Jak dobrać średnicę oplotu kablowego?

Instalacja elektryczna jest ważną częścią każdego urządzenia, które jest zasilane energią elektryczną. Kable doprowadzają napięcie do poszczególnych podzespołów – silników elektrycznych, oświetlenia oraz systemów elektronicznych umożliwiając ich działanie. Służą do przesyłania sygnałów sterujących w bardziej zaawansowanych maszynach oraz odbierania danych z czujników od fotokomórek po enkodery. Ze względu na to, że odbiorniki energii elektrycznej są umieszczane w różnych miejscach, kable będą narażone na oddziaływanie czynników, które mogą wpłynąć na ich żywotność. W grę wchodzi tu zarówno ryzyko uszkodzeń mechanicznych – zgniecenia lub przecięcia kabla albo uszkodzenia jego izolacji, jak i chemicznych czy termicznych. Izolacja, które zabezpiecza przed porażeniem oraz wystąpieniem zwarcia jest często wykonana z tworzywa sztucznego, które nie jest odporne na podwyższoną temperaturę czy kontakt z agresywnymi substancjami takimi jak oleje, kwasy czy alkalia. Najlepszym sposobem na ochronę przewodów jest zastosowanie specjalnych oplotów do kabli, które będą stanowiły dodatkową osłonę przewodów. Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom, które mogą pełnić oploty kablowe, zobaczmy, jakie są ich rodzaje oraz sprawdźmy, jak je właściwie dobrać do konkretnego zastosowania.

Jakie czynniki mogą wpływać na stan przewodów elektrycznych?

Eksploatacja urządzeń zasilanych energią elektryczną wiąże się z ryzykiem wystąpienia przebicia i porażenia użytkownika prądem elektrycznym, jeśli izolacja przewodów zostanie osłabiona lub uszkodzona. Możliwość awarii zależy od jakości instalacji, ponieważ izolacja może ulec stopieniu wskutek zwarcia i towarzyszącej mu wysokiej temperatury, ale także w wyniku uszkodzenia jej przez czynniki zewnętrzne. Do największych zagrożeń należy mechaniczne uszkodzenie odsłoniętych kabli – przecięcie instalacji wskutek kontaktu z ostrą powierzchnią, uderzeniem, ale także długotrwałym ścieraniem się powłoki, np. wówczas, gdy w sąsiedztwie kabli znajdują się ruchome części, które mają kontakt z ich powierzchnią.

Kable elektryczne wykorzystywane w maszynach i pojazdach są nierzadko narażone na częste zginanie. W takim przypadku stosuje się wprawdzie zwykle przewody składające się z wiązki stosunkowo cienkich linek, co podnosi ich wytrzymałość, jednak w tym przypadku ucierpieć może izolacja, która na skutek ciągłego i nadmiernego zaginania może się kruszyć lub pękać. Problemem bywa również nieuporządkowanie wiązki przewodów, co często prowadzi do tego, że poszczególne kable mogą się z niej wysuwać, co zwiększa ryzyko, że zaczepi o nie inny element urządzenia. Kable mogą również ucierpieć w wyniku kontaktu z chemikaliami. Stosowane izolacje z racji właściwości użytych do ich produkcji tworzyw są najczęściej odporne na pewną grupę czynników, jednak nie zawsze będą to wszystkie substancje, które będą na nie oddziaływać.

Wiele tworzyw sztucznych służących do produkcji izolacji jest podatnych na uszkodzenia w niskiej temperaturze, która sprawia, że tracą swoją elastyczność i pod wpływem częstego zginania zaczynają pękać. Podobne w skutkach efekty powoduje ekspozycja kabli na promieniowanie UV, które przyspiesza proces utleniania się materiału, prowadząc do kruszenia się i odbarwiania. Wielkim wyzwaniem mogą być podwyższone temperatury – dotyczy to zwłaszcza okablowania układanego w pobliżu silnie nagrzewających się elementów – silników elektrycznych i spalinowych, przekładni, grzałek oraz oświetlenia. Równie ważne są możliwe zakłócenia elektromagnetyczne, szczególnie jeśli w grę wchodzą kable sygnałowe bądź sterujące, ponieważ oddziaływanie pola wytwarzanego podczas przepływu prądu przewodami ułożonymi w sąsiedztwie będzie prowadziło do zmiany charakterystyki sygnału i może prowadzić do nieprawidłowego działania lub nawet uszkodzenia sprzętu.

Rodzaje i zastosowania oplotów kablowych

Oploty kablowe mogą być przystosowane do radzenia sobie ze wszystkimi zagrożeniami, jakie wiążą się z działaniem instalacji elektrycznej, a ich używanie pozwala na uzyskanie podobnych efektów jak przy użyciu przewodów uzbrojonych lub specjalnych. Oplot może być zabezpieczeniem przed uszkodzeniami mechanicznymi – przecięciem, nadmiernym naciskiem lub przetarciem. W tym celu mogą być używane oploty z bardzo gęsto tkanych włókien z tworzywa odpornego na ścieranie np. materiałów takich jak poliester, wykonywanych z topionego na włókna PET, a także nylonu. Bardzo dobry poziom ochrony może zapewnić oplot z włókna szklanego, a także oplot spiralny z polietylenu. Do największych zagrożeń związanych z ryzykiem przebicia osłony można wybrać oplot wykonany ze stali nierdzewnej. Oploty mogą zabezpieczać przed wysoką temperaturą – dobrym przykładem może być oplot z polisiarczku fenylu (PPS), który sprawdzi się też w kontakcie z zasadami, kwasami oraz produktami ropopochodnymi. W tej roli dobre okażą się także oploty stalowe i miedziane, które dodatkowo będą chroniły wiązkę przewodów przed zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Oploty poza funkcją ochronną dają możliwość łączenia wiązek przewodów, co pozwala na ich sprawniejsze prowadzenie, a także zmniejsza ryzyko, że będą miały kontakt z elementami ruchomymi. Korzystanie z oplotu ułatwia też mocowanie kabli. W wielu przypadkach organizacja kabli przy pomocy oplotów daje lepsze możliwości eksploatacji czy serwisowania urządzenia ograniczając prawdopodobieństwo ich uszkodzenia. Dla zagwarantowania łatwego montażu połączonego z dobrą ochroną przed różnymi czynnikami zewnętrznymi można korzystać zarówno z oplotów nasuwanych, jak i zaklejanych. Dostępne są również oploty samozamykające się oraz zapinane rzepem, które zapewniają bardzo dobry dostęp do okablowania w razie potrzeby wymiany przewodu.

Oploty pozwalają także na oznaczanie poszczególnych wiązek, co ułatwiają zarówno różne ich kolory, jak i barwne nitki wplatane w tkaninę, z której wyprodukowano osłonę. Dzięki takiej opcji możliwy jest szybki montaż poszczególnych podzespołów na etapie produkcji konkretnego urządzania, a także błyskawiczne lokalizowanie odpowiedniego przewodu np. w razie konieczności jego wymiany lub naprawy.

Oploty mogą też pełnić funkcję dekoracyjną – w tej roli sprawdzą się zarówno osłonki wykonane z tkanin, które mogą być użyte np. do zwiększenia estetyki okablowania różnych systemów multimedialnych lub oświetlenia bez konieczności zabudowywania kabli, jak i metalowe i metalizowane. Oploty z miedzi, miedzi pokrytej cyną oraz stalowe i metalizowane nie tylko odegrają swoją rolę jako osłona termiczna, zabezpieczenie przed chemikaliami i ochrona przed uszkodzeniem mechanicznym, ale również zapewnią atrakcyjny wygląd maszyny lub pojazdu.

Dopasowywanie oplotów kablowych

Wykorzystanie funkcjonalności zapewnianej przez oplot kablowy będzie możliwe tylko wtedy, jeśli zostanie on prawidłowo dobrany do zadania, jakie ma wykonywać. Najważniejsze jest tu dokładne określenie czynników, przed którymi kable mają być zabezpieczone oraz efektów, które mają zostać dzięki nim uzyskane. W przypadku roli dekoracyjnej najistotniejsze okażą się kwestie związane z wyglądem – w zależności od urządzenia, w jakim zostaną zamontowane osłonki, można zdecydować się na oploty tkaninowe w różnych kolorach, ciekawe efekty mogą zaoferować również oploty metalizowane.

W razie, gdy w grę wchodzi łatwy dostęp do kabli, kluczowa będzie możliwość bezproblemowego zdjęcia albo rozpięcia oplotu – bezkonkurencyjne okażą się tu oploty samozamykające się. W przypadku czynników zewnętrznych ważny będzie charakter zagrożeń – oploty tkaninowe wykonane z nylonu czy poliestru dobrze poradzą sobie ze ścieraniem, naciskiem i drganiami, a w przypadku bardzo gęstego splotu także przecięciem. Oploty metalowe będą dodatkowo odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, odegrają rolę uziemienia i zabezpieczą przed działaniem wysokiej temperatury czy niektórych chemikaliów. Oploty z polietylenu to przede wszystkim wytrzymałość na zgniatanie. Oploty z kompozytu silikonu wzmacnianego włóknem szklanym będą odporne na działanie chemikaliów i wysokich temperatur, obciążenia termiczne oraz zetknięcie się z kwasami, alkaliami, smarami i paliwami. Czynniki te dobrze zniosą także oploty z polisiarczku fenylu.

Jednym z ważniejszych parametrów, które trzeba wziąć pod uwagę przy doborze właściwego oplotu, jest średnica wiązki przewodów, jakie ma on zabezpieczać. Rozmiar oplotu musi uwzględniać wielkość złącz, które będą nim zakryte. Średnica powinna więc być w możliwie największym stopniu zbliżona do wyniku przeprowadzonego pomiaru. W przypadku oplotów elastycznych – np. poliestrowych ważną cechą jest ich rozciągliwość, które pozwala na dopasowanie ich zarówno do wielkości przekroju przewodu, jak i do rozmiarów złącza. Trzeba jednak pamiętać, że większa rozszerzalność oznacza, że element będzie bardziej widoczny, a w przypadku ryzyka uszkodzeń mechanicznych nieco słabiej chroniony. Przed wybraniem konkretnego oplotu elastycznego trzeba dokładnie sprawdzić jego zakres dopasowań. Przy oplotach sztywnych np. metalowych liczyć się będzie dokładne dobranie do średnicy wiązki lub chronionego kabla. Warto pamiętać, że oploty mogą być wykorzystywane nie tylko z przewodami elektrycznymi, ale także z linami, łańcuchami, wężami i rurami o różnych rozmiarach – zasady doboru pozostają jednak takie same.