Jak prawidłowo dobrać wiązkę elektryczną?
We współczesnym świecie automatyzacja i różnego rodzaju urządzenia elektryczne są
stosowane na szeroką skalę, na przykład w zakładach produkcyjnych. Jednak do prawidłowego i
skutecznego działania takich urządzeń, konieczne jest zastosowanie wysokiej jakości przewodów
elektrycznych i odpowiednich wiązek, aby przesył sygnałów oraz energii umożliwiającej działanie
odbiorników elektrycznych funkcjonował poprawnie. Odpowiedni wybór gwarantuje trwałe i
żywotne działanie systemów, dzięki czemu można zminimalizować ryzyko awarii lub uszkodzeń
maszyn. Co za tym idzie produkcja wiązek elektrycznych jest istotną częścią każdego przemysłu.
Prawidłowy dobór wiązki elektrycznej
Niezależnie od rodzaju maszyny, której używamy, aby mogła ona działać poprawnie, jej systemy
automatyki wymagają doprowadzenia do nich zasilania oraz dwustronnej transmisji danych. Ze
względu na to, że na rynku obecnie istnieje wiele różnego rodzaju zaawansowanych urządzeń, nie
ma uniwersalnych, bądź dopasowujących się wiązek elektrycznych. Można jednak przy wyborze
wiązki kierować się ogólnymi normami dotyczącymi parametrów zagniatania oraz zapewnienia
ciągłości połączeń elektrycznych.
Na podstawie ogólnych informacji o maszynie, odpowiednio dobiera się komponenty i różnego
rodzaju rozwiązania, aby urządzenie mogło działać w optymalny sposób i spełniać jak najlepiej swoje
funkcje Wiązki kablowe powinny być dostosowane do specyfiki automatyki maszyny oraz do
środowiska pracy, w którym będą stosowane.
Głównymi czynnikami, na które warto zwrócić uwagę, aby odpowiednio dobrać wiązki elektryczne do
maszyn przemysłowych to:
- temperatura środowiska pracy maszyny,
- wilgotność pomieszczenia,
- różnego rodzaju naprężenia mechaniczne,
- wpływ czynników chemicznych (w tym olej) oraz promieniowania,
- palność wiązki – halogenowość,
- zakłócenia elektromagnetyczne.
Przy doborze okablowania w układach automatyki jednym z pierwszych aspektów, na które należy zwrócić uwagę, to warunki, w jakich urządzenie będzie używane oraz na jakie dodatkowe czynniki będzie ono narażone (np. czy wiązka elektryczna wytrzyma wiele powtarzalnych ruchów maszyny).
Wysoka temperatura a wiązki elektryczne
W momencie kiedy wiązka elektryczna będzie narażona na działanie wysokiej temperatury,
konieczne jest zastosowanie przewodów o podwyższonej wytrzymałości termicznej lub nawet
specjalnych osłon dla całej wiązki. Źle dobrane przewody o niewłaściwych parametrach odporności
termicznej może skutkować spadkiem rezystancji izolacji, a w efekcie przebiciem prowadzącym, co
skutkuje niewłaściwe funkcjonowanie urządzenia podczas pracy. Taka sytuacja może również
prowadzić do powstania zagrożenia dla osób znajdujących się w pobliżu wiązki oraz mających z nią
bezpośredni kontakt.
Wilgotność a parametry materiałów użytych w wiązce
Przy projektowaniu wiązki narażonej na podwyższoną wilgotność środowiska pracy należy
uwzględnić nie tylko jej hermetyczność, ale również rodzaj materiałów użytych do jej produkcji.
Jeżeli na przykład użyte zostaną komponenty miedziane lub wykonane ze stopów miedzi, które będą
mieć bezpośredni kontakt z powietrzem, to przy podwyższonej wilgotności będzie dochodzić do
przyspieszonego ich utleniania. Jak wiadomo, tlenki najczęściej nie przewodzą prądu, więc
ostatecznie element staje się przerwą w obwodzie, co skutkuje tym, że urządzenie z tak wykonaną
wiązką po prostu przestaje działać.
Właściwości mechaniczne wiązki
Przy doborze odpowiedniej wiązki elektrycznej warto zwrócić także uwagę na siłę zrywu wiązki.
Osiągnięcie odpowiednio dużej siły, przy której dochodzi do zerwania terminala lub złącza pozwala
na uzyskanie odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej.
Na wysoki poziom siły zrywu ma wpływ szereg czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć:
- właściwy dobór przewodu do terminala
- odpowiednie zagniecenie terminala na przewodzie
- zastosowanie i poprawny montaż odgiętek lub innych elementów przenoszących naprężenia
- na obudowę urządzenia lub złącza
Ważnym aspektem jest także elastyczność przewodu. Właściwie dobrany przewód oraz jego
zarobienie z wykorzystaniem odpowiednich odgiętek pozwalających na przenoszenie naprężeń na
obudowę złącza pozwalają na długie i bezawaryjne użytkowanie wiązki.
Jaki wpływ na wiązkę mają czynniki chemiczne i promieniowanie?
Kluczowe przy doborze i projektowaniu wiązki jest uwzględnienie czynników chemicznych oraz
promieniowania,na które wiązka będzie narażona w trakcie działania. Czynniki chemiczne oraz
wpływ promieniowania (szczególnie jonizującego oraz UV) mogą prowadzić do przyspieszonych
procesów postarzania izolacji wiązki.
Palność wiązki – czy jest to istotne?
W większości współcześnie projektowanych instalacji kluczowe jest stosowanie przewodów
niepalnych, a ściślej mówiąc – o obniżonej palności. Przewody takie z jednej strony wydłużają czas
pracy krytycznych elementów infrastruktury często pozwalając ludziom bezpiecznie opuścić budynek
w czasie pożaru, ale także w trakcie palenia się nie wydzielają toksycznych oparów, które mogą być
śmiertelne dla człowieka oraz są szkodliwe dla środowiska.
EMC (ang. Electromagnetic compatibility) – kompatybilność elektromagnetyczna wiązki
Każde urządzenie, przez które płynie prąd elektrycznych wytwarza fale elektromagnetyczne, które
propagują się wokół niego. Fale takie mogą oddziaływać na inne urządzenia i ludzi. Stąd powszechna
jest normalizacja, która określa dopuszczalne limity emisyjności. Wiązki kablowe, ze względu na
swoją rozproszoną architekturę niestety są bardzo narażone na absorpcję promieniowania z
otoczenia – działają jak antena. Są one także źródłem promieniowania. Dlatego, powszechne jest
stosowanie wiązek, które są ekranowane, tzn. zawierają w swojej budowie elementy, które blokują
propagację fali elektromagnetycznej zwiększając bezpieczeństwo użytkownika i niezawodność
urządzeń.
Poprzednie artykuły o wiązkach elektrycznych
