Kabelwartel kiezen — IP-klasse, trekontlasting en EMC-afscherming

De gids over aarding en EMC bij frequentieomvormers behandelt waarom een 360°-afscherming van de motorkabel essentieel is voor EMC-prestaties. Dit artikel gaat een stap verder terug: naar de kabelwartel zelf, het onderdeel waarmee de kabel de behuizing binnenkomt, en dat tegelijk drie functies moet vervullen die vaak onderschat worden. Voor de ATEX-specifieke variant van kabelinvoeringen, zie de gids over ATEX-kabelinvoeringen Ex-d/Ex-e; dit artikel behandelt de algemene, niet-ATEX-toepassing.

Functie 1 — IP-afdichting

De eerste functie van een kabelwartel is het behouden van de IP-beschermingsgraad van de behuizing waarin de kabel binnenkomt. Dit werkt alleen als de klemring van de wartel daadwerkelijk op de buitendiameter van de specifieke kabel past — elke wartel heeft een opgegeven klembereik (bijvoorbeeld M20 met een klembereik van 6-12 mm), en een kabel met een diameter buiten dat bereik, of een wartel die simpelweg te ruim of te krap voor de kabel is gekozen, tast de IP-afdichting aan, ook al is de wartel zelf voor de juiste IP-klasse gecertificeerd.

Functie 2 — trekontlasting

De tweede functie is trekontlasting: de wartel moet de kabel mechanisch zo vastklemmen dat trekkrachten op de kabel (bijvoorbeeld bij het slepen van een kabelboom, of gewicht van een hangende kabel) niet worden overgedragen op de aansluitklemmen binnen de behuizing. Een wartel die alleen de IP-afdichting verzorgt maar onvoldoende klemkracht op de kabelmantel uitoefent, laat de trekkracht direct doorwerken tot op de aansluiting, met risico op losraken of breuk van de aderaansluiting na verloop van tijd.

Functie 3 — EMC-afscherming (360°)

Bij een afgeschermde kabel (bijvoorbeeld een motorkabel bij een frequentieomvormer) heeft de wartel een derde, optionele maar bij EMC-gevoelige toepassingen essentiële functie: het rondom (360°) doorverbinden van de kabelafscherming met de behuizing, in plaats van de afscherming alleen via een enkele aansluitdraad ("pigtail" of draindraad) te aarden. Een pigtail-aansluiting werkt goed voor laagfrequente signalen, maar bij de hoogfrequente schakelflanken van een frequentieomvormer gedraagt die enkele draad zich als een inductantie die de afschermwerking bij hoge frequenties sterk vermindert. Een EMC-wartel met een 360°-contactring maakt in plaats daarvan rondom contact met de buitenmantel van de afscherming, wat de afschermwerking over een veel breder frequentiebereik behoudt.

Let op: een gewone (niet-EMC) wartel monteren op een afgeschermde kabel en de afscherming vervolgens via een pigtail aarden, is op zich geen fout in de zin van veiligheid — maar het ondermijnt het hele doel van het gebruik van afgeschermde kabel voor EMC-onderdrukking. Zie de gids over aarding en EMC bij frequentieomvormers voor de achtergrond.

Praktische relevantie

Bij het monteren van kabelinvoeringen in een verdeler, schakelkast of motorklemkast is het van belang de wartel te kiezen op basis van alle drie de functies tegelijk: de juiste IP-klasse voor de omgeving, het juiste klembereik voor de gekozen kabeldiameter, én — bij afgeschermde kabel in een EMC-gevoelige toepassing — een wartel met 360°-contactring in plaats van een gewone wartel met pigtail-aansluiting.

Veelgemaakte fouten

1. Een wartel kiezen op basis van de schroefdraadmaat alleen, zonder te controleren of het klembereik daadwerkelijk bij de kabeldiameter past.
2. Een gewone wartel gebruiken op een afgeschermde motorkabel en de afscherming via een pigtail aarden, waardoor de afschermwerking bij hoge frequenties grotendeels verloren gaat.
3. De trekontlastingsfunctie verwaarlozen door de wartel niet voldoende aan te draaien, waardoor kabelgewicht of trekkrachten uiteindelijk op de aansluitklemmen komen te staan.
4. Een wartel met een lagere IP-klasse gebruiken dan de behuizing zelf, waardoor de zwakste schakel in de keten de IP-klasse van de hele installatie bepaalt.

Gerelateerd

• Aarding en EMC bij frequentieomvormers
• ATEX-kabelinvoeringen Ex-d/Ex-e