Jak dobrać i zastosować odpowiednią opaskę kablową do wiązek przewodów

Przy coraz większym wykorzystaniu komponentów i podsystemów elektrycznych oraz elektronicznych, prawidłowe zabezpieczenie okablowania jest ważnym, choć często pomijanym aspektem projektowania instalacji. Niezależnie od tego, czy okablowanie znajduje się w urządzeniu, czy łączy różne systemy, zapewnienie jego stabilnego, bezpiecznego i skutecznego prowadzenia ma kluczowe znaczenie dla powodzenia i trwałości projektu, zwłaszcza w zastosowaniach, którym towarzyszą duże drgania i trudne warunki.

Dla projektantów wyzwaniem jest znalezienie opasek kablowych, które spełnią wymagania w zakresie wytrzymałości na rozciąganie, trwałości, elastyczności, odporności chemicznej, odporności na drgania i na promieniowanie UV, bez niepotrzebnego zawyżania parametrów bądź stwarzania ryzyka dla integralności izolacji kabla i jego struktury wewnętrznej.

Wymaga to analizy wielu rodzajów i materiałów wykonania opasek kablowych, które są obecnie dostępne oraz ich klasyfikacji, między nimi z obawy, że wybór niewłaściwej opaski kablowej może skończyć się kosztem wielokrotnie przewyższającym cenę ich zakupu.

Aby rozwiązać te problemy, projektanci muszą zrozumieć niuanse opasek kablowych i sposób dobierania ich zależnie od wymagań. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd zagadnień związanych z opaskami kablowymi, zaletami poszczególnych typów i sposobem ich skutecznego stosowania, wykorzystując rzeczywiste przykłady produktów firmy Panduit Corporation.

Specyfikacje opasek kablowych

Opaski kablowe, często nazywane opaskami zaciskowymi czy też trytytkami, są dostępne w wielu długościach, szerokościach, materiałach i kolorach. Podczas zaciskania wiązki przewodów, luźny koniec opaski lub taśmy należy owinąć wokół wiązki i całkowicie przeciągnąć przez mechanizm blokujący, a następnie pociągnąć go, aż ząbki blokujące zazębią się stabilnie (ilustracja 1).

Ilustracja 1: typowa opaska kablowa z przedstawionymi głównymi częściami służącymi do mocowania wiązek kablowych. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Opaski kablowe mogą być skonstruowane jako pojedynczy element, w którym wypustka blokująca jest ukształtowana jako część mechanizmu blokującego. Natomiast wyższej jakości opaski są wykonane jako konstrukcje dwuelementowe. W konstrukcji dwuelementowej, w główce blokującej znajduje się wypustka z odpornej na korozję stali nierdzewnej, która chwyta stosunkowo gładką powierzchnię opaski. Została pomyślana tak, aby zapewnić mocny zacisk z możliwością jego swobodnego regulowania, jako że wypustka nie musi zatrzaskiwać się na ząbku blokującym.

Maksymalna średnica opaski mówi nam, jaką największą średnicę wiązki przewodów opaska może zmieścić. Wiązkę należy unieruchamiać stabilnie, nie dociskając jej zbyt mocno, nie powodując przy tym przecięcia ani otarcia izolacji kabli. Długość opaski powinna być nieco większa, aby umożliwić zazębienie luźnego końca w mechanizmie blokującym.

Wytrzymałość opaski jest definiowana jako wytrzymałość pętli na rozciąganie (LTS) mierzona w funtach. Wytrzymałość pętli na rozciąganie to maksymalna siła, jaką można przyłożyć do mechanizmu blokującego po jego zaciśnięciu. Najpopularniejsze opaski mają wytrzymałość od 18lb do 250lb.

Wytrzymałość pętli na rozciąganie zależy od wymiarów opaski oraz użytego materiału. Wybór materiału zależy głównie od warunków otoczenia, w których opaska kablowa będzie stosowana. Co należy wziąć pod uwagę:

• Czy jest przeznaczona do użytku wewnętrznego czy zewnętrznego?
• Jaki jest przewidywany zakres temperatur?
• Czy będzie narażona na działanie wody, oleju, środków chemicznych lub drgań?

Na przykład opaska kablowa PLT1.5M-M10 firmy Panduit należy do serii opasek PAN-TY@PLT. Ta grupa opasek kablowych stanowi największą i najbardziej rozbudowaną ofertę produktów różniących się kolorami, materiałami i typami konstrukcji. PLT1.M-M10 ma długość znamionową 5,6in, znamionową średnicę maksymalną 1,25in oraz wytrzymałość na rozciąganie 18lb. Opaski kablowe zostały sklasyfikowane według powierzchni przekroju poprzecznego na subminiaturowe, miniaturowe i pośrednie. PLT1.M-M10 to opaska miniaturowa zaprojektowana jako opaska jednoczęściowa. Jest wykonana z nylonu 6.6 i przeznaczona do użytku wewnętrznego.

Jak wspomniano wcześniej, inna popularna konstrukcja opaski kablowej składa się z dwóch części z oddzielną wypustką ze stali nierdzewnej, zastępującą formowaną wtryskowo nylonową wypustkę występującą w konstrukcji jednoczęściowej (ilustracja 2).

Ilustracja 2: jednoelementowe wykonanie z formowaną wtryskowo wypustką blokującą (a) obok wykonania dwuelementowego z wypustką ze stali nierdzewnej, instalowaną po formowaniu wtryskowym (b). (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Niebieska opaska kablowa przedstawiona na ilustracji 2 po lewej stronie to model PLT3S-C76 firmy Panduit - jeden z wariantów z serii PAN-TY@PLT. Jest wykonana z tetrafluoroetylenu (ETFE) i przeznaczona do zastosowań wymagających odporności chemicznej, ogniotrwałości i odporności na promieniowanie. Produkt po prawej stronie na ilustracji 2 to opaska kablowa BT4S-M0 firmy Panduit z serii DOME-TOP BARB-TY BT produkowana z oddzielną wypustką. Dodatkowo ta seria opasek posiada zaokrągloną główkę i zaokrąglone krawędzie na pasku, które minimalizując efekt ścierania izolacji przewodu. Czarny kolor, uzyskany przez dodanie czarnego węgla do nylonu, zwiększa tolerancję na światło ultrafioletowe, dzięki czemu kolor ten jest częściej stosowany w zastosowaniach zewnętrznych.

Opaski kablowe są wykonane z różnych materiałów, dostosowanych do ich przeznaczenia. Podstawowe opaski są formowane wtryskowo z nylonu 6.6. Nylon 6.6 wykazuje wysoką wytrzymałość mechaniczną, sztywność, dobrą tolerancję na wysokie temperatury i rozsądną odporność chemiczną. Ich warianty są wykonane z nylonu 6.6 odpornego na warunki atmosferyczne, stabilizowanego termicznie i ogniotrwałego.

Do osiągnięcia określonych tolerancji stosuje się różne inne materiały. Na przykład model DT8EH-Q0 został zaprojektowany z myślą o wysokiej wytrzymałości, a także odporności na uderzenia, substancje chemiczne, promieniowanie ultrafioletowe i warunki atmosferyczne. Wykorzystuje acetal (polioksymetylen, inaczej POM), grupę materiałów, do której należy Delrin. Ma długość 2,25ft. i wytrzymałość na rozciąganie 250lb. Opisywane opaski kablowe są przeznaczone do trudnych zewnętrznych warunków środowiskowych w branży energetycznej i telekomunikacyjnej.

Zakres temperatur

Zakres temperatur, które opaska kablowa może wytrzymać zależy przede wszystkim od materiału użytego do jej stworzenia. Nylon 6.6 jest odporny na temperatury od -76°F do +185°F. W przypadku stabilizowanego termicznie nylonu 6.6 górna granica zakresu przesuwa się do 212°F. Polieteroeteroketon (PEEK) ma najwyższą tolerancję na temperatury - jego górna temperatura graniczna wynosi 500°F.

Cechy szczególne

Opaska CBR1M-M firmy Panduit z serii Contour-Ty ma wyjątkową budowę, która nie uszkadza izolacji przewodów ani płaszczy kabli. Została zaprojektowana z nisko profilową główką z równoległym wlotem w celu ograniczenia narażenia na ostre krawędzie i zmniejszenia prawdopodobieństwa zaczepiania. Posiada ząbki blokujące na zewnętrznej części paska (ilustracja 3).

Ilustracja 3: w serii Contour-Ty zastosowano mechanizm blokujący ustawiony pod kątem prostym do paska, aby uzyskać równoległe wprowadzanie końcówki, a także ząbki blokujące na zewnętrznej części, aby zapobiec uszkodzeniom izolacji. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Liniowa opaska kablowa HV9150-C0 jest wykonana z odpornego na warunki atmosferyczne nylonu 6.6. Z mechanicznego punktu widzenia wykorzystuje ona mechanizm blokujący o konstrukcji dwuklinowej, aby umożliwić zarówno blokowanie stałe, jak i elastyczne (ilustracja 4).

Ilustracja 4: w opasce HV9150-C0 wykorzystano konstrukcję liniową pozwalającą na równoległe wprowadzanie końcówki do mechanizmu blokującego w celu uzyskania niższego profilu na wiązkach kablowych. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Główka z możliwością odblokowywania pozwala na tymczasowe mocowanie przed ostatecznym zablokowaniem. Ząbki są formowane wtryskowo po obu stronach paska, co zapewnia dodatkową wytrzymałość i większą elastyczność. Opaska ma długość 1,721ft., jest przeznaczona do wiązek o maksymalnej średnicy 5,92in i charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie 160lb.

Opaska kablowa SST1.51-M ma 5,3in długości i wytrzymałość na rozciąganie 40lb (ilustracja 5). Została zaprojektowana z niską główką zarówno dla normalnego łączenia, jak i łączenia przewlekanego. Jej dwuelementowa konstrukcja charakteryzuje się, jak twierdzi firma Panduit, najmniejszą w branży siłą przewlekania i jest o 14% lżejsza niż konstrukcje jednoelementowe. Dodatkowo, zacisk opaski można regulować do momentu jej ostatecznego zablokowania.

Ilustracja 5: dwuelementowa konstrukcja opaski SST1.51-M do zablokowania paska na klinie zębatym wykorzystuje pływający kołnierz. Przed ostatecznym zablokowaniem opaskę można zwolnić, odsuwając kołnierz do tyłu i odginając klin od paska. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Większość opasek kablowych ma niską rozciągliwość, w przeciwieństwie do opaski ERT2M-C20 firmy Panduit posiadającej korpus zaprojektowany w taki sposób, aby zapewnić jego elastyczność (ilustracja 6).

Ilustracja 6: elastomerowa opaska kablowa ERT2M-C20 jest wyposażona w elastyczny pasek zapobiegający nadmiernemu zaciskaniu. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Opaski tego typu są projektowane w taki sposób, aby dopasowywały się do wiązki przewodów lub światłowodów w sposób zapobiegający ich nadmiernemu zaciskaniu. Mają również wysoki współczynnik tarcia, aby zapobiegać ruchom bocznym. Opisywana opaska wielokrotnego użytku ma 8,5in długości i charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie 18lb. Podobnie jak inne opaski z tej serii, charakteryzuje się ogniotrwałością klasy UL94V-0, dzięki czemu spełnia rygorystyczne wymagania w zakresie ognioodporności dla zastosowań telekomunikacyjnych, jest nietoksyczna i nie zawiera halogenów.

Opaska SG100M-M0 jest przeznaczona do zaawansowanych zastosowań w konserwacji, naprawach i remontach, a także w przemyśle budowlanym (ilustracja 7).

Ilustracja 7: opaski typu SGM100M-M0 mają główkę małej wysokości, rozkloszowany kołnierz i zwężaną końcówkę ułatwiającą przewlekanie. (Źródło ilustracji: Panduit Corporation)

Wykonane z odpornego na warunki atmosferyczne nylonu 6.6, idealnie nadają się do zastosowań z narażeniem na silne promieniowanie ultrafioletowe. Mają długość 4,2in i znamionową wytrzymałość na rozciąganie 18lb. Cienki, szeroki pasek zaprojektowano tak, aby zapewniał elastyczność i pozwalał na mocne chwycenie wiązki przewodów oraz ograniczenie ruchów bocznych przewodów.

Podsumowanie

Chociaż istota prawidłowego doboru opasek kablowych jest często bagatelizowana, projektanci powinni starannie rozważyć wiele dostępnych opcji, aby wybrać opaskę najodpowiedniejszą do konkretnego zastosowania. Jak przedstawiono w artykule, opaski kablowe są dostępne w różnych długościach, od kilku do kilkudziesięciu cm, są dostosowane do różnych warunków otoczenia i posiadają różne charakterystyki, dzięki czemu można je dobrać do konkretnych potrzeb danego zastosowania.