Wie wählt man einen elektrischen Kabelbaum richtig aus?
Heutzutage werden Automatisierungssysteme und verschiedene Arten elektrischer Geräte sehr häufig eingesetzt, z. B. in Produktionsanlagen. Für einen ordnungsgemäßen und effizienten Betrieb solcher Geräte ist die Verwendung hochwertiger Elektrokabel und geeigneter Kabelbäume unerlässlich. Die richtige Auswahl garantiert eine langlebige und dauerhafte Funktion der Systeme – dadurch lässt sich das Risiko von Ausfällen oder Schäden an Maschinen minimieren. Deshalb ist die Herstellung von Kabelbäumen ein wesentlicher Bestandteil jeder Industrie.
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Richtige Auswahl des elektrischen Kabelbaums
Unabhängig vom Maschinentyp, den wir verwenden – damit dieser ordnungsgemäß funktioniert, benötigen die Automatisierungssysteme eine Stromversorgung sowie eine bidirektionale Datenübertragung. Da es heute viele verschiedene Arten von hochentwickelten Geräten auf dem Markt gibt, existieren keine universellen oder anpassbaren Kabelbäume. Bei der Auswahl eines Kabelbaums kann man sich jedoch an allgemeinen Standards für Crimp-Parameter und die Durchgängigkeit elektrischer Verbindungen orientieren.
Basierend auf allgemeinen Informationen zur Maschine werden die Komponenten und Lösungen so ausgewählt, dass das Gerät optimal arbeitet und seine Funktionen bestmöglich erfüllt.
Zu den wichtigsten Faktoren, auf die bei der Auswahl elektrischer Kabelbäume für Industrieanlagen geachtet werden sollte, gehören:
- Temperatur der Arbeitsumgebung der Maschine,
- Umgebungsluftfeuchtigkeit,
- verschiedene Arten mechanischer Belastung,
- Einfluss chemischer Substanzen (einschließlich Öl) und Strahlung,
- Entflammbarkeit des Kabelbaums,
- elektromagnetische Störungen.
Bei der Auswahl der Verkabelung in Automatisierungssystemen ist einer der ersten Aspekte, den man berücksichtigen sollte, die Bedingungen, unter denen das Gerät betrieben wird, und welchen zusätzlichen Einflüssen es ausgesetzt sein wird (z. B. ob der Kabelbaum wiederholte Bewegungen der Maschine standhält).
Hohe Temperaturen und elektrische Kabelbäume
Wenn der Kabelbaum hohen Temperaturen ausgesetzt ist, müssen Kabel und Steckverbinder mit erhöhter Wärmebeständigkeit oder sogar spezielle Ummantelungen für das gesamte Bündel verwendet werden. Falsch gewählte Kabel mit unzureichender Wärmebeständigkeit können zu einem Absinken des Isolationswiderstands und folglich zu einem Defekt führen, was wiederum eine Fehlfunktion des Geräts zur Folge hat. Eine solche Situation kann auch eine Gefahr für Menschen in der Nähe oder im direkten Kontakt mit dem Kabelbaum darstellen.
Feuchtigkeit und Materialeigenschaften im Kabelbaum
Beim Entwurf eines Kabelbaums, der einer erhöhten Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist, sollte nicht nur auf die Dichtheit, sondern auch auf die Art der verwendeten Materialien geachtet werden. Werden z. B. Kupfer- oder Kupferlegierungskomponenten verwendet, die in direkten Kontakt mit der Luft kommen, kommt es bei erhöhter Feuchtigkeit zu beschleunigter Oxidation. Wie bekannt ist, leiten Oxide in der Regel keinen Strom, sodass das betreffende Bauteil mit der Zeit zu einer Unterbrechung im Stromkreis wird – das Gerät mit einem solchen Kabelbaum funktioniert dann nicht mehr.
Mechanische Eigenschaften des Kabelbaums
Bei der Auswahl eines geeigneten Kabelbaums sollte auch auf dessen Zugfestigkeit geachtet werden. Die Erreichung einer ausreichend hohen Bruchkraft von Steckverbindern und Anschlüssen gewährleistet die mechanische Festigkeit gemäß der Klasse des Kabelbaums.
Wichtige Einflussfaktoren auf die Bruchkraft sind:
- richtige Auswahl von Kabel und Anschluss,
- korrektes Crimpen des Anschlusses am Kabel,
- Einsatz und korrekte Montage von Zugentlastungen oder anderen spannungsübertragenden Elementen am Gehäuse des Geräts oder Steckverbinders.
Auch die Flexibilität des Kabels ist ein wichtiger Aspekt. Darüber hinaus trägt eine sachgemäße Auswahl und Vorbereitung des Kabels unter Verwendung geeigneter Zugentlastungen, die die Spannung auf das Steckverbindergehäuse übertragen, zu einem langen und störungsfreien Einsatz des Kabelbaums bei.
Wie wirken sich Chemikalien und Strahlung auf den Kabelbaum aus?
Der Schlüssel zur Auswahl und Gestaltung eines Kabelbaums ist die Berücksichtigung chemischer Faktoren und Strahlungseinflüsse, denen der Kabelbaum während des Betriebs ausgesetzt ist. Chemische Substanzen sowie ionisierende Strahlung und UV-Strahlung können die Alterung der Kabelbaumisolierung erheblich beschleunigen.
Entflammbarkeit von Kabelbäumen – ist das wichtig?
In den meisten heutigen Installationen ist der Einsatz nicht brennbarer oder zumindest schwer entflammbarer Kabel entscheidend. Solche Kabel verlängern einerseits die Einsatzdauer kritischer Infrastrukturelemente, was oft eine sichere Evakuierung im Brandfall ermöglicht. Andererseits entstehen beim Verbrennen keine giftigen Gase, die für den Menschen tödlich und für die Umwelt schädlich sein können.
EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) – elektromagnetische Verträglichkeit des Kabelbaums
Jedes Gerät, durch das elektrischer Strom fließt, erzeugt elektromagnetische Wellen, die sich in der Umgebung ausbreiten. Solche Wellen können andere Geräte und Menschen beeinflussen. Aus diesem Grund gibt es weltweit gültige Standards, die zulässige Emissionsgrenzen definieren. Aufgrund ihrer verteilten Architektur sind Kabelbäume besonders anfällig für die Aufnahme von Strahlung aus der Umgebung – sie wirken wie Antennen. Gleichzeitig sind sie selbst eine Quelle elektromagnetischer Strahlung. Deshalb ist es üblich, abgeschirmte Kabelbäume zu verwenden, also solche, die Elemente enthalten, welche die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen blockieren. Dies erhöht sowohl die Gerätesicherheit als auch deren Zuverlässigkeit.
