CMP防爆格蘭產品特點、應用領域及選型指導

CMP工業和危險區域電纜密封接頭及附件

上海頤品自動化科技有限公司

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CMP Products - Leading the Way in Hazardous Areas，a Global Solutions Provider of Cable Glands, Cable Connectors, and Complementary Cable Related Products & Accessories.

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CMP產品的可靠質量在各個工業領域蜚聲全球，在工業用和危險區電纜密封接頭的設計和制造上享有Specialist之美譽。CMP產品在端終電纜領域始終處于leader，致力于滿足客戶需求，提供從標準到特殊產品的各種解決方案，CMP產品積極關注應用和安裝者的要求，同時及時跟進標準和規格上的變化。CMP產品始終與國內和國際標準的更新保持一致，而這些標準是使用于易燃易爆環境中產品所必須達到的。根據IEC 60079的第1和第7部分，許多用于區域1,2,21和22危險區的電纜密封接頭產品多年來一直擁有雙重認證，即防爆'd'型（Ex d）和增安'e'型（Ex e）保護形式。這兩種保護形式已經包括了大多數對于用于危險區域設備的要求，但是還有其他的保護形式，如區域2的Ex n裝置，Ex d和Ex e的電纜接頭還不足以確保安全。考慮到類別II 3 GD中的限制呼吸型Ex nR設備，選擇合適的電纜密封接頭以確保安裝設備的整體性非常重要，因為一些Ex d電纜密封接頭并不能達到IEC 60079-15中規定的Ex nR設備的測試要求。

CMP產品于是超先一步，率先從雙重認證走向Ex d，Ex e&Ex nR三重認證，從而使電纜密封接頭創歷史地能真正地與更多種類的設備相匹配，給市場帶來真正的全能解決方案。毋庸置疑，這一在電纜密封接頭認證上的突破，使得用于區域1和區域2或區域21和區域22等危險區設備上的電纜密封接頭標準化成為可能。世界上多個國家標準都采納和整合了IEC標準，包括歐盟標準（EN)，加之IECEx認證機制的廣泛應用、認知度和影響力，為CMP產品這樣的不斷創新的制造商提供了一個全新的推動力。現在我們能夠提供通過CENELEC/ATEX和IECEx兩項認證體系的電纜連接解決方案，從而我們擁有雙重標識的產品能安裝于世界各地的危險環境中。

CMP電纜密封接頭簡介和制造和應用標準（CMP cable gland）

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電纜密封接頭（格蘭）是電纜進線的機械裝置，材質可分為金屬和非金屬，在各個行業中與電纜和電線用于電氣、儀表和自動系統中。電纜密封接頭（格蘭）可用于各種不同的電力、控制、儀表、數據和電信電纜。作為密封和端終的裝置，它能夠保證電纜穿入的箱體的特性能夠充分地維持和延續。

CMP電纜密封接頭（格蘭）的主要作用如下：

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）通過在電纜外護層上的密封提供防水防塵的保護，將灰塵和水汽阻隔在電氣或儀表的箱體外面。

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）當使用金屬材質時對于鎧裝電纜可以提供接地的延續性。

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）對電纜提供支撐力，防止電纜被拉出。

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）當在有較高防護等級要求的情況下在電纜進接線箱處提供額外的密封保護。

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）通過選配相應的附件保證電纜進線處的防護等級。

◆CMP電纜密封接頭（格蘭）在危險區域應用時，可達到其所裝入的箱體的防護等級。

在過去的數年中，由于電力行業在英國的快速擴張，對于電纜密封接頭（格蘭）精確的通用標準成為業界所需，由此出現了GDCD 190。而在隨后的英國標準BS 4121才實現了最初的目標，當時行業獲得了進一步的發展并日益成熟。在上世紀70年代，BS6121取代了原有的BS4121，并引入了在歐洲廣泛使用的公制度量體系。

目前，另有歐洲標準EN50262，盡管它并非完全取代BS6121，但它為制造商提供了不同的應用標準。需要注意的是如果產品根據BS6121設計制造，該產品能夠很容易地滿足EN 50262的要求；而如果產品按照EN 50262的標準生產制造，它可能就不能完全符合BS6121的要求。目前正在準備一個新的關于電纜密封接頭（格蘭）的IEC標準，IEC62444會被重新審閱并于近期發布。用戶在使用時需要確認所選的電纜密封接頭（格蘭）對于其所端終的電纜來說是正確的尺寸和型號。歐洲電纜密封接頭（格蘭）標準EN50262:1999要求電纜密封接頭（格蘭）根據他們的特性和應用進行分類。因此，用戶根據EN50262進行電纜密封接頭（格蘭）的選型時需要明確地知道所需要的EN50262的等級。若沒有明確的定義，選型錯誤很可能會發生。

CMP防爆密封接頭（格蘭）用于關鍵場合的電纜保護

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在進行電氣設備安裝時，電纜的端終應由經過培訓且有安裝經驗的人員進行，而且，選用正確的電纜進線裝置或電纜密封接頭（格蘭）非常重要。比如，使用普通的非鎧裝電纜時，應使用一個電纜密封裝置能夠在電纜的外護層上形成有效的密封。選用適合該非鎧裝電纜的電纜密封接頭（格蘭）時，也需要考慮電纜是否容易受損，這對于儀表電纜尤其重要。有兩個重要的因素會影響電纜長期的性能，一是電纜密封接頭（格蘭）的密封類型和設計，二是密封方式無法逆轉地或過度密封在電纜上的可能性。在一些應用中，有可能需要提供電纜的機械防護從而防止電纜被損毀或完全由于意外的機械或其他大物體的碰撞。這種機械保護可由金屬柔性管對每根導線進行單獨防護或是整根非鎧裝電纜。另外一個方法是金屬電纜護層或是電纜結構中有鎧裝層。當電纜有防護金屬層或鎧裝層時，在鎧裝層下電纜可能會有內護層，有時這種情況下這層內護層會由帶有絕緣導線的聚合物層或管替代。電纜密封接頭（格蘭）用于鎧裝電纜時，僅帶有外護層密封的型號可用于鎧裝層下沒有內護層的電纜；帶有雙密封（內、外密封）的型號用于鎧裝層下有內護層的電纜。

CMP電纜密封接頭（格蘭）有以下不同密封方式及詳細說明如下：

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總體來說在電纜內護層上有5種不同的密封形式，分別是：

1、壓緊式密封 2、位移式密封 3、膜式密封 4、補償位移密封（CDS）系統5、膠泥式密封

1、壓緊式密封（密封圈）

壓緊式密封采用熱固性橡膠作為密封圈，在其外圈上有V形凹槽或叫“軟背”式設計，當密封圈的兩邊同時均勻受力被擠壓時，密封圈就會產生向下的形變壓在電纜內護層上。

2、位移式密封（密封圈）

位移式密封不采用“軟背”式設計，而是采用漸進式的錐度逐步在電纜上形成有效密封，能夠有效地控制格蘭密封圈在電纜內護層上的壓力。

3、膜式密封

膜式密封采用有彈性的熱固性薄膜，該薄膜通常裝在鎧裝錐上，通過該薄膜在電纜上形成隔爆密封。

4、補償位移密封（CDS）系統（密封圈）

補償位移密封系統采用的是位移密封，所不同的是運用了補償器盡可能減小或控制對電纜內護層的壓力。

5、膠泥密封（環氧樹脂膠泥）

膠泥密封是由技術人員在現場安裝時使用，主要用于危險區域，應用時須把電纜內護層剝去，采用可固化的樹脂膠泥在導線周圍進行密封，這些樹脂膠泥需經過在危險區域應用的特殊測試。

防洪保護規范DTS01:91

海上平臺的常規緊急防洪系統測試的要求每分鐘最多要從工藝區域的模塊中倒出30000升水，為了與該要求相匹配，設備制造商必須保證他們的產品通過該種環境的使用測試。《DTS01測試規范》由殼牌英國和ERA科技聯合發起，自1991年發表以來，它已經廣泛地被所有主要海上平臺運營商所接受，并成為了防洪保護方面的標準。海上安裝的電氣設備可能會安裝于有緊急防洪設施的區域，這些暴露在外的設備必須能夠有效地防止水的進入，否則當設備暴露于易燃環境中時會成為潛在的起火源。DTS01的制訂通過模擬暴露于真實的洪水環境和潛在的危險區域為電氣設備、部件、裝置和馬達的測試提供了標準方法，這一標準被公認為超出了任何基于IEC60529進線處防護的測試，因為從長期來看暴露于典型的海事環境中，其實際情況要遠比IEC60529中所列的復雜得多。

防洪測試采用預先設定好溫度的水束用中等速度噴出，其壓力為3.5-4.5巴。為了讓測試更接近于真實情況，一些額外的環境情況也被考慮其中，如根據測試設備的不同有處于震動環境中或熱老化等。考慮這些因素的目的是為了在測試前，讓設備中的密封圈加速模擬老化，即在正常工作溫度下模擬20年的運行時間。對于電纜密封接頭（格蘭）來說考慮密封圈的快速熱老化比防震測試更重要，將電纜密封接頭（格蘭）置于一個潮濕的腔體內14天，其中溫度為95°C，相對濕度為90%，接下來在進行防洪測試前再把溫度升為100°C，放置14天。然后將電纜密封接頭（格蘭）安裝于設備上，并把設備加熱模擬其正常工作時的環境溫度，再用冷水模擬洪水噴射，從而形成了內部的真空，若防洪密封圈不能正常工作，水會通過電纜密封接頭（格蘭）進入設備中。

在CMP，考慮到電氣設備的熱循環效應，電纜密封接頭（格蘭）密封圈的老化被認為是影響真正長期防洪保護的主要因素。卓有成效的是CMP研發了一系列創新型的電纜密封接頭（格蘭），并有充分的信心，包括T3CDS系列，已經經過了復雜的測試要求。在第三方嚴格的審議下，根據上述的加速老化規范，CMP有足夠的依據證明CMP產品的電纜密封接頭（格蘭）能夠在這些環境中經久耐用，而并非所有的電纜密封接頭（格蘭）制造商能夠滿足所有這些規則的要求。

用于鎧裝（編織）電纜的帶有防洪保護的電纜密封接頭（格蘭），真正的防洪密封保護的特點之一即讓它區別于其他標準的電纜密封接頭（格蘭）是帶有防洪密封圈。防洪密封圈裝于電纜密封接頭（格蘭）主體截斷電纜編織鎧裝處，用于防患一些在全球各地海事環境中出現過的特定的且會導致巨大損失的問題。在引入高耗能的緊急防洪系統之前，大多數海事環境中遇到的問題是電纜的編織鎧裝過早地發生腐蝕，這是由于水汽通過鎧裝端終的組件縫隙進入鎧裝腔體內，即便電纜密封接頭（格蘭）通過了進線處防護等級IP66甚至更高的測試。

經過研究發現，事實證明在啟動或關閉電氣設備時，熱循環效應會引起設備內部壓力增大或減小，壓力的變化進而會使得水在電纜密封接頭（格蘭）的接口處有機會產生毛細管作用，也就意味著電纜編織鎧裝很快會被鹽水污染，這種情況下會導致快速破壞甚至造成電纜編織鎧裝（通常為鍍鋅鋼絲）腐蝕而斷裂。在主要的油氣運營公司的經驗中，上述問題的嚴重性被認識到是在檢測電纜接地性的過程中，因為此時電纜完全沒有接地的連續性。

CMP產品為應對上述嚴重的問題，尤其是在越來越頻繁的暴露于鹽水中會出現的狀況，同時進一步體現防洪測試的要求，CMP成為了第一個將防洪保護引入電纜密封接頭（格蘭）設計的廠商。當然，這一設計在組成鎧裝端終連接的電纜密封接頭（格蘭）部件形成了有效的密封，如下圖所示。需要提起注意的是，能夠達到IP67或IP68的但不具備防洪密封圈的電纜密封接頭（格蘭），有極大可能該產品無法通過DTS01:91防洪測試，在實際情況下難以確保海事環境中安裝對鎧裝的長期保護。

CMP電纜密封接頭（格蘭）選型指導

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選擇用于工業安裝的電纜密封接頭（格蘭）需要考慮多重因素，若忽視了這些因素可能會在將來設備和電纜到達現場后引起不必要的麻煩，比如在最急需的時候發現電纜密封接頭（格蘭）漏訂或者訂錯了型號和尺寸。在此建議您為電纜密封接頭（格蘭）的選型提前作計劃并預留充分的準備時間，以避免在關鍵的安裝時刻引起重大延誤。當用戶或承包商已經有了詳細的電纜參數，需要進行電纜密封接頭（格蘭）選型時，CMP產品非常樂意協助此項工作，且不會收取任何費用。關于此項服務的更多信息請與CMP產品代理商上海頤品公司聯系。

以下是關于電纜密封接頭（格蘭）選型時需要仔細考慮的一些問題：

1、確認使用的電纜的類型

2、確定電纜的結構、尺寸和材質

3、如果電纜是鎧裝的，核對下述信息：

（1）確認電纜鎧裝的類型和材質*

（2）確認電纜鎧裝的短路錯流等級**

（3）根據CMP產品目錄，確認電纜內護層（若有）的實際直徑

（4）根據CMP產品目錄，確認電纜鉛包下（若有）直徑

（5）根據CMP產品目錄，確認電纜的外徑

（6）根據CMP產品目錄，確認電纜鎧裝（若有）的尺寸和類型

（7）確認關于防腐蝕方面的任何特殊環境要求

（8）確認電氣接線設備的材料以盡可能避免使用不同金屬材質

（9）考慮是否需要對電纜密封接頭（格蘭）采用防護鍍層進行保護

（10）確認電氣接線設備的開口尺寸和類型

（11）確認電氣設備或現場的進線處防護等級要求

（12）確認需要單密封或雙密封的電纜密封接頭（格蘭）

（13）確認是否需要進口螺紋密封圈以達到IP66（或IP67/IP68）的防護等級

（14）確認是否需要固定用附件如螺母，防水墊片和防震菊花墊片，接地片和護套

（15）從本產品目錄中選擇相應的電纜密封接頭（格蘭）

（16）對于危險區域的安裝，要根據不同的標準引入特殊的規范要求

（17）確認是否需要防爆轉接頭來進行安裝，從CMP產品目錄中選擇相應的轉接頭

（18）確認是否需要防爆堵頭來封堵暫不用的進線口，從CMP產品目錄中選取相應的堵頭

注釋*：如果電纜鎧裝采用非標準的材質，如鋁絲鎧裝，可能需要考慮采用不同的電纜密封接頭（格蘭）的材質，如鋁。

注釋**：對于某些中高壓的電纜，可能會有超過普通接地片標準的強錯流在電纜鎧裝中通過，這時有必要考慮使用CMP帶有接地片鑄成一體（CIEL）的電纜密封接頭（格蘭）的方案。

危險區域定義

危險區域防護形式：ZONE 0，ZONE 1，ZONE 2

根據IEC標準，按照IEC60079-10危險區域分區的定義和防護形式主要用于氣體和蒸汽的危險環境，詳細如下：

ZONE 0，易燃易爆氣體持續存在或長期存在的區域（如超過每年1000小時）

ZONE 1，易燃易爆氣體在正常運行狀態時存在的區域（如每年10-1000小時）

ZONE 2，易燃易爆氣體在正常運行狀態時通常不存在，但如果有也僅存在短暫的時間（如每年少于10小時）

危險區域防護形式

總體而言，電氣安全通過執行下述兩個方面之一來實現，比如電氣設備處于理論上的危險區域之外；電氣設備的設計、安裝和維護均按照其所在區域的標準。有多種不同的防護形式來執行不同的設備標準，設備設計師可據此設計危險區域使用的產品、設備或系統。主要的防護形式的詳細說明如下：

防護形式Ex d（隔爆型d） IEC60079-1–

隔爆型d設備可能會包括電弧和火花（或易燃）的裝置，也可能內部會有爆炸混合物。設備結構的設計包括了內部的易爆物和防止足夠的外部能量傳輸到內部引起爆炸。任何接點、封蓋或開口都要包括隔爆通路，并且需要定期檢查和一直保持設備的整體隔爆保護。

防護形式Ex e（增安型e） IEC60079-7–

當易爆混合物只是有可能進入設備中時，設備在設計上不能夠承受內部爆炸的。在故障情況下可能會引燃易爆混合物，這一可能性被下屬的措施大大降低了。在正常工作環境下，不會產生電弧或火花或達到危險溫度的各部件（非易燃型）用于設備中；設備通常最高的電壓為11千伏；電氣連接和絕緣的選擇均為高可靠性和有效性；關于粉塵和水汽的進線處防護水平充分降低了內部部件受污染的可能性。Ex e防護的兩個基本要求是設備至少達到氣體/水汽的IP54等級（危險粉塵等級為IP6X），沖擊力最少為7牛米。由于該形式的防護在1區和2區均可應用，由于其較低的維護和檢測水平它比Exd更被傾向于使用；另外一個主要的考慮因素是通常Exe的設備采用更輕的材料，往往成本更低。

防護形式Ex de IEC60079-1 & IEC60079-7–

首先擁有隔爆d型的設備其次再具有增安e型的防護，可根據e型設備的狀況減少定期維護和檢測的頻率。隔爆型d的設備帶有增安型的端終箱體，通常采用“分界線”來分隔出d型和e型的部分，從而有了非直接進線的連接面。由此，電纜密封接頭（格蘭）可采用增安e型的防護形式。

防護形式Ex n IEC60079-15 護形式Ex n IEC60079-15 –

只允許在易燃氣體較少存在的區域（2區），非易爆n型設備被區分為下屬4個子防護形式：

無火花型 –Ex nA– 所選設備為無電弧或火花

封閉型 –Ex nC– 易爆型部件，如燈座，全密封以阻止氣體或水汽進入易燃型部件。

限能型 –Ex nL– 低能量的電路減少了潛在點火的可能。

限制呼吸型 –Ex nR– 通過使用密封設備來確保易燃混合物遠離任何高溫設備和一點火的部件，從而保證沒有足夠多的易燃混合物進入設備中，達到引起爆炸所需的量級。

如果內部部件表面溫度無法控制在預先標明的溫度T等級，限制呼吸的方法（Ex nR）則被采用來提供額外的保護，主要是通過在接口和封蓋處裝配緊合的密封圈，這樣能夠有效地阻止外部可能存在的易爆混合物進入設備接觸到高溫的部件。“限制呼吸設備”的技術典型的應用就是在某些2區的照明設備的設計和建造中，因為它們的工作溫度可能會高得足以引起危險。在此種防護形式下，用戶需要保證電纜進線設備（電纜密封接頭）提供足夠的氣密性并保證設備防護等級的整體滿足相應的測試和認證應用標準。

根據IEC標準危險區域電纜密封接頭的選型流程

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IEC60079-14標準中隔爆型d箱體電纜密封接頭的選型，考慮到用于直接進線到隔爆型箱體的電纜密封接頭必須保證整個箱體隔爆型d的整體性的問題，必需參照IEC標準下的IEC 60079-14的第十部分“用于環境中有易爆氣體的電氣設備14部分：危險區域電氣安裝（礦井除外）”中特殊的選型準則。

為了使得安裝符合應用防護等級特別是IEC60079-14，必需對設備、電纜密封接頭和電纜的功能進行評估，而且為達到應用標準，這三者的兼容性必須經過確認。安裝需要依照IEC60079-14中的第十部分隔爆d型箱體的額外防護要求，這為所安裝設備的防護一體性和安全運行提供了保證。

電纜連接進入Ex d型箱體主要會有兩種情況出現：直接接入和間接接入

間接接入Ex d箱體

間接接入是通過一個單獨的終端箱體，電纜接線在該箱體上且只有電纜導線在此被端終，且該箱體內不存在火源。這個終端箱體可以提供Ex d或Ex e形式的防護，但卻與主要的箱體分開，內部的接線在連接的此終端部分的設備側之前需穿過線屏障或線套。電纜的端終和進線段處通常則不再需要膠泥來密封電纜密封接頭（格蘭），除非為了防止危險氣體通過電纜內部空隙滲入和氣體傳輸到電纜另一端的風險。如左圖所示，這是間接安裝構造的實例。

選型流程 – IEC60079-14標準

考慮到用于直接進線到隔爆型箱體的電纜密封接頭必須保證整個箱體隔爆型d的整體性的問題，必需參照IEC標準下的IEC 60079-14的第十部分“用于環境中有易爆氣體的電氣設備14部分：危險區域電氣安裝（礦井除外）”中特殊的選型準則。

10.4.2選型

電纜進線系統應符合如下要求：

電纜進線裝置要符合IEC79-1中的“電氣設備的隔爆箱體建造和驗證測試”要求且與該設備上將要用的電纜類型相匹配形狀圓且緊實的熱塑性、熱固性或彈性電纜帶有壓緊的電纜層和填充物（若有則為非吸濕性的），可用于隔爆型電纜進線裝置，并根據下述數據1配有進口螺紋密封圈。

選型流程截圖

數據1：選型圖適用于符合10.4.2b部分電纜接入隔爆型箱體的電纜進線裝置

如果電纜密封接頭（格蘭）不是作為設備的一部分進行認證而是作為一個獨立部件認證的，所使用的電纜圓且緊實，可參考上述摘自EN/IEC60079-1的第十部分選型圖。

冷變形

電纜密封接頭（格蘭）在油氣環境安裝時采用同時將隔爆密封和鎧裝鎖緊“一步到位”的方法已經有相當長的時間，漸漸地這一方法的弊端被人們所認識。通常和鎧裝鎖緊一同完成的密封方法為壓緊密封，在鎖緊鎧裝的同時密封圈會以一種特殊的不受控制的力量壓住電纜內護層，這種“盲”力在很大程度上會對電纜產生過大的壓力。隨著對阻燃型電纜需求的不斷增加，我們通常所說的軟護層電纜在應用中也越來越多。這就使得對于在危險區域改變傳統的壓緊式密封的方法變得迫在眉睫。

IEC60079 IEC60079 – 冷變形 – 挑戰

以下節選自IEC60079-14 （最新版本）中9.1.4條：電纜和柔性管與電氣設備的連接應符合相應的防護類型的要求。應當注意選用合適的電纜進線裝置時考慮到某些電纜材料可能會出現的“冷變形”的特性。舉例來說，須應用“電纜進線裝置不能采用壓緊式密封，因其會使電纜出現冷變形”的原則。低煙和/或阻燃電纜通常都會具有冷變形的特性。冷變形的較完整的描述是熱塑性材料在室溫下受到壓力產生變形。

電纜結構 – 因素

實際安裝時所使用的電纜不同于測試中的棒體。對于低煙無鹵的電纜，電纜最終內護層的強度取決于生產廠商的膠泥混和、制造和固化過程， 而這些不是壓緊密封帶來損害的唯一方面。壓緊式密封在電纜內護層上的影響是使得電纜導線的外部完全沒有內護層了，這是在任何情況下都須避免的狀況。由此可見，控制在電纜內護層上的壓力是至關重要的，而CMP產品確定地宣布我們已經找到了答案。

1、沒有關于電纜在危險區域使用的標準

2、電纜密封接頭（格蘭），當測試危險區域的使用兼容性時是使用靜水壓力測試來證明隔爆密封的效果，且測試是用拋光的不銹鋼鋼棒來代替電纜的。

3、對于軟體電纜的材料組成或結構沒有詳細的定義標準。

4、而由此可以推論兩根“相同標準”的電纜可能會非常不同。

5.考慮到上述第2點實際安裝的電纜可能完全不同于測試中的情況。

CMP電纜密封接頭（格蘭）的應用

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CMP產品工業區域電纜密封接頭（格蘭）系列產品廣泛應用于各個行業中的各個工業電纜安裝上。CMP在各種鎧裝和非鎧裝的電纜端終方面擁有豐富的經驗，在重要的電纜安裝中，質量和可靠性是真正重要的因素。

CMP電纜密封接頭（格蘭）產品對于所有不同的電纜均有相應的解決方案，且尺寸范圍廣，螺紋形式多。電纜密封接頭（格蘭）有多種不同的材質，包括黃銅、黃銅鍍鎳、鋁和不銹鋼。值得一提的是，CMP的黃銅電纜密封接頭（格蘭）均采用EN12168標準下的CuZn39Pb3 (CW614N)黃銅，該黃銅材料擁有很多經常被忽視的適于電纜密封接頭（格蘭）的優良特性。

CMP產品設計和制造電纜密封接頭（格蘭）及其附件符合市場上主導的EN50262:1999標準和更為嚴苛的BS6121:Part 1:1989標準。CMP產品持有國際上大量的國際認證，其產品系列的制造符合第三方認證的ISO9001:2000的質量管理體系。更多CMP產品信息，價格/庫存/交期詳情請聯系上海頤品自動化公司查詢！