گلندهای کابل، اجزای ضروری در سیستم‌های الکتریکی و ابزار دقیق، عملکردهای حیاتی در ایمن‌سازی، آب‌بندی و محافظت از کابل‌ها در محیط‌های متنوع را بر عهده دارند. این مقاله استانداردهای فنی، علم مواد و شیوه‌های صنعتی را برای ارائه یک راهنمای دقیق در مورد انواع گلند کابل و روش‌های انتخاب آنها ترکیب می‌کند. با بررسی چارچوب‌های نظارتی، ملاحظات زیست‌محیطی و الزامات خاص کاربرد، این تحلیل با هدف تجهیز متخصصان به دانش لازم برای بهینه‌سازی انتخاب گلند کابل از نظر ایمنی، دوام و عملکرد انجام می‌شود.
طبقه بندی گلندهای کابل
بر اساس ترکیب مواد
گلندهای کابل از موادی ساخته می‌شوند که برای دوام، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری با محیط‌های عملیاتی انتخاب شده‌اند.
غدد فلزی
- برنج: به دلیل رسانایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی در حالت آبکاری نیکل، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی عمومی که در آنها تنش مکانیکی متوسط مورد انتظار است.
- فولاد ضد زنگ: در محیط‌های بسیار خورنده مانند تأسیسات دریایی یا کارخانه‌های فرآوری مواد شیمیایی ترجیح داده می‌شود. مقاومت بالایی در برابر آب شور، اسیدها و دماهای بالا ارائه می‌دهد.
- آلومینیوم: سبک و مقاوم در برابر خوردگی جوی، مناسب برای کاربردهای فضای باز با کابل‌های زرهی آلومینیومی.
غدد غیرفلزی
- پلاستیک (نایلون/پی‌وی‌سی): راهکارهای مقرون به صرفه برای محیط‌های کم‌خطر. گلندهای PVC انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر اسیدهای ضعیف را فراهم می‌کنند، در حالی که انواع نایلونی به دلیل خواص آبگریزی خود در محیط‌های غنی از رطوبت عالی هستند.
- الاستومری: این گلندها که در کاربردهای ضد آب استفاده می‌شوند، دارای درزگیرهای لاستیکی برای دستیابی به رتبه‌بندی IP68 هستند و محافظت در برابر ورود آب با فشار بالا را تضمین می‌کنند.
با طراحی عملکردی
- غدد تک فشاری: این گلندها که برای کابل‌های بدون زره طراحی شده‌اند، غلاف بیرونی را از طریق یک مکانیسم آب‌بندی واحد محکم می‌کنند. معمولاً در نصب‌های داخلی با حداقل عوامل استرس‌زای محیطی استفاده می‌شوند.
- غدد فشاری دوگانه: این گلندها با داشتن نقاط آب‌بندی دوگانه - یکی برای زره و دیگری برای غلاف داخلی - برای کابل‌های زره‌دار در مناطق خطرناک الزامی هستند. آنها از انتقال گاز جلوگیری می‌کنند و احتباس مکانیکی را در ارتعاشات بالا تضمین می‌کنند.
- غدد مانع: گلندهای مانع که برای محیط‌های انفجاری (Ex d) تأیید شده‌اند، از ترکیبات رزینی برای آب‌بندی ورودی‌های کابل استفاده می‌کنند و از انتشار شعله جلوگیری می‌کنند. در مناطق IEC Zone 1/2 اجباری است، مگر اینکه کابل‌ها معیارهای خاص فشردگی و پرکننده را رعایت کنند.
- غدد EMC: گلندهای سازگاری الکترومغناطیسی با اتصال زره یا نوار به زمین، کابل‌ها را از تداخل محافظت می‌کنند. این امر در سیستم‌های انتقال داده و مخابرات که یکپارچگی سیگنال از اهمیت بالایی برخوردار است، بسیار مهم است.
مشخصات فنی و استانداردهای نظارتی
به‌روزرسانی‌های IEC 60079-14:2024
نسخه ۲۰۲۴ الزامات سختگیرانه‌تری را برای سیستم‌های ورودی کابل در محفظه‌های ضد حریق معرفی می‌کند. تغییرات کلیدی عبارتند از:
- وظیفه غدد مانع: معافیت‌های مربوط به کابل‌های کوتاه‌تر از ۳ متر در منطقه ۱ را حذف می‌کند و صرف نظر از طول کابل، به گلندهای مانع نیاز دارد.
- سازگاری مواد: دستورالعمل‌های صریح در مورد جلوگیری از خوردگی گالوانیک با تطبیق مواد گلند و محفظه (به عنوان مثال، گلندهای استیل ضد زنگ برای محفظه‌های ضد زنگ).
- پروتکل‌های آزمایش: اعتبارسنجی پیشرفته برای رتبه‌بندی حفاظت در برابر نفوذ (IP)، که مستلزم آزمایش گلندها و آب‌بندها به عنوان سیستم‌های یکپارچه است.
انطباق با NEC/CEC
- مقادیر اتصال کوتاه: گلندها باید جریان‌های خطای معادل ظرفیت زره کابل را که معمولاً از طریق آزمایش‌های UL 514B تأیید می‌شوند، تحمل کنند.
- گواهینامه مکان خطرناک: گلندهای مربوط به مناطق کلاس I Div 1 نیاز به گواهینامه‌های UL 1203 یا CSA C22.2 No. 0.6 دارند که تضمین کننده یکپارچگی ضد انفجار است.
معیارهای انتخاب برای عملکرد بهینه
عوامل محیطی
اتمسفرهای خورنده
در کارخانه‌های پتروشیمی یا سکوهای فراساحلی، استفاده از گلندهای فولادی ضد زنگ یا برنجی با روکش نیکل الزامی است. ضخامت آبکاری باید بیش از 10 میکرومتر باشد تا در برابر حفره‌دار شدن ناشی از H₂S یا کلریدها مقاومت کند.
افراط و تفریط دما
گلندهای سیلیکونی در برابر دمای -60 تا +200 درجه سانتیگراد مقاوم هستند و برای ریخته‌گری‌ها یا تأسیسات برودتی مناسب می‌باشند. به دلیل خطرات تغییر شکل، از پلاستیک‌های بالاتر از 120 درجه سانتیگراد خودداری کنید.
درجه حفاظت در برابر نفوذ (IP)
- IP66/67: استاندارد برای گلندهای فضای باز، مقاوم در برابر گرد و غبار و غوطه‌وری موقت.
- آی پی ۶۸: برای نصب‌های دائمی زیر آب، با استفاده از طرح‌های الاستومری دوجداره، مورد نیاز است.
ملاحظات خاص کابل
- زره‌پوش در مقابل غیر زره‌پوش: SWA (سیم فولادی زرهی) به گلندهای فشاری دوگانه با گیره‌های زرهی (نوع E1W طبق IEC 60079-14) نیاز دارد. برای کابل‌های بدون زره، گلندهای فشاری تکی با آب‌بندی غلاف (نوع A2) کافی است، مشروط بر اینکه رتبه‌بندی IP با محفظه مطابقت داشته باشد.
- قطر کابل و تعداد هسته: ماتریس‌های انتخاب، سطح مقطع کابل مرجع (میلی‌متر مربع) و تعداد هسته را برای تعیین اندازه گلند تعیین می‌کنند. به عنوان مثال، یک کابل ۴ هسته ۳۵ میلی‌متر مربعی به گلند ۳۲ میلی‌متری نیاز دارد.
پروتکل‌های نصب و نگهداری
نصب گام به گام
- آماده سازی کابل: غلاف بیرونی را از انتها به اندازه ۵۰ میلی‌متر لخت کنید تا زره و لایه داخلی نمایان شود.
- مونتاژ غده: غده را روی کابل قرار دهید و مطمئن شوید که زره بین حلقه فشرده سازی و بدنه محکم شده است.
- آب بندی: برای انطباق با IP68، روی آب‌بندها گریس دی‌الکتریک بمالید. مهره گلند را طبق مشخصات سازنده (معمولاً 25 تا 30 نیوتن‌متر) گشتاور دهید.
مشکلات رایج
- سفت کردن بیش از حد: باعث تغییر شکل غلاف و به خطر افتادن آب‌بندی‌ها می‌شود. از آچارهای گشتاورسنجی استفاده کنید که با اندازه غده کالیبره شده‌اند.
- عدم تطابق مواد: گلندهای برنجی روی محفظه‌های آلومینیومی خوردگی گالوانیک را تسریع می‌کنند. از جداکننده‌های دی‌الکتریک یا مواد منطبق استفاده کنید.
کاربردهای صنعتی و مطالعات موردی
سکوهای نفت و گاز
گلندهای فشار مضاعف از جنس استیل ضد زنگ (دارای گواهینامه Ex d) از ورود گاز در دهانه چاه‌های منطقه ۱ جلوگیری می‌کنند. گلندهای مانع با آب‌بندی رزین اپوکسی، کابل‌های SWA 11 کیلوولت را آب‌بندی می‌کنند، که تحت طرح IECEx تأیید شده‌اند.
مراکز داده
گلندهای EMC با محافظ ۳۶۰ درجه، یکپارچگی سیگنال را در نصب‌های Cat6A حفظ می‌کنند. گلندهای نایلونی (IP66) فیبر نوری را از طریق کف‌های مرتفع عبور می‌دهند و از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ناشی از خطوط برق جلوگیری می‌کنند.
روندها و نوآوری‌های نوظهور
غدد هوشمند
گلندهای مجهز به اینترنت اشیا با حسگرهای فشار و آشکارسازهای رطوبت، داده‌های بلادرنگ را به سیستم‌های SCADA منتقل می‌کنند و امکان نگهداری و تعمیرات پیش‌بینی‌شده را فراهم می‌کنند.
مواد سازگار با محیط زیست
گلندهای نایلونی زیست‌تخریب‌پذیر، مطابق با RoHS 3، ضایعات دفن زباله را کاهش می‌دهند. انواع فولاد ضد زنگ بازیافتی، انتشار CO₂ را در طول تولید به میزان 40% کاهش می‌دهند.
نتیجه‌گیری
انتخاب گلند کابل مناسب نیازمند ارزیابی سیستماتیک شرایط محیطی، الزامات نظارتی و ویژگی‌های کابل است. تکامل استانداردهای IEC و NEC بر اهمیت گلندهای مانع و سازگاری مواد در مناطق خطرناک تأکید می‌کند. پیشرفت‌های آینده در نظارت هوشمند و مواد پایدار، نوید افزایش قابلیت اطمینان را در عین همسو شدن با اهداف جهانی کربن‌زدایی می‌دهد. مهندسان باید تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر را بر هزینه‌های اولیه اولویت دهند و گلندهایی را انتخاب کنند که دوام را با انعطاف‌پذیری محیطی متعادل کنند.
