Kabelwartels voor gevaarlijke omgevingen

Waarom kabelwartels belangrijk zijn

Een kabelwartel is de zwakste schakel in een Ex-behuizing. Deze moet:

• De beschermingsmethode handhaven (vlamdichte integriteit, verhoogde veiligheidskruip/afstand, stofdichte afdichting)
• Zorgen voor trekontlasting van de kabel
• Afdichting tegen binnendringen (stof, water)
• Zorgen voor aardingscontinuïteit voor gepantserde kabels
• Bestand zijn tegen mechanische en omgevingsbelastingen

Het gebruik van een standaard industriële kabelwartel in een geclassificeerde ruimte is een veelgemaakte en gevaarlijke fout (zie installatie & inspectie voor veelvoorkomende fouten). Alleen gecertificeerde Ex-kabelwartels behouden de veiligheidsintegriteit van de installatie.

Soorten Ex-kabelwartels

1. Vlamdichte kabelwartels (Ex d)

Voor gebruik met vlambestendige (explosieveilige) behuizingen. Deze wartels moeten vlamverspreiding via de kabelinvoer voorkomen.

Ontwerpkenmerken

• Stopmechanisme — Met een compound gevulde kamer of compressieafdichting die de doorgang van gas langs de kabelkernen blokkeert
• Schroefdraadinvoer — Creëert een vlambestendig pad door de schroefdraad van het wartelhuis
• Minimale schroefdraadverbinding — Doorgaans minimaal 5 volledige schroefdraden (varieert per norm en gasgroep)
• Kabelklem — Dicht rondom de kabelmantel af om het binnendringen van gas te voorkomen

Varianten

• Met compound gevuld (stopdoos) — Kabel komt in de pakkingbus, aders worden afgedicht met epoxy of mastiekcompound. Permanente installatie; moeilijk te verwijderen.
• Elastomeerafdichting (compressie) — Rubberen of polymeer afdichting samengedrukt rond de kernen. Maakt verwijdering/vervanging van de kabel mogelijk, maar vereist de juiste kabeldiameter.

2. Veiligheidswartels (Ex e)

Voor behuizingen met verhoogde veiligheid. Eenvoudiger dan Ex d omdat geen vlambeperking vereist is — de focus ligt op het voorkomen van ontstekingsbronnen.

Ontwerpkenmerken

• Veilige kabelklem — Voorkomt dat de geleider onder mechanische spanning losraakt
• Afdichting tegen binnendringen — minimaal IP54 (vaak IP66/67)
• Armor-klemmen en aarding — Voor SWA/STA-kabels, zorgt voor aardingscontinuïteit
• Geen vlamdichte schroefdraad vereist — Standaard metrische of NPT-schroefdraad is acceptabel

3. Intrinsiek veilige barrièrekabelwartels

Speciale wartels die worden gebruikt wanneer intrinsiek veilige circuits door een barrière gaan (behuizingswand die veilige en gevaarlijke zones van elkaar scheidt). Ook wel "dubbel afgedichte" of "doorvoer"-wartels genoemd.

Doel

• Handhaving van de scheiding tussen IS- en niet-IS-circuits
• Voorkomen van gasmigratie van de gevaarlijke naar de veilige zone
• Twee onafhankelijke afdichtingen bieden (één aan elke kant van de barrière)

4. Stofdichte kabelwartels (Ex t)

Voor apparatuur met stofontstekingsbeveiliging (zone 20/21/22). Moet IP6X (stofdicht) zijn.

Kenmerken

• Elastomeer- of gelafdichting rond kabelmantel
• Geen stopkamer nodig (stof verspreidt zich niet zoals gas)
• Druk de afdichting stevig aan om IP6X-classificatie te bereiken

5. EMC-kabelwartels

Voor toepassingen die naast Ex-bescherming ook elektromagnetische compatibiliteit vereisen. Veel gebruikt in instrumentatie- en besturingssystemen.

Kenmerken

• 360° afschermingsaansluiting
• Behoudt de continuïteit van de afscherming door de behuizingswand heen
• Vaak gecombineerd met Ex e-certificering

Schroefdraadnormen

Ex-kabelwartels zijn verkrijgbaar met verschillende schroefdraadtypes. Het is van cruciaal belang dat de schroefdraad van de wartel overeenkomt met de ingang van de behuizing.

Belangrijk: Forceer nooit een pakkingbus. Als de schroefdraad niet soepel aansluit, is het type of de maat verkeerd. Geforceerde schroefdraden brengen de brandveiligheid in gevaar.

Kabeldiameterbereik

Elke kabelwartel heeft een gespecificeerd bereik voor de buitendiameter (OD) van de kabel. Het gebruik van een kabel buiten dit bereik brengt de afdichting in gevaar.

Typische bereiken

• 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-OD
• M63: 44–56 mm kabel-OD

De bereiken variëren per fabrikant. Controleer altijd het gegevensblad van de wartel en meet de kabel voordat u bestelt.

Er zijn adapterbussen en verloopstukken verkrijgbaar om kleinere kabels in grotere pakkingbussen te kunnen gebruiken, maar deze moeten ook Ex-gecertificeerd zijn voor dezelfde beschermingsmethode.

Installatieprocedure

Installatie van een vlambestendige wartel (Ex d)

1. Controleer de certificering — Het certificaat van de wartel moet overeenkomen met de gasgroep en zone-classificatie van de behuizing
2. Controleer het type en de maat van de schroefdraad — Deze moet exact overeenkomen met de ingang van de behuizing
3. Meet de buitendiameter van de kabel — Controleer of deze binnen het nominale bereik van de wartel valt
4. Bereid de kabel voor — Strip de buitenmantel tot de vereiste lengte (volgens de instructies van de pakkingbus)
5. Schroefdraadverbinding — Minimaal 5 volledige schroefdraadgangen in de behuizing (controleer het certificaat voor specifieke vereisten)
6. Afdichtingen (indien type met stopkamer) — Giet of vul de compound volgens de instructies van de fabrikant; laat uitharden
7. Draai de buitenste moer vast — Pas het opgegeven koppel toe (meestal 30–50 Nm voor M20–M32)
8. Controleer de brandwerende verbinding — Geen openingen, verf of beschadigingen op de schroefdraad van de behuizing
9. Draagborgmoer of borgdraad aanbrengen (indien gespecificeerd)
10. Documenteer — Noteer het type pakkingbus, het certificaatnummer en de kabelgegevens

Installatie van een veiligheidswartel (Ex e)

1. Controleer certificering — Pakkingbus is Ex e-gecertificeerd
2. Installeer de pakkingbus — Schroef deze in de behuizing (er is geen minimale ingrijping gespecificeerd voor Ex e, maar het is aan te raden om minimaal 4 schroefdraden in te schroeven)
3. Kabel invoeren — Zorg ervoor dat de mantel (indien aanwezig) stevig is vastgeklemd en geaard
4. Druk de afdichtingselementen aan — Druk de rubberen afdichting rond de kabelmantel aan
5. Trekontlasting — Zorg ervoor dat de kabel binnen 300 mm van de pakkingbus voldoende wordt ondersteund
6. Controleer IP-classificatie — Afdichting moet minimaal IP54 (meestal IP66) zijn

Barrière-wartel (IS-circuits) Installatie

1. Installeer de pakkingbus — Bevestig aan beide zijden van de barrièrewand
2. Kabel doorvoeren — Voer de intrinsiek veilige kabel door de wartel
3. Dicht beide uiteinden af — Druk de afdichtingen aan de gevaarlijke en veilige zijde afzonderlijk samen
4. Label IS-circuit — Blauwe identificatie volgens IEC 60079-14
5. Scheidingscontrole — Zorg ervoor dat IS-kabels gescheiden zijn van niet-IS-kabels (minimaal 50 mm of aparte kabelgoot)

Koppelspecificaties

Te weinig aandraaien veroorzaakt lekken en verlies van brandwerendheid. Te veel aandraaien kan schroefdraad beschadigen of behuizingen doen barsten.

Gebruik altijd een gekalibreerde momentsleutel. Visuele "vastheid" is niet voldoende. Noteer de koppelwaarden tijdens de installatie en controleer deze opnieuw tijdens inspecties.

IP-classificaties voor kabelwartels

De IP-classificatie geeft de weerstand tegen stof en water aan. Voor zwaardere omstandigheden zijn hogere IP-classificaties vereist.

Pas de IP-classificatie aan de omgeving aan. Offshore en kustgebieden vereisen doorgaans minimaal IP66. Binnenruimtes die droog zijn, kunnen IP54 accepteren.

Veelvoorkomende installatiefouten

1. Gebruik van niet-gecertificeerde pakkingen

Standaard industriële pakkingen (zelfs met IP66) hebben geen Ex-certificering. Ze hebben geen stopmechanismen, de juiste specificaties voor schroefdraadkoppeling en gasgroepclassificaties. Als u ze gebruikt, vervalt de certificering van de behuizing.

2. Onjuiste kabeldiameter

Als u een kabel van 10 mm installeert in een pakkingbus die geschikt is voor 13-18 mm, ontstaan er openingen in de afdichting. De pakkingbus kan niet goed samendrukken, waardoor gas kan binnendringen of vlammen zich kunnen verspreiden.

3. Onvoldoende schroefdraadverbinding

Vlamdichte pakkingen vereisen een minimale schroefdraadkoppeling (meestal 5 volledige schroefdraden). Een ondiepe koppeling verkort het vlamdichte pad en kan ervoor zorgen dat vlammen ontsnappen.

4. Beschadigde schroefdraad

Kruisdraad, geforceerde installatie of corrosieschade aan schroefdraad. Beschadigde schroefdraad biedt geen brandwerende integriteit. Forceer een pakkingbus nooit – als deze niet soepel schroeft, stop dan en controleer de maat/het type.

5. Verf op schroefdraad

Verf in brandwerende schroefdraden zorgt voor openingen en verhindert contact tussen metaal en metaal. Schroefdraden moeten schoon en van blank metaal zijn. Als u behuizingen schildert, moet u alle openingen afplakken of de schroefdraden na het schilderen schoonmaken.

6. Onjuist koppel

Met de hand vastdraaien is niet voldoende. Gebruik een momentsleutel en noteer de waarde. Te veel koppel kan aluminium behuizingen doen barsten of schroefdraad beschadigen.

7. Geen trekontlasting

Kabels moeten binnen 300 mm van de pakkingbus worden ondersteund. Niet-ondersteunde kabels veroorzaken spanning op de aansluitingen in de behuizing en kunnen de aders uit de aansluitklemmen trekken.

8. Ontbrekende afdichtingspluggen

Ongebruikte kabelingangen moeten worden afgedicht met gecertificeerde Ex-afdichtingspluggen (dezelfde beschermingsmethode als de behuizing). Een open ingang is een ontstekingspad en een binnendringingspunt voor stof/water.

Inspectievereisten

Volgens IEC 60079-17 omvat de inspectie van kabelwartels:

Visuele inspectie (om de 12 maanden voor zone 1)

• ☐ De wartel is aanwezig en compleet (geen ontbrekende onderdelen)
• ☐ Geen zichtbare schade (scheuren, corrosie, vervorming)
• ☐ Kabelinvoer afdichting intact
• ☐ Identificatie/markering van de wartel leesbaar

Nauwkeurige inspectie (om de 36 maanden voor zone 1)

• ☐ Certificaat van pakkingbus komt overeen met behuizing en zone
• ☐ Schroefdraadverbinding gecontroleerd (visuele controle van diepte)
• ☐ Kabeldiameter binnen het nominale bereik van de pakkingbus
• ☐ Geen verf, vuil of verontreiniging op de brandwerende schroefdraad
• ☐ Borgmoer of borgdraad aanwezig (indien gespecificeerd)
• ☐ Trekontlasting binnen 300 mm

Gedetailleerde inspectie (om de 72 maanden voor zone 1, of na wijziging)

• ☐ Demonteer en inspecteer de stopkamer (indien toegankelijk zonder de verbinding te vernielen)
• ☐ Controleer de staat van de schroefdraad (geen beschadigingen, kruisdraad, slijtage)
• ☐ Controleer het koppel (mogelijk opnieuw aanhalen nodig)
• ☐ Test IP-classificatie (zeldzaam, maar kan worden gespecificeerd voor kritieke toepassingen)

Grote fabrikanten

Toonaangevende leveranciers van gecertificeerde Ex-kabelwartels:

• CMP Products — Breed assortiment Ex d-, Ex e- en Ex t-wartels; wereldwijd verkrijgbaar
• Hawke International — Specialist in kabelwartels voor veeleisende omgevingen; focus op onderzeese en offshore toepassingen
• Weidmüller — Duitse fabrikant; uitgebreid ATEX/IECEx-assortiment
• Bartec — Volledig assortiment explosiebeveiliging, inclusief wartels
• R. Stahl — Hoogwaardige Ex d- en Ex e-wartels
• Pepperl+Fuchs — Specialisten in intrinsieke veiligheid; barrièrekabelwartels
• Jacob — Groot assortiment metrische en NPT Ex-wartels
• Eaton Crouse-Hinds — Gericht op Noord-Amerika; ATEX- en NEC-gecertificeerde wartels

Referentie naar normen

• IEC 60079-0 — Algemene vereisten (vereisten voor afdichting van kabelinvoeren)
• IEC 60079-1 — Vlamdichte behuizingen (Ex d-vereisten voor kabelwartels)
• IEC 60079-7 — Verhoogde veiligheid (Ex e-vereisten voor kabelinvoeren)
• IEC 60079-14 — Installatie (richtlijnen voor de selectie en installatie van kabelwartels)
• IEC 60079-31 — Bescherming tegen stofontbranding door behuizing (Ex t-kabelwartelafdichting)
• EN 50018 — Brandwerende behuizingen (oudere norm, nog steeds van toepassing)
• EN 50019 — Verhoogde veiligheid (oudere norm)

Gerelateerde onderwerpen

• Beschermingsmethoden — Ex d, Ex e, Ex i en andere uitgelegd
• Installatie en inspectie — Vereisten van IEC 60079-14 en 60079-17
• Explosieveilig versus intrinsiek veilig — De juiste beschermingsmethode kiezen
• CompEx-certificering — Training omvat installatie van kabelwartels