Конектори за тежки експлоатационни условия

• Изборът на специализирани електрически конектори за приложения в индустрията с тежки и агресивни работни среди често представлява предизвикателство
  
  
• Съединителите, предназначени за експлоатация при агресивни промишлени условия, са популярни в англоезичната техническа литература с абревиатурата HDC (Heavy-Duty Connectors)
  
  
• На пазара се предлагат специализирани HDC конектори за пренос на електроенергия, на сигнали и на данни, както и комбинирани (хибридни) решения

Проектирането на кабелни линии и изборът на специализирани електрически конектори за приложения в индустрията с тежки и агресивни условия на работната среда често представлява истинско предизвикателство. В такива среди обикновено са налице множество рискови фактори, като екстремни температури, вибрации, електромагнитни смущения, висока влажност и запрашаване, които могат да влошат състоянието и функционалността на електрическите връзки с течение на времето, да възпрепятстват проводимостта и да наложат подмяна на кабелите, свързващите елементи или в най-лошия случай – на цяла машина или друг тип скъпо оборудване.

Налице са редица специфики при избора на т. нар. “heavy-duty” конектори (за тежки експлоатационни условия), а това на кои техни характеристики е препоръчително да се обърне внимание при селекцията ще разгледаме в следващите редове.

Приложения и особености при избора

Каталозите на големите производители на кабелни системи и аксесоари за кабелни връзки обикновено включват изчерпателен избор от специализирани решения за индустриални цели. На пазара се предлагат конектори за пренос на електроенергия, на сигнали и на данни, както и хибридни решения, които покриват изискванията на съвременните приложения в сферата на интелигентното производство, транспорта и логистиката.

Съединителите от специален клас, предназначени за експлоатация при агресивни промишлени условия, са популярни в англоезичната техническа литература с абревиатурата HDC (Heavy-Duty Connectors). Необходимо е да се направи разграничение между продуктите в индустриално и тези в HDC изпълнение, тъй като първите невинаги са осигурени срещу дадена група тежки фактори на работната среда.

Отличителни белези на HDC конекторите са цялостно усиленият дизайн, по-голямата механична здравина и устойчивост на химикали и абразиви, по-високата степен на IP защита, по-ниската запалимост, по-широкият температурен диапазон на работа, както и наличието на блокировки, заземяващо екраниране или специална технология за надеждно съединяване с фиксиращи и заключващи елементи.

Конекторите за тежки експлоатационни условия са отличен, а в редица случаи и задължителен избор за множество индустриални приложения, например в хранително-вкусовата промишленост, нефтено-газовия сектор, машиностроенето, железопътния и тежкотоварния транспорт, промишлената роботика и автоматизация, корабостроенето и др.

Възможностите за свързване по отношение на дизайна и присъединяването в наши дни с напредъка при инженерните материали и компютърното проектиране са почти безгранични. В допълнение към IP класификацията на различните степени на защита, производителите на HDC конектори сертифицират изделията си и по много други международни стандарти и спецификации за приложимост и безопасност, например IEC, ISO, CE, UL, NEMA и т. н. Съответният рейтинг или маркировка гарантира, че корпусът на съединението е проектиран и произведен да издържи на дадена група от тежки работни условия. Един конектор с клас на защита IP65 например би бил достатъчен за среди с интензивно запрашаване и потенциален риск от напръскване с вода, но би дал дефект при промиване с водна струя под високо налягане или цялостно заливане/потапяне във вода. За такива приложения се изискват изделия със степен IP69.

Предимство при селекцията на специализирани HDC конектори за даден практически сценарий е възможността за гъвкав избор на материал, от който е изработен корпусът и е в реален контакт със средата. За влажни и корозивни среди предпочитан избор е пластмасата, а за кабелни съединения в близост до подвижно оборудване обикновено се залага на корпуси с по-голяма здравина и удароустойчивост, например такива от лят алуминий. В редица случаи е необходимо и екраниране с оглед на потенциални електромагнитни смущения от околната техника, като за такива се предлагат корпуси с вградени EMI филтри.

Хибридни решения

При избора на HDC конектор в сферата на индустриалната електроапаратура и автоматизация е необходимо да се отчете дали въпросният съединител ще свързва само захранващи кабели или такива за пренос на комбинация от захранване, сигнал и данни, каквито все по-често се използват в съвременните фабрики. За целта съответният корпус обикновено е необходимо да е с по-голям размер и да разполага със съответните вложки или контактни елементи. Възможно е свързване чрез различни стандарти, включително RJ45, M12, USB, D-Sub, чрез елементи с оптични влакна, пневматични (със или без спирателен клапан) контакти, елементи за високоплътни сигнали и захранващи връзки с голяма величина на ток и др. Преносът на данни изисква проверка на това с какви скорости е необходимо да се извършва, както и дали е налице съвместимост с популярните индустриални протоколи като CIP, PROFINET, PROFIBUS и т. н.

При избора на хибриден HDC конектор е важно да се отчете и технологията на присъединяване. Ако дадена фирма не разполага с необходимите инструменти за кримпване или познания в кабелния монтаж, е препоръчително да инвестира в предварително асемблирани кабелни комплекти с фабрично монтирани конектори или да възложи проекта на външен изпълнител.

Много производители улесняват потребителите в процеса на избор на HDC съединители, като предлагат удобни онлайн каталози, виртуални конфигуратори и форми за бърз контакт (например чатботове) с квалифициран консултант, за да им помогнат лесно да конфигурират необходимото решение чрез задаване на конкретни технически параметри.

Специални приспособления

Популярни продукти в сферата на кабелната защита са щуцерите – предимно механични компоненти, който обграждат кабелите при преминаването им през конектори, контролери, електрически и контролни шкафове и други корпуси, особено такива от метал или по-твърда пластмаса. Основните функции на щуцерите са да обезопасяват и подсигуряват кабела, да предотвратяват неговото износване и евентуални повреди на електрическите контакти при притискане, силно издърпване, протриване или прорязване при допира с острите ръбове на металните корпуси и т. н.

Вместо щуцери в много приложения се използват специални HDC конектори, които директно терминират кабелите и позволяват лесно разглобяване и повторно присъединяване, както и свързване чрез общ съединител на повече от два кабела или проводника в една точка.

Конекторите за тежки експлоатационни условия обикновено разполагат със специално приспособление за защита на кабелите, което освен универсален щуцер може да бъде и скоба (щипка), уплътнение или устройство против усукване. Ламелните вложки (щуцери с множество “пръсти”) са често срещани при умерено подсилените индустриални конектори, въпреки че този тип приспособления изискват редовно повторно затягане, за да се осигури адекватна защита. Цялостните непрекъснати уплътнители, които се захващат около кабела, често са по-надежден избор за тежки приложения.

Някои модели HDC конектори разполагат със специални кожуси, които обхващат електрическите проводници на щепсела, като същевременно осигуряват изолация и предпазват от проникване на влага и прах. Възможно е добавянето и на допълнителни предпазни обвивки при необходимост. Често срещана характеристика при продуктите в сегмента са и заключващите или блокиращи втулки или лостове, предназначени да държат двете половини на съединителя заедно.

Конектори за високоволтови приложения

Международната електротехническа комисия (IEC) определя различни стандарти за захранващите конектори, използвани в търговски и индустриални приложения. IEC 60320 например обхваща незаключващи се съединители за напрежения и токове съответно до 250 V и 16 A – конектори, обичайно използвани в електронно оборудване за промишлени приложения, включително компютърни захранвания и сървърни кутии. Макар и в индустриално изпълнение, продуктите в този клас не се причисляват към конекторите за тежки експлоатационни условия.

За разлика от тях заключващите съединители по стандарта IEC 60309 са с допълнително подсилена здравина и са предназначени за използване с индустриални кабели, които предават напрежения и токове съответно до 1000 V и 800 A. Всички съединители с блокировка, сертифицирани по IEC 60309, осигуряват известна степен на защита от проникване на влага и прах и в стандартните си конфигурации. Налични са версии със защита срещу пръски с IP44, водоустойчиви с IP67 и устойчиви на промиване с водни струи под високо налягане IP66/67.

Стандартът обхваща и специализирани конектори с блокиращи контакти – съединителите с тази функция не позволяват захранване, освен ако не са свързани с щепсел, а щепселът не може да бъде изваден, докато захранването не бъде изключено.