Kelenjar kabel, komponen penting dalam sistem elektrik dan instrumentasi, berfungsi dengan fungsi kritikal dalam mengamankan, mengedap dan melindungi kabel merentas pelbagai persekitaran. Artikel ini mensintesis piawaian teknikal, sains bahan dan amalan industri untuk menyediakan panduan terperinci tentang jenis kelenjar kabel dan metodologi pemilihan. Dengan meneliti rangka kerja kawal selia, pertimbangan alam sekitar dan keperluan khusus aplikasi, analisis ini bertujuan untuk melengkapkan profesional dengan pengetahuan untuk mengoptimumkan pemilihan kelenjar kabel untuk keselamatan, ketahanan dan prestasi.
Klasifikasi Kelenjar Kabel
Mengikut Komposisi Bahan
Kelenjar kabel dihasilkan daripada bahan yang dipilih untuk ketahanan, rintangan kakisan dan keserasian dengan persekitaran operasi.
Kelenjar Logam
- Loyang: Digunakan secara meluas kerana kekonduksian yang sangat baik dan rintangan kakisan apabila bersalut nikel. Sesuai untuk aplikasi industri am di mana tekanan mekanikal sederhana dijangka.
- Keluli Tahan Karat: Diutamakan dalam persekitaran yang sangat menghakis seperti pemasangan marin atau loji pemprosesan kimia. Menawarkan ketahanan unggul terhadap air masin, asid dan suhu tinggi.
- aluminium: Ringan dan tahan kakisan atmosfera, sesuai untuk aplikasi luar dengan kabel berperisai aluminium.
Kelenjar Bukan Logam
- Plastik (Nylon/PVC): Penyelesaian kos efektif untuk persekitaran berisiko rendah. Kelenjar PVC memberikan fleksibiliti dan rintangan kepada asid lemah, manakala varian nilon unggul dalam tetapan yang kaya dengan kelembapan kerana sifat hidrofobiknya.
- Elastomer: Digunakan dalam aplikasi kalis air, kelenjar ini menggabungkan pengedap getah untuk mencapai penarafan IP68, memastikan perlindungan terhadap kemasukan air bertekanan tinggi.
Mengikut Reka Bentuk Fungsian
- Kelenjar Mampatan Tunggal: Direka untuk kabel tidak berperisai, kelenjar ini melindungi sarung luar melalui satu mekanisme pengedap. Biasa digunakan dalam pemasangan dalaman dengan tekanan persekitaran yang minimum.
- Kelenjar Mampatan Berganda: Menampilkan dua titik pengedap—satu untuk perisai dan satu lagi untuk sarung dalam—kelenjar ini wajib untuk kabel berperisai di zon berbahaya. Mereka menghalang penghijrahan gas dan memastikan pengekalan mekanikal di bawah getaran tinggi.
- Kelenjar Penghalang: Diperakui untuk atmosfera meletup (Ex d), kelenjar penghalang menggunakan sebatian resin untuk mengelak kemasukan kabel, menghalang perambatan nyalaan. Wajib di kawasan Zon IEC 1/2 melainkan kabel memenuhi kriteria kekompakan dan pengisi tertentu.
- Kelenjar EMC: Kelenjar Keserasian Elektromagnet melindungi kabel daripada gangguan dengan membumikan perisai atau jalinan. Kritikal dalam penghantaran data dan sistem telekomunikasi di mana integriti isyarat adalah diutamakan.
Spesifikasi Teknikal dan Piawaian Kawal Selia
Kemas kini IEC 60079-14:2024
Semakan 2024 memperkenalkan keperluan yang lebih ketat untuk sistem kemasukan kabel dalam kepungan kalis api. Perubahan utama termasuk:
- Mandat Kelenjar Penghalang: Menghapuskan pengecualian untuk kabel yang lebih pendek daripada 3 meter di Zon 1, yang memerlukan kelenjar penghalang tanpa mengira panjang kabel.
- Keserasian Bahan: Garis panduan yang jelas tentang mengelakkan kakisan galvanik dengan memadankan kelenjar dan bahan kepungan (cth, kelenjar keluli tahan karat untuk kepungan tahan karat).
- Protokol Pengujian: Pengesahan yang dipertingkatkan untuk penarafan perlindungan kemasukan (IP), memerlukan kelenjar dan pengedap untuk diuji sebagai sistem bersepadu.
Pematuhan NEC/CEC
- Penilaian Litar Pendek: Kelenjar mesti menahan arus kerosakan yang setara dengan kapasiti perisai kabel, biasanya disahkan melalui ujian UL 514B.
- Pensijilan Lokasi Berbahaya: Kelenjar untuk kawasan Kelas I Div 1 memerlukan pensijilan UL 1203 atau CSA C22.2 No. 0.6, memastikan integriti kalis letupan.
Kriteria Pemilihan untuk Prestasi Optimum
Faktor Persekitaran
Suasana Menghakis
Dalam loji petrokimia atau platform luar pesisir, keluli tahan karat atau kelenjar loyang bersalut nikel adalah wajib. Ketebalan penyaduran mesti melebihi 10µm untuk menahan pitting dari H₂S atau klorida.
Suhu Keterlaluan
Kelenjar bertutup silikon tahan -60°C hingga +200°C, sesuai untuk faundri atau kemudahan kriogenik. Elakkan plastik melebihi 120°C kerana risiko ubah bentuk.
Perlindungan Ingress (IP)
- IP66/67: Standard untuk kelenjar luar, menahan habuk dan perendaman sementara.
- IP68: Diperlukan untuk pemasangan kekal di bawah air, menggunakan reka bentuk elastomerik bertutup dua kali.
Pertimbangan Khusus Kabel
- Berperisai vs. Tidak Berperisai: SWA (Steel Wire Armored) memerlukan kelenjar mampatan dua kali dengan pengapit perisai (Jenis E1W setiap IEC 60079-14). Untuk kabel yang tidak berperisai, kelenjar mampatan tunggal dengan pengedap sarung (Jenis A2) sudah memadai, dengan syarat penarafan IP sepadan dengan kepungan.
- Diameter Kabel dan Kiraan Teras: Matriks pemilihan keratan rentas kabel rujukan silang (mm²) dan kiraan teras untuk menentukan saiz kelenjar. Sebagai contoh, kabel 4-teras 35mm² memerlukan kelenjar 32mm.
Protokol Pemasangan dan Penyelenggaraan
Pemasangan Langkah demi Langkah
- Penyediaan Kabel: Tanggalkan sarung luar 50mm dari hujung, dedahkan perisai dan peralatan tempat tidur dalam.
- Perhimpunan kelenjar: Ikat kelenjar pada kabel, pastikan perisai diapit di antara gelang mampatan dan badan.
- pengedap: Sapukan gris dielektrik pada pengedap untuk pematuhan IP68. Tork kacang kelenjar mengikut spesifikasi pengeluar (biasanya 25–30 Nm).
Perangkap Biasa
- Terlalu mengetatkan: Menyebabkan ubah bentuk sarung, menjejaskan pengedap. Gunakan sepana tork yang ditentukur mengikut saiz kelenjar.
- Tidak Padan Bahan: Kelenjar loyang pada penutup aluminium mempercepatkan kakisan galvanik. Gunakan pengatur jarak dielektrik atau bahan yang sepadan.
Aplikasi Industri dan Kajian Kes
Platform Minyak & Gas
Kelenjar mampatan dwi keluli tahan karat (Ex d certified) menghalang kemasukan gas dalam kepala telaga Zon 1. Kelenjar penghalang dengan kabel pengedap resin epoksi 11kV SWA, disahkan di bawah Skim IECEx.
Pusat Data
Kelenjar EMC dengan perisai 360° mengekalkan integriti isyarat dalam pemasangan Cat6A. Kelenjar nilon (IP66) mengarahkan gentian optik melalui lantai yang dinaikkan, mengelakkan EMI daripada talian kuasa.
Trend dan Inovasi yang Muncul
Kelenjar Pintar
Kelenjar yang didayakan IoT dengan penderia terikan dan pengesan kelembapan menghantar data masa nyata ke sistem SCADA, membolehkan penyelenggaraan ramalan.
Bahan Mesra Alam
Kelenjar nilon biodegradasi, mematuhi RoHS 3, mengurangkan sisa tapak pelupusan. Varian keluli tahan karat kitar semula mengurangkan pelepasan CO₂ sebanyak 40% semasa pengeluaran.
Kesimpulan
Memilih kelenjar kabel yang sesuai memerlukan penilaian sistematik keadaan persekitaran, mandat kawal selia dan ciri kabel. Evolusi piawaian IEC dan NEC menekankan kepentingan kelenjar penghalang dan keserasian bahan di kawasan berbahaya. Kemajuan masa depan dalam pemantauan pintar dan bahan mampan menjanjikan untuk meningkatkan kebolehpercayaan sambil menyelaraskan dengan matlamat penyahkarbonan global. Jurutera mesti mengutamakan analisis kos kitaran hayat berbanding perbelanjaan awal, memilih kelenjar yang mengimbangi ketahanan dengan daya tahan alam sekitar.
