گلند کابل (Cable Gland) چیست؟ انواع، کاربردها و جدول انتخاب

بیشتر خرابی‌های شبکه کابل، از محل ورود کابل به تجهیزات شروع می‌شود، نه از خود کابل.

نقطه‌ای که کابل از محیط آزاد وارد محفظه‌ای حفاظت‌شده می‌شود، نقطه‌ای بحرانی است. اینجاست که گلند کابل (Cable Gland) نقش یک نگهبان را بازی می‌کند؛ نگهبانی که اگر درست انتخاب نشود، کل سیستم را در معرض آب، گرد و غبار، گازهای قابل اشتعال و نویز الکترومغناطیسی قرار می‌دهد.

این مقاله تخصصی از تابان پارس تولید کننده و تامین کننده انواع سینی کابل و نردبان کابل حاصل همان تجربه عملی است.

از کالبدشکافی فنی یک گلند ساده شروع می‌کنم تا به انتخاب گلند ضد انفجار برای یک پالایشگاه می‌رسم.

گلند کابل دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟ تعریف فراتر از کتاب‌ها

در ظاهر، گلند یک اتصال مکانیکی ساده است. اما وظیفه‌اش چندلایه است. طبق استاندارد IEC 62444 که مستقیماً الزامات ساخت و عملکرد گلندها را تعیین می‌کند، گلند باید پنج وظیفه اصلی را همزمان انجام دهد:

• آب‌بندی محیطی : جلوگیری از ورود گرد و غبار و رطوبت به داخل تجهیزات. این همان درجه حفاظت IP است که از IP54 برای فضاهای اداری تا IP68 برای نصب دائم زیر آب و IP69K برای شستشوی پرفشار متغیر است.
• نگهداری مکانیکی کابل : گلند باید نیروهای کششی، فشاری و پیچشی وارد بر کابل را مهار کند. بدون این مهار، کابل از ترمینال داخلی جدا می‌شود و اتصال کوتاه یا جرقه ایجاد می‌کند. استاندارد، الزامات strain relief را دقیقاً مشخص کرده است.
• اتصال به زمین و همبندی : در کابل‌های آرموردار، گلند وظیفه دارد زره فلزی کابل را با امپدانس بسیار پایین به بدنه فلزی تابلو متصل کند. این کار یک مسیر امن برای جریان خطا ایجاد می‌کند. محاسبات نشان می‌دهد که مقاومت این اتصال باید کمتر از ۰.۱ اهم باشد تا در زمان اتصال کوتاه، جریان به درستی تخلیه شود.
• حفاظت در برابر انفجار : در محیط‌های گازی یا غباری (Zone 1, Zone 2, Zone 21, Zone 22)، گلندهای Ex d و Ex e طراحی می‌شوند تا یا مانع عبور شعله شوند، یا از ایجاد جرقه و دمای اضافی جلوگیری کنند.
• سازگاری الکترومغناطیسی : گلندهای EMC با ایجاد یک تماس ۳۶۰ درجه دور شیلد کابل، نویزهای فرکانس بالا را مستقیماً به زمین تخلیه می‌کنند و از ورودشان به داخل تجهیزات حساس جلوگیری می‌نمایند.

پس گلند یک بست ساده نیست. یک جزء مهندسی حیاتی است که همه این وظایف را در یک قطعه جمع کرده است.

کالبدشکافی یک گلند: آشنایی با اجزای داخلی

قبل از اینکه سراغ انواع برویم، باید بدانید داخل یک گلند چه خبر است. یک گلند استاندارد (مثلاً مدل برنجی با روکش نیکل) از ۵ جزء اصلی تشکیل شده است:

1. بدنه : بخش اصلی که رزوه ورودی روی آن قرار دارد و داخل تابلو پیچ می‌شود.
2. مهره کلاهکی : با سفت شدن روی بدنه، واشر آب‌بندی را تحت فشار قرار می‌دهد.
3. واشر آب‌بندی : معمولاً از جنس نئوپرن (NBR) یا سیلیکون ساخته می‌شود. با فشرده شدن دور کابل، مانع نفوذ آب و گرد و غبار می‌شود. نوع سیلیکونی برای دمای بالا (تا ۱۳۰+ درجه سانتیگراد) و نوع نئوپرن برای مصارف عمومی طراحی شده است.
4. واشر تخت : بین بدنه گلند و سطح تابلو قرار می‌گیرد تا آب‌بندی را در محل رزوه تضمین کند.
5. مهره قفلی : از داخل تابلو بسته می‌شود تا گلند را محکم در جای خود فیکس کند.

در گلندهای آرموردار، قطعات بیشتری مثل حلقه اتصال زره و مخروط اتصال اضافه می‌شود. این حلقه وظیفه دارد زره سیمی کابل را محکم بگیرد و با بدنه فلزی گلند تماس الکتریکی کامل برقرار کند.

⚡ سه پارامتری که همیشه قبل از خرید گلند باید چک کنید

• 1. رنج آب‌بندی (Clamping Range): قطر خارجی کابل باید دقیقاً در محدوده گیره گلند بیفتد. اگر گلند خیلی بزرگ باشد، کابل لق می‌زند و نفوذپذیری (IP) از بین می‌رود. اگر خیلی کوچک باشد، هنگام سفت کردن به کابل آسیب می‌زنید یا گلند ترک می‌خورد.
• 2. تطابق رزوه (Thread Standard): رزوه متریک (M)، PG یا NPT بودن گلند باید با رزوه ورودی تجهیز یا تابلو تطابق کامل داشته باشد. استفاده از چسب یا تفلون برای جبران ناهماهنگی رزوه، استاندارد IP را باطل می‌کند و خطر ایمنی ایجاد می‌کند.
• 3. گشتاور سفت کردن (Torque): سفت کردن بیش از حد به اندازه سفت نکردن خطرناک است. برای مثال، گلند M20 معمولاً به 3.5 نیوتن‌متر گشتاور برای مهره کلاهکی نیاز دارد. سفت کردن بیش از حد، واشر را تخریب می‌کند و خاصیت آب‌بندی را از بین می‌برد.

انواع گلند کابل: یک تصمیم مهندسی، نه یک انتخاب ساده

طبقه‌بندی گلندها از چند منظر انجام می‌شود. رایج‌ترین طبقه‌بندی بر اساس نوع کابل و جنس بدنه است.

دسته‌بندی بر اساس نوع کابل و کاربرد

• گلند بدون آرمور : برای کابل‌های ساده بدون زره فلزی. آب‌بندی فقط روی غلاف خارجی کابل انجام می‌شود. مناسب تابلوهای داخلی و مکان‌های غیرصنعتی.
• گلند آرموردار : مخصوص کابل‌های دارای زره سیمی فولادی (SWA). این گلندها زره کابل را می‌گیرند، هم از نظر مکانیکی و هم الکتریکی. گلند Type B ساده‌ترین نوع برای زره سیمی تکی است. Type C و E برای محیط‌های سخت‌تر با آب‌بندی دوگانه طراحی شده‌اند.
• گلند ضد انفجار (Ex d / Ex e): اینجا دیگر بحث ایمنی جانی است. گلند Ex d (ضد شعله) طوری طراحی می‌شود که اگر انفجاری داخل محفظه رخ داد، شعله از گلند خارج نشود. گلند Ex e (ایمنی افزایش‌یافته) از ایجاد جرقه و دمای غیرمجاز جلوگیری می‌کند. این گلندها تحت استاندارد IEC 60079 تست می‌شوند و دارای گواهینامه ATEX و IECEx هستند. گلند LevelEx مثلاً IP66 و IP68 (۱۰ بار، ۱ ساعت) را همزمان با حفاظت Ex d و Ex e ارائه می‌دهد.
• گلند EMC : این گلندها یک فنر یا برس ۳۶۰ درجه دارند که با شیلد کابل تماس می‌گیرد و امپدانس انتقال را به شدت کاهش می‌دهد. در کارخانه‌هایی که VFD (درایو فرکانس متغیر) داریم، اگر روی کابل موتور از گلند EMC استفاده نکنید، نویز به کابل‌های ابزار دقیق نفوذ می‌کند و سنسورها خطای “شبح” می‌دهند.
• گلند دو تکه : زمانی که کابل از قبل سوکت خورده و نمی‌توانید گلند را از سر کابل رد کنید، این نوع گلند که از وسط باز می‌شود، دور کابل بسته می‌شود. نصب سریع و بدون ابزار، مزیت بزرگ آن است.

دسته‌بندی بر اساس متریال بدنه

• پلی‌آمید PA6 (پلاستیک نایلونی): با ۳۰٪ الیاف شیشه تقویت شده است. مقاومت UV و شیمیایی خوبی دارد و وزن آن ۶۰-۸۰٪ کمتر از نمونه فلزی است. قیمت تمام‌شده آن ۴۰-۵۰٪ کمتر از برنج است. محدودیت اصلی: استحکام مکانیکی پایین‌تر و عدم کاربرد در محیط‌های ضد انفجار. دمای کاری از -۴۰ تا +۱۰۰ درجه سانتیگراد را پوشش می‌دهد.
• برنج با روکش نیکل (Nickel-Plated Brass): استاندارد طلایی صنعت. استحکام مکانیکی بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی محیط‌های معمول صنعتی و قابلیت هدایت الکتریکی برای اتصال زمین. برای تابلوهای برق صنعتی، پمپ‌ها، موتورها و نصب‌های عمومی انتخاب اصلی است.
• استیل ضد زنگ ۳۱۶L (Stainless Steel AISI 316L): وقتی محیط واقعاً خورنده است (سکوهای دریایی، پتروشیمی، صنایع غذایی با شستشوی اسیدی)، باید سراغ ۳۱۶L بروید. این آلیاژ با ۲-۳٪ مولیبدن، در برابر خوردگی حفره‌ای (Pitting) ناشی از کلرایدها مقاومت فوق‌العاده‌ای دارد.
• آلومینیوم: وزن بسیار کم و مقاومت به خوردگی مناسب در برخی محیط‌ها. در صنعت هوافضا و تجهیزات قابل حمل استفاده می‌شود.

انتخاب گام به گام گلند: از روی میز کار

گام اول: قطر کابل را دقیق اندازه بگیرید. با کولیس، قطر خارجی کابل (روی غلاف) را در دو سه نقطه اندازه بگیرید و میانگین بگیرید. این عدد باید دقیقاً در محدوده Clamping Range گلند انتخابی شما باشد. رنج گیره گلندهای M20 معمولاً ۶-۱۲ میلیمتر است. تفاوت ۰.۵ میلیمتری هم می‌تواند IP را خراب کند.

گام دوم: نوع کابل را تعیین کنید. آیا کابل زره دارد یا نه؟ زره سیمی است یا نواری؟ قطر زره چقدر است؟ این تعیین می‌کند به گلند Type B نیاز دارید یا Type C.

گام سوم: استاندارد رزوه را چک کنید. رزوه ورودی تابلو یا جعبه تقسیم چیست؟ رزوه‌های متریک (M) با گام ۱.۵ میلیمتر استاندارد IEC هستند. رزوه PG قدیمی‌تر است و هنوز در برخی تجهیزات دیده می‌شود. NPT هم استاندارد آمریکایی است. این سه با هم قابل تعویض نیستند.

گام چهارم: IP مورد نیاز را مشخص کنید. برای محیط داخلی با گرد و غبار کم، IP54 کافی است. برای نصب در فضای باز، IP66 حداقل است. اگر احتمال غرق‌شدگی موقت (مثلاً در چاله‌های کابل) وجود دارد، IP67 لازم است. برای استخرها، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و پمپ‌های شناور، IP68 اجباری است (مثلاً ۳۰ متر زیر آب به مدت ۷ روز).

گام پنجم: نیاز به گواهینامه ضد انفجار را بررسی کنید. اگر پروژه در Zone 1 یا Zone 2 گازی (یا Zone 21, 22 غباری) قرار دارد، باید گلند دارای گواهینامه ATEX/IECEx با علامت Ex d یا Ex e تهیه کنید.

گام ششم: متریال را بر اساس محیط انتخاب کنید. دمای محیط، وجود مواد شیمیایی خورنده، لرزش و ضربه مکانیکی، متریال بدنه را تعیین می‌کند.

جدول انتخاب گلند

این جدول بر اساس رزوه متریک، رایج‌ترین استاندارد حال حاضر صنعت، تهیه شده است. این یک راهنمای سریع است و حتماً باید مشخصات فنی دقیق سازنده را برای تأیید نهایی بررسی کنید.

نصب گلند: اشتباهات رایجی که تجهیزات را نابود می‌کنند

• هرگز رزوه‌ها را با تفلون نپیچید. رزوه گلند یک رزوه مکانیکی مستقیم است، نه tapered. آب‌بندی رزوه باید توسط O-Ring یا واشر تخت انجام شود، نه نوار تفلون. استفاده از تفلون می‌تواند مانع تماس الکتریکی لازم برای اتصال زمین شود.
• به گشتاور سفت کردن پایبند باشید. هر گلند یک گشتاور مشخص دارد. برای مثال، گشتاور مهره کلاهکی برای M20 حدود ۳.۵ نیوتن‌متر است. سفت کردن تا هر جا که محکم شود باعث له شدن واشر می‌شود و آب‌بندی را خراب می‌کند. از آچار ترکمتر استفاده کنید.
• طول رزوه را بررسی کنید. رزوه‌های متریک استاندارد طولی معادل ۱۵ میلیمتر دارند. اگر ضخامت ورق تابلو بیشتر از این باشد، گلند کامل بسته نمی‌شود.
• شیلد کابل را پیگتیل نکنید. در کابل‌های ابزار دقیق، اگر شیلد را به صورت یک سیم باریک تابیده و زیر پیچ گلند ببندید، امپدانس انتقال به شدت بالا می‌رود. راه درست، استفاده از گلند EMC با تماس ۳۶۰ درجه است.
• گلند را در پایین‌ترین نقطه نصب نکنید، مگر اینکه IP68 باشد. اگر گلند IP66 را در کف یک تابلو فضای باز نصب کنید، آب باران می‌تواند دور گلند جمع شود و به مرور نفوذ کند.

سوالات متداول

 تفاوت گلند IP66 و IP68 چیست و کی باید کدام را انتخاب کنم؟

IP66 در برابر جت آب پرقدرت مقاوم است، اما برای غرق‌شدگی دائم طراحی نشده است. IP68 یعنی گلند برای غوطه‌وری مداوم در آب، تحت فشار و زمان مشخص (مثلاً ۳۰ متر به مدت ۷ روز) تست شده است. اگر تابلو در چاله‌ای قرار دارد که ممکن است آب جمع شود، باید IP68 باشد. اگر فقط در معرض باران و شستشو است، IP66 کافی است.

آیا می‌توانم از یک گلند با رزوه PG روی سوراخ متریک استفاده کنم؟

خیر. این دو استاندارد کاملاً متفاوت هستند. رزوه PG زاویه ۸۰ درجه دارد، متریک ۶۰ درجه. گام رزوه‌ها نیز تفاوت اساسی دارد. تلاش برای جا زدن یکی در دیگری منجر به خرابی رزوه، عدم آب‌بندی و از بین رفتن IP می‌شود.

چرا گلند ضد انفجار من IP68 نیست، در حالی که روی آن نوشته IP66؟

گلندهای ضد انفجار (Ex d/e) معمولاً با IP66 و حداکثر IP67 عرضه می‌شوند. دلیلش این است که مسیر تخلیه شعله (Flamepath) در گلند Ex d نباید کاملاً مسدود شود. آب‌بندی مطلق IP68 می‌تواند با فلسفه طراحی ضد شعله تداخل داشته باشد. برخی برندها موفق به ارائه IP68 روی گلندهای Ex شده‌اند، اما این یک دستاورد مهندسی ویژه است.

بهترین متریال برای گلند در محیط‌های ساحلی و دریایی چیست؟

بدون تردید، استیل ضد زنگ ۳۱۶L. برنج نیکل‌اندود شده در برابر نمک و رطوبت بالا به مرور دچار خوردگی گالوانیکی می‌شود، به‌ویژه اگر در تماس با فلزات غیرهمجنس باشد. ۳۱۶L با مولیبدن اضافه، برای این شرایط طراحی شده است.

 گلند EMC چه فرقی با گلند معمولی دارد؟

در گلند معمولی، شیلد کابل به صورت یک سیم باریک (پیگتیل) به شاسی متصل می‌شود. این اتصال در فرکانس‌های بالا (مثلاً هارمونیک‌های VFD) مانند یک سلف عمل می‌کند و نویز را به جای تخلیه، منتشر می‌کند. گلند EMC یک حلقه فنری ۳۶۰ درجه دارد که با تمام سطح شیلد تماس می‌گیرد و امپدانس انتقال را به مقادیر بسیار پایین می‌رساند. نتیجه: نویز مستقیماً به زمین تخلیه می‌شود.

آیا گلند پلاستیکی برای کابل‌های قدرت قابل استفاده است؟

بله، اگر شرایط محیطی اجازه دهد. گلندهای پلی‌آمید با الیاف شیشه (PA6 GF30) استحکام مکانیکی خوبی دارند و برای کابل‌های قدرت تا سطح مقطع‌های متوسط کاملاً مناسب هستند. اما در جایی که لرزش بالا، ضربه مکانیکی یا دمای نزدیک به ۱۰۰+ درجه سانتیگراد دارید، بهتر است سراغ برنج یا استیل بروید.

چطور بفهمم گلند من استاندارد IEC 62444 را دارد؟

باید روی بدنه گلند یا در برگه اطلاعات فنی آن به صراحت به IEC 62444 اشاره شده باشد. این استاندارد، گلند را از نظر anchorage (نیروی کشش)، مقاومت در برابر ضربه و عملکرد IP تست می‌کند. محصولات دارای این استاندارد، شماره گواهینامه و لوگوی مرجع صادرکننده (مثل VDE یا BAS) را دارند.

جمع‌بندی – چک‌لیست نهایی برای گلند

قبل از اینکه برگه سفارش را امضا کنید، این ۷ پارامتر را چک کنید. یک بار چک کردن، جلوی ده‌ها ساعت عیب‌یابی بعد از نصب را می‌گیرد:

1. قطر خارجی کابل : با کولیس اندازه بگیرید.
2. نوع کابل: بدون آرمور، آرمور سیمی (SWA)، آرمور نواری.
3. جنس و قطر زره: اگر کابل آرموردار است، قطر سیم‌های زره را مشخص کنید.
4. استاندارد رزوه و سایز: متریک (M)، PG یا NPT و سایز دقیق آن.
5. درجه حفاظت : بر اساس بدترین شرایط محیطی که تجهیزات تجربه خواهند کرد.
6. متریال بدنه: بر اساس دما، خوردگی و الزامات ایمنی (ضد انفجار).
7. نیاز به EMC: اگر کابل‌های VFD، سیگنال آنالوگ یا شبکه Industrial Ethernet دارید، گلند EMC را فراموش نکنید.

با رعایت این موارد، گلند شما یک نگهبان واقعی برای سیستم الکتریکیتان خواهد بود، نه یک نقطه ضعف پنهان.