Kabelové systémy Lapp pro zvláštní nasazení

Větrné elektrárny v příbřežní zóně, takzvané Offshore Windparks, mohou být pro budoucnost extrémně důležité. Jejich výstavba, provoz a údržba však kladou na majitele, a tím i jejich dodavatele, zcela nové požadavky. Výrobci kabelů a konektorových systémů se staví této výzvě čelem. Jejich nejnovější produkty stanovují nová měřítka, pokud se týká mechanické zatížitelnosti, teplotní odolnosti, antikorozní ochrany, elektromagnetické kompatibility a snadné montáže. Zajištěno je i trvalé označení. To, že zásoby fosilních paliv nejsou nevyčerpatelné a budoucnost spočívá v ekologických energiích z obnovitelných zdrojů, je široce přijímané poznání. Klíčová role při náhradě energií z dosavadních zdrojů je přisuzována větrné energii. Řada úvah se zaměřuje zejména na takzvané Offshore Windparks. Nepříznivé okolní podmínky u těchto příbřežních zařízení však představují zvláštní výzvu pro dodavatele všech potřebných zařízení – a to i pro výrobce kabelů a konektorů. Žádána jsou řešení zajišťující maximální hospodárnost spolu s vysokou bezpečností. V oblasti offshore však platí, že není aplikace jako aplikace. V závislosti na použití jsou na produkty kladeny různé požadavky. U stavby lodí jsou u materiálů a komponentů, které jsou relevantní pro bezpečnost na palubě, nutností certifikáty akreditovaných zkušebních laboratoří. Na ropných plošinách musí být bezpodmínečně nasazeny komponenty, které jsou vhodné pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu. U příbřežních staveb jsou zase kladeny zvlášť vysoké požadavky na snadnou manipulaci a mechanickou i klimatickou odolnost. S ohledem na tento seznam požadavků přichází na trh LAPP GROUP - světově známý výrobce a distributor špičkových flexibilních kabelů ÖLFLEX®, datových kabelů UNITRONIC ®, optických kabelů HITRONIC®, kabelových vývodek SKINTOP®, ochranných hadic SILVYN®, energetických řetězů SILVYN® CHAIN, průmyslových konektorů EPIC®, označovacích systémů FLEXIMARK ® a komponentů pro síťovou techniku ETHERLINE ® - s konektorem EPIC® ULTRA (viz obr. č. 1). Na základě etablované série hranatých konektorů EPIC® byla vyvinuta nová generace pouzder, které splňují extrémně vysoké požadavky kladené na kabelovou techniku v aplikacích offshore. Koncepce zohledňuje vysoké mechanické zatížení spoje, použití v mimořádně agresivním okolním prostředí i požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu. Význačnými přednostmi tohoto výrobku jsou vysoká spolehlivost použití a snadná montáž. Společně s designem pouzdra byly nově koncipovány i uzavírací třmeny a čepy. Namísto zastříknutého nebo zanýtovaného čepu je u série EPIC® ULTRA použita nerezová dutinka, nalisovaná na pouzdro. Hrdlo dutinky se opírá o stěnu pouzdra a odolává tak vysokým příčným silám. Těsnění mezi součástmi pouzdra a také na jeho spodním dílu jsou uložena do vnitřní části pouzdra. Ve smontovaném stavu nejsou tedy těsnění viditelná a jsou tak chráněná proti mechanické destrukci nebo stárnutí působením ultrafialového záření. U jednodílného třmenu z nerezové oceli bylo upuštěno od použití citlivých plastových prvků. Nová geometrie třmenů navíc obsahuje pomocný mechanismus, který již při mírném otevírání třmenu od spodního dílu pouzdra automaticky sám nadzdvihne horní díl konektorového spoje. Konektory pro příbřežní zařízení musí být samozřejmě odolné vůči působení slané vody. Tak tomu však u běžných konektorů není. Náchylný ke korozi je u nich zejména přechod mezi pouzdrem konektoru a kabelovou vývodkou. Kromě toho dochází při často nezbytné následné manipulaci k poškození povrchové úpravy konektorového pouzdra. Každý škrábanec či řez v povrchové úpravě pouzdra tak představuje místo možného vzniku koroze. U konektorů EPIC® ULTRA je kabelová vývodka SKINTOP® již pevnou součástí jejich pouzdra. Spoj mezi konektorem a kabelovou vývodkou prakticky neexistuje. Protože nejsou po provedení povrchové úpravy potřebné již žádné následné mechanické operace, jako montáž kabelové vývodky apod., zůstává uzavřená ochranná vrstva neporušená. Měřítkem odolnosti vůči slané vodě je zkouška ostřikem slanou mlhou podle norem ASTM-B-117, ISO 9227 a DIN 60068-2-52. Zkoušky se liší délkou a uložením v teple zasucha, simulují však stárnutí a slouží pro předpovídání vhodnosti té které povrchové úpravy pro použití na příbřežních zařízeních. Protože však koroze představuje složitý chemický proces, ovlivněný řadou různých faktorů, nemusí výsledky zkoušek vždy plně odpovídat skutečné trvanlivosti výrobku. Konektory v provedení EPIC® ULTRA jsou jako kompletní systém zkoušeny podle IEC 60068-2-52 ve stupni 2, což odpovídá zkoušce v délce 72 hodin. Přitom se ostřik slanou mlhou střídá s uložením v suchu zatepla. Tím se vlivy na produkt projeví výrazněji, než při trvalé konstantní vlhkosti se slanou mlhou. Důležitým znakem u komponentů pro příbřežní technická zařízení je i jejich zvláštní odstínění pouzdra pro zajištění elektromagnetické kompatibility. U pouzder konektorů EPIC® ULTRA jsou například těsnění odsazená a kovové díly konektoru jsou tak nalisované na sebe, čímž vzniká díky povrchové vrstvě niklu jejich elektricky vodivý spoj. U provedení pouzdra s kabelovou vývodkou SKINTOP® BRUSH (viz obr. č. 2) je konektor kompletně ze všech stran chráněný proti elektromagnetickému rušení. „Kartáč“, který je součástí vývodky, představuje nové měřítko pro jednoduché a spolehlivé připojení stínění kabelu k pouzdru. Tímto způsobem jsou proudy indukované ve stínění kabelu odváděny přes celoobvodové nízkoohmové spojení s „kartáčem“. U konektorů nebo i kabelů je často nezbytné i jejich označení. Bez něj by nebylo možné vzhledem k velkému počtu instalací zabránit záměnám. Proto byl výrobcem společně s konektorem a integrovanou kabelovou vývodkou SKINTOP® testován pro tento účel vyvinutý systém značení FLEXIMARK® ULTRA. Popisné pole, umístěné v prohlubni na konektoru, umožňuje jeho trvalé a proti mechanickým a klimatickým vlivům chráněné označení. Značka FLEXIMARK® představuje v LAPP GROUP produkty pro trvalé označování. Tento systém značení se osvědčil například v aplikaci na mostě Öresund, spojujícího dánské hlavní město Kodaň s městem Malmö ve Švédsku. V mostu pro silniční a kolejovou dopravu s délkou zhruba 16 km jsou instalovány tisíce a tisíce kilometrů kabelů. Označení bylo prováděno v oblasti nájezdů na pobřeží pomocí nerezového značení FLEXIMARK® – zcela odolného vůči horku, zimě, korozi, chemikáliím i kyselinám. Protože je tento materiál bez halogenů, hodí se výborně i pro příbřežní zařízení. Značení je provedené tak, že je možné je upevnit jak na hladké povrchy pomocí nýtů nebo šroubů, tak i na kabely nebo jiné objekty s kruhovým průřezem, jako jsou například trubky nebo chráničky, pomocí kabelových vázacích pásků. Královskou disciplínou kabelové techniky pro příbřežní zařízení jsou aplikace uložené pod vodou, například tam, kde je elektrická energie vyráběna přílivovými elektrárnami. Řešení Lapp pro tyto účely umožňuje propojení zařízení v hloubce mezi 75 a 100 m. Konfekce kabelů pro takové použití (viz obrázek č. 3) vyžaduje speciální knowhow a vysoce specializované produkty. Používané jsou zde konektory zalité epoxidovými pryskyřicemi a polyuretanem, které spolehlivě utěsní oblast elektrických kontaktů až k plášti kabelu. Pro tyto aplikace byly vyvinuty speciální kabely ÖLFLEX®. Kabely jsou konstruovány jako vodotěsné v podélném směru, aby se zamezilo pronikání vody a při vysokém tlaku až 10 barů i vzniku deformací. Materiál, který je používán u těchto kabelů, je odolný vůči mořské vodě a má životnost 15 až 20 let. Závěrem je třeba zdůraznit, že zejména u aplikací pro příbřežní zařízení je nutné dbát co nejpřesněji na to, aby všechny komponenty systému vyhovovaly požadavkům, které na ně kladou příslušné okolní podmínky. Ať již na lodi nebo plošině, pod vodou nebo nad ní, pro každou aplikaci je nutné zvolit vhodný kabelový systém, který umožní trvalý a bezpečný provoz offshore zařízení. Pokrokoví výrobci kabelové techniky mají takové produkty ve svém portfoliu. Chcete-li se dozvědět více o jedinečných výrobcích LAPP GROUP, navštivte stránky www.lappgroup.cz či veletržní stánek LAPP KABEL s.r.o. na MSV Brno 2011. Ing. František Omasta produktový manager LAPP KABEL s. r. o.