Kable specjalne do wymagających warunków

Pixabay – sumanley
Reklama
Reklama

Trudne i specyficzne warunki mają to do siebie, że z reguły wymagają użycia specjalnych rozwiązań. Nie inaczej jest z kablami i przewodami. W wielu branżach, zakładach produkcyjnych czy nietypowych miejscach użycie standardowych kabli nie jest wskazane. W najlepszym razie grozi to bowiem ich szybszym zużyciem, a w najgorszym – może znacząco zmniejszyć poziom bezpieczeństwa. W takich przypadkach niezbędne jest skorzystanie z kabli specjalistycznych o specyficznych cechach.

Wysokie temperatury, atmosfera wybuchowa, duże nasłonecznienie, agresywne chemicznie środowisko – to przykłady niekorzystnych warunków, jakie mogą panować w miejscach nie tylko ściśle związanych z produkcją przemysłową. Wymuszają one używania dostosowanych do nich specjalistycznych rozwiązań. Wybór konkretnych rozwiązań bardzo często determinują też kwestie związane z bezpieczeństwem. Także w przypadku kabli i przewodów mamy do czynienia ze specjalistycznymi rozwiązaniami, dzięki którym mogą być one z powodzeniem stosowane w kopalniach, zakładach chemicznych czy przemyśle spożywczym.

Przepisy dot. stref zagrożonych wybuchem (ATEX) nie wymuszają stosowania określonych rodzajów kabli

Reklama

Szczególnie niebezpieczne są m.in. strefy zagrożone wybuchem (Ex), w których konieczne jest stosowanie urządzeń i podzespołów, które spełniają wymagania dyrektywy ATEX. Dotyczy to wielu różnych komponentów, w tym naturalnie kabli, przewodów i osprzętu kablowego.

Co jednak ciekawe, norma PN-EN 60079-14 (Atmosfery wybuchowe: Projektowanie, dobór i montaż instalacji elektrycznych) – jak wyjaśnia Marek Trajdos z Helukabel Polska – nie wprowadza zalecenia, aby do stref zagrożenia wybuchem 1, 2 oraz 21 i 22 musiały być stosowane kable i przewody o określonej (specjalnie) konstrukcji. To dlatego też w ofercie producentów okablowania nie znajdziemy kategorii produktów przeznaczonych konkretnie do stref Ex.

Teortycznieych strefach można stosować standardowe kable, które powinny charakteryzować się jednak odpowiednią izolacją samogasnącą, wykonaną np.  z materiałów termoplastycznych lub termoutwardzalnych. Ponadto ich przekrój poprzeczny powinien być jak najbardziej zbliżony do koła, co zapobiega powstawaniu szczelin między uszczelką a powłoką przewodu podczas montażu w urządzeniach przeznaczonych do pracy w potencjalnej atmosferze wybuchowej. W przypadku innego przekroju niezbędne jest zastosowanie odpowiedniego osprzętu montażowego.

Kable i przewody iskrobezpieczne

Inaczej sytuacja wygląda w przypadku stref 0 (dla gazów i par cieczy) oraz 20 (dla pyłów), czyli stref najbardziej niebezpiecznych (np. wnętrza zbiorników z gazem, cieczą lub innymi substancjami, które mogą wytworzyć pyłową atmosferę wybuchową). Można w nich stosować wyłącznie obwody elektryczne iskrobezpieczne (więcej w normie PN-EN 60079-11 Atmosfery wybuchowe: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą iskrobezpieczeństwa „i”). Dotyczy to szczególnie kabli i przewodów, które łączą moduły urządzeń (połączenia wewnętrzne i zewnętrzne).

W strefach zagrożenia wybuchem zaleca się stosowanie wyłącznie kabli izolowanych, w których minimalna wartość napięcia testowego między żyłą przewodu z ziemią, żyłą przewodu a ekranem, ekranem a ziemią wynosi co najmniej 500 V AC lub 750 V DC. Natomiast między przewodami przyjmuje się odporność co najmniej podwójną (1000 V AC i 1500 V DC) – kontynuuje Marek Trajdos. I dodaje:

Ponadto pojemność między żyłami oraz żyłami a ekranem nie powinna przekraczać 200 pF/m. Wartość indukcyjności nie powinna przekraczać 1 µH/m lub 30 µH/Ω dla obwodów przenoszących prąd do 3A. Przewody te są wyróżniane zwykle (zwyczajowo) kolorem jasnoniebieskim. Ponadto średnice pojedynczych drutów lub drutów żył wielodrutowych nie powinny być mniejsze niż 0,1 mm.

Kable iskrobezpieczne powinny być stosowane także wszędzie tam, gdzie iskrzenie, przepięcia czy łuki elektryczne mogą być źródłem zapłonu i stanowić zagrożenie pożarowe. Co istotne, przewody do obwodów iskrobezpiecznych powinny uniemożliwiać powstawanie iskier nie tylko podczas normalnej eksploatacji, ale również w przypadku wadliwej pracy.

Reklama

Przez iskrobezpieczeństwo rozumie się zabezpieczenie, które polega na ograniczeniu energii elektrycznej w urządzeniu i oprzewodowaniu, mającym kontakt z atmosferą wybuchową, do poziomu poniżej takiego, który może spowodować zapłon zarówno w wyniku iskrzenia, jak i nagrzewania się – tłumaczy Marek Trajdos.

Kable ognioodporne

Ryzyko wystąpienia pożaru dotyczy wielu obiektów – zarówno przemysłowych, jak i użyteczności publicznej – dlatego niezbędne jest stosowanie w nich bezpiecznych kabli ognioodpornych (niepalnych). Są one oferowane w wersjach trudno palnych lub samogasnących.

Źle dobrane okablowanie może stanowić swego rodzaju lont, który znacząco przyspieszy rozprzestrzenianie się ognia na kolejne pomieszczenia. Tym samym będzie więc stanowić poważne zagrożenie dla osób, które przebywają w danym obiekcie, a także dla znajdujących się w nim maszyn czy urządzeń. Głównym celem kabli ognioodpornych jest więc zapobieganie bądź znaczące spowalnianie rozprzestrzenia się tą drogą ognia.

Ognioodporność kabli jest parametrem, który wskazuje, przez jaki czas dany kabel zachowuje swoje właściwości eksploatacyjne, kiedy jest narażony na działanie ognia. Jest to o tyle istotne, że tylko prawidłowe działanie kabli zapewni nieprzerwaną pracę systemu, która jest niezbędna do zasilania urządzeń w warunkach pożaru przez określony czas (np. instalacji alarmowej, awaryjnego oświetlenia czy instalacji przeciwpożarowej).

Odporność poszczególnych kabli na ogień określana jest czasem (w minutach), w jakim właściwości kabla nie ulegają poważnym zmianom i zachowuje on podstawowe funkcjonalności. Izolacja topowych kabli ognioodpornych jest w stanie wytrzymać nawet przez ponad 180 min w temperaturze 750C, a przy tym są one w stanie prawidłowo funkcjonować (np. dostarczać prąd) przez ok. 90 min.

Czas ten zależy przede wszystkim od materiału, z jakiego wykonano warstwę izolacyjną. a także od sposobu zainstalowania czy budowy kabli. Do budowy warstwy izolacyjnej najczęściej wykorzystuje się mieszanki specjalnych polimerów i środków, które chronią przed ogniem. Przykładem takiego dodatku jest wodorotlenek aluminium. Charakteryzuje go to, że w wysokich temperaturach chłodzi miejsce pożaru poprzez oddzielenie wody krystalizacyjnej. Jednocześnie, uwalniając parę wodną, zapobiega dopływowi tlenu i tym samym dusi płomienie. 

Kable i przewody bezhalogenowe

Kwestia bezpieczeństwa podczas pożaru związana z okablowaniem nie dotyczy tylko zapobiegania  czy spowolnienia rozprzestrzeniania się ognia. Dużym zagrożeniem dla osób, które przebywają w pomieszczeniach podczas pożaru, jest także uwalnianie się toksycznych związków. Bardzo więc często przewody i kable, które wykorzystuje się w pomieszczeniach o większym zagrożeniu pożarowym, a z których ewakuacja trwa nieco dłużej (np. szpitale, kopalnie, metro, wieżowce), wyróżniają się nie tylko ognioodpornością, ale są także bezhalogenowe.

Kable i przewody bezhalogenowe w warstwach izolacyjnych nie zawierają tzw. halogenków (czyli pierwiastków takich jak chlor, fluor, jod i brom). Zewnętrzne powłoki składają się z polimerów na bazie czystych węglowodorów, które ograniczają dopływ tlenu i duszą płomienie, np. polietylen (PE) lub polipropylen (PP). Dzięki temu w razie kontaktu z ogniem charakteryzują się one niskim wydzielaniem dymu (co ułatwia ewakuację i akcję ratunkową), a także niewydzielaniem gazów toksycznych i korozyjnych do otoczenia (co z kolei zmniejsza ryzyko zatrucia). Kable takie w następstwie procesu spalania emitują głównie dwutlenek węgla i parę wodną.

Podobnie jak kable ognioodporne także kable bezhalogenowe powinny przez określony czas działać poprawnie (np. zapewniając dopływ prądu). Wysokiej klasy okablowanie bezhalogenowe jest w stanie prawidłowo funkcjonować w temperaturze dochodzącej do 800C nawet przez ok. 3 godziny.

Kable odporne na agresywne media

Różnego rodzaju oleje, smary, paliwa i inne produkty ropopochodne, sole, kwasy, tłuszcze czy inne związki chemiczne, zmienna temperatura i inne zjawiska atmosferyczne, opary, woda i ścieki mogą niekorzystnie oddziaływać na kable i przewody. W pomieszczeniach, w których przez dłuższy czas występują takie niekorzystne warunki, należy więc stosować odpowiednio dobrane okablowanie o podwyższonej odporności na „agresywne” ciecze czy gazy.

W teorii takie środowisko może występować w większości obiektów przemysłowych. Najczęściej jednak będziemy mieć z nim do czynienia w zakładach chemicznych, obiektach gospodarki wodno-ściekowej, a także zakładach branży spożywczej.
Ponieważ gama niekorzystnych warunków środowiskowych jest tu dość szeroka, nie ma jednej skutecznej recepty, która byłaby skuteczna na każde z nich. W ofercie producentów okablowania możemy znaleźć wiele rozwiązań, które będą się różnić zastosowanym tworzywem w powłoce izolacyjnym. Zależnie od tego, czy przewód ma być odporny na produkty ropopochodne, sole, czy kwasy, stosuje się np. warstwę izolacyjną z mieszanin polichlorku winylu (PVC), poliuretanu (PUR) bądź polietylenu (PE).

Dobór odpowiedniego okablowania zależnie od warunków, które panują w danym pomieszczeniu, i od potencjalnego ryzyka jest niezwykle istotnym aspektem już na etapie projektowania danego obiektu. Użycie niewłaściwych kabli może skutkować nie tylko ich szybszym zużyciem, ale też awarią urządzenia czy maszyny (nie mówiąc o zagrożeniu życia lub zdrowia pracowników). To z kolei może prowadzić do przerw w produkcji i opóźnień w dostawach gotowych produktów.

Ważne też, aby dobór kabla do konkretnego obiektu był poprzedzony dokładną analizą techniczną potrzeb i potencjalnego ryzyka. Nie zawsze bowiem jest potrzeba użycia przewodów o najlepszych parametrach ochronnych, które wprawdzie zapewnią ochronę na najwyższym poziomie, ale jednocześnie znacznie podniosą koszty danej inwestycji.

Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama