Изоляция кабеля

Изоляция кабеля

Изоляция кабеля должна характеризоваться особой электрической надежностью, которая исключит пробои при высоких показателях напряжения. Чтобы заизолировать жилы или провода, используют пластмассу, жидкую резину или бумажный материал.

Изоляция с бумажной пропиткой отличается неплохими рабочими характеристиками, долгим сроком эксплуатации, хорошей рабочей температурой и небольшой ценой, чем и заслужила широкую область использования. Из недостатков отмечают гигроскопичную структуру, поэтому необходимо, чтобы при производстве соблюдалась полная герметичность.

Состоящая из нескольких слоев прочная кабельная бумага маркировки КМП-120 (из органических целлюлозных соединений) становится основой для изоляции провода с максимальным рабочим напряжением 35 кВ. Изготовление изоляции практикуется также из К-120, К-080, К-170, двухслойной изолирующей бумаги, а также из марок КМ-170, КМ-140, КМ-120. Толщина материала приравнивается к числовой маркировке 170, 140, и 120 мкм соответственно.

Для предотвращения соприкосновения жил применяются непропитанные лентообразные полоски бумаги. Наибольшую популярность заслужила обмотка с небольшим промежутком, позволяющая сгибать кабели под нужным углом без риска повредить или деформировать материал. Чтобы электрические характеристики в процессе работы не ухудшились, промежутки располагаются между витками смежной ленты, расположенной вертикально (сверху). При одновременном использовании нескольких лент некоторые промежутки точно будут совпадать, поэтому они подлежат нормированию и учету. Допустимым является не больше 3 совпадений обмотки и изоляции от провода к кабелю или к экрану (оболочке) при напряжении 6 Кв, не больше 4 для жил 10 Кв и не больше 6 для кабеля 35 Кв.

Бумажный материал накладывают максимально плотно, слой должен быть равномерным, иначе могут появиться пузырьки воздуха и полости, существенно понижающие безопасность использования провода. Плотность изоляционной оболочки токопроводящих частей регламентирована государственными нормативами, зависит от фактических показателей напряжения и диаметральных значений проводника. Дабы повысить минимальную напряженность электрического поля, на провода от 6 до 10 Кв, а также на жилы и оболочку токопроводящих частей от 20 до 35 Кв накладываются экраны из электропроводящих бумажных слоев. Верхний слой изоляционного материала в многожильных кабелях всегда обозначается ярким цветом или числом. При числовой маркировке первый кабель обозначается цифрой 1 на верхней изолирующей полосе, второй — 2, третий — 3, четвертый — 4. Каждому числу соответствует определенный цвет обмотки (1 — желтый или белый, 2 — голубой или зеленый, 3 — красный или бордовый, 4 — темный или бурый).

изоляция кабеля с бумажной пропиткой

Заизолированные концы жилы многожильных кабелей необходимо скрутить, промежутки при этом заполняются изоляционным материалом до обретения округлых форм. На закрученные концы накладывается поясная изоляция бумажного ленточного типа, которая затем высушивается и пропитывается маслоканифольным составом. Для провода 1—10 кВ предусматривается МП-1, для 20—35 Кв — МП-2. Пропитка позволяет увеличить электрическую прочность бумаги.

Пластмассовая изоляция накладывается на силовой кабель. Для ее изготовления применяется поливинилхлорид (ПВХ) или полиэтилен. Последний вариант характерен повышенным показателем электроизоляции, устойчивостью к влаге, щелочам, кислотным средам и повышенным температурам. Материал повышенной плотности характеризуется высокой температурой плавления и механической плотностью. Низкоплотный полиэтилен не может похвастать такими эксплуатационными характеристиками, его размягчение происходит уже при 105 °С, в то время как более плотный вариант изменяет свою структуру при 140 °С. Если ввести присадку в виде органической перекиси, а затем провести вулканизацию материала, устойчивость к высокой температуре значительно повысится, риск растрескивания опускается до минимума. Вулканизированный полиэтилен начинает деформироваться только при 150 °С. Некоторые добавки позволяют получить самозатухающий полиэтилен.

Электропроводящие экраны кабелей изолируются с помощью полиэтилена с присадками полиизобутилена, стеариновой кислоты и ацетиленовой сажи. Поливинилхлоридовые волокна не распространяют горение. Чтобы повысить морозостойкость и эластичность, их пластифицируют тальком, каолином или карбонатом кальция. Для получения разных маркировочных цветов вводятся красители. Если ПВХ долго находится под воздействием высокой температуры или радиационного фона, он может деформироваться (улетучивается пластифицирующее средство).

Изоляция из жидкой резины представляет собой каучуковую смесь (может быть синтетической или натуральной), ускоритель вулканизации, наполнитель, мягчитель, краситель и т. п. Используется маркировка РТИ-1, содержащая 35 % каучуков. К преимуществам такого типа изоляции относят гибкую и негигроскопичную структуру, а к недостаткам — пониженную рабочую температуру и дорогую стоимость. Таким образом, допустимая нагрузка на кабель снижается.

С течением времени механические свойства резины меняются, а эластичность существенно снижается. Деформация материала происходит вследствие окисления, происходящего непосредственно в резине, обмотка может износиться из-за разных факторов. Обезопасить проводящие части от неблагоприятного воздействия солнечных лучей, попадания жидкости и разных химических соединений, избежать механического воздействия помогает прочная герметичная оболочка.

Наиболее подходящими компонентами для производства герметичной, теплостойкой, гибкой и водонепроницаемой защиты являются алюминиевые и свинцовые примеси. Если провод заизолирован резиной или пластмассой, металлическая оболочка не нужна, применяются другие их типы. Непосредственная толщина зависит от материалов изготовления, диаметра и специфики использования жил.

Для изготовления свинцовых оболочек используется марка С-3, содержащая не меньше 99.95 % элемента, который относят к весьма тяжелым металлам. Свинец начинает плавиться при 327.4 °С, ему свойственна невысокая механическая прочность. Последний фактор обязательно учитывается при прокладке кабеля в голых свинцовых оболочках. Рост температуры способствует увеличению текучести металла, что может послужить проблемой в вертикальных прокладках. Свинец практически не проявляет химическую активность, относится к классу металлов, стойких к коррозийным процессам.

Основной недостаток свинца в кабельных оболочках — пониженная стойкость к вибрациям, что особо негативно сказывается при высоких температурах. Устранения этого минуса добиваются путем ввода сурьмы, после чего механическая прочность повышается. Обмотку провода без защитного покрова изготавливают из сплавов марок ССуМ и ССуМТ. Сохранение эксплуатационных характеристик не будет обеспечено, если на материале остаются вмятины, царапины или трещины.

Для получения хорошей алюминиевой обмотки выпрессовывают алюминий марки А-5, наиболее чистый среди аналогов. Эксплуатационные характеристики таких оболочек гораздо выше, чем из свинца: прочность превосходит конкурента в 2—2.5 раза, а вес облегчается в 4 раза. Вибрационные нагрузки действуют на алюминий не так губительно, а экранизация токопроводящих частей гораздо выше. Из недостатков применения выделяют технические сложности наложения материала на кабель, а также сомнительную устойчивость к электромеханическим деструкциям из-за отрицательного потенциала, равного -1.67 В.

Коррозийное воздействие заключается в том, что водород вытесняется из среды алюминия. Элемент приобретает состояние раствора. Из-за этого покрытие токопроводящих частей защищается от разложения особо качественным составом, который не допустит образования влаги.

Основой для оболочки из пластмассы служат полиэтилен и шланговый ПВХ-пластикат. Она отличается легкостью, стойкостью к вибрации и гибкостью, однако сквозь материал могут просочиться пары жидкости, что негативно отразится на сопротивлении. Из-за этого нюанса практикуется использование пластмасс в паре с негигроскопичным типом полиэтиленовой изоляции, ПВХ и пр. Характеристики пластиката отличаются от изоляции выбором пластифицирующих и стабилизирующих элементов, которые обеспечат повышенную стойкость к старению от света. Для обмотки жил используются ПВХ-пластикаты марки 0-40. Если показатель температуры падает ниже рабочего уровня, то оболочка станет жесткой и незащищенной от механических воздействий.

Достойная механическая устойчивость пластиката позволит использовать кабель без покрытия защитными составами. Материал не подвержен горению, проявляет устойчивость против маслянистых жидкостей и влаги, не подвергается пагубному химическому и электрическому воздействию, отличается удобством монтажа и простотой производства.

Резиновая обмотка производится из резины с повышенной маслостойкостью марки РШН-2. Материал по природе своей не растягивается, проявляет устойчивость к различным типам нагрузки. Компоненты защитной оболочки обеспечивают качественный барьер против ударов и коррозийных эффектов. Если в конструкции не предусматривается защита, провод маркируют как «Г».

Подушка токопроводящего элемента представляется волоконным покровом и битумом. Таким образом, обмотка защищена от деформации проволокой или полоской. Усиленная подушка с вторичными оболочками обезопасит материал от блуждающего тока, маркируется как «Л». Чтобы подушка обладала коррозийной стойкостью, ее производят с двухслойной пластмассовой лентой, наносят маркировку «2л». Чтобы улучшить влагостойкость, на подушку сверху пластикатовой ленты (и прочих схожих по свойствам элементов) накладывается выпрессованный полиэтилен или пластикат. Обозначают их как «п» и как «в». Если компоненты защиты не предусматривают подушку, обозначают «б». Показатель минимальной толщины зависит от калибра провода и его конструкции, составляет от 1.5 до 3.4 мм.

Броней производители защищают кабель от разных повреждений. Если эксплуатация жил не предусматривает их растяжение в процессе работы, применяется лентообразный тип брони, состоящий из 2 полосок толщиной 0.03—0.08 см (зависит от сечения вместе с толщиной обмотки). Его накладывают таким образом, чтобы верхний слой ленты перекрыл зазор между витками нижнего.

Для тех элементов, которые будут растягиваться, используют покрытую цинком круглую или плоскую проволоку из стали. Толщина плоских типов составит от 0.15 см до 0.17 см, диаметр округлых — от 0.4 до 0.6 см.

Внешние битумосодержащие оболочки со специальной защитной обмоткой и пропитанные пряжей, предотвращающие слипание витков кабеля, ничем не маркируются. Если были использованы не подверженные горению элементы, покров обозначается буквой «Н», на полиэтиленовых защитных шланговых типах указывают «Шп», а с ПВХ — «Шв». Минимальная толщина внешней защиты зависит от сечения, составляет от 0.19 до 0.3 см.

09.09.2020