Клапаны проходные

Клапаны проходные: конструкция, типы, применение и выбор в электротехнических и кабельных системах

Клапан проходной (кабельный ввод, сальник кабельный, gland) – это механическое устройство, предназначенное для герметичного ввода электрического кабеля или провода в корпус электрооборудования, шкафа, щита или кабельной конструкции с последующим уплотнением. Основная функция – обеспечение степени защиты оболочки (IP) от проникновения пыли и влаги, а также защита от механических воздействий на кабель в точке ввода. Дополнительные функции включают: заземление брони или экрана, снятие механического напряжения, защиту от вибраций, организацию кабельного ввода.

Конструкция и основные компоненты

Типичный проходной клапан состоит из нескольких обязательных элементов, собранных в единую конструкцию на резьбовом соединении.

    • Корпус (обойма) – основная деталь с внутренней и наружной резьбой. Наружная резьба предназначена для монтажа в отверстие корпуса оборудования, внутренняя – для затягивания обжимных компонентов. Изготавливается из никелированной латуни, нержавеющей или оцинкованной стали, пластика (PA6, PP).
    • Уплотнительные элементы – комплект резиновых или эластомерных деталей (уплотнительных колец, конусов, манжет), которые обжимают кабель, создавая радиальное уплотнение. Материал: NBR (нитрильный каучук), EPDM, силикон, неопрен, в зависимости от требований к температуре и химической стойкости.
    • Обжимная гайка (прижимная гайка) – накручивается на корпус, сжимая уплотнительные элементы вокруг кабеля.
    • Внутренняя упорная гайка – фиксирует положение уплотнителей внутри корпуса.
    • Заглушка (слепая заглушка) – используется для герметизации неиспользуемого отверстия клапана.

    Для кабелей с броней или экраном в конструкцию добавляются:

    • Зажимной лепестковый механизм (заземляющая обойма) – металлические зубчатые лепестки, которые врезаются в броню/экран при затягивании гайки, обеспечивая непрерывность цепи заземления.
    • Упорное кольцо для брони – фиксирует броню и предотвращает ее проворачивание.

    Классификация и типы проходных клапанов

    1. По материалу изготовления

    • Латунные никелированные – наиболее распространенный тип для общего применения. Обладают хорошей коррозионной стойкостью, прочностью, электропроводностью.
    • Нержавеющая сталь (A2, A4) – для агрессивных сред (химическая, морская, пищевая промышленность), повышенных температур и требований к высокой коррозионной стойкости.
    • Пластиковые (PA6, PP) – для средних и легких условий, обладают диэлектрическими свойствами, стойкостью к УФ-излучению, химически инертны. Часто используются в телекоммуникациях и солнечной энергетике.
    • Оцинкованная сталь – для бюджетных решений в неагрессивных средах.

    2. По типу уплотнения и назначению

    • Клапаны общего назначения (небронированные кабели) – обеспечивают базовую защиту IP54, IP66, IP68 за счет обжима уплотнителя на оболочке кабеля.
    • Клапаны для бронированных кабелей (армoured cable glands) – имеют внутренний зажим брони (обычно проволочную или ленточную). Обеспечивают как герметизацию, так и заземление брони.
    • Клапаны для экранированных кабелей – оснащены контактной пружиной или лепестками для подключения экрана к земле корпуса.
    • Клапаны с защитой от натяжения и кручения (Strain Relief) – имеют усиленный механизм фиксации кабеля, предотвращающий передачу механических нагрузок на внутренние клеммы.
    • Взрывозащищенные клапаны (Ex-d, Ex-e) – сертифицированы для применения во взрывоопасных зонах. Конструкция предотвращает передачу взрыва из корпуса оборудования наружу через кабельный ввод. Имеют маркировку ATEX, IECEx.
    • Термостойкие и огнестойкие клапаны – изготавливаются из материалов, сохраняющих герметичность при высоких температурах или в течение определенного времени при пожаре (стандарт EI).
    • Угловые и панельные клапаны – для монтажа в стесненных условиях или на тонкостенные панели.

    3. По степени защиты IP

    Клапаны являются ключевым элементом для достижения заявленной степени защиты оболочки оборудования.

    • IP54 / IP55 – защита от пыли и брызг воды. Стандартное исполнение.
    • IP66 / IP67 – пыленепроницаемость и защита от сильных струй воды или временного погружения.

    • IP68 / IP69K – длительное погружение под воду под давлением (IP68) или защита от мойки высоким давлением и паром (IP69K). Требуют точного подбора уплотнителей и монтажа.

    Критерии выбора проходного клапана

    Выбор осуществляется на основе строгих технических параметров. Неправильный подбор ведет к нарушению защиты и возможному отказу системы.

    Таблица 1: Основные параметры для выбора клапана
    Параметр Описание и рекомендации по выбору
    Диаметр кабеля Ключевой параметр. Указывается минимальный и максимальный диаметр оболочки кабеля (в мм), на который рассчитан клапан. Уплотнитель должен плотно обжимать кабель. Существуют клапаны с универсальными или сменными уплотнителями под разные диапазоны.
    Резьба монтажного отверстия Наружная резьба клапана (метрическая M, PG или NPT трубная) должна соответствовать резьбе в монтажном отверстии оборудования. Метрическая (M16, M20, M25, M32, M40, M50, M63) – наиболее распространена. PG (PG7, PG9, PG11, PG13.5, PG16, PG21, PG29, PG36, PG42, PG48) – устаревающий, но еще применяемый стандарт. NPT (1/2″, 3/4″, 1″) – североамериканский стандарт.
    Тип кабеля Определяет конструкцию клапана: для небронированного, бронированного (с указанием типа брони: SWA, AWA), экранированного, коаксиального, оптоволоконного кабеля.
    Материал и среда Выбор материала корпуса и уплотнителя в зависимости от окружающей среды: коррозионная активность, УФ-излучение, температура (как низкая, так и высокая), наличие масел, растворителей.
    Степень защиты IP Требуемая степень защиты оболочки оборудования. Клапан должен ее обеспечивать при правильном монтаже.
    Взрывозащита При работе во взрывоопасных зонах требуется клапан с соответствующим сертификатом (Ex-d, Ex-e).
    Механические нагрузки При наличии вибрации, натяжения, кручения необходим клапан с функцией защиты от этих воздействий (Strain Relief).

    Монтаж и основные ошибки

    Качество герметизации на 90% зависит от правильности монтажа.

    1. Подготовка: Убедиться в соответствии клапана диаметру кабеля и резьбе отверстия. Проверить комплектацию.
    2. Разборка: Открутить обжимную гайку и вынуть внутренние компоненты (уплотнители, упорную гайку).
    3. Надевание компонентов на кабель: В строгой последовательности на кабель надеваются: обжимная гайка, упорное кольцо (если есть), корпус клапана, уплотнительные элементы. Важно не перепутать порядок.
    4. Подготовка кабеля: Для бронированных кабелей – зачистка брони на нужную длину, фиксация ее лепестковым зажимом. Для экранированных – отвод экрана.
    5. Ввод в корпус: Кабель вводится в оборудование, корпус клапана накручивается на резьбу отверстия с усилием. Рекомендуется использовать уплотнительную ленту или пасту для резьбового соединения (кроме взрывозащищенных исполнений, где это может быть запрещено).
    6. Обжим: Затягивается обжимная гайка. Уплотнитель должен равномерно обжать кабель без перекоса. Перетяжка может повредить оболочку кабеля или сам уплотнитель.

    Распространенные ошибки: Использование клапана не по диаметру кабеля; неправильная последовательность сборки; отсутствие заземления брони; использование нержавеющего клапана с алюминиевым шкафом (гальваническая пара); перетяжка или недотяжка обжимной гайки; игнорирование требований к направлению ввода (например, снизу для защиты от стекания воды).

    Нормативная база и стандарты

    • ГОСТ Р МЭК 62444-2014 (IEC 62444:2010) – Кабельные вводы для электрических цепей. Общие требования.
    • ГОСТ Р 51330.13-99 (МЭК 60079-19-93) – Монтаж и ремонт взрывозащищенного электрооборудования с видом взрывозащиты «оболочка под избыточным давлением», «искробезопасная электрическая цепь», «заполнение или продувка».
    • IEC 60079-0, IEC 60079-7, IEC 60079-14 – Международные стандарты для взрывозащищенного оборудования.
    • IEC 60529 (ГОСТ 14254-2015) – Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP).
    • ISO 9001 – Системы менеджмента качества производителей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается метрическая резьба (M) от резьбы PG?

Метрическая резьба (М) имеет профиль в виде равностороннего треугольника с углом 60°, шаг измеряется в мм (M20x1.5). Резьба PG (Panzer-Gewinde) – немецкий стандарт, дюймовая трубная резьба с углом профиля 80°. В современных проектах и оборудовании преобладает метрическая резьба. Они не взаимозаменяемы.

Можно ли использовать один клапан для двух или более кабелей?

Нет, категорически не рекомендуется. Каждый кабельный ввод должен обслуживаться отдельным клапаном. Использование одного клапана для нескольких кабелей делает невозможным обеспечение равномерного обжима и герметичности для каждого из них, что нарушает степень защиты IP и может привести к повреждению изоляции.

Как выбрать клапан для кабеля, диаметр которого находится на границе диапазона?

Рекомендуется выбирать клапан, у которого номинальный диаметр кабеля находится в средней трети диапазона. Если диаметр близок к минимальному, есть риск неполного обжатия; если к максимальному – возможна перетяжка и повреждение оболочки. Лучше использовать клапан со сменными уплотнителями под конкретный диаметр.

Нужно ли заземлять экран/броню через проходной клапан?

Да, это одна из ключевых функций клапанов для бронированных/экранированных кабелей. Лепестковый зажим обеспечивает надежный электрический контакт между броней/экраном и металлическим корпусом клапана, который, в свою очередь, через резьбовое соединение контактирует с заземленным корпусом оборудования. Это необходимо для безопасности, защиты от помех и выполнения требований ПУЭ.

Как обеспечить герметичность при использовании клапана на гофротрубе?

Для герметичного ввода кабеля в гофрированной трубе используются специальные клапаны для гофры или адаптеры. Они имеют конусообразный уплотнитель, рассчитанный на внешний диаметр гофры. Стандартный кабельный клапан для этой цели не подходит.

Что означает цветовое кодирование обжимных гаек у некоторых производителей?

Цветовая маркировка (синий, красный, желтый, черный) часто используется для быстрой идентификации диапазона диаметров кабеля или материала клапана (например, синий – никелированная латунь, желтый – нержавеющая сталь). Точная расшифровка указывается в каталоге производителя.

Требуется ли техническое обслуживание проходных клапанов?

Плановое обслуживание заключается в периодической визуальной проверке на отсутствие коррозии, трещин в уплотнителях и сохранение момента затяжки обжимной гайки, особенно в условиях вибрации или значительных перепадов температур. При демонтаже кабеля уплотнительные элементы подлежат замене.

Заключение

Проходной клапан – критически важный компонент в цепи обеспечения надежности и безопасности электроустановки. Его выбор должен основываться не на стоимостных соображениях в первую очередь, а на точном соответствии техническим условиям монтажа: типу и диаметру кабеля, условиям окружающей среды, требуемому уровню защиты и нормативным требованиям. Правильный подбор и квалифицированный монтаж клапана гарантируют сохранение заявленных характеристик оборудования, защиту от преждевременных отказов и обеспечение электробезопасности на протяжении всего срока службы объекта.


Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.