. Nie mniej istotne pozostaje również niewielkie wydzielanie gazów toksycznych. Jako zalety kabli bezhalogenowych podkreśla się również małą ilość ciepła spalania oraz podtrzymanie funkcjonalności zespołu kablowego podczas pożaru nawet przez 90 min. W temperaturze 180ºC izolacja jest podtrzymywana przez około 180 min.
Na rynku dostępne są również kable bezhalogenowe, które zostały zaprojektowane z myślą o stosowaniu w telekomunikacji. Stanowią one nieodzowny element stałych połączeń stacyjnych urządzeń telefonicznych. Bardzo często przewody tego typu uwzględnia się w przemysłowych systemach wymiany danych, bazujących zarówno na sygnałach analogowych, jak i na cyfrowych. W kablach tych występuje najczęściej wspólny statyczny ekran, który chroni przewody przed zakłóceniami, indukowanymi przez zewnętrzne pole elektryczne. Typowy kabel zawiera żyły okrągłe jednodrutowe, wykonane z miękkich drutów miedzianych. Żyły skręcone są w pary. Materiał, z którego wykonany jest ekran, stanowi laminowana folia metalowa z żyłą uziemiającą ocynkowaną.
Jak zatem wykonać połączenie przewodów ognioodpornych? W tym celu producenci oferują ogniotrwałe puszki instalacyjne. Znajdują one zastosowanie przy podłączaniu sygnalizatorów, głośników systemów rozgłaszania przewodowego (DSO), czy też obwodów sterowania klapami dymnymi. Puszki tego typu mają za zadanie zapewnienie ciągłości linii sygnałowej w przypadku spalenia się sygnalizatora. Nie mniej ważne ich zadanie to zapobieganie przerwom w działaniu sygnalizatorów, które znajdują się poza strefą pożaru. Materiał, z którego wykonane są puszki, to blacha ocynkowana pokryta farbą proszkową. We wnętrzu przewidziano kostki ceramiczne z bezpiecznikiem przeciążeniowym jednorazowego zadziałania. Uwzględniono także osobne zaciski przeznaczone do podłączenia wyjścia linii sygnałowej. Istnieje również możliwość podłączenia sygnalizatora lub innego urządzenia poprzez bezpiecznik. Puszka instalowana jest za pomocą dwóch otworów i kołków metalowych. Przewidziano także przelotowy sposób prowadzenia linii sygnalizacyjnej.
Do dźwignic i środków transportowych
Szczególną grupę stanowią przewody, które są przeznaczone do pracy w dźwignicach i w środkach transportu. Trudno wyobrazić sobie przewód niespełniający podstawowych wymagań w zakresie wytrzymałości, który zastosowany jest na firance kablowej, zasilającej wózek suwnicy. Z pewnością przydatne okażą się więc kable, które przeznaczone są do bębnów kablowych. Stąd też przewody tego typu stanowią dobre rozwiązanie w miejscach, gdzie konieczne jest ich częste zwijanie i rozwijanie, a prowadzenie cechuje się podwyższonym obciążeniem rozciągającym. Przy doborze należy zwrócić uwagę na uwzględnienie odpowiedniego promienia zgięcia. W wielu produktach przewidziano linkę nośną, która odpowiedzialna jest za pochłanianie obciążenia rozciągającego.
Zdarzyć się może, że zastosowany przewód nie tylko powinien cechować się możliwością pracy w elementach ruchomych, ale również konieczne jest uwzględnienie odporności na warunki atmosferyczne. Czy do takich aplikacji można dobrać właściwe przewody? Najbardziej odpowiednie będą wtedy wzmocnione kable w otulinie gumowej. Znajdują one zastosowanie w maszynach i w urządzeniach pracujących na zewnątrz. Jak zatem zbudowane są przewody tego typu? Istotną rolę odgrywa linka nośna, która jest szczególnie ważna w przypadku zabudowy na długich odcinkach. Powłoka zewnętrzna przewodu, często bazująca na neoprenie, zapewnia odporność na działanie kwasów, olejów i rozpuszczalników. W elementach ruchomych kluczową rolę odgrywa także odporność na zadarcia.
Podwójnie wzmacniane
Jeżeli przewód będzie pracował w aplikacji ze szczególną intensywnością ruchów, warto uwzględnić wersję kabla z podwójnym zabezpieczeniem. Zastosować można na przykład przewód ze stalowymi linkami nośnymi. W typowym przewodzie tego typu istotną rolę odgrywają nieskrętne nośniki stalowe, które przenoszą wszelkie siły. Budowa przewodów przewiduje również linki z bardzo cienkich drutów miedzianych. Izolacja wykonana jest z PVC, a żyły skręcone są razem. Nie bez znaczenia pozostaje także obwój tekstylny, ułatwiający ruch między żyłami a powłoką. Wzmocniony oplot wykonany jest z włókien tekstylnych. Przed działaniem czynników zewnętrznych chroni płaszcz zewnętrzny bazujący na specjalnej mieszance PVC. Zapewniona jest zatem ochrona przed działaniem olejów i wody. Należy zwrócić uwagę na zachowanie elastyczności przewodu w niskich temperaturach. Na przykład model ÖFLEXCRANE 2S jest przewodem podwójnie zabezpieczonym, który zastosowanie znajduje przy łączeniu paneli kontrolnych. Wodoodporna powłoka zewnętrzna, wykonana z PVC, pozwala na używanie kabla w miejscach narażonych na występowanie wilgoci. Przewód wytrzymuje do 2100 N, co daje możliwość swobodnego zwisu na długości do 150 m.
Na rynku dostępne są również kable z kapilarą. Są one przeznaczone do układów automatyki i miejsc, w których konieczne jest wyrównywanie ciśnień panujących na obu końcach kabla. Przewody tego typu, w zależności od modelu, dostępne są z izolacją polwinitową i polietylenową. Jak zatem zbudowane są kable tego typu? W kablach z kapilarą z serii LIYC11Y-Sp firmy Technokabel przewiduje się wspólny ekran, który zapewnia ochronę przed wpływem zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych. Zastosowanie znalazł także dodatkowy element nośny w formie drutu stalowego lub włókna aramidowego, dzięki czemu zwiększa wytrzymałość kabla na obciążenia wzdłużne.
Autor: Damian Żabicki
