Kabelgennemføringer til eksplosionsfarlige områder

Hvorfor kabelforskruninger er vigtige

En kabelforskruning er det svageste led i et Ex-kabinet. Den skal:

• Opretholde beskyttelsesmetoden (flammesikker integritet, øget sikkerhedskrybeafstand/klaring, støvtæt tætning)
• Sikre kabelaflastning
• Tætne mod indtrængning (støv, vand)
• Sikre jordforbindelse for armerede kabler
• Modstå mekanisk og miljømæssig belastning

Brug af en standard industriel kabelforskruning i et klassificeret område er en almindelig og farlig fejl (se installation og inspektion for almindelige fejl). Kun certificerede Ex-kabelforskruninger opretholder installationens sikkerhedsintegritet.

Typer af Ex-kabelgennemføringer

1. Flammesikre kabelforskruninger (Ex d)

Til brug med flammehæmmende (eksplosionssikre) kabinetter. Disse kabelføringer skal forhindre flammespredning gennem kabelindgangen.

Konstruktionsmæssige træk

• Stopmekanisme. Kammer fyldt med blanding eller kompressionstætning, der blokerer gaspassagen langs kabelkernerne
• Gevindindgang. Skaber en flammesikker passage gennem kabelforbindelsens gevind
• Minimum gevindindgreb. Typisk mindst 5 fulde gevind (varierer efter standard og gasgruppe)
• Kabelfastspænding. Tætner omkring kabelkappen for at forhindre gasindtrængning

Variationer

• Fyldt med kompound (stopkasse). Kablet føres ind i kabelforskruningen, og kernerne forsegles med epoxy eller mastik. Permanent installation; vanskelig at fjerne.
• Elastomerpakning (kompression). Gummi- eller polymerpakning komprimeres omkring kernerne. Muliggør fjernelse/udskiftning af kablet, men kræver korrekt kabeldiameter.

2. Kabelforskruninger med øget sikkerhed (Ex e)

Til kabelskærme med øget sikkerhed. Enklere end Ex d, da der ikke kræves brandindeslutning. Fokus er på at forhindre antændelseskilder.

Konstruktionsegenskaber

• Sikker kabelklemning. Forhindrer udtrækning af ledere under mekanisk belastning
• Tætning mod indtrængning. Minimum IP54 (ofte IP66/67)
• Armor-fastspænding og jordforbindelse. Til SWA/STA-kabler sikrer dette jordkontinuitet
• Ingen flammesikker gevind kræves. Standard metriske eller NPT-gevind accepteres

3. Egensikre barrierekabelgennemføringer

Specielle kabelforskruninger, der anvendes, hvor egensikre kredsløb passerer gennem en barriere (kabinetsvæg, der adskiller sikre og farlige områder). Også kaldet "dobbeltforseglede" eller "gennemførings" kabelforskruninger.

Formål

• Opretholder adskillelse mellem IS- og ikke-IS-kredsløb
• Forhindrer gasmigration fra det farlige til det sikre område
• Tilvejebringe to uafhængige tætninger (én på hver side af barrieren)

4. Støvtætte kabelforskruninger (Ex t)

Til udstyr med beskyttelse mod støvantændelse (zone 20/21/22). Skal opfylde IP6X (støvtæt).

Egenskaber

• Elastomer- eller gelpakning omkring kabelkappe
• Intet stopkammer påkrævet (støv spredes ikke som gas)
• Komprimer tætningen tæt for at opnå IP6X-klassificering

5. EMC-kabelforskruninger

Til anvendelser, der kræver afskærmning mod elektromagnetisk interferens ud over Ex-beskyttelse. Almindeligt forekommende i instrumenterings- og styresystemer.

Egenskaber

• 360° afskærmningsafslutning
• Opretholder afskærmningens kontinuitet gennem kabinettets væg
• Kombineres ofte med Ex e-certificering

Gevindstandarder

Ex-kabelgennemføringer fås med forskellige gevindtyper. Det er afgørende, at gevindet på gennemføringen passer til indgangen i kabinettet.

Vigtigt: Tving aldrig en pakning på plads. Hvis gevindet ikke går let i indgreb, er det den forkerte type eller størrelse. Tvangsmontage af gevind kompromitterer den eksplosionssikre integritet.

Kabeldiameterområde

Hver kabelforskruning har et specificeret område for kabelets udvendige diameter (OD). Brug af et kabel uden for dette område kompromitterer tætningen.

Typiske områder

• M20: 6–12 mm kabel-OD
• M25: 13–18 mm kabel-OD
• M32: 18–25 mm kabel-OD
• M40: 26–34 mm kabel-OD
• M50: 34–44 mm kabel-ydre diameter
• M63: 44–56 mm kabel-ydre diameter

Områderne varierer afhængigt af producenten. Kontroller altid databladet for kabelforskruningen og mål kablet, inden du bestiller.

Der findes adapterbøsninger og reduktionsstykker til at rumme mindre kabler i større kabelføringer, men de skal også være Ex-certificeret til den samme beskyttelsesmetode.

Installationsprocedure

Installation af eksplosionssikret kabelforskruning (Ex d)

1. Kontroller certificeringen. Kabelforskruningscertifikatet skal matche kabinettets gasgruppe og zoneklassificering
2. Kontroller gevindtype og -størrelse. Skal passe nøjagtigt til indgangen til kabinettet
3. Mål kabelets udvendige diameter. Bekræft, at den ligger inden for kabelforbindelsens nominelle område
4. Forbered kablet. Afisolér den ydre kappe til den krævede længde (i henhold til kabelforskriftens anvisninger)
5. Skru det fast. Mindst 5 hele gevindskæringer ind i kabinettet (tjek certifikatet for specifikke krav)
6. Tæt kerner (hvis der er tale om en stopkammertype). Hæld eller pakk tætningsmasse i henhold til producentens anvisninger; lad det hærde
7. Stram den ydre møtrik. Anvend det angivne moment (typisk 30–50 Nm for M20–M32)
8. Kontroller den eksplosionssikre samling. Der må ikke være mellemrum, maling eller skader på indgangsgevindet til kabinettet
9. Anbring låsemøtrik eller låsetråd (hvis angivet)
10. Dokumenter. Registrer pakningskassetype, certifikatnummer og kabeloplysninger

Installation af sikkerhedskabelgennemføring (Ex e)

1. Kontroller certificeringen. Pakningen er Ex e-klassificeret
2. Monter kabelforskruningen. Skru den ind i kabinettet (der er ikke angivet et minimum for indskruing for Ex e, men det anbefales at skrue den mindst 4 omgange ind)
3. Indsæt kablet. Sørg for, at armeringen (hvis til stede) er fastspændt og jordforbundet
4. Stram tætningselementerne. Tryk gummipakningen sammen omkring kabelkappen
5. Trækaflastning. Sørg for, at kablet er tilstrækkeligt understøttet inden for 300 mm fra kabelføringen
6. Kontroller IP-klassificering. Tætningen skal opfylde mindst IP54 (typisk IP66)

Installation af barrierepakning (IS-kredsløb)

1. Monter kabelforskruningen. Fastgør den på begge sider af barrierevæggen
2. Før kablet igennem. Før det egensikre kabel igennem kabelføringen
3. Tæt begge ender. Tryk tætningerne sammen på den farlige og den sikre side hver for sig
4. Mærk IS-kredsløbet. Blå mærkning i henhold til IEC 60079-14
5. Kontrol af adskillelse. Sørg for, at IS-kablet er adskilt fra ikke-IS-kabler (minimum 50 mm eller separat rør)

Momentangivelser

For svag tilspænding forårsager lækager og tab af eksplosionssikker integritet. For kraftig tilspænding kan beskadige gevind eller revne kabinetter.

Brug altid en kalibreret momentnøgle. Visuel "stramning" er ikke tilstrækkelig. Dokumenter momentværdier under installationen og kontroller dem igen under inspektioner.

IP-klassificeringer for kabelforskruninger

Ingress Protection-klassificeringen angiver modstandsdygtighed over for støv og vand. Højere IP-klassificeringer er påkrævet i mere barske miljøer.

Tilpas IP-klassificeringen til miljøet. Offshore- og kystområder kræver typisk mindst IP66. Indendørs tørre områder kan acceptere IP54.

Almindelige installationsfejl

1. Brug af ikke-certificerede kabelføringer

Standard industrielle kabelforskruninger (selv med IP66) har ikke Ex-certificering. De mangler stopmekanismer, korrekte specifikationer for gevindindgreb og gasgruppeklassificeringer. Brug af disse annullerer kabinettets certificering.

2. Forkert kabeldiameter

Installation af et 10 mm kabel i en kabelføring, der er klassificeret til 13–18 mm, efterlader huller i tætningen. Kabelføringen kan ikke komprimeres korrekt, hvilket tillader indtrængning af gas eller spredning af flammer.

3. Utilstrækkelig gevindindgreb

Flammesikre kabelforskruninger kræver et minimum af gevindindgreb (typisk 5 fulde gevind). Et lavt indgreb forkorter den flammesikre vej og kan medføre, at flammer slipper ud.

4. Beskadigede gevind

Forkert gevindskæring, tvungen installation eller korrosion beskadiger gevindet. Beskadiget gevind sikrer ikke flammehæmmende integritet. Tving aldrig en kabelforskruning. Hvis den ikke skrues let på, skal du stoppe og kontrollere størrelse/type.

5. Maling på gevind

Maling inde i de eksplosionssikre gevind skaber mellemrum og forhindrer kontakt mellem metal og metal. Gevindene skal være rene og af blankt metal. Hvis kabinetter males, skal alle indgange afdækkes, eller gevindene rengøres efter maling.

6. Forkert tilspændingsmoment

Det er ikke tilstrækkeligt at spænde med fingrene. Brug en momentnøgle og noter værdien. For højt moment kan revne aluminiumskabinetter eller ødelægge gevind.

7. Ingen trækaflastning

Kabler skal understøttes inden for 300 mm fra kabelføringen. Uunderstøttede kabler belaster forbindelserne inde i kabinettet og kan trække ledere ud af terminalerne.

8. Manglende blindpropper

Ubrugte kabelindføringer skal forsegles med certificerede Ex-blindpropper (samme beskyttelsesmetode som kabinettet). En åben indføring er en antændelsesvej og et indtrængningspunkt for støv/vand.

Inspektionskrav

I henhold til IEC 60079-17 omfatter inspektion af kabelforskruninger:

Visuel inspektion (hver 12. måned for zone 1)

• ☐ Gennemføringen er til stede og komplet (ingen manglende dele)
• ☐ Ingen synlige skader (revner, korrosion, deformation)
• ☐ Kabelindføringspakningen er intakt
• ☐ Glandens identifikation/mærkning er læselig

Nærmere inspektion (hver 36. måned for zone 1)

• ☐ Pakningscertifikatet stemmer overens med kabinettet og zonen
• ☐ Gevindindgreb verificeret (visuel kontrol af dybde)
• ☐ Kabeldiameter inden for pakningens nominelle område
• ☐ Ingen maling, snavs eller forurening på de eksplosionssikre gevind
• ☐ Låsemøtrik eller låsetråd til stede (hvis angivet)
• ☐ Trækaflastning inden for 300 mm

Detaljeret inspektion (hver 72. måned for zone 1 eller efter ændringer)

• ☐ Adskil og inspicer stopkammeret (hvis det er tilgængeligt uden at ødelægge forbindelsen)
• ☐ Kontroller gevindets tilstand (ingen skader, krydsgevind, slitage)
• ☐ Kontroller tilspændingsmomentet (kan kræve eftertilspænding)
• ☐ Test IP-klassificering (sjældent, men kan være specificeret for kritiske anvendelser)

Store producenter

Førende leverandører af certificerede Ex-kabelforskruninger:

• CMP Products. Bredt udvalg af Ex d-, Ex e- og Ex t-kabelgennemføringer; tilgængelighed over hele verden
• Hawke International. Specialist i kabelforskruninger til barske miljøer; fokus på undervands- og offshore-anvendelser
• Weidmüller. Tysk producent; omfattende ATEX/IECEx-sortiment
• Bartec. Komplet sortiment af eksplosionsbeskyttelse, herunder kabelforskruninger
• R. Stahl. Ex d- og Ex e-kabelgennemføringer af høj kvalitet
• Pepperl+Fuchs. Specialister i egensikkerhed; barriere-kabelgennemføringer
• Jacob. Stort udvalg af metriske og NPT Ex-kabelgennemføringer
• Eaton Crouse-Hinds. Fokus på Nordamerika; ATEX- og NEC-certificerede kabelforskruninger

Standarder

• IEC 60079-0. Generelle krav (krav til tætning af kabelindføringer)
• IEC 60079-1. Flammesikre kabinetter (krav til Ex d-kabelgennemføringer)
• IEC 60079-7. Øget sikkerhed (krav til Ex e-kabelgennemføringer)
• IEC 60079-14. Installation (vejledning i valg og installation af kabelforskruninger)
• IEC 60079-31. Beskyttelse mod støvantændelse ved hjælp af kabinet (tætning af Ex t-kabelgennemføringer)
• EN 50018. Flammesikre kabinetter (ældre standard, henvises stadig til)
• EN 50019. Øget sikkerhed (ældre standard)

Relaterede emner

• Beskyttelsesmetoder. Forklaring af Ex d, Ex e, Ex i og andre
• Installation og inspektion. Krav i IEC 60079-14 og 60079-17
• Eksplosionssikret vs. egensikker. Valg af den rigtige beskyttelsesmetode
• CompEx-certificering. Uddannelsen dækker installation af kabelforskruninger