Jak chronić kable i przewody przed działaniem czynników zewnętrznych?

Podstawowym zadaniem każdej instalacji elektrycznej jest sprawne doprowadzanie prądu o określonych parametrach do miejsca, w którym zostanie on wykorzystany. Ułożone przewody muszą być prawidłowo dobrane do rodzaju zastosowania, zarówno pod względem swego przekroju, jak i zabezpieczenia przez zwarciami i przebiciami, dlatego są pokrywane odpowiednią warstwą izolacji. W wielu przypadkach poza ryzykiem powstania zwarcia przewody mogą być narażone na oddziaływanie innych czynników zewnętrznych, które potencjalnie są w stanie doprowadzić do ich przerwania i zakłócenia działania urządzeń, które zasilały, albo nawet do porażenia osób korzystających z konkretnego sprzętu. Jednym ze sposobów na ograniczenie ryzyka wpływu czynników zewnętrznych na stan przewodów elektrycznych jest stosowanie koszulek ochronnych, dodatkowych materiałów izolacyjnych albo rur osłonowych. Przekonajmy się, jakie czynniki mogą wpływać na stan kabli elektrycznych, zobaczmy i w jaki sposób można je chronić za pomocą dostępnych materiałów zabezpieczających.

Zagrożenia związane z eksploatacją przewodów elektrycznych i wpływem środowiska

Właściwa ochrona instalacji elektrycznej kojarzy się na ogół przede wszystkim z ryzykiem porażenia osób korzystających z urządzeń elektrycznych i łączy się z niebezpieczeństwem porażenia wskutek przebicia, wystąpienia zwarcia i stropienia instalacji czy nieostrożnego obchodzenia się z różnymi elementami i podzespołami podłączonymi do zasilania. Do awarii kabli może dojść również w wyniku działania wielu czynników zewnętrznych bezpośrednio związanych z warunkami, w jakich jest eksploatowana instalacja.

Istnieje wiele przyczyn mogących doprowadzić do zniszczenia izolacji, a nawet przerwania przewodów, w zależności od tego, czy została ona zamontowana w budynku, czy też zainstalowana w konkretnej maszynie lub urządzeniu. Do najważniejszych i najpowszechniej występujących zagrożeń należy mechaniczne uszkodzenie izolacji lub przerwanie przewodów. W przypadku instalacji prowadzonych w różnych obiektach najczęściej w grę wchodzi nieostrożność podczas prowadzenia prac remontowo-budowlanych lub w przypadku instalacji zewnętrznej uderzenie ciężkim albo ostrym przedmiotem w rozprowadzone przewody. Jeśli chodzi o maszyny i urządzenia, to do awarii dochodzi również w wyniku częstszego niż założone przez projektanta zmieniania pozycji podłączonego elementu i zbyt częstego zginania kabla. Problemem może być jego zgniecenie lub przecięcie w wyniku kontaktu z ostrą krawędzią czy zerwanie przez przemieszczający się element. Na stan przewodów może wpłynąć długotrwałe wycieranie izolacji albo jej rozciąganie powodowane powstającymi naprężeniami mechanicznymi bądź wibracjami.

Wiele uszkodzeń wiąże się z zagrożeniem chemicznym, a zatem kontaktem z substancjami, które mogą uszkodzić przewody. Choć powinny one być dobrane tak, by ich izolacja wytrzymywała kontakt z używanymi chemikaliami, to do zniszczenia może dojść np. w efekcie awarii innej znajdującej się w pobliżu instalacji. Liczne są także sytuacje, gdy izolacja ulega uszkodzeniu wskutek podwyższonej lub mocno obniżonej temperatury np. w wyniku defektu układu chłodzenia i przegrzania maszyny czy kontaktu z wyciekiem mocno wyziębionego chłodziwa. Problemy może powodować promieniowanie UV, a także działanie wody.

Rury osłonowe jako zabezpieczenie przewodów elektrycznych

Projektant każdej instalacji powinien użyć w niej przewodów, które będą dopasowane do czynników występujących w miejscu, w których będzie ona eksploatowana, jednak nie wszystkie zagrożenia można przewidzieć. W użyciu są więc zarówno przewody z izolacją dostosowaną do różnych niebezpieczeństw – odporną na wnikanie wilgoci, wpływy czynników atmosferycznych, działanie obniżonej lub znacznie podwyższonej temperatury, jak również chemikalia, otwarty ogień czy działanie paliw albo smarów. Często stosowanym rozwiązaniem, także w przypadku ryzyka uszkodzeń mechanicznych jest wykorzystywanie odpowiednich rur osłonowych. Są one skuteczną barierą chroniącą przewody przed działaniem czynników zewnętrznych, nie tylko, gdy w grę wchodzi przesył prądu, ale także, kiedy chodzi o kable sterujące, telefoniczne, internetowe, a nawet światłowody.

Rury osłonowe są wykonywane z różnych materiałów w zależności od rodzaju zagrożenia, przed którym mają chronić. W większości przypadków wykorzystywane są różne rodzaje tworzyw sztucznych. Jeśli przewody mają być osłonione przed działaniem wysokiej temperatury, to rury często wykonuje się np. z teflonu lub poliamidu. Przy niskich temperaturach stosowany jest choćby poliuretan albo polipropylen. W sytuacji, gdy chodzi o ochronę przed pożarem, mogą być użyte rury osłonowe z silikonu czy poliolefinów – polietylenu lub polipropylenu. Do ochrony przed olejami i smarami służy często np. politerafluoroetylen czy silikon.

W przypadku, gdy chodzi o ochronę przed działaniem czynników mechanicznych, przewody mogą być umieszczane w rurach osłonowych z metalowym oplotem wykonanym np. z siarki stalowej, a także pancerzem ze spiralnie skręcanej stalowej taśmy albo drutu. Wśród materiałów zabezpieczających przed tego rodzaju uszkodzeniami są także tworzywa sztuczne m.in. popularny w wielu zastosowania polietylen o wysokiej gęstości HDPE, umożliwiający ochronę przed wycieraniem czy zgniataniem.

Rury osłonowe mogą być wykorzystywane do ochrony przewodów przed promieniowaniem elektromagnetycznym i powstającymi w jego wyniku zakłóceniami. Takie elementy zapewniające ekranowanie przewodów będą niezastąpione przy kablach sygnałowych i sterujących lub elementach automatyki przemysłowej. Bardzo często są one jednocześnie ochroną przed innymi zagrożeniami, gwarantując np. zabezpieczenie przed wodą i wilgocią czy uszkodzeniami mechanicznymi.

Wśród rur osłonowych znajdują się zarówno rozwiązania nadające się do zastosowań związanych z przemieszczeniem się przewodów czy ich zginaniem np. wszelkiego rodzaju elastyczne peszele, jak i sztywne, przeznaczone do układania kabli wewnątrz lub na zewnątrz budynku. Pewnym rodzajem rur osłonowych są także korytka pozwalające na prowadzenie przewodów wewnątrz przegród budowlanych.

Koszulki izolacyjne oraz materiały izolacyjne do ochrony przewodów i żył

Dobrym zabezpieczeniem przed działaniem czynników zewnętrznych są tradycyjne koszulki izolacyjne nakładane na przewody wymagające ochrony przed czynnikami zewnętrznymi, wykonane z różnych tworzyw, zarówno w wersjach sztywnych, jak i elastycznych. Dostępne są m.in. koszulki zabezpieczające przed temperaturą, olejami i smarami, promieniowaniem UV czy wersje niepalne lub samogasnące przeznaczone do użytku w strefach zagrożonych pożarem. W zależności od użytego tworzywa mogą także pełnić funkcję osłony przed uszkodzeniami mechanicznymi – naciskiem, ścieraniem czy po wzmocnieniu rdzeniem z siateczki metalowej przecięciem. Często wykorzystuje się koszulki ochronne z materiałów kompozytowych np. połączenia włókna szklanego z m.in. PVC czy silikonem. Koszulki są dostępne w różnych średnicach, co pozwala na dopasowanie ich do potrzeb konkretnego zastosowania.

Podobną funkcję spełniają elastyczne koszulki termokurczliwe, które mogą być zakładane na przewody w celu zapewnienia im dodatkowej ochrony przed wybranymi czynnikami czy całymi ich grupami. Są one stosowane głównie do zabezpieczania uszkodzonej izolacji lub montażu i osłaniania złączy, jednak nadają się także jako dodatkowa ochrona.

 

Wśród materiałów mogących zabezpieczać przewody elektryczne przed działaniem wszelkiego rodzaju czynników zewnętrznych znajdują się również folie elektroizolacyjne oraz tkaniny łączone z tworzywami syntetycznymi do zabezpieczania przewodów lub ich wiązek, a także izolowania poszczególnych elementów. Niezawodną ochroną są także taśmy izolacyjne wszelkiego rodzaju od tradycyjnych wykonanych z uplastycznionego PVC po szklane, bawełniane i torlenowe. Wciąż bardzo efektywnym materiałem stosowanym do zabezpieczania żył przewodów są lakiery elektroizolacyjne oraz wszelkiego rodzaju żywice.