Home> Монтаж електропроводки> Ізоляція кабелів
Ізоляція кабелю повинна мати електричну міцність, яка виключає можливість електричного пробою при напрузі, на яке розрахований кабель. Для ізолювання жил кабелів між собою і від зовнішніх металевих оболонок застосовують паперову, пластмасову і гумову ізоляцію.
Паперова просочена ізоляція жил кабелів має хороші електричні характеристики, тривалий термін служби, порівняно високу допустиму температуру і невисоку вартість, тому знаходить найбільше застосування. До недоліків слід віднести гігроскопічність, яка обумовлює необхідність ретельного виготовлення і повної герметичності оболонок і муфт кабелів.
З багатошарової зміцненої кабельного паперу на основі сульфатної целюлози марки КМП-120 виготовляють ізоляцію для силових кабелів напругою до 35 кВ. Можна виготовляти ізоляцію з двошарового паперу марок К-080, К-120, К-170 або багатошарової - КМ-120, КМ-140 і КМ-170. Товщина паперу відповідно становить 80, 120, 140 і 170 мкм.
Жили обмотують паперовими непросочених стрічками. Найбільш поширена обмотка з зазором, яка дозволяє в деяких межах згинати кабель без небезпеки пошкодження паперової ізоляції. Щоб уникнути погіршення електричних характеристик ізоляції зазори між витками сусідніх стрічок, розташованих зверху (по вертикалі), не повинні збігатися. При накладенні великої кількості стрічок уникнути збігів зазорів не вдається, тому число збігів нормують. Допускається не більше трьох збігів стрічок паперу та ізоляції "жила - жила" або "жила - оболонка (екран)" в кабелях напругою 6 кВ, не більше чотирьох для кабелів 10 кВ, не більше шести для кабелів 35 кВ.
Паперова ізоляція повинна накладатися щільно, без складок і зморшок, наявність яких призводить до утворення пустот, повітряних включень, що знижують надійність кабелів. Товщина ізоляційного шару на силові кабелі нормується ГОСТом і залежить від номінальної напруги і перетину жил кабелю. Для збільшення електричної міцності на поясний ізоляцію кабелів напругою 6 і 10 кВ, на жили і поверх ізоляції кабелів напругою 20 і 35 кВ накладають екран з електропровідного паперу. Цифрове позначення або відмінне забарвлення мають в багатожильних кабелях верхні стрічки ізоляції жив. При цифровому позначенні на верхню стрічку першої жили наносять цифру 1, другий - 2, третій - 3, четвертої - 4. При відмінною забарвленням номеру 1 відповідає білий або жовтий, номеру 2 - синій або зелений, номеру 3 - червоний або малиновий, номеру 4 - коричневий або чорний кольори.
Ізольовані жили багатожильних кабелів скручують, заповнюючи проміжки між ними ізоляційними матеріалами, до отримання круглої форми. На скорочення ізольовані жили накладають поясний ізоляцію паперовими стрічками певної товщини. Паперову ізоляцію кабелів спочатку сушать, потім просочують маслоканіфольнимі складами: МП-1 для кабелів напругою 1-10 кВ і МП-2 - 20-35 кВ. Просоченням досягається збільшення електричної міцності паперової ізоляції.
Пластмасову ізоляцію застосовують для силових кабелів. Її виготовляють з поліетилену або полівінілхлориду (ПВХ), Хорошими механічними властивостями в широкому інтервалі температур, стійкістю до дії кислот, лугів, вологи і високими електроізоляційними характеристиками володіє поліетилен. Залежно від способу отримання поліетилену розрізняють поліетилен низької і високої щільності. Поліетилен високої щільності має великі в порівнянні з поліетиленом низької щільності температуру плавлення і механічну міцність.
Поліетилен низької щільності розм'якшується при температурі близько 105 ° С, високої щільності - 140 ° С. Введення в поліетилен органічних перекисів і подальша вулканізація значно підвищують його температуру плавлення і стійкість до розтріскування. Вулканізуючий поліетилен незначно деформується при 150 ° С. Для отримання самозагасаючого поліетилену вводять спеціальні добавки.
Для електропровідних екранів кабелів з поліетиленовою ізоляцією в поліетилен додають поліізобутилен, ацетиленові сажу і стеаринову кислоту. Твердий продукт полімеризації - полівінілхлорид (ПВХ) - не поширює горіння. Для підвищення еластичності і морозостійкості в нього додають пластифікатори - каолін, тальк, карбонат кальцію, для отримання кольорового ПВХ вводять окрашивающие добавки. ПВХ старіє під впливом температури, сонячної радіації і т.п. за рахунок випаровування пластифікатора (відбувається зниження еластичності і холодостійкості).
Гумова ізоляція складається з суміші каучуку (натурального або синтетичного), наповнювача, мягчителя, прискорювача вулканізації, протівостарітеля, барвника та ін. Для ізоляції кабелів застосовують гуму РТІ-1, що має в складі 35% каучуку.
Плюси гумової ізоляції - гнучкість і практично повна негігроскопічна. Недоліки - більш висока вартість і низька робоча температура жили (65 ° С) в порівнянні з іншими видами ізоляції, що знижує допустиме навантаження на кабель.
Згодом у ізоляційних гум спостерігається значне зниження еластичності і зміна інших фізико-механічних властивостей. Старіння гумовій ізоляції відбувається під впливом різних факторів і є в основному наслідком окисної деструкції (руйнування) міститься в гумі каучуку. З метою захисту ізоляції жив від впливу світла, вологи, різних хімічних речовин, а також для запобігання її від механічних пошкоджень кабелі постачають оболонками.
Кращими матеріалами для виготовлення оболонок кабелів відносно герметичності та вологонепроникності, гнучкості і теплостійкості є метали - свинець і алюміній. Кабелі з невлагоемкой (пластмасової або гумової) ізоляцією не потребують металевій оболонці, тому їх зазвичай виготовляють в пластмасовій або гумовій оболонці. Товщина оболонки нормується і залежить від матеріалу, з якого вона виготовлена, діаметра кабелю і умов експлуатації.
Свинцеві оболонки виготовляють зі свинцю марки С-3 (чистого свинцю не менше 99,95%). Свинець належить до числа досить важких металів (щільність 11340 кг / м3). Температура плавлення - 327,4 ° С. Свинець має малу механічну міцність і значною плинністю, що доводиться враховувати при вертикальних прокладках кабелів в голому свинцевою оболонці. При підвищенні температури плинність свинцю збільшується. Нормальний електрохімічний потенціал свинцю дорівнює -0,13 В, тому він має малу хімічну активність і високу корозійну стійкість.
Мінус свинцевих оболонок - мала стійкість проти вібраційних навантажень, особливо при підвищеній температурі. Підвищення вібростійкості і механічної міцності досягають введенням в свинець присадки з сурми. Свинцева оболонка кабелів без захисних покривів виготовляється з свинцево-вмістом сурми марок ССуМ, ССуМТ. Свинцеві оболонки не повинні мати рисок, подряпин і вм'ятин, які виводять їх за межі мінімальних допусків по товщині.
Алюмінієві оболонки виготовляють методом випрессовиванія з алюмінію А-5 чистотою не нижче 99,97%. Щільність алюмінію - 2700 кг / м3, межа міцності - 39,3-49,1 МПа. Алюмінієві оболонки в 2-2,5 рази міцніше і в 4 рази легше, ніж свинцеві, мають підвищену стійкість до вібраційних навантажень і мають високі екранують властивостями. Недоліки алюмінієвих оболонок - великі технологічні труднощі накладання їх на кабель і мала стійкість до електрохімічної корозії, що пояснюється високим нормальним негативним потенціалом алюмінію (-1,67 В).
Корозія зводиться до витіснення з середовища, з якою стикається алюміній, іонів водню і переходу самого алюмінію у вигляді іонів в розчин. Тому кабелі з алюмінієвими оболонками захищають проти гниття особливо стійкими покривами, які не пропускають до оболонки вологу.
Пластмасові оболонки виготовляють з шлангового ПВХ-пластикату або поліетилену. Пластмасові оболонки поєднують в собі легкість, гнучкість і вібростійкість, але через пластмасу поступово дифундують водяні пари, що призводить до падіння опору ізоляції кабелів. Тому їх застосовують в кабелях з негігроскопічних ізоляцією з поліетилену, ПВХ і ін. Шланговий пластикат відрізняється від ізоляційного підбором пластифікаторів і стабілізаторів, що забезпечують більшу стійкість проти світового старіння. Для оболонок кабелів застосовують ПВХ-пластикат марки 0-40. Оболонки кабелів з ПВХ-пластикату при температурі нижче допустимої стають жорсткими і при ударі можуть руйнуватися.
Хороша механічна міцність ПВХ-пластикату дозволяє широко застосовувати кабелі в оболонці без захисних покривів. Він не поширює горіння, він волого-і маслостоек, стійкий до електричної та хімічної корозії. Кабелі в такій оболонці прості у виробництві і зручні в монтажі.
Гумові оболонки виготовляють з маслостойкой гуми РШН-2, що не поширює горіння. Гумові оболонки володіють високою стійкістю до розтягуються, ударних і обертовим навантажень.
Захисні покриви складаються з подушки, броні і зовнішнього покриву і призначені для захисту кабелів від механічних пошкоджень і корозії. У позначення марки кабелю, що не має захисного покриву, додається буква "Г".
Подушки кабелю являють собою концентричні шари волокнистих матеріалів і бітумного складу або бітуму поверх оболонки, призначаються для запобігання оболонок кабелю від пошкодження стрічками або дротами броні і захисту її від корозії і не мають позначення. Посилену подушку з додатковою обмоткою двома пластмасовими стрічками, що забезпечує захист від корозії і блукаючих струмів, маркують буквою "л". Для підвищення стійкості проти корозії подушку виготовляють з двома шарами пластмасових стрічок і маркують цифрою і буквою - "2л". З метою підвищення корозійної і вологостійкості подушки поверх стрічок з ПВХ-пластикату (і іншого рівноцінного матеріалу) накладають шар випрессованного поліетилену або ПВХ-пластикату. У маркуванні цей тип подушки позначають літерами "п" (поліетилен) і "в" (ПВХ-пластикат). Захисні покриви без подушки маркують буквою "б". Мінімальна товщина подушки залежить від конструкції, діаметру кабелю і становить 1,5-3,4 мм.
Броня служить для захисту кабелів від механічних пошкоджень. Для кабелів, що не піддаються в процесі експлуатації розтягуюче зусилля, застосовують стрічкову броню, яка складається з двох сталевих стрічок товщиною від 0,3 до 0,8 мм (в залежності від діаметра кабелю по оболонці) і накладається так, щоб верхня стрічка перекривала зазори між витками нижньої стрічки. Для кабелів, які піддаються розтягуючих зусиль, застосовують броню з сталевих оцинкованих плоских або круглих дротів. Товщина броні з сталевих оцинкованих плоских дротів складає 1,5-1,7 мм, діаметр круглих дротів - 4-6 мм.
Зовнішній покрив, в який входить шар бітумного складу або бітуму, просочена пряжа і покриття, що оберігають витки кабелю від злипання, у маркуванні позначення не має. Покров з негорючих елементом у маркуванні кабелю має букву "Н". З випрессованного поліетиленовим захисним шлангом покриви мають позначення "Шп", а з ПВХ-шлангом - "Шв". Мінімальна товщина зовнішнього покриву залежить від діаметра кабелю і становить 1,9-3 мм.