Een handleiding voor wartels voor het termineren van kabels met minerale isolatie (MI)

Worstelt u met MI-kabelaansluitingen die voortijdig defect raken of hun brandwerende eigenschappen verliezen? De uitdaging ligt in het goed afdichten van de hygroscopische magnesiumoxide-isolatie met behoud van de unieke brandwerende eigenschappen van de kabel. Stiftwartels voor kabels met minerale isolatie bieden gespecialiseerde afsluitoplossingen die de hygroscopische MgO-isolatie afdichten, de brandwerendheid behouden en zorgen voor betrouwbare elektrische verbindingen in toepassingen met hoge temperaturen tot 1000°C. Na een decennium in de wartelindustrie ben ik getuige geweest van talloze MI-kabelstoringen als gevolg van onjuiste afsluittechnieken. Inzicht in de warteltechnologie is cruciaal voor iedereen die werkt met brandbestendige systemen in petrochemische fabrieken, nucleaire installaties of kritieke veiligheidstoepassingen waar de integriteit van de kabel het verschil kan betekenen tussen insluiting en catastrofe.

Inhoudsopgave

• Wat zijn wartels voor MI-kabels?
• Waarom hebben MI-kabels speciale afsluitingen nodig?
• Hoe werken Pin klieren?
• Wat zijn de verschillende soorten MI kabelwartels?
• Hoe installeer je wartels op de juiste manier?
• Veelgestelde vragen over wartels voor MI-kabels

Wat zijn wartels voor MI-kabels?

Stiftwartels zijn gespecialiseerde kabelafsluiters die speciaal zijn ontworpen voor kabels met minerale isolatie, met afdichtingsmengsels en compressiemechanismen die het binnendringen van vocht in de hygroscopische magnesiumoxide-isolatie voorkomen terwijl de brandwerende eigenschappen behouden blijven.

MI kabelconstructie begrijpen

Kabels met minerale isolatie bestaan uit koperen geleiders die zijn ingebed in samengeperst magnesiumoxide (MgO) poeder, allemaal in een naadloze koperen of roestvrijstalen mantel. Deze unieke constructie biedt een uitzonderlijke brandwerendheid, maar zorgt voor specifieke uitdagingen bij het aansluiten.

Belangrijkste kenmerken MI-kabel:

• Brandwerendheid: Behoudt circuitintegriteit tot 1000°C gedurende langere perioden
• Hygroscopische isolatie¹: MgO absorbeert gemakkelijk vocht uit de lucht
• Metalen omhulsel: Biedt mechanische bescherming en elektrische afscherming
• Compacte constructie: Massieve isolatie maakt kleinere kabeldiameters mogelijk
• Hoge temperatuurclassificatie: Geschikt voor extreme thermische omgevingen

De cruciale uitdaging bij MI-kabelafsluiting ligt in het voorkomen van vochtcontaminatie van de MgO-isolatie. Zodra magnesiumoxide wordt blootgesteld aan vochtigheid, vormt het magnesiumhydroxide, wat de kwaliteit van de isolatie aanzienlijk vermindert. isolatieweerstand² en kan circuitstoringen veroorzaken.

Principes voor het ontwerp van stiftwartels

Stiftwartels bieden een oplossing voor MI kabelafsluitingsproblemen dankzij gespecialiseerde ontwerpkenmerken:

Afdichtingssysteem:

• Primaire afdichting voorkomt binnendringen van vocht bij het kabelinvoerpunt
• Secundaire afdichting beschermt blootliggende MgO-isolatie
• Compressiefitting behoudt de integriteit van de afdichting bij thermische cycli
• Chemisch bestendige materialen zijn bestand tegen ruwe omgevingen

Geleiderafsluiting:

• Afzonderlijke pennen zorgen voor veilige elektrische verbindingen
• Geïsoleerde pinsamenstellingen voorkomen kortsluiting
• Trekontlasting beschermt geleideraansluitingen
• Klemmenblokken zijn geschikt voor verschillende aansluitmethoden

Ik herinner me de samenwerking met Andreas, een veiligheidsingenieur in een chemische fabriek in Hamburg, Duitsland. Zijn fabriek had te kampen met herhaalde MI-kabelstoringen in hun noodstopsystemen als gevolg van vochtverontreiniging. De bestaande aansluitingen sloten de MgO-isolatie niet goed af, waardoor de isolatieweerstand onder een acceptabel niveau kwam. Na het implementeren van onze gespecialiseerde wartels met verbeterde afdichtingscompounds verbeterde de betrouwbaarheid van het systeem dramatisch, met nul vochtgerelateerde storingen in de daaropvolgende twee jaar.

Materiaalkeuze voor extreme omgevingen

Messing penwartels:

• Standaard toepassingen tot 200°C
• Uitstekende elektrische geleidbaarheid
• Kosteneffectief voor de meeste installaties
• Geschikt voor binnenomgevingen

Roestvrijstalen penwartels:

• Toepassingen bij hoge temperaturen tot 600°C
• Superieure corrosiebestendigheid
• Chemische verwerkingsomgevingen
• Mariene en offshore-installaties

Vernikkeld Opties:

• Verbeterde corrosiebescherming
• Verbeterde thermische geleidbaarheid
• Nucleaire en ruimtevaarttoepassingen
• Langere levensduur in zware omstandigheden

Waarom hebben MI-kabels speciale afsluitingen nodig?

MI-kabels vereisen een speciale afwerking omdat de hygroscopische magnesiumoxide-isolatie volledig moet worden afgesloten van atmosferisch vocht terwijl de brandwerende eigenschappen van de kabel behouden blijven en betrouwbare elektrische verbindingen gegarandeerd moeten worden.

De vochtuitdaging

Magnesiumoxide-isolatie zorgt voor unieke uitdagingen die standaard kabelwartels niet aankunnen:

Hygroscopische eigenschappen:

• Absorbeert snel vocht uit de lucht (binnen enkele minuten na blootstelling)
• Vormt magnesiumhydroxide in combinatie met water
• De isolatieweerstand daalt van GΩ naar MΩ
• Kan in extreme gevallen een volledig defect circuit veroorzaken

Chemisch reactieproces:
MgO + H₂O → Mg(OH)₂

Deze reactie is onder normale omstandigheden onomkeerbaar en tast de isolatie-eigenschappen permanent aan. Eenmaal vervuild is de enige oplossing het vervangen van de kabel, waardoor een goede initiële afsluiting van cruciaal belang is.

Onderhoud brandwerendheid

MI-kabels worden voornamelijk gebruikt vanwege hun uitzonderlijke brandwerendheid, die moet worden gehandhaafd door ze op de juiste manier af te sluiten:

Vereisten voor brandprestaties:

• Behoud van circuitintegriteit bij 1000°C gedurende meer dan 3 uur³
• Geen vlamverspreiding over de kabellengte
• Minimale uitstoot van rook en giftige gassen
• Blijven werken tijdens blootstelling aan brand

Standaard wartels met polymeerafdichtingen gaan stuk bij relatief lage temperaturen (150-200°C), waardoor het hele brandwerende systeem in gevaar komt. Pin-wartels gebruiken afdichtingsmaterialen voor hoge temperaturen die de integriteit behouden gedurende de hele brandklasse van de kabel.

Hassan, die de elektrische systemen beheert voor een petrochemisch complex in Abu Dhabi, vertelde over een kritiek incident waarbij een onjuiste MI-kabelbevestiging bijna een grote veiligheidsfout veroorzaakte. Tijdens een brandtest van hun noodsystemen begaven standaard kabelwartels het bij 180°C, waardoor kritieke uitschakelsignalen verloren gingen. De potentiële gevolgen waren ernstig - verlies van procesbesturing tijdens een noodsituatie. Na montage achteraf van onze brandwerende wartels blijven hun systemen nu volledig functioneel gedurende de vereiste periode van blootstelling aan brand, waardoor de veiligheid van het personeel en de bescherming van het milieu worden gewaarborgd.

Elektrische prestaties

Vereisten voor isolatieweerstand:

• Minimaal 100 MΩ bij 500V DC voor voedingscircuits
• Hogere eisen voor instrumentatiecircuits
• Moet waarden behouden gedurende de levensduur
• Variaties in temperatuur en vochtigheid beïnvloeden de prestaties

Geleiderbescherming:

• Afzonderlijke afdichting van geleiders voorkomt kruisbesmetting
• Trekontlasting voorkomt mechanische schade
• De juiste pinafmetingen zorgen voor betrouwbare verbindingen
• Thermische expansie accommodatie voorkomt spanningsuitval

Hoe werken Pin klieren?

Stiftwartels werken via een meerfasig afdichtingssysteem dat eerst het ingangspunt van de kabelmantel afdicht, vervolgens elke geleider afzonderlijk afdicht met speciale compounds en ten slotte zorgt voor een veilige elektrische afsluiting via geïsoleerde stiftassemblages.

Primair afdichtingsmechanisme

De eerste verdedigingslinie tegen het binnendringen van vocht bevindt zich bij het ingangspunt van de kabelmantel:

Ontwerp met compressieafdichting:

• Elastomeer afdichting samengedrukt tegen kabelmantel
• Creëert een gasdichte barrière die atmosferische besmetting voorkomt
• Behoudt de integriteit van de afdichting bij thermische cycli
• Compatibel met koperen en roestvrijstalen omhulsels

Selectie afdichtingsmateriaal:

• EPDM voor algemene toepassingen (-40°C tot +150°C)
• Fluorkoolstof voor chemische weerstand (-20°C tot +200°C)
• Silicone voor toepassingen bij hoge temperaturen (-60°C tot +250°C)
• PTFE voor extreme chemische en temperatuuromstandigheden

Secundair afdichtingssysteem

Na het voorbereiden van de kabel moeten individuele geleiders worden beschermd tegen blootstelling aan vocht:

Afdichtingsmiddel Toepassing:

• Gespecialiseerde compounds vullen holtes rond geleiders op
• Chemische barrières voorkomen vochtmigratie
• Behoud flexibiliteit onder thermische stress
• Compatibel met MgO-isolatiechemie

Soorten samenstellingen:

• Op epoxybasis: Permanente afdichting, bestand tegen hoge temperaturen
• Op siliconenbasis: Flexibele afdichting, gemakkelijk te bewerken
• Op polyurethaanbasis: Chemische weerstand, gematigde temperatuur
• Gevuld met keramiek: Vuurvast, bestand tegen extreme temperaturen

Montage en beëindiging van pennen

De laatste fase zorgt voor veilige elektrische verbindingen met behoud van milieubescherming:

Pin Ontwerpkenmerken:

• Individuele geïsoleerde pennen voor elke geleider
• Veilige mechanische verbinding met kabelgeleiders
• Isolatie voorkomt kortsluiting tussen geleiders
• Gestandaardiseerde tussenruimte voor compatibiliteit met klemmenblokken

Verbindingsmethoden:

• Schroefklemmen voor flexibele bedrading in het veld
• Krimpverbindingen voor zeer betrouwbare toepassingen
• Soldeerverbindingen voor permanente installaties
• Veerklemmen voor onderhoudsvrije werking

Beheer van thermische prestaties

Stiftwartels moeten rekening houden met aanzienlijke thermische uitzettingsverschillen tussen componenten:

Uitbreidingsoverwegingen:

• Uitzetting van de koperen mantel: 17 × 10-⁶ /°C
• Uitzetting stalen pakkingbus: 12 × 10-⁶ /°C
• Uitzetting afdichtingsmiddel: varieert per materiaalsoort
• Accommodatie thermische beweging penassemblage

Ontwerpoplossingen:

• Flexibele afdichtingsmaterialen voor differentiële expansie
• Veerbelaste onderdelen handhaven de contactdruk
• Thermische barrières voorkomen warmteoverdracht naar gevoelige onderdelen
• Uitzettingsmoffen in lange kabeltrajecten

Wat zijn de verschillende soorten MI kabelwartels?

MI kabelwartels zijn verkrijgbaar in binnen-/buitenvarianten, configuraties met één of meerdere geleiders en speciale ontwerpen voor gevaarlijke omgevingen, toepassingen bij hoge temperaturen en nucleaire installaties, elk geoptimaliseerd voor specifieke omgevings- en prestatievereisten.

Standaard binnenwartels

Basisconfiguratie:

• Messing of aluminium constructie
• EPDM afdichtingsmaterialen
• Temperatuurbereik: -20°C tot +120°C
• IP65/IP66 milieubescherming
• Standaard metrisch en NPT-schroefdraad

Toepassingen:

• Brandalarmsystemen voor gebouwen
• Noodverlichtingcircuits
• HVAC-besturingssystemen
• Bewaking van industriële processen
• Algemene instrumentatietoepassingen

Pinwartels voor buiten en scheepvaart

Verbeterde beschermingsfuncties:

• 316L roestvrijstalen constructie
• Fluorkoolstof afdichtingsmaterialen
• UV-bestendige componenten
• Weerstand tegen zoutnevelcorrosie
• IP67/IP68 omgevingsclassificaties

Gespecialiseerde coatings:

• Elektrolytisch vernikkelen⁴ voor corrosiebestendigheid
• PTFE-coating voor chemische compatibiliteit
• Epoxy poedercoating voor UV-bescherming
• Geanodiseerde afwerkingen voor aluminium onderdelen

Wartels voor gevaarlijk gebied

Explosiebestendig ontwerp:

• ATEX- en IECEx-certificering
• Drukvaste behuizing
• Gecertificeerde temperatuurclassificaties
• Gasgroep compatibiliteitsclassificaties
• Toegangsbescherming volgens IP66/IP67

Certificeringsnormen:

• ATEX-richtlijn 2014/34/EU⁵ voor Europese markten
• IECEx voor internationale toepassingen
• UL/CSA voor Noord-Amerikaanse installaties
• PESO voor Indiase markt

Certificering	Gasgroepen	Temperatuurklassen	Typische toepassingen
ATEX	IIA, IIB, IIC	T1-T6	Chemische verwerking, olie & gas
IECEx	I, IIA, IIB, IIC	T1-T6	Internationale gevaarlijke gebieden
UL/CSA	Klasse I Div 1&2	T1-T6	Noord-Amerikaanse installaties

Stiftwartels voor hoge temperaturen

Toepassingen voor extreme temperaturen:

• Werkbereik: -40°C tot +600°C
• Keramisch gevulde afdichtingscompounds
• Constructie van legering voor hoge temperaturen
• Vuurvaste isolatiematerialen
• Brandwerendheid tot 1000°C

Gespecialiseerde toepassingen:

• Ovenbewakingssystemen
• Staalfabriek instrumentatie
• Apparatuur voor glasproductie
• Systemen voor ondersteuning op de grond voor de ruimtevaart
• Bewaking van kernreactoren

Multi-geleiders pinwartels

Configuraties met hoge dichtheid:

• 2-37 geleideraansluitingen in enkele wartel
• Compact ontwerp voor toepassingen met beperkte ruimte
• Individuele geleideridentificatie
• Modulaire pinsamenstellingsystemen
• Aangepaste configuraties beschikbaar

Voordelen:

• Verminderde installatietijd en -kosten
• Verbeterde betrouwbaarheid van het systeem
• Ruimtebesparende installaties
• Vereenvoudigde onderhoudsprocedures
• Verbeterde milieubescherming

Hoe installeer je wartels op de juiste manier?

Een juiste installatie van de wartel vereist een nauwkeurige voorbereiding van de kabel, de juiste toepassing van afdichtingspasta, gecontroleerde compressievolgorde en grondig testen om vochtdichte afdichtingen en betrouwbare elektrische verbindingen te garanderen.

Procedures voor kabelvoorbereiding

Stap 1: Kabel strippen

• Verwijder de buitenmantel om de MgO-isolatie bloot te leggen
• Gebruik gespecialiseerde MI-kabelstripgereedschappen
• Handhaaf zuivere, vierkante zaagsneden zonder schade
• Typische striplengte: 25-40 mm, afhankelijk van de wartelgrootte

Stap 2: Geleider voorbereiden

• Leg individuele geleiders zorgvuldig bloot
• MgO-isolatie verwijderen met geschikte oplosmiddelen
• Reinig geleiders met isopropylalcohol
• Minimaliseer de blootstellingstijd om vochtabsorptie te voorkomen

Kritische veiligheidsaanwijzing: Werk indien mogelijk in een droge omgeving met een relatieve vochtigheid <50%. Zorg dat er afdichtingsmaterialen klaarliggen voordat de MgO-isolatie wordt blootgesteld.

Toepassing afdichtingsmiddel

Samenstelling selecteren:

• Pas de samenstelling aan het bedrijfstemperatuurbereik aan
• Houd rekening met vereisten voor chemische compatibiliteit
• Controleer indien nodig de brandwerendheid
• Controleer de houdbaarheid en opslagvereisten van de fabrikant

Toepassingstechniek:

• Breng compound aan in alle holtes rond geleiders
• Verwijder luchtzakken waarin vocht kan blijven hangen
• Consistente dikte van de samenstelling behouden
• Laat de juiste uithardingstijd in acht vóór de uiteindelijke montage

Kwaliteitscontrole:

• Visuele inspectie voor volledige dekking
• Controleer op de juiste consistentie van de samenstelling
• Controleer de afwezigheid van luchtbellen of holtes
• Batchnummers van samenstellingen documenteren voor traceerbaarheid

Assemblagevolgorde

Stap 1: Primaire afdichting installeren

• Voer de kabel door de wartel
• Plaats primaire afdichting tegen kabelmantel
• Pas het voorgeschreven compressiekoppel toe
• Controleer de integriteit van de afdichting indien nodig met een druktest

Stap 2: Pinnen monteren

• Steek afzonderlijke pennen in voorbereide geleiders
• Zorg voor een veilige mechanische verbinding
• Controleer de juiste uitlijning en tussenruimte van de pennen
• Breng alle benodigde afdichtingsmaterialen voor geleiders aan

Stap 3: Eindassemblage

• Installeer de stift in het pakkinghuis
• Breng de laatste druk aan op de secundaire afdichtingen
• Haal alle verbindingen aan volgens specificatie
• Milieubeschermkappen installeren

Specificaties aanhaalmomenten installatie

Kliergrootte	Primair afdichtingskoppel	Aandraaimoment penbevestiging	Koppel bij eindmontage
M16	8-12 Nm	2-3 Nm	10-15 Nm
M20	12-18 Nm	2-3 Nm	15-20 Nm
M25	18-25 Nm	3-4 Nm	20-30 Nm
M32	25-35 Nm	3-4 Nm	30-40 Nm

Testen en verifiëren

Isolatieweerstand testen:

• Test bij 500 V DC voor stroomcircuits
• Test bij 250 V DC voor besturingscircuits
• Minimaal aanvaardbare waarden: >100 MΩ
• Beginwaarden vastleggen voor toekomstige vergelijking

Testen van omgevingsafdichtingen:

• Druktest volgens gespecificeerde IP-waarde
• Gebruik de juiste testdrukken en duur
• Controleer op zichtbare lekkage
• Documenteer testresultaten en eventuele corrigerende maatregelen

Elektrische continuïteitstests:

• Controleer alle geleiderverbindingen
• Controleer op goede pin-tot-terminal continuïteit
• Test indien nodig de aarding van de mantel
• Controleer of er geen kortsluiting is tussen geleiders

Bij Bepto leveren we uitgebreide installatietraining en ondersteunend materiaal bij al onze MI kabelwartels. Ons technische team heeft stap-voor-stap procedures ontwikkeld die duizenden installateurs hebben geholpen om consistente, betrouwbare resultaten te behalen. We hebben de succespercentages van installaties zien verbeteren van 75% tot meer dan 95% wanneer de juiste procedures worden gevolgd, waardoor het aantal terugroepacties en garantieclaims aanzienlijk wordt verminderd.

Conclusie

Wartels vormen de kritische interface tussen mineraal geïsoleerde kabels en elektrische systemen en vereisen gespecialiseerde ontwerp- en installatietechnieken om de unieke eigenschappen van MI-kabels te behouden. Bij de juiste selectie wordt rekening gehouden met omgevingsomstandigheden, temperatuurvereisten en classificaties voor gevaarlijke gebieden, terwijl correcte installatieprocedures zorgen voor betrouwbaarheid en veiligheid op de lange termijn. De investering in kwalitatief hoogwaardige wartels en de juiste installatietechnieken betaalt zich terug in de vorm van verbeterde systeembetrouwbaarheid, lagere onderhoudskosten en verbeterde veiligheidsprestaties. Inzicht in deze principes maakt een optimaal ontwerp en een optimale implementatie van MI-kabelsystemen mogelijk voor kritieke toepassingen waar falen geen optie is.

Veelgestelde vragen over wartels voor MI-kabels

1. Leer over de eigenschap van hygroscopische materialen en waarom ze gemakkelijk vocht uit de lucht absorberen. ↩

2. De principes van isolatieweerstand begrijpen en weten hoe deze wordt gemeten om elektrische veiligheid te garanderen. ↩

3. Verken de internationale normen die brandwerendheid en circuitintegriteit definiëren voor kritieke veiligheidskabels. ↩

4. Ontdek het proces van elektrolytisch vernikkelen en de voordelen voor corrosiebestendigheid. ↩

5. Bekijk een officieel overzicht van de ATEX-richtlijn voor apparatuur die wordt gebruikt op plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen. ↩