Wenn Sie jemals eine Produktionshalle betreten oder einen abgelegenen landwirtschaftlichen Standort überwacht haben, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Sie über ein Bündel dünner, farblich gekennzeichneter Drähte gestolpert sind, die in einer Schutzhülle stecken. Seit Jahrzehnten sind diese Leitungen – meist mehradrige Instrumentierungskabel – das stille Rückgrat der Prozesssteuerung, Datenerfassung und industriellen Überwachung und übertragen Niederspannungs- und Schwachstromsignale zwischen Sensoren, Steuerungen und Datenloggern. Als Lieferant dieser Kabel wird mir mindestens ein Dutzend Mal pro Woche die gleiche Frage gestellt: Kann ein mehradriges Instrumentierungskabel im Freien verwendet werden? Es gibt keine Ja- oder Nein-Antwort, und es gibt auch keine Einheitslösung. Sehen wir uns also an, wie ein Kabel im Freien funktioniert, welche Fallstricke es häufig gibt und wie unsere Produkte in diese anspruchsvollen Räume passen.
Lassen Sie uns zunächst klarstellen, was ein Multicore-Instrumentierungskabel ist und wozu es entwickelt wurde. Im Gegensatz zu Stromkabeln, die Hochspannung zum Betrieb von Maschinen übertragen, sind Instrumentierungskabel für die Übertragung winziger, empfindlicher Signale konzipiert: eine Temperaturmessung von einer Sonde in einem Feld, eine Druckmessung von einer Pipeline oder ein Vibrationssignal von einem Gerät im Freien. Sie bestehen normalerweise aus mehreren verdrillten Paaren isolierter Leiter, die gebündelt und zum Schutz oft in zusätzliche Schichten eingewickelt sind. Dieses Twisted-Pair-Design ist von entscheidender Bedeutung: Es eliminiert elektromagnetische Störungen (EMI) von nahegelegenen Stromleitungen, Funksignalen oder Motoren, die andernfalls die schwachen Messwerte verfälschen würden.
Wenn Leute nach der Verwendung im Freien fragen, fragen sie in Wirklichkeit nach zwei großen Problemen: Umweltschäden durch die Elemente und Leistungseinbußen, die die Signalgenauigkeit beeinträchtigen. In einem klimatisierten Fabrikraum funktioniert ein einfach isoliertes mehradriges Kabel einwandfrei. Draußen haben Sie es mit extremen Temperaturen, UV-Strahlung, Feuchtigkeit, Schmutz und sogar kleinen Lebewesen wie Nagetieren zu tun, die durch die Isolierung fressen. Die gute Nachricht ist, dass nicht alle Multicore-Instrumentierungskabel gleich sind – und es spezielle Modelle gibt, die für diese Herausforderungen entwickelt wurden.
Beginnen wir mit dem größten Feind von Außenkabeln: Wasser und Feuchtigkeit. Wenn Sie jemals einen Gartenschlauch im Regen stehen gelassen haben, wissen Sie, wie schnell Wasser in dünne Materialien eindringen kann. Bei Instrumentenkabeln kann bereits eine geringe Menge Feuchtigkeit in der Isolierung oder den Leitern Kurzschlüsse, Korrosion von Kupferdrähten oder Lecksignale verursachen. Aus diesem Grund verwenden mehradrige Kabel für den Außenbereich einen Kern aus Komponenten, die dem Eindringen von Wasser standhalten. Viele haben ein wasserabweisendes Band oder Gel um das Leiterbündel gewickelt, das Lücken füllt und verhindert, dass Wasser entlang der Länge des Kabels eindringt. Einige verwenden auch einen festen Außenmantel, der wasserundurchlässig ist, im Gegensatz zu Kabeln, die nur für den Innenbereich bestimmt sind und möglicherweise über einen dünnen, atmungsaktiven Mantel verfügen, um die Wärme abzuleiten.
UV-Strahlung ist ein weiterer stiller Killer. Die UV-Strahlen der Sonne zersetzen Kunststoffe und Gummi mit der Zeit, wodurch sie spröde, rissig und reißanfällig werden. Kabel für den Innenbereich sind dieser ständigen Belastung nie ausgesetzt, Kabel für den Außenbereich benötigen jedoch einen UV-stabilisierten Außenmantel. Aus diesem Grund finden Sie bei uns unsere für den Außenbereich geeigneten Multicore-Instrumentierungskabel (wie die auf unserer Produktseite vorgestellten).Multicore-Instrumentierungskabel) sind für eine direkte Sonneneinstrahlung über Jahre und nicht nur über Wochen ausgelegt. Wir testen diese Kabel, indem wir sie in einem Labor beschleunigtem UV-Licht aussetzen, jahrelange Sonneneinstrahlung im Freien simulieren und überprüfen, ob ihre Ummantelungen flexibel und intakt bleiben. Ohne diese Einstufung wird selbst ein hochwertiges Kabel innerhalb weniger Saisons reißen, wenn es an einem Zaun entlang gespannt oder auf einem Feld vergraben wird.
Als nächstes kommen Temperaturextreme. Stellen Sie sich ein Kabel in Arizona vor, wo die Mittagstemperaturen im Sommer bis zu 120 °F (49 °C) erreichen können, oder im Norden Kanadas, wo die Tiefsttemperaturen im Winter auf -40 °F (-40 °C) fallen. Normale Isolierungen können bei Hitze weich werden oder schmelzen, bei Kälte jedoch hart und spröde werden. Mehradrige Außenkabel verwenden Isoliermaterialien, die für diese großen Temperaturbereiche ausgelegt sind – normalerweise etwas wie vernetztes Polyethylen (XLPE) oder Polyvinylchlorid (PVC), das für extreme Hitze und Kälte modifiziert wurde. Einige verwenden sogar eine Ummantelung aus thermoplastischem Elastomer (TPE), die auch bei eisigem Wetter flexibel bleibt, sodass Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass sie reißt, wenn Sie sie während der Installation festziehen.
Nun geht es nicht nur um den Mantel – die Signalintegrität ist bei Instrumentenkabeln immer noch nicht verhandelbar. Selbst im Außenbereich benötigen Sie diesen EMI-Schutz. Deshalb sind die meisten Outdoor-Multicore-Kabel auch geschirmt. Eine Folien- oder Geflechtabschirmung um das Leiterbündel herum blockiert elektromagnetische Störungen von nahegelegenen Stromleitungen, Funkgeräten oder sogar Blitzeinschlägen, sodass Ihr Signal sauber bleibt. Einige leistungsstärkere Modelle verfügen über eine doppelte Abschirmung für zusätzlichen Schutz in lauten Umgebungen wie in der Nähe von Windkraftanlagen oder Industriepipelines. Wenn Sie keine Abschirmung haben, kann das elektrische Rauschen im Freien dazu führen, dass die Messwerte Ihres Sensors unbrauchbar werden – Sie denken möglicherweise, dass ein Temperaturmesswert falsch ist, obwohl es sich lediglich um elektromagnetische Störungen handelt, die Störungen verursachen.
Aber hier ist die Sache: Nicht alle Outdoor-Multicore-Kabel sind gleich, und die Wahl des falschen Kabels kann zu Kopfschmerzen führen. Wenn Sie beispielsweise eine kleine Anzahl von Sensoren anschließen müssen, a2 Paar Instrumentenkabelkönnte perfekt sein. Es ist kompakt, einfach zu installieren und verfügt über genügend Paare für zwei Sensoren oder Geräte. Für größere Aufbauten, wie ein Feld mit 8 oder 10 Temperatursonden, a4 Paar InstrumentenkabelOder ein mehradriges Kabel mit mehr Paaren funktioniert besser, da alle Ihre Verbindungen in einem Strang statt in mehreren kleineren Kabeln organisiert bleiben. Wir führen auchInstrumentenpaarkabel, was ideal ist, wenn Sie einzelne Paare benötigen, die auch in Außengehäusen separat terminiert werden können.
Eine weitere Überlegung ist, wie Sie das Kabel installieren möchten. Wenn Sie es unter der Erde vergraben, benötigen Sie einen anderen Schutz als wenn Sie es oberirdisch auf Masten verlegen. Direkt vergrabene Kabel verfügen über einen dickeren, widerstandsfähigeren Mantel, der Einstichen durch Steine oder Bodenbewegungen standhält, und verfügen häufig über eine zusätzliche Wassersperre, um das Eindringen von Grundwasser zu verhindern. Wenn Sie das Kabel über der Erde verlegen, etwa entlang einer Zaunlinie oder über einem Gebäude, benötigen Sie ein Kabel, das UV-stabilisiert ist und Temperaturschwankungen aushält. Außerdem ist es beständig gegen Chemikalien wie Herbizide oder Streusalz, wenn es sich in der Nähe einer Straße befindet. Es gibt auch Kabel, die für den Einsatz in Kabelkanälen oder Luftinstallationen ausgelegt sind, sodass Sie das Kabel an Ihre spezifische Installationsmethode anpassen können.
Moment, wie sieht es mit Compliance aus? Für viele industrielle Anwendungen, insbesondere in Europa, gelten strenge Standards für Instrumentierungskabel. Der BS5308-Standard legt beispielsweise Anforderungen an die Leistung und Prüfung von Instrumentenkabeln fest, die in der Prozessindustrie eingesetzt werden. Wenn Sie an einem Projekt arbeiten, das BS5308 erfüllen muss, sollten Sie sicherstellen, dass Ihr Außenkabel nach diesem Standard zertifiziert ist. UnserBS5308-InstrumentierungskabelDie Linie wurde entwickelt, um genau diese Anforderungen zu erfüllen, sodass Sie sicher sein können, dass sie in Industrieumgebungen im Freien zuverlässig funktioniert, unabhängig davon, ob Sie die Außentanks einer Chemiefabrik oder die Ausrüstung eines Umspannwerks überwachen.
Ich habe zu viele Projekte gesehen, bei denen jemand versucht hat, ein paar Dollar zu sparen, indem er draußen ein Multicore-Kabel für den Innenbereich verwendet hat, und es ging innerhalb eines Jahres nach hinten los. Wir haben einmal mit einem Bauernhof zusammengearbeitet, der normale Innenkabel verwendet hat, um Wettersensoren auf einer Fläche von 50 Hektar miteinander zu verbinden. Innerhalb von 18 Monaten hatte die Sonne Risse in den Jacken hinterlassen, Regen war eingedrungen und die Hälfte der Sensoren lieferte falsche Messwerte. Sie mussten Hunderte Meter Kabel ausgraben und ersetzen – was sie viel mehr kostete, als wenn sie von Anfang an das richtige Kabel für den Außenbereich gekauft hätten. Aus diesem Grund betonen wir gegenüber unseren Kunden immer, dass die zusätzlichen Vorabkosten eines für den Außenbereich geeigneten Multicore-Instrumentierungskabels nichts im Vergleich zu den Kosten für Ausfallzeiten und Reparaturen sind.
Natürlich gibt es Einschränkungen. Selbst das beste Outdoor-Kabel ist nicht unzerstörbar. Wenn Sie es durch einen stark abrasiven Bereich verlegen, beispielsweise wenn schweres Gerät darüber fährt, müssen Sie möglicherweise einen Schutzschlauch hinzufügen oder ein Kabel mit einer besonders robusten Panzerung wählen. Oder wenn Sie sich in einem Gebiet mit viel Nagetieraktivität befinden, benötigen Sie möglicherweise ein nagetierresistentes Kabel, dessen Mantel für Nagetiere unangenehm ist (normalerweise eine metallverstärkte Schicht oder ein robustes synthetisches Material). Aber für die meisten Standardanwendungen im Freien – Sensorüberwachung, landwirtschaftliche Erfassung, Fernsteuerung von Geräten – reicht ein einfaches, für den Außenbereich geeignetes mehradriges Kabel vollkommen aus.
Auch die richtige Installation ist wichtig, auch mit dem richtigen Kabel. Man kann es nicht einfach locker zwischen zwei Stangen aufhängen und Schluss machen. Wenn Sie es zu eng betreiben, können Temperaturschwankungen dazu führen, dass es sich ausdehnt und an den Anschlüssen zieht, was zu Signalverlust führt. Wenn Sie überschüssiges Kabel auf dem Boden liegen lassen, kann sich darin Wasser ansammeln, sich Schmutz festsetzen oder darauf getreten werden. Wenn Sie darauf achten, die richtigen Steckverbinder für den Außenbereich zu verwenden – versiegelte, wasserdichte Steckverbinder – verlängern Sie außerdem die Lebensdauer Ihrer Installation, da selbst das beste Kabel nicht funktioniert, wenn der Verbindungspunkt Feuchtigkeit ausgesetzt ist.
Als jemand, der seit über einem Jahrzehnt in dieser Branche tätig ist, kann ich sagen, dass Multicore-Instrumentierungskabel durchaus in Außenumgebungen verwendet werden können – Sie müssen nur das richtige auswählen. Innenkabel sind für kontrollierte Umgebungen konzipiert, für den Außenbereich geeignete Multicore-Kabel sind jedoch so konstruiert, dass sie den Elementen standhalten und dennoch die präzisen, rauschfreien Signale liefern, für die die Instrumente konzipiert sind. Ob Sie ein kleines benötigen2 Paar Instrumentenkabelfür ein paar Hinterhofsensoren oder einen HochleistungssensorMulticore-InstrumentierungskabelFür einen großen Industriestandort haben wir Optionen, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.
Wenn Sie ein Outdoor-Projekt planen und nicht sicher sind, welches Kabel das richtige für Sie ist, oder wenn Sie Hilfe bei der Behebung von Signalproblemen bei einer bestehenden Installation benötigen, steht Ihnen unser Team gerne zur Seite. Wir verkaufen nicht nur Kabel – wir arbeiten mit Ingenieuren, Landwirten und Facility Managern zusammen, um die Lösung zu finden, die für ihre spezifischen Outdoor-Herausforderungen am besten geeignet ist. Lassen Sie nicht zu, dass die Elemente Ihr Überwachungs- oder Steuerungssystem entgleisen – wenden Sie sich noch heute an unser Team, um Ihre Anforderungen zu besprechen und ein individuelles Angebot für das richtige Multicore-Instrumentierungskabel für Ihre Outdoor-Anforderungen zu erhalten.
Referenzen
- Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC). (2019). IEC 60227: Isolierte Kabel für Nennspannungen bis einschließlich 450/750 V.
- British Standards Institution (BSI). (2020). BS5308: Spezifikation für Instrumentierungskabel zur Prozessmessung und -steuerung.
- Nationaler Verband der Elektrohersteller (NEMA). (2021). NEMA WC 5: Strom-, Steuer- und Instrumentierungskabel.
- Underwriters Laboratories (UL). (2022). UL 758: Standard für isolierte Drähte und Kabel.
- Rogers, J. (2018).Instrumentierungskabel: Design, Prüfung und Anwendung. Industriepresse.
