Juiste industriële bekabeling cruciaal voor veiligheid en betrouwbaarheid

Of het nu gaat om elektriciteitsdistributie, datacommunicatie, automatisering of processturing: de juiste bekabeling is essentieel in industriële omgevingen om installaties betrouwbaar, veilig en efficiënt te laten werken.

Andere eisen

Industriële kabels moeten aan andere eisen voldoen dan ‘commerciële’ bekabeling voor bijvoorbeeld woningen en kantoorgebouwen. Zo is een robuuste constructie van groot belang om aan extreme(re) omgevingsomstandigheden te weerstaan.

Denk aan warmte, koude, vocht, stof, chemicaliën, (UV-)licht, mechanische belasting, trillingen, elektromagnetische storingen … Een groot verschil met residentiële omgevingen, waar kabels jarenlang onaangeroerd blijven en er weinig temperatuurschommelingen zijn.

Een robuuste constructie is van groot belang om aan extreme(re) omgevingsomstandigheden te weerstaan

In omgevingen waar gelast wordt moeten kabels bijvoorbeeld bestand zijn tegen lasvonken. In de voedingsindustrie, waar hygiëne zeer belangrijk is, moet de bekabeling bestand zijn tegen reinigingsprocessen, al dan niet onder hoge druk. Kabels van robotarmen die voortdurend in beweging zijn mogen het niet begeven onder de constante manoeuvres.

Betrouwbaarheid staat voorop

Vooral betrouwbaarheid is dus key bij industriële bekabeling: ‘downtime’ of uitvaltijd wordt steeds minder getolereerd vandaag in industriële omgevingen. Een enkele storing kan leiden tot enorme productieverliezen, gemiste deadlines, en in sommige gevallen zelfs schade aan apparatuur of gevaar voor de veiligheid.

In die context zijn ook plug-and-playkabelrupsen in opmars. Personen die niet per se technisch geschoold zijn kunnen daardoor bij uitval snel kabels vervangen.

Lees meer over plug-and-playoplossingen

Elektromagnetische Compatibiliteit (EMC)

Ook elektromagnetische interferentie (EMI) kan ernstige gevolgen hebben voor industriële installaties. Voor toepassingen in omgevingen met veel elektromagnetische ruis, zoals fabrieken met zware machines, moeten afgeschermde kabels worden gebruikt om signaalintegriteit te behouden.

Soorten industriële kabels

Stroomkabels

Stroomkabels transporteren elektriciteit van de voedingsbron naar machines of apparatuur. Ze zijn meestal voorzien van zware isolatie om hoge spanningen aan te kunnen en te beschermen tegen beschadigingen.

• Kenmerken: Hoge spanningsbestendigheid, dikke isolatie, soms afgeschermd tegen elektromagnetische interferentie (EMI).
• Toepassingen: Zware industriële machines, stroomvoorziening op bouwplaatsen, transport van elektriciteit naar transformatoren.

Besturingskabels

Besturingskabels worden gebruikt om signalen te verzenden die machines en apparatuur aansturen. Deze kabels zijn meestal afgeschermd om te beschermen tegen elektromagnetische interferentie.

• Kenmerken: Flexibel, vaak afgeschermd, bestand tegen EMI.
• Toepassingen: Aansturing van productielijnen, automatiseringssystemen, elektrische schakelkasten.

Instrumentatiekabels

Deze kabels worden gebruikt voor het verzenden van gegevens en signalen van meet- en regelapparatuur naar controlekamers. Omdat signaalintegriteit cruciaal is, zijn deze kabels vaak dubbel afgeschermd.

• Kenmerken: Meerdere lagen van afscherming, bestand tegen interferentie en storingen, hoge nauwkeurigheid.
• Toepassingen: Meet- en regelsystemen in de chemische, olie- en gasindustrie.

Data- en communicatiekabels

Industriële datakabels worden gebruikt voor netwerken en datatransmissie tussen apparaten. Ze moeten bestand zijn tegen storingen en hebben vaak extra bescherming tegen invloeden van buitenaf. In tijden van Industrie 4.0 en Industrial Internet of Things – toenemende automatisering, dus – kan het belang hiervan moeilijk onderschat worden.

In tijden van toenemende automatisering kan het belang van betrouwbare data- en communicatiekabels moeilijk onderschat worden

• Kenmerken: Twisted pair voor EMI-reductie, afgeschermd of onafgeschermd, bestand tegen stof en vocht.
• Toepassingen: Industriële Ethernet-verbindingen, machine-communicatie, controle- en monitoringsystemen.

Vuurvaste en vlamvertragende kabels

In omgevingen waar brandgevaar bestaat, zijn deze kabels essentieel. Ze zijn gemaakt van materialen die vlammen vertragen of geen rook en giftige gassen afgeven.

• Kenmerken: Vlamvertragend, vuurvast, soms halogeenvrij (geen schadelijke gassen bij brand).
• Toepassingen: Industriële installaties met brandrisico, zoals de olie- en gasindustrie, chemische fabrieken, luchthavens.

Las- en hittebestendige kabels

Deze kabels worden gebruikt in omgevingen waar ze blootgesteld kunnen worden aan extreme hitte of vonken, bijvoorbeeld bij lassen.

• Kenmerken: Bestand tegen hoge temperaturen, vaak hittebestendige mantel zoals siliconen.
• Toepassingen: Lassen, staalfabrieken, ovens, andere hoge-temperatuurtoepassingen.

Flexibele kabels

Kabels die flexibel genoeg zijn om constante beweging aan te kunnen zonder slijtage of beschadiging. Dit soort kabels zijn vaak voorzien van extra bescherming en gemaakt van materialen die flexibiliteit en duurzaamheid bieden.

• Kenmerken: Zeer flexibel, vaak speciaal versterkt om kabelbreuken te voorkomen.
• Toepassingen: Robotarmen, bewegende machineonderdelen, transportbanden.

Buiten- en grondkabels

Deze kabels zijn speciaal ontworpen om bestand te zijn tegen vocht, kou, uv-licht en fysieke belasting. Vaak worden ze ondergronds gelegd of gebruikt in buitenomgevingen.

• Kenmerken: Waterdicht, uv-bestendig, versterkte mantel, bestand tegen temperatuurschommelingen.
• Toepassingen: Ondergrondse bekabeling, kabels voor zonnepanelen, installaties in openlucht.

Kabels voor specifieke sectoren

• Voedingsindustriekabels: Bestendig tegen agressieve schoonmaakmiddelen en hogedrukreiniging, vaak hygiënisch ontworpen en bestand tegen schimmels en bacteriën.
• Mijnbouwkabels: Robuust, bestand tegen zware fysieke belasting, vochtbestendig en geschikt voor gebruik onder de grond.
• Marine- en offshore-kabels: Waterdicht, corrosiebestendig, geschikt voor zoute omgevingen en bestand tegen olie en chemicaliën.

Hybride kabels

Sommige toepassingen vereisen kabels die meerdere functies combineren, zoals het leveren van zowel stroom als datacommunicatie in één kabel.

Ze worden gebruikt in complexe machines waar zowel vermogen als gegevensoverdracht nodig is, zoals in de automobielindustrie en medische apparatuur.

Materialen

Industriële kabels worden gemaakt van verschillende materialen. Voor de geleiders in de kabel zijn koper en aluminium de meest gebruikte materialen. Koper is populair vanwege zijn uitstekende geleidingsvermogen, corrosiebestendigheid en flexibiliteit. Aluminium daarentegen wordt gekozen wanneer gewicht een belangrijke rol speelt, zoals bij lange-afstandstransmissie of hoogspanningsinstallaties.

De buitenmantel van een industriële kabel beschermt de kern tegen invloeden van buitenaf en wordt afgestemd op de omstandigheden van de omgeving. Pvc, bijvoorbeeld, is een veelgebruikte en betaalbare optie, met goede bestendigheid tegen uv-straling en chemicaliën, hoewel het minder geschikt is voor extreme temperaturen.

Voor toepassingen die blootstaan aan zware slijtage, beweging of chemische invloeden, biedt een PUR (polyurethaan) mantel betere bescherming. PUR is zeer flexibel en bestand tegen kou, waardoor het ideaal is voor toepassingen zoals robotica en bewegende machineonderdelen. In industriële omgevingen wordt vaak een rubberen mantel gebruikt vanwege zijn robuustheid en weerstand tegen vervorming.

Brandvertragende materialen

In omgevingen waar veiligheid een groot aandachtspunt is, bijvoorbeeld in gesloten ruimtes of de voedingsindustrie, wordt vaak gekozen voor halogeenvrije compounds. 

In omgevingen waar veiligheid een groot aandachtspunt is, wordt vaak gekozen voor halogeenvrije compounds

Tijdens een brand stoten halogeenhoudende materialen corrosieve en giftige gassen uit. De corrosieve gassen kunnen (elektronische) apparatuur en dergelijke beschadigen en creëren bovendien ook een enorme rookontwikkeling die evacuatie bemoeilijkt. Ook koppelingen of verdelingen onderweg in het kabelcircuit zijn hierbij heel belangrijk.

Brandvertragende materialen beperken de rookontwikkeling en bevatten geen giftige gassen, wat het gezondheidsrisico bij brand vermindert. Door elektrisch functiebehoud blijven noodverlichting, ventilatie en brandmeldingsinstallaties werken en blijven ontsnappings- en reddings-routes bruikbaar.

Isolatie rond geleiders

Naast de buitenmantel speelt ook de isolatie rondom de geleiders een belangrijke rol. XLPE (cross-linked polyethyleen) wordt vaak gebruikt in hoogspanningskabels vanwege zijn uitstekende isolerende eigenschappen en hittebestendigheid.

Een alternatief is EPR (ethyleen-propyleenrubber), dat flexibel blijft bij hoge temperaturen en een goede elektrische isolatie biedt. In extreme omstandigheden worden soms gespecialiseerde materialen gebruikt, zoals siliconen, dat zeer hittebestendig is en flexibel blijft bij hoge temperaturen, wat het geschikt maakt voor toepassingen als ovens en staalproductie.

Voor chemische of medische omgevingen kan Teflon (PTFE) worden toegepast, dat chemisch resistent is en een lage wrijving biedt, waardoor het slijtage door beweging vermindert.

Wet- en regelgeving

Europese normen en richtlijnen

Er gelden verschillende Europese richtlijnen en normen voor industriële bekabeling.

• CPR (Construction Products Regulation): Deze EU-regelgeving schrijft voor dat kabels aan bepaalde brandreactie-eisen moeten voldoen. Industriële kabels moeten vaak voldoen aan strenge brandveiligheidseisen om brandverspreiding en rookontwikkeling te minimaliseren. Dat kan betekenen dat kabels halogeenvrij (HF) en brandvertragend moeten zijn.
• EN 50575: Deze norm is een onderdeel van de CPR en specificeert de eisen voor kabels die zijn bedoeld voor vaste installatie in gebouwen en andere bouwwerken met betrekking tot brandgedrag en veiligheid.

Lees meer over de brandreactie-eisen van CPR

Belgische voorschriften

Specifiek voor België zijn de voorschriften opgenomen in het AREI.

Kabels in openbare gebouwen en industriële ruimtes moeten voldoen aan de brandklasse (B2ca, Cca, Dca, enz.) en rookklasse (s1, s2, s3) die zijn gespecificeerd in het AREI.

Het AREI schrijft ook voor hoe kabels moeten worden gelegd en beveiligd. Dat omvat het gebruik van trekontlastingen, kabelgoten en buizen, en het naleven van minimale afstandseisen tussen energie- en datakabels.

Aandachtspunten bij installatie

De installatie van industriële kabels vereist, nog meer dan bij commerciële kabels, veel precisie en zorgvuldige planning. Een goede kabelrouting is belangrijk om verstoring door EMI en mechanische schade te minimaliseren. De kabels moeten in gescheiden goten of kanalen worden gelegd, waarbij energie-, data- en signaalkabels niet te dicht bij elkaar mogen liggen om storingen te voorkomen.

De installatie van industriële kabels vereist, nog meer dan bij commerciële kabels, veel precisie en zorgvuldige planning

Industriële kabels kunnen zwaar en moeilijk hanteerbaar zijn, dus moeten trekbelastingen en installatiespanningen goed worden beheerd. Gebruik kabelondersteuning en klemmen om de kabels goed vast te zetten en te voorkomen dat ze onder hun eigen gewicht bezwijken.

Ook een correcte aarding is essentieel om overspanning en EMI-storingen te voorkomen. Elektromagnetische interferentie kan worden geminimaliseerd door gebruik te maken van afgeschermde kabels en door ze te verbinden met de aardingsstructuur van de installatie.

Onderhoud en inspectie

Industriële kabels moeten periodiek worden gecontroleerd en onderhouden om te waarborgen dat ze in goede conditie blijven. Regelmatig onderhoud kan bestaan uit visuele inspectie op beschadigingen, het meten van isolatieweerstand en het controleren van verbindingen op corrosie en loszittende klemmen.

Tegenwoordig zijn er ook slimme kabels, die ervoor kunnen zorgen dat kabelbreuk en daardoor stilstand nog beter vermeden kan worden.

Lees meer over slimme kabels

Industriële omgevingen veranderen continu, en bovendien steeds sneller. Door toenemende robotisering, digitalisering, automatisatie en economische veranderingen is het belangrijk dat kabelsystemen makkelijk uitgebreid of aangepast kunnen worden.

Daarom is het belangrijk dat een kabelsysteem flexibel is ontworpen zodat een installatie eenvoudig uitgebreid of aangepast kan worden. Een goed ontworpen bekabelingssysteem is flexibel, afgestemd op veranderende eisen in productieomgevingen en voorbereid op technieken van de toekomst.

Met medewerking van Harting en OBO Bettermann