Изоляция кабелей

Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземлённой оболочке (земле). По виду изоляции и оболочки различают кабели с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, в металлической оболочке; с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; с резиновой изоляцией в пластмассовой, резиновой или металлической оболочке. Пластмассовая изоляция подразделяется на поливинилхлоридную и полиэтиленовую.
Изоляция кабелей с бумажной пропитанной изоляцией состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжение 1-10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая — поясная изоляция. Промежутки между изолированными жилами заполняют заполнителями.
Бумажная пропитанная изоляция — это многослойная изоляция из лент кабельной бумаги, наложенных в виде обмотки, и изоляционного пропиточного состава.

Толщина бумажной изоляции зависит от рабочего напряжения кабеля и сечения жил. Так, толщина изоляции жил и поясной изоляции (в зависимости от их сечения) для кабелей со свинцовой и алюминиевой оболочками напряжением 1 кВ составляет соответственно 0,75. ..0,95 и 0,5…0,6 мм, для кабелей напряжением 6 кВ — 2 и 0,95 мм, а напряжением 10 кВ — 2,75 и 1,25 мм. В многожильных кабелях для различия фаз верхние ленты изоляции на каждой жиле имеют разный цвет (на одной жиле — красный, на другой — черный, на третьей — цвета изоляционной бумаги) или полоски различного цвета либо цифры на каждой ленте (на одной — 1, на другой — 2, на третьей — 3).

Кабели по ГОСТ 16442-80 с пластмассовой изоляцией   имеют изоляцию из пластической массы в виде сплошного слоя, выполненного из поливинилхлоридного пластиката по ГОСТ 5960-72 или из композиции полиэтилена по ГОСТ 16336-77.
На кабели с пластмассовой изоляцией поверх скрученных изолированных жил должна быть наложена поясная изоляция.
Толщина изоляции кабелей зависит от особенности исполнения конструкции, номинального напряжения и сечения жил (повышаясь при их увеличении).
В монтажных условиях контроль толщины изоляции производится:

1. при отсутствии или утере сертификата на кабель для установления его номинального напряжения;
2. при сомнениях в технических данных, для проверки соответствия условиям проекта номинального напряжения кабеля, доставленного на место работ;
3. при определении толщины намотки дополнительной изоляции в местах соединений и оконцеваний кабеля.

Бумажная изоляция жил одножильных и трехжильных кабелей с отдельными оболочками

Так, для кабелей на напряжение 6 кВ толщина фазной изоляции составляет 2 мм, а толщина поясной — 0,95 мм, для кабелей на напряжение 10 кВ — соответственно 2,75 и 1,25 мм.
В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщину изоляции выбирают в основном из условия ее механической прочности (отсутствие повреждений при изгибах). Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной и поясной изоляции в зависимости от сечения жилы составляет 0,75…0,95 и 0,5…0,6 мм, а для кабелей на напряжение 3 кВ соответственно 1,35 и 0,7 мм.

Толщина изоляции жил и поясной изоляции кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом

Для кабелей применяют резину типа РТИ-1 (35% содержания каучука). Для кабелей 3 и 6 кВ по скрутке изолированных жил накладывается поясная изоляция из резины типа РШК, толщина которой не нормируется.

1. при изоляции из полиэтилена, самозатухающего, вулканизирующего полиэтилена — из материала изоляции или из поливинилхлоридного пластиката;
2. при изоляции из поливинилхлоридного пластиката — из поливинилхлоридного пластиката;
3. для кабелей на напряжение до 3 кВ — из непропитанной кабельной пряжи или из стеклянной штапелированной пряжи.

Допускается изготавливать кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1кВ без заполнителей.

Материалы изоляции кабелей — Кабел-провод.ру

Изоляция кабеля является одной из самых важных его составляющих. Именно поэтому при производстве кабелей используются множество изоляционных материалов.

1. Что такое изоляция кабеля

2. Материалы изоляции

2.1. Поливинилхлорид (ПВХ, ПВХ пластикат)

2.2. Полиэтелен(ПЭ), сшитый полиэтилен(СПЭ)

2.3. Резина

2.4. Бумага

2.5. Стеклослюдинитовый изолятор

2.6. Фторопласт

2.7. Минералы

2.8. Полиолефины

Изоляция — это специальный материал, которым покрываются жилы кабеля, чтобы уменьшить проток электроэнергии. Обычно жилы покрываются одним или несколькими диэлектрическими, то есть предотвращающими замыкание и возгорание кабеля, материалами. В этом и состоит главное назначение изоляции.

Хорошую изоляцию обычно можно определить по нескольким признакам:

1. Электрическая и механическая прочность. Минимальное значение электрополя, при котором наступает пробой изоляции.

2. Высокое удельное электрическое сопротивление. Кабель должен хорошо препятствовать прохождению электрического тока.

3. Высокий показатель пробивного напряжение. Минимальное напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика.

4. Маленькая диэлектрическая проницаемость.

5. Соответствие своему сроку службы.

Самый популярный вид покрытия изоляции. Прокладывать его лучше в помещении, так как ПВХ не устойчив к холоду и к ультрафиолету. Если приходится использовать поливинилхлорид на улице, лучше заложить его внутрь трубы или какого-либо защитного материала.

За счет диэлектрической способности широко применяется для изоляции высоковольных кабелей. Встречается как обычный, так и сшитый полиэтилен(СПЭ). СПЭ отличается от ПЭ тем, что при температуре плавления до 140 градусов Цельсия он сохраняет свои механические и электрические свойства, так как изначально сшивается с помощью реактивов или радиации, что также делает его еще и более плотным.

Используется в широком температурном диапазоне, устойчивый к повреждениям и трещинам, к различным химическим веществам, легкий в использовании для монтажной работы, экологичный.

Средняя.

Главным преимуществом данного материала является пластичность. Гибкость кабеля с резиновой изоляцией позволяет использовать его при монтаже электрических сетей в условиях изгибов и растяжений, а также для соединения подвижных элементов с электросетью.

Существуют 2 вида резиновой изоляции: каучуковая и кремнийорганическая. Вторая отличается от первой лучшей термостойкостью, а также высокой сопротивляемостью нагреву. Благодаря этому, кремнийорганическая резина является достаточно популярной для изоляции устойчивых к различным температурным режимам кабелей.

Очень гибкая, светонеустойчивая, хорошо поглощает влагу, термостойкая.

Высокая.

Кабели с бумажной изоляцией прокладывают на трассах и в местах с крутым углом наклона. Материал состоит из сульфатной целлюлозы и укладывается несколькими слоями. Такая изоляция может долго прослужить, если не подвергать ее жестким механическим повреждениям. Бумагу можно пропитать диэлектриком, воском или маслом, для использования в сетях с высоким напряжением (до 35 кВ).

Мягкий материал, обладает хорошими электрическими характеристиками.

Низкая/ниже средней.

Назван так в честь натурального минерала, входящего в состав изоляции — стеклослюдинита. Наносится на ПВХ-изоляцию.

Обладает повышенной стойкостью к нагреванию, стойкий к внешним воздействиям, рассчитан на ток до 6 кВ.

Выше средней.

Очень надежный и самый сильный диэлектрик, поэтому используется в агрессивных условиях, в высоковольных греющих кабелях. Помимо этого, используется в банях или саунах, при прокладке теплого пола, в местах с высокими температурами.

Надежность, устойчивость к внешнему воздействию, в т.ч. химическому, и высоким температурам, более мощный при передаче энергии, чем СПЭ и ПВХ-кабели.

Очень высокая.

В кабелях с минеральной изоляцией отлично сочетаются механическая прочность и термоустойчивость, они нашли свое применение почти во всех областях, и особенно в случаях, когда допустимый нагрев превышает границу греющих кабелей с ПЭ-изоляцией.

Изоляция из минералов обладает абсолютной негорючестью и используется в основном в экстремальных зонах при температуре до 1000 градусов по Цельсию.

Прочность, устойчивость к раздавливанию, термоустойчивость, устойчивость к агрессивным условиям среды, устойчивость к коррозии.

 Высокая.

Хотя данная изоляция обладает высокой степенью негорючести, при возгорании она не выделяет галогенов, которые могут быть опасны для людей, поэтому кабели с полиолефинной изоляцией нашли свое применение в местах с большим скоплением людей.

Не содержит галогены(HF — Halogen Free), обладает повышенной негорючестью.

Средняя.

Сопротивление изоляции кабеля, его нормы

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.

Сопротивление изоляции — один из главнейших параметров кабелей и проводов, ведь в ходе эксплуатации силовые и сигнальные кабели всегда подвержены различным внешним воздействиям. Кроме того, помимо внешних воздействий, постоянно присутствует и влияние жил внутри кабеля друг на друга, их электрическое взаимодействие, что непременно приводит к появлению утечек. Добавив сюда факторы, влияющие на качество изоляции, мы получим более цельную картину.

По этим причинам кабели всегда защищаются диэлектрической изоляцией, к которой относятся: резина, пвх, бумага, масло и т. д. — в зависимости от назначения кабеля, от рабочего напряжения, от рода тока и т. д. Так, например, подземные распределительные телефонные линии выполняются бронированным лентой кабелем, а некоторые телекоммуникационные кабели заключают в оболочку из алюминия для защиты от внешних токовых помех.

Что касается диэлектрических свойств изоляции, то не только они влияют на выбор конкретного материала для того или иного кабеля. Не менее важна термостойкость: резина более стойка к высоким температурам, чем пластмасса, пластмасса — лучше чем бумага и т.д.

Так, изоляция кабеля — это защита жил от их влияния друг на друга, от короткого замыкания, от утечек, и от внешних воздействий со стороны окружающей среды. А сопротивление изоляции определяется величиной оного между жилами и между жилой и наружной поверхностью изолирующей оболочки (или между жилой и экраном).

Безусловно материал изоляции в процессе эксплуатации кабеля теряет свои былые качества, стареет, разрушается. И одним из показателей этих неблагоприятных изменений является снижение сопротивления изоляции постоянному току.

Сопротивление изоляции постоянному току для различных кабелей и проводов нормируется согласно их ГОСТ, что указывается в паспорте на конкретную кабельную продукцию: в лабораторных условиях фиксируется нормальное сопротивление изоляции при температуре окружающей среды в +20°C, после чего сопротивление приводится к длине кабеля в 1 км, что и указывается в технической документации.

Так, НЧ-кабели связи имеют минимальное нормируемое сопротивление 5 ГОм/км, а коаксиальные — до 10 ГОм/км. При замерах учитывают, что это приведенная длина для 1 км кабеля, соответственно кусок вдвое длиннее будет иметь вдвое меньшее сопротивление изоляции, а кусок вдвое более короткий — вдове большее. К тому же температура и влажность при замерах оказывают существенное влияние на текущее значение, так что необходимо вводить поправки, специалисты это знают.

Говоря о силовых кабелях, учитывают положения ПУЭ п. 1.8.40. Так, силовым кабелям цепей вторичной коммутации и осветительных электропроводок с напряжением до 1000 В приписывается норма от 0,5 МОм для каждой жилы между фазными проводами и между фазным и нулевым проводом и проводом защитного заземления. А для линий с напряжением от 1000 В и выше — норма сопротивления не указывается, но указывается ток утечки в мА.

Проводятся специальные испытания, при которых нормируется напряжение проверки. В соответствии с родом тока испытательного оборудования и назначением проверяемого кабеля, с учетом материала его изоляцией — выставляют испытательное напряжение на мегаомметре. Так при помощи мегаомметра и оценивают качество изоляции высоковольтных кабелей.

Сопротивление изоляции в 1 МОм на киловольт рабочего напряжения кабеля считается приемлемым, то есть для кабеля, работающего под напряжением в 10 кВ сопротивление в 10 МОм будет принято нормальным по итогу испытаний мегаомметром с проверочным напряжением 2,5 кВ.

Измерения сопротивления изоляции проводят регулярно мегаомметром: на мобильных установках — раз в полгода, на объектах повышенной опасности — раз в год, на остальных объектах — раз в три года. Данными измерениями занимаются квалифицированные специалисты. В результате измерений специалистом составляется документ — акт установленного Ростехнадзором образца.

По итогу проверки делается заключение о том, нуждается ли объект в ремонте или его работоспособность соответствует требованиям проверки. Если требуется ремонт — проводят ремонт с целью восстановления сопротивления изоляции до нормы. Протокол составляется и по итогам ремонта, после очередных замеров мегаомметром.

Ранее ЭлектроВести писали, что в США представили вагон-зерновоз, который разгружается за 30 секунд. Вагон-зерновоз длиной 15,4 м и объемом 147 куб. м разработан Greenbrier Companies.

По материалам: electrik.info.

Изоляция кабеля — статьи по кабельной продукции

Изоляция кабеля должна иметь электрическую прочность, исключающую возможность электрического пробоя при напряжении, на которое рассчитан кабель. Для изолирования жил кабелей между собой и от наружных металлических оболочек применяют бумажную, пластмассовую и резиновую изоляцию.

Бумажная пропитанная изоляция жил кабелей имеет хорошие электрические характеристики, продолжительный срок службы, сравнительно высокую допустимую температуру и невысокую стоимость, поэтому находит наибольшее применение. К недостаткам следует отнести гигроскопичность, которая обусловливает необходимость тщательного изготовления и полной герметичности оболочек и муфт кабелей.

Из многослойной упрочненной кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы марки КМП-120 изготовляют изоляцию для силовых кабелей напряжением до 35 кВ. Можно изготовлять изоляцию из двухслойной бумаги марок К-080, К-120, К-170 или многослойной — КМ-120, КМ-140 и КМ-170. Толщина бумаги соответственно составляет 80, 120, 140 и 170 мкм.

Жилы обматывают бумажными непропитанными лентами. Наиболее распространена обмотка с зазором, которая позволяет в некоторых пределах изгибать кабель без опасности повреждения бумажной изоляции. Во избежание ухудшения электрических характеристик изоляции зазоры между витками соседних лент, расположенных сверху (по вертикали), не должны совпадать. При наложении большого количества лент избежать совпадений зазоров не удается, поэтому число совпадений нормируют. Допускается не более трех совпадений лент бумаги и изоляции «жила — жила» или «жила — оболочка (экран)» в кабелях напряжением 6 кВ, не более четырех для кабелей 10 кВ, не более шести для кабелей 35 кВ.

Бумажная изоляция должна накладываться плотно, без складок и морщин, наличие которых приводит к образованию пустот, воздушных включений, снижающих надежность кабелей. Толщина изоляционного слоя на силовые кабели нормируется ГОСТом и зависит от номинального напряжения и сечения жил кабеля. Для увеличения электрической прочности на поясную изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ, на жилы и поверх изоляции кабелей напряжением 20 и 35 кВ накладывают экран из электропроводящей бумаги. Цифровое обозначение или отличительную расцветку имеют в многожильных кабелях верхние ленты изоляции жил. При цифровом обозначении на верхнюю ленту первой жилы наносят цифру 1, второй — 2, третьей — 3, четвертой — 4. При отличительной расцветке номеру 1 соответствует белый или желтый, номеру 2 — синий или зеленый, номеру 3 — красный или малиновый, номеру 4 — коричневый или черный цвета.

Изолированные жилы многожильных кабелей скручивают, заполняя промежутки между ними изоляционными материалами, до получения круглой формы. На скрученные изолированные жилы накладывают поясную изоляцию бумажными лентами определенной толщины. Бумажную изоляцию кабелей вначале сушат, затем пропитывают маслоканифольными составами: МП-1 для кабелей напряжением 1—10 кВ и МП-2 — 20—35 кВ. Пропиткой достигается увеличение электрической прочности бумажной изоляции.

Пластмассовую изоляцию применяют для силовых кабелей. Ее изготовляют из полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ), Хорошими механическими свойствами в широком интервале температур, стойкостью к действию кислот, щелочей, влаги и высокими электроизоляционными характеристиками обладает полиэтилен. В зависимости от способа получения полиэтилена различают полиэтилен низкой и высокой плотности. Полиэтилен высокой плотности имеет большие по сравнению с полиэтиленом низкой плотности температуру плавления и механическую прочность.

Полиэтилен низкой плотности размягчается при температуре около 105°С, высокой плотности — 140°С. Введение в полиэтилен органических перекисей и последующая вулканизация значительно повышают его температуру плавления и стойкость к растрескиванию. Вулканизирующийся полиэтилен незначительно деформируется при 150°С. Для получения самозатухающего полиэтилена вводят специальные добавки.

Для электропроводящих экранов кабелей с полиэтиленовой изоляцией в полиэтилен добавляют полиизобутилен, ацетиленовую сажу и стеариновую кислоту. Твердый продукт полимеризации — поливинилхлорид (ПВХ) — не распространяет горения. Для повышения эластичности и морозостойкости в него добавляют пластификаторы — каолин, тальк, карбонат кальция, для получения цветного ПВХ вводят окрашивающие добавки. ПВХ стареет под воздействием температуры, солнечной радиации и т.п. за счет улетучивания пластификатора (происходит снижение эластичности и холодостойкости).

Резиновая изоляция состоит из смеси каучука (натурального или синтетического), наполнителя, мягчителя, ускорителя вулканизации, противостарителя, красителя и др. Для изоляции кабелей применяют резину РТИ-1, имеющую в составе 35 % каучука.

Плюсы резиновой изоляции — гибкость и практически полная негигроскопичность. Недостатки — более высокая стоимость и низкая рабочая температура жилы (65°С) по сравнению с другими видами изоляции, что снижает допустимую нагрузку на кабель.

Со временем у изоляционных резин наблюдается значительное снижение эластичности и изменение других физико-механических свойств. Старение резиновой изоляции происходит под воздействием различных факторов и является в основном следствием окислительной деструкции (разрушения) содержащегося в резине каучука. С целью защиты изоляции жил от воздействия света, влаги, различных химических веществ, а также для предохранения ее от механических повреждений кабели снабжают оболочками.

Лучшими материалами для изготовления оболочек кабелей в отношении герметичности и влагонепроницаемости, гибкости и теплостойкости являются металлы — свинец и алюминий. Кабели с невлагоемкой (пластмассовой или резиновой) изоляцией не нуждаются в металлической оболочке, поэтому их обычно изготовляют в пластмассовой или резиновой оболочке. Толщина оболочки нормируется и зависит от материала, из которого она изготовлена, диаметра кабеля и условий эксплуатации.

Свинцовые оболочки изготовляют из свинца марки С-3 (чистого свинца не менее 99,95 %). Свинец принадлежит к числу весьма тяжелых металлов (плотность 11340 кг/м3). Температура плавления — 327,4°С. Свинец обладает малой механической прочностью и значительной текучестью, что приходится учитывать при вертикальных прокладках кабелей в голой свинцовой оболочке. При повышении температуры текучесть свинца увеличивается. Нормальный электрохимический потенциал свинца равен -0,13 В, поэтому он обладает малой химической активностью и высокой коррозионной стойкостью.

Минус свинцовых оболочек — малая стойкость против вибрационных нагрузок, особенно при повышенной температуре. Повышения вибростойкости и механической прочности достигают введением в свинец присадки из сурьмы. Свинцовая оболочка кабелей без защитных покровов изготовляется из свинцово-сурьмянистых сплавов марок ССуМ, ССуМТ. Свинцовые оболочки не должны иметь рисок, царапин и вмятин, выводящих их за пределы минимальных допусков по толщине.

Алюминиевые оболочки изготовляют методом выпрессовывания из алюминия А-5 чистотой не ниже 99,97 %. Плотность алюминия — 2700 кг/м3, предел прочности — 39,3—49,1 МПа. Алюминиевые оболочки в 2—2,5 раза прочнее и в 4 раза легче, чем свинцовые, имеют повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам и обладают высокими экранирующими свойствами. Недостатки алюминиевых оболочек — большие технологические трудности наложения их на кабель и малая стойкость к электрохимической коррозии, что объясняется высоким нормальным отрицательным потенциалом алюминия (-1,67 В).

Коррозия сводится к вытеснению из среды, с которой соприкасается алюминий, ионов водорода и переходу самого алюминия в виде ионов в раствор. Поэтому кабели с алюминиевыми оболочками защищают против гниения особо стойкими покровами, не пропускающими к оболочке влагу.

Пластмассовые оболочки изготавливают из шлангового ПВХ-пластиката или полиэтилена. Пластмассовые оболочки сочетают в себе легкость, гибкость и вибростойкость, но через пластмассу постепенно диффундируют водяные пары, что приводит к падению сопротивления изоляции кабелей. Поэтому их применяют в кабелях с негигроскопичной изоляцией из полиэтилена, ПВХ и др. Шланговый пластикат отличается от изоляционного подбором пластификаторов и стабилизаторов, обеспечивающих большую стойкость против светового старения. Для оболочек кабелей применяют ПВХ-пластикат марки 0-40. Оболочки кабелей из ПВХ-пластиката при температуре ниже допустимой становятся жесткими и при ударе могут разрушаться.

Хорошая механическая прочность ПВХ-пластиката позволяет широко применять кабели в оболочке без защитных покровов. Он не распространяет горения, он влаго- и маслостоек, стоек к электрической и химической коррозии. Кабели в такой оболочке просты в производстве и удобны в монтаже.

Резиновые оболочки изготавливают из маслостойкой резины РШН-2, не распространяющей горения. Резиновые оболочки обладают высокой стойкостью к растягивающим, ударным и крутящим нагрузкам.

Защитные покровы состоят из подушки, брони и наружного покрова и предназначены для защиты кабелей от механических повреждений и коррозии. В обозначение марки кабеля, не имеющего защитного покрова, добавляется буква «Г».

Подушки кабеля представляют собой концентрические слои волокнистых материалов и битумного состава или битума поверх оболочки, предназначаются для предохранения оболочек кабеля от повреждения лентами или проволоками брони и защиты ее от коррозии и не имеют обозначения. Усиленную подушку с дополнительной обмоткой двумя пластмассовыми лентами, обеспечивающую защиту от коррозии и блуждающих токов, маркируют буквой «л». Для повышения стойкости против коррозии подушку изготовляют с двумя слоями пластмассовых лент и маркируют цифрой и буквой — «2л». С целью повышения коррозионной и влагостойкости подушки поверх лент из ПВХ-пластиката (и другого равноценного материала) накладывают слой выпрессованного полиэтилена или ПВХ-пластиката. В маркировке этот тип подушки обозначают буквами «п» (полиэтилен) и «в» (ПВХ-пластикат). Защитные покровы без подушки маркируют буквой «б». Минимальная толщина подушки зависит от конструкции, диаметра кабеля и составляет 1,5—3,4 мм.

Броня служит для защиты кабелей от механических повреждений. Для кабелей, не подвергающихся в процессе эксплуатации растягивающим усилиям, применяют ленточную броню, которая состоит из двух стальных лент толщиной от 0,3 до 0,8 мм (в зависимости от диаметра кабеля по оболочке) и накладывается так, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты. Для кабелей, которые подвергаются растягивающим усилиям, применяют броню из стальных оцинкованных плоских или круглых проволок. Толщина брони из стальных оцинкованных плоских проволок составляет 1,5—1,7 мм, диаметр круглых проволок — 4—6 мм.

Наружный покров, в который входит слой битумного состава или битума, пропитанная пряжа и покрытия, предохраняющие витки кабеля от слипания, в маркировке обозначения не имеет. Покров с негорючим элементом в маркировке кабеля имеет букву «Н». С выпрессованным полиэтиленовым защитным шлангом покровы имеют обозначение «Шп», а с ПВХ-шлангом — «Шв». Минимальная толщина наружного покрова зависит от диаметра кабеля и составляет 1,9-3 мм.

Вес изоляции кабеля — формула, способы расчета

Вес изоляции кабеля весьма специфический параметр, который требуется как правило проектировщикам для определения категории помещений по нормам пожаробезопасности (Полная методика расчет находится в СП 12.13130.2009.)

Для расчета веса изоляции можно воспользоваться несколькими методами.

Расчет веса изоляции по формуле

В данном способе вес изоляции высчитывается через объем и плотность (См формулы расчета на рис.1). Сложность этого способа заключается в том, что точную плотность материала нужно запрашивать у производителя. Тем не менее, диапазоны плотностей основных изоляционных материалов (ПВХ, полиэтилен, резина) доступны и приведены в табл. 1.

Рис.1

Таблица 1

Расчет веса изоляции через вес меди в кабеле

Рассчитать вес изоляции можно и другим путем. Для этого нужно:

1. Найти общий вес кабеля нужной марки за 1 км или пог.м. Самый надежный способ -получить такую информацию на сайте производителя или запросить данные у вашего поставщика кабеля. Также можно взять общий вес кабеля из он-лайн калькуляторов, хотя на разных ресурсах данные могут незначительно отличаться.
2. Рассчитать вес меди в кабеле. Как провести расчет вы можете прочитать в нашей статье — Как быстро рассчитать вес кабеля?
3. Посчитать вес изоляции как разницу между общим весом кабеля и весом меди в кабеле (т.е. п.1-п2)

Естественно такой метод будет не совсем точным, но полученного порядка цифр будет достаточно для требуемых расчетов.

Какую изоляцию проводов можно использовать, и как это правильно сделать

Хотя с каждым днем появляется все больше беспроводных устройств, основным средством передачи электрического тока по-прежнему остаются провода.
При производстве проводов и кабелей используются различные виды изоляции. Каждый вид изоляции проводов определяет область применения тех или иных кабельных изделий.
В процессе монтажа проводов или кабелей появляется необходимость в изоляции мест их соединения или подключения к электроприборам. Каким же образом это можно сделать?

Ранее для изоляции кабелей применяли бумагу, но сейчас, при огромном количестве современных материалов ее используют крайне редко. Бумагу наматывали несколькими слоями, пропитывая маслом и канифолью. Это помогало противостоять влиянию влаги.
В производственных условиях делают надежную изоляцию из фторопласта. Ленты фторопласта наматывают на провода и запекают. Образуется оболочка, которая не боится не только химического или температурного, но и механического воздействия.

ПВХ изоляция

ПВХ (поливинилхлорид) также называют виниловая изоляция. Поливинилхлорид устойчив к действию щелочей и кислот, не проводит ток, не растворяется в воде, поэтому находит широкое применение при изготовлении изоляционных материалов. Применяется для изготовления изоляции проводов и кабелей. Так же изготавливают ПВХ изоленту, для изоляции соединения проводов.
Одно из преимуществ ПВХ изоляции – ее дешевизна. Полимерная изоляция довольно эластична и устойчива к перепадам температур, не горит на воздухе. При производстве ПВХ материалов могут добавлять пластификаторы, они несколько ухудшают изоляционные свойства и стойкость к химикатам, но увеличивают эластичность и устойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей.

Если в соединительном кабеле используется виниловая изоляция, покрывающая провода, то кабель обозначается аббревиатурой ПВС. Он может состоять из 2-5 алюминиевых или медных жил. Оболочка бывает виниловая или резиновая.
Срок службы ПВС кабелей превышает 6 лет. В течение всего этого времени они не требуют замены. Они устойчивы к коррозии и плесени, выдерживают морозы до -40° и жару до +40°. Их рабочее сопротивление составляет на 1 км около 270 Ом.
Кабели с ПВХ оболочкой и алюминиевыми жилами применяют в городских электрических сетях, для подачи электричества на производстве и в жилых многоквартирных домах. ПВС кабели с медными жилами получили распространения при подключении к сети практически всех бытовых приборов и другой техники малой мощности, их используют для электропроводки в частных домах и квартирах.

Применение резиновой изоляции

В промышленных отраслях для изоляции кабелей часто применяется резиновая оболочка. К ее положительным качествам относят:

• Влагостойкость.
• Эластичность.
• Высокое сопротивление.
• Устойчивость к высоким температурам.

Резиновая изоляция производится на основе натуральных и синтетических материалов. Качественная синтетическая оплетка обладает лучшими показателями — дольше стареет, выдерживает воздействие агрессивных химических веществ и отрицательных температур. Резина легко гнется, поэтому провода можно уложить в любых условиях. Но с течением времени резиновая изоляция стареет, трескается и начинает пропускать ток. В условиях высоких температур для изоляции рекомендуется применять вулканизированную резину. Кабели с резиновой изоляцией чаще всего применяют там, где требуется гибкость кабеля. Это питающие кабели кранов, спуски на пульты управления кран-балок. Подключение сварочных трансформаторов, как со стороны питания, так и со стороны низкого напряжения на «держак» электрода и нулевой провод.

Способы изоляции проводов

Изоляция электрических проводов предназначена главным образом для того, чтобы не было утечки токов. По этой причине ее делают из непроводящих (изоляционных) материалов. В зависимости от условий эксплуатации и особенностей конструкции кабелей или проводов выбирают тип изоляции. При электромонтажных работах применяют следующие типы.

• Изоляционная лента.
• ПВХ трубка.
• Термоусадочная трубка.
• Клеммы.

Изоляционная лента

Не утрачивает своей актуальности изоляция электропроводов изолентой. Изоляционная лента стоит недорого и продается в любом хозяйственном магазине в широком ассортименте.

Наматывать ее надо под углом, начиная от края родной изоляции провода. При параллельном соединении на конце скрутки делают пустую намотку-трубку, сгибают ее и продолжают движение в обратную сторону.

Распространенная ПВХ изоляционная лента при сильном нагревании плавится, но не пропускает влагу. Хлопчатобумажная изоляционная лента, наоборот, выдерживает высокие температуры, но со временем сохнет, а при намокании может отклеиться.

Из ПВХ делают и кембрики – трубки для изоляции проводов и кабелей. Чтобы трубка плотно седела, надо правильно подобрать диаметр трубки.

Как правильно изолировать скрутку проводов лучше посмотреть видеоролик:

Термоусадочные трубки

Термоусадочные трубки делают из полимеров (ПВДФ, ПЭТ, силикон и других). Их применяют преимущественно на низковольтном оборудовании, когда напряжение постоянного тока не превосходит 1 кВ.

Если вы хотите использовать термоусадку для проводов, то надо совершить ряд действий.

1. Отрезать кусочек термоусадочной трубки, полностью перекрывающий оголенный участок провода (место соединения), с запасом около 2 см.
2. Затем надо надеть на один из концов соединяемых проводов трубку.
3. Сделать скрутку проводников.
4. После этого трубку перемещают на скрутку и нагревают строительным феном.

В результате термоусадки изоляция плотно прижимается к проводам. Если фена нет, то можно использовать зажигалку, аккуратно держа ее на небольшом расстоянии.
Так делают при изоляции скрутки последовательно соединенных проводов. Если соединение проводов параллельное (так называемый пучек проводов), то вначале делают скрутку, а затем надевают трубку.
В большинстве случаев термоусадочную трубку удобнее использовать, чем изоленту. Трубку можно быстро надеть, она более плотно облегает соединение проводов и не разматывается. Но снять ее в случае необходимости уже трудней. Придется только счищать ее или срезать.
На трубках производители ставят маркировку, которая показывает, какую температуру она выдерживает, и для какого напряжения подходит. Выпускают трубки разных диаметров и расцветок, поэтому для различных марок и сечений кабелей всегда есть возможность подобрать соответствующую изоляцию, а цветом произвести маркировку.
Как правильно сделать изоляцию проводов с помощью термоусадочной трубки смотрите видеоролик:

Применение клемм

В качестве изоляции применяют клеммы в диэлектрической оболочке. Клеммы продаются в виде колпачков или колодок, зажимающих провода. Если вы хотите заизолировать провода в распределительной коробке, то выбор клемм – один из вариантов соединения.

Но многое зависит от нагрузки. При высокой нагрузке лучше применять для соединения пайку, а уже сверху надевать изолирующую трубку.
Затягивание алюминиевого провода клеммами с винтами не рекомендуется, поскольку под постоянным давлением алюминий начинает течь. В результате соединение ослабевает, увеличивается сопротивление и происходит короткое замыкание. Если уж вы решили соединить алюминиевые провода клеммами с винтами, то минимум раз в год надо делать ревизию.
Соединение медного и алюминиевого проводов методом скрутки недопустимо. При прохождении тока между металлами возникает электрический потенциал, провода нагреваются, что может вызвать короткое замыкании или того хуже – пожар.
Все же в одном случае скрутку можно сделать – если медный провод покрыть оловянно-свинцовым припоем (залудить). Но чаще для соединения и алюминия и меди применяют клеммные колодки или резьбовой метод (винт, гайка и шайба).

Сопротивление изоляции

Между жилами кабелей и внешней средой могут возникать утечки тока. Одна из задач изоляции – не допустить их появления. Величина, которая показывает, насколько хорошо провод изолирован, называется сопротивлением изоляции.
Чем выше сопротивление, тем надежнее защищены жилы, по которым протекает ток. Каждая марка кабелей имеет свое значение этого показателя. Сопротивление изоляции устанавливается ГОСТом или техническими условиями (ТУ).
Измеряется сопротивление при заданной температуре (около +20°) специальным прибором (мегаомметром). Если проводить измерения при отрицательных температурах, то его значение будет занижено, а в случае жарких условий – завышено. После снятия показаний их заносят в протокол «Измерение изоляции проводов», сравнивают с нормативными и делают выводы о том, пригодны или нет кабели к дальнейшему использованию. Электропроводка, не выдержавшая испытание подлежит ремонту или замене. Сроки периодичности проведения испытания изоляции проводов оговорен Правилами. Так же проверка изоляции проводов производится после окончании электромонтажных работ, ремонтных работ, после намокания или перегрева проводки.
Как правильно проверить сопротивление изоляции проводников с помощью мегаомметра смотрите видеофильм:

Изоляция кабеля. Вопросы по изоляции кабеля. Какие бывают изоляции.

Чем обычно характеризуется изоляция кабелей?

Изоляция электрического кабеля должна обладать достаточной электрической прочностью, которая полностью исключает вероятность электрического пробоя при напряжении, на которое рассчитан данный кабель. Для того чтобы изготовить изоляцию жил кабеля между собой, а также для недопущения соприкосновения жил с металлической наружной оболочкой, как правило, используют бумажную, пластмассовую или же резиновую изоляцию.
Чем хороша бумажная изоляция?

Бумажная пропитанная изоляция определяется качественными электрическими характеристиками, большим сроком службы. Такой изоляционный слой в состоянии выдержать высокую температуру при относительно небольшой цене. В связи с этим такой тип изоляции используется достаточно часто. Однако у бумажной изоляции имеется и несколько отрицательных качеств. Например, к недостаткам необходимо отнести гигроскопичность. Из-за нее кабель должен быть изготовлен таким образом, чтобы все оболочки и муфты были тщательно загерметизированы.
Из чего изготавливают бумажную изоляцию?

Как правило, бумажный слой изоляции в кабелях производят из многослойной бумаги увеличенной прочности. Такую бумагу делают на базе сульфатной целлюлозы марки КМП-120. Данная изоляция более всего подойдет для силового кабеля, который рассчитан на напряжение до 35 кВ.

Вполне допустимо, что изоляция может быть сделана из двухслойной бумаги марок К-080, К-120, К-170 или же многослойной бумаги КМ-12, КМ-140, КМ-170. При этом толщина слоя бумаги составляет 80, 120, 140 и 170 мкм.
Как производят данную изоляцию?

Жилы в процессе изготовления такого изоляционного слоя обматывают бумажными непропитанными лентами. Чаще всего можно встретить обмотку с зазоров. С помощью такого хода можно в определенных пределах изгибать кабель без вероятности того, что он переломится или бумажная изоляция будет повреждена. Для того чтобы электротехнические характеристики кабеля остались на прежнем уровне, необходимо, чтобы зазоры между витками соседних лент, находящихся сверху по вертикали, полностью не совпадали.

Однако в том случае, если необходимо наложить большое количество лент, то не получится избежать совпадений зазоров. Для этого существуют специальные нормы, которые определяют количество таких совпадений. Если кабель предназначен для напряжения до 6 кВ, то совпадений может быть не более 3, для кабеля, рассчитанного на 10 кВ, — не более 4; для кабеля 35 кВ — не свыше 6.
Как накладывают изоляцию?

Слой изоляции очень плотно прилегает к токопроводящей жиле. На нем не должно быть морщин или складок. Если они будут наблюдаться в структуре кабеля, то это приведет к возникновению пустот или же воздушных включений, которые в значительной степени понижают надежность работы кабеля.
От чего зависит толщина изоляционного слоя?

Толщина изоляционного слоя находится в прямой зависимости от номинального напряжения, а также от сечения жил. Этот показатель прописан в соответствующих ГОСТах. Для того чтобы сделать электрическую прочность кабеля как можно выше, на поясную изоляцию кабеля, рассчитанного на напряжение 6 и 10 кВ, а также на жилы и поверх изоляции укладывают экран, изготовленный из электропроводящей бумаги.
Как далее производится изготовление кабеля с бумажной изоляцией?

Жилы, снабженные изоляционным слоем, плотно скручивают, производят заполнение промежутков между ними с помощью изоляционных материалов до тех пор, пока кабель не приобретет круглую форму.

Затем на скрученные жилы дополнительно накладывают поясную изоляцию, которая также выполняется с помощью бумажных лент необходимой толщины.

После того как бумажная изоляция намотана на жилы, ее следует тщательно просушить, после чего производят пропитывание маслоканифольными составами: МП-1, если кабель предназначен для напряжения от 1 до 10 кВ и МП-2 — 20—35 кВ. С помощью пропитывания происходит дополнительное увеличение электрической прочности изоляционного слоя.
Где используется пластмассовая изоляция?

Данный вид изоляции применяется в силовых кабелях. Ее обычно производят из полиэтилена или из поливинилхлорида.
Какими технологическими характеристиками обладает пластмассовая изоляция?

Такой вид изоляции способен сохранять все свои основные свойства в большом диапазоне температур. Пластмассовая изоляция способна хорошо сопротивляться негативному воздействию кислот, щелочей, влажной среды. Она имеет высокие электроизоляционные свойства. Особенно это относится к полиэтилену. В зависимости от технологии изготовления полиэтилен бывает высокой и низкой плотности. Полиэтилен высокой плотности обладает большой температурой плавления и механической прочностью.

Необходимо отметить, что полиэтилен низкой плотности начинает плавиться при 105 °С, тогда как полиэтилен высокой плотности расплавляется при 140 °С.

Зачастую в полиэтилен вводят дополнительные вещества, например органические перекиси, после чего производят вулканизацию данного материала.

Оба эти процесса позволяют в значительной степени увеличить температуру плавления материала и сделать его более устойчивым к растрескиванию. Полиэтилен, прошедший через вулканизацию, начинает незначительно деформироваться только при температуре 150 °С.

Для того чтобы получить самозатухающий полиэтилен, в него также вносят дополнительные добавки. Например, для электропроводящих экранов кабелей с полиэтиленовой изоляцией вносят полиизобутилен, ацетиленовую сажу или же стеариновую кислоту.

Каковы преимущества поливинилхлоридного изоляционного слоя?

Поливинилхлорид представляет собой твердый продукт полимеризации. Он не распространяет огонь. Для того чтобы увеличить уровень морозостойкости и эластичности ПВХ, в его состав вносят специальные пластификаторы, например каолин, тальк, карбонат кальция. Для того чтобы добиться цветного ПВХ, в него вносят красящие пигменты.

Отрицательной стороной использования ПВХ является то, что он начинает быстро стареть, находясь под воздействием высокой температуры, солнечного света, а также за счет того, что с течением времени в его составе постепенно разрушается пластификатор. Из-за этого снижается уровень его эластичности и морозоустойчивости.
Что включает в себя резиновая изоляция?

Резиновая изоляция представляет собой смесь натурального или синтетического каучука с наполнителем, размягчителей, ускорителем вулканизации, противостарителем, красителем и некоторыми другими веществами.

Для изготовления изоляционного слоя кабелей используют резину РТИ-1, в составе которой находится 35% каучука.
В чем заключаются преимущества и недостатки резиновой изоляции?

Положительные качества резиновой изоляции заключаются в том, что данный материал очень хорошо гнется и практически не впитывает в себя воду. Однако есть и отрицательные стороны: во-первых, резиновая изоляция имеет большую стоимость по сравнению с остальными разновидностями. Кроме того, рабочая температура жилы должна быть не слишком высокой — не более 65 °С.

Такая температура значительно ниже, чем у других видов изоляции. Поэтому допустимая нагрузка на электрический кабель будет не слишком высокой.

Следует также отметить, что с течением времени изоляционный слой, изготовленный из резины, начинает терять свою эластичность и меняет остальные физико-технические характеристики. Разрушается резина из-за различных внешних и внутренних факторов, так как этот процесс чаще всего представляет собой следствие окислительного процесса, который происходит между каучуком и воздухом.
Как защищают резину от старения?

Для того чтобы процесс старения резины шел как можно медленнее, а также для защиты материала от воздействия света, влаги и прочих химических соединений и механических воздействий, кабели имеют дополнительные оболочки.
Из чего производят оболочки для резиновой изоляции?

Лучше всего, если оболочка для изоляционного слоя, выполненного из резины, изготовлена из металла, например, из свинца или алюминия. Если у кабеля изготовлена невлагоемкая изоляция, то они не будут нуждаться в сооружении дополнительной оболочки.

В связи с этим их, как правило, выпускают в пластмассовой или резиновой оболочке. Толщина оболочки в этом случае находится в прямой зависимости от материала, из которого ее изготавливают, а также от диаметра кабеля и конкретных условий, в которых он будет находиться.

Объяснение типов и целей изоляции проводов

Существует столько же разновидностей изоляции проводов и кабелей, сколько и самих проводов и кабелей. Изоляция — важный непроводящий материал, который окружает и защищает отдельные провода или кабели, составляющие кабельную сборку. Некоторая изоляция проводов предназначена для сопротивления электрическому току в электрических устройствах. Другие типы изоляции используются в диэлектрических устройствах для радиочастотных кабелей. Изоляция также предотвращает контакт тока с другими проводниками, препятствует утечке электрического тока и обеспечивает защиту от любых условий окружающей среды.В зависимости от области применения изоляция обычно выполняется из пластмассы, фторполимеров или резины.

Различные типы изоляции:

Поливинилхлорид (ПВХ) известен своим разнообразным применением. Обладая температурным диапазоном от -55 ° C до 105 ° C, он устойчив к возгоранию, влаге и истиранию. Его приложения совместимы с бензином, озоном, кислотами и растворителями, и он безопасен для медицинских и пищевых целей, поскольку не имеет запаха, вкуса и нетоксичен.

Полужесткий ПВХ (SR-PVC) используется в качестве первичной изоляции там, где требуется очень высокая абразивная стойкость. Полужесткий ПВХ не только огнестойкий, но и устойчив к воздействию тепла, воды, кислоты и щелочи.

Пленум Поливинилхлорид (Пленум ПВХ) — другой тип изоляционного материала проводов из ПВХ. Применения подходят для интерьеров в помещениях под фальшполами или над фальш-потолками или фальшполами, в основном в зонах с циркуляцией воздуха.

Полиэтилен (PE) — это плотный негибкий материал, который используется в основном для изоляции коаксиальных кабелей и кабелей с малой емкостью.Несмотря на то, что он легковоспламеняющийся, он обладает образцовыми электрическими качествами, может снижать диэлектрическую проницаемость и является очень хорошим вариантом для кабелей, требующих высокоскоростной передачи. Благодаря сшивке свойства полиэтилена могут обеспечивать высокую устойчивость к растрескиванию, прорезанию, пайке и воздействию растворителей. Диапазон температур от -65 ° C до 80 ° C.

Полипропилен (ПП) ; со свойствами, подобными полиэтилену, с температурным диапазоном от 30 ° C до 80 ° C, этот проволочный материал используется во внутренних помещениях, в основном в тонких стенках.

Полиуретан (PUR) имеет исключительный температурный диапазон (от -62 ° C до 93 ° C), является прочным и гибким с очень хорошим сроком службы при изгибе. Устойчивый к химическим веществам, воде и истиранию, он хорошо работает с втягивающимся шнуром, а также в морской среде и при низких температурах.

Хлорированный полиэтилен (CPE) ; с очень хорошей термостойкостью, маслостойкостью и атмосферостойкостью, эта изоляция обычно используется в кабелях питания и управления, в промышленных электростанциях и в дисплеях для изоляции кабелей CPE.

Нейлон известен своей гибкостью и устойчивостью к истиранию, резкости и химической стойкости. В качестве приложения его обычно экструдируют поверх более мягких изоляционных смесей.

Каучук относится как к натуральному каучуку (NR), так и к синтетическим соединениям SBR. Хотя этот материал имеет низкую маслостойкость и озоностойкость, он обладает хорошей гибкостью при низких температурах, обладает хорошей водо- и спиртоустойчивостью, электрическими свойствами и отличной стойкостью к истиранию.

Термопластичный каучук (TPR) используется в приложениях, требующих более высоких скоростей обработки и более широкого диапазона температур. Он обладает отличной устойчивостью к жаре, погодным условиям и старению, но ограниченным сопротивлением прорезанию.

Неопрен (полихлоропрен) — это термореактивный каучук с исключительной стойкостью к истиранию, порезам, маслам и растворителям. Неопрен отличается длительным сроком службы, широким температурным диапазоном, негорючий и самозатухающий.

Бутадиен-стирольный каучук (SBR) — это еще один термореактивный каучук со свойствами, аналогичными неопрену.В диапазоне температур от -50 ° C до 90 ° C SBR используется в основном в кабелях Mil-C-55668.

Силикон — это универсальный синтетический каучук, известный своими высокими термостойкими и огнестойкими свойствами (180 ° C). Он чрезвычайно гибкий, обладает средней устойчивостью к истиранию и идеально подходит для многих электрических применений.

Стекловолокно — это наиболее широко применяемая стеклянная изоляция. При продолжительной рабочей температуре до 482 ° C материал имеет очень хорошую влаго- и химическую стойкость, но низкую стойкость к истиранию.Он обычно используется для термообработки, в печах для обжига стекла и керамики, в литейных цехах и при обработке алюминия.

Этиленпропиленовый каучук (EPR) обладает превосходными тепловыми и электрическими свойствами и обычно используется в высоковольтных кабелях. Материал мягкий и гибкий, обладает очень хорошей устойчивостью к нагреванию, окислению, атмосферным воздействиям, воде, кислотам, спирту и щелочам. Он также имеет диапазон рабочих температур от -50 ° C до 160 ° C. Из-за его мягкости и гибкости при установке следует обращаться с ним осторожно.

Хлорсульфированный полиэтилен (CSPE) (также известный как Hypalon) обеспечивает низковольтную изоляцию. Он обладает химической стойкостью и стойкостью к ультрафиолетовому излучению, работает в широком диапазоне температур и используется в проводах электроприборов, подводящих проводах, выводах катушек, выводах трансформатора и выводных проводах двигателя.

Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM) обладает отличной устойчивостью к нагреванию, озону, погодным условиям и истиранию. Он обладает превосходными электрическими свойствами, хорошей диэлектрической прочностью и сохраняет отличную гибкость в диапазоне температур от -55 ° C до 150 ° C.

PFA ; с диапазоном температур от -65 ° C до 250 ° C, PFA подходит для применения при высоких и низких температурах. Он обладает превосходной механической прочностью, а его очень низкий коэффициент рассеяния делает его электрически эффективным вариантом. ПФА — дорогой материал.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) — чрезвычайно гибкий, водостойкий, маслостойкий, химический и термостойкий термопластический материал. Его приложения работают в широком диапазоне температур от -73 ° C до 204 ° C.

Фторированный этиленпропилен (FEP) — очень огнестойкий материал. Когда он вспенен, он улучшает передачу данных, что также улучшает оценку и обработку. Он обычно используется в кабельных системах и военном оборудовании.

Материалы ETFE и ECTFE Halar обладают большей прочностью и гибкостью, чем PFA или FEP, и при облучении могут становиться термореактивными. Вспенивание материала снижает вес и улучшает передачу данных. Однако этим материалам не хватает электрических преимуществ, предлагаемых FEP.

Поливинилиденфторид (PVDF) (также известный как Kynar) — это гибкий, легкий и термостойкий изоляционный материал, обладающий химическими, тепловыми, погодными, абразивными и огнестойкими свойствами. Его относительно невысокая стоимость делает его вариантом изоляции для широкого спектра отраслей и сфер применения. Согласно стандарту UL 910 при испытании на огнестойкость пленум-кабель подходит для использования в помещениях здания, требующих циркуляции воздуха, необходимой для подвесных потолков или фальшполов.

Вопросы о типах изоляции проводов?

Изоляционные материалы | Allied Wire & Cable

Изоляционные материалы для проводов и кабелей

Что такое изоляция проводов и кабелей?

Изоляция — это непроводящий материал в конструкции кабеля.В радиочастотных кабелях его также часто называют диэлектриком.

Изоляция препятствует утечке электрического тока, что предотвращает контакт провода тока с другими проводами и кабелями поблизости. Он также сохраняет целостность материала провода, защищая от таких экологических угроз, как вода и тепло. Долговечность и эффективность провода зависят от его изоляции.

Какие бывают типы изоляции проводов и кабелей?

Доступно множество различных материалов для изоляции проводов и кабелей, которые различаются в зависимости от сценария использования.Три основных изоляционных материала: пластик, резина и фторполимер. Ниже приводится список изоляционных материалов для проводов и кабелей с информацией о типичных применениях, преимуществах и недостатках каждого варианта. Изоляция проводов и изоляция кабелей в основном одинаковы. Когда дело доходит до изоляции провода, вы пытаетесь изолировать один провод, что является определением провода. Говоря об изоляции кабеля, мы обычно говорим о кабеле, состоящем из нескольких проводов.Изоляция кабеля может относиться к типу изоляции, окружающей каждый провод, или к изоляции кабеля в целом, тип изоляции и уровень изоляции для вашего кабеля будут зависеть от вашего варианта использования.

Пластиковая изоляция

Сравнительные свойства пластиковой изоляции

Сравнительные свойства резиновых изоляционных материалов

Фторполимерная изоляция

Сравнительные свойства фторполимерных изоляций

Типы пластиковой изоляции

Поливинилхлорид (ПВХ)

• ПВХ — относительно недорогой и простой в использовании изоляционный материал для проводов и кабелей, который может быть использован в самых разных областях.Изоляция ПВХ имеет диапазон температур от -55 ° C до + 105 ° C и устойчива к пламени, влаге и истиранию. Он также может выдерживать воздействие бензина, озона, кислот и растворителей.
• PVC может использоваться в качестве изоляционного материала для медицинских и пищевых целей, поскольку он не имеет запаха, вкуса и нетоксичен. Изоляцию из ПВХ можно использовать в толстостенных и тонкостенных конструкциях. Однако его не следует использовать, когда требуется гибкость и увеличенный срок службы при низких температурах.При использовании в устройствах с ретракционным шнуром он демонстрирует гибкость ниже среднего. PVC демонстрирует высокое затухание и потери емкости, что означает, что мощность теряется при использовании в электрической системе.

Полужесткий ПВХ (SR-PVC)

• Полужесткий ПВХ в основном используется в качестве первичной изоляции и очень устойчив к истиранию. (Для толщины 30–16 дюймов стена толщиной 10 мил соответствует стандарту UL 1061, 80 градусов Цельсия, 300 вольт.) Полужесткий ПВХ также устойчив к воздействию тепла, воды, кислоты и щелочи.Он также трудновоспламеняемый.

Напорный поливинилхлорид (пленочный ПВХ)

• Plenum PVC подходит для использования в приточных помещениях — в застройках за подвесными потолками или фальшполами, оставленными открытыми для обеспечения циркуляции воздуха. Стандартный ПВХ считается вариантом изоляции без камеры статического давления, потому что он не обладает качествами, необходимыми для безопасного использования в областях с камерой статического давления. Для обеспечения герметичности изоляция должна соответствовать более строгим правилам пожарной безопасности.

Полиэтилен (PE)

• PE в основном используется в коаксиальных кабелях и кабелях с малой емкостью из-за его образцовых электрических качеств. Его часто используют в этих применениях, потому что он доступен по цене и может быть вспенен для снижения диэлектрической проницаемости до 1,50. Это делает PE популярным вариантом для кабелей, требующих высокоскоростной передачи данных.

• PE также может быть сшитым для обеспечения высокой устойчивости к растрескиванию, прорезанию, пайке и воздействию растворителей.Его можно использовать при температуре от -65 ° Цельсия до + 80 ° Цельсия. ПЭ любой плотности жесткий, твердый и негибкий. Этот материал также легко воспламеняется. Можно использовать добавки, чтобы сделать его огнестойким, но это принесет в жертву диэлектрическую проницаемость и увеличит потери мощности.

Полипропилен (ПП)

Полиуретан (PUR)

• PUR известен своей исключительной прочностью, гибкостью и долговечностью даже при низких температурах.Он также имеет отличную стойкость к химическим веществам, воде и истиранию. Этот материал хорошо подходит для использования с втягивающимся шнуром и является популярным вариантом для использования в солевом тумане и при низких температурах в военных целях.
• PUR — легковоспламеняющийся материал. Его можно сделать огнестойким, но это принесет в жертву прочность и качество поверхности. Однако основным недостатком полиуретана являются его плохие электрические свойства. Из-за этого его используют не только для утеплителя, но и для курток.

Хлорированный полиэтилен (CPE)

• CPE обладает очень хорошей термостойкостью, маслостойкостью и атмосферостойкостью.CPE служит более дешевой и более экологически чистой альтернативой CSPE. Его надежная работа при воздействии огня также делает его выгодной альтернативой ПВХ-изоляции. CPE обычно используется в силовых кабелях и кабелях управления, а также в промышленных электростанциях.

Нейлон

• Нейлон обычно экструдируют поверх более мягких изоляционных смесей. Он служит прочной оболочкой, демонстрируя высокую стойкость к истиранию, прорезанию и химическому воздействию, особенно при тонкостенных применениях.Кроме того, он очень гибкий. Одним из недостатков нейлона является поглощение влаги. Это ухудшает некоторые его электрические свойства.

Сравнительные свойства пластиковой изоляции

Типы резиновой изоляции

Термопластичный каучук (TPR)

• Во многих случаях TPR используется для замены настоящей термореактивной резины.У него улучшенная окраска, более высокая скорость обработки и более широкий диапазон рабочих температур. Он также демонстрирует отличную устойчивость к жаре, погодным условиям и старению без отверждения. TPR не устойчив к прорезанию, но может использоваться там, где предпочтительны другие свойства резины.

Неопрен (полихлоропрен)

• Неопрен — это синтетический термореактивный каучук, который необходимо вулканизировать для получения желаемых качеств. Обладает исключительной стойкостью к истиранию, порезам, маслам и растворителям.Неопрен также известен своим долгим сроком службы, широким диапазоном температур и удобством использования. Он чрезвычайно огнестойкий и самозатухающий. Неопрен особенно желателен для ручных наборов шнуров и часто используется в военной продукции.

Бутадиен-стирольный каучук (SBR)

• SBR — это термореактивный компаунд со свойствами неопрена. Он имеет температурный диапазон от -55 ° Цельсия до + 90 ° Цельсия. SBR в основном используется в кабелях Mil-C-55668.

Силикон

• Силикон чрезвычайно термостойкий, негорючий и может использоваться при температурах до + 180 ° C. Он умеренно устойчив к истиранию и чрезвычайно эластичен. Преимущества включают длительный срок хранения и хорошие свойства склеивания, которые необходимы для многих электрических применений.

Стекловолокно

• Стекловолокно — наиболее широко используемая изоляция для стекла. Его можно использовать непрерывно при температуре до + 482 ° по Цельсию.Этот материал устойчив к влаге и химическим веществам, но довольно устойчив к истиранию. Его общие области применения включают термообработку, обжиговые печи для стекла и керамики, литейное производство и обширные области применения в обработке алюминия.

Этиленпропиленовый каучук (EPR)

• EPR известен своими превосходными тепловыми и электрическими характеристиками, что позволяет использовать меньшую площадь поперечного сечения при той же несущей способности, что и другие кабели. Обычно используется в высоковольтных кабелях.EPR — это устойчивость к теплу, окислению, атмосферным воздействиям, воде, кислотам, спирту и щелочам.
• Гибкость этого материала также делает его подходящим для временных установок и приложений в горнодобывающей промышленности. EPR имеет температурный диапазон от -50 ° C до + 160 ° C, но не так прочен на разрыв, как другие варианты изоляции. Он также относительно мягкий и может потребовать большего ухода во время установки, чтобы избежать повреждений.

Резина

• Резиновая изоляция обычно относится как к натуральному каучуку, так и к компаундам SBR, каждый из которых доступен в различных формулах для использования в широком диапазоне приложений.Поскольку формулы различаются, также меняются диапазоны температур и некоторые другие основные характеристики. Несмотря на то, что этот тип изоляции имеет низкую стойкость к маслам и озону, он демонстрирует хорошую низкотемпературную гибкость, электрические свойства, а также стойкость к воде, спирту и истиранию.

Хлорсульфированный полиэтилен (CSPE)

• CSPE хорошо работает в качестве низковольтной изоляции. Он известен своей способностью работать в широком диапазоне температур и устойчивостью к химическим веществам и УФ-лучам.Этот изоляционный материал можно найти в проводе прибора, подводящем проводе, выводах катушек, выводах трансформатора и выводных проводах двигателя. CSPE также упоминается как Hypalon, зарегистрированная торговая марка Dupont.

Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)

• Эта изоляция из синтетического каучука демонстрирует исключительную устойчивость к нагреванию, озону, погодным условиям и истиранию. EPDM также демонстрирует отличные электрические свойства. Дополнительные преимущества включают превосходную гибкость при высоких и низких температурах, от -55 ° C до + 150 ° C, а также хорошую диэлектрическую прочность.EPDM используется в качестве замены силиконовой резины в некоторых приложениях.

Сравнительные свойства резиновых изоляционных материалов

Типы фторполимерной изоляции

PFA

• PFA имеет различные номинальные температуры в зависимости от конструкции кабеля, от -65 ° Цельсия до + 250 ° Цельсия.Он также имеет очень низкий коэффициент рассеяния, что делает его электрически эффективным вариантом. Он не обладает термореактивными качествами, поэтому его можно использовать только в некоторых случаях. Хотя PFA можно обрабатывать большой длины, это также дорогой материал.

Политетрафторэтилен (PTFE)

• ПТФЭ — термопластический материал, который имеет диапазон температур от -73 ° Цельсия до + 204 ° Цельсия. Он чрезвычайно гибкий, а также устойчив к воде, маслу, химическим веществам и теплу.Механические свойства ПТФЭ низкие по сравнению с другими фторполимерными материалами.

Фторированный этиленпропилен (FEP)

• Этот материал используется в основном из-за его технологических характеристик и широкого диапазона применений. Он также обладает высокой огнестойкостью. Улучшенная передача данных также может быть достигнута при вспенивании FEP. Цены и обработка также улучшаются. FEP обычно используется в кабельных системах и военном оборудовании.

ETFE и ECTFE Halar

• Эти материалы прочнее и гибче, чем PFA или FEP, и могут стать термореактивными при облучении. Вспенивание ECTFE и ETFE улучшает передачу данных и снижает вес. Однако у ETFE и ECTFE отсутствуют многие электрические преимущества FEP.

Поливинилиденфторид (ПВДФ)

• ПВДФ — гибкий, легкий и термостойкий материал. Он также устойчив к химическим веществам, жаре, погодным условиям, истиранию и огню.PVDF — это относительно недорогой вариант изоляции, поэтому он используется в самых разных отраслях и сферах применения. Он часто встречается в кабелях, которые должны соответствовать стандарту UL 910 Plenum Cable Test Flame Test, который маркирует кабели как подходящие для использования в пространстве здания для циркуляции воздуха. PVDF также обычно называют Kynar, зарегистрированный товарный знак Arkema Inc.
.

Термопластические эластомеры (TPE)

• Термопластические эластомеры состоят из смеси полимеров, обычно пластика и резины, для объединения преимуществ каждого материала в одном изоляционном продукте.TPE можно формовать, экструдировать и повторно использовать как пластмассовые материалы, сохраняя при этом гибкость и растяжение резины.
• TPE обычно используется там, где обычные эластомеры не могут обеспечить необходимый диапазон физических свойств. TPE теперь все больше и больше используется в автомобильной промышленности и бытовой технике. К недостаткам ТПЭ можно отнести низкую химическую и термостойкость, низкую термическую стабильность и более высокую стоимость, чем у других типов изоляции.

Сравнительные свойства фторполимерных изоляций

Что такое изоляция кабеля?

состоит из различных частей и материалов.Изоляция кабеля Ethernet является одним из таких компонентов. Изоляция в кабеле выполняет различные важные функции, и очень важно знать о ней больше. В этой статье мы рассмотрим, что такое изоляция в кабеле Ethernet?

Изоляция определяется как способ изолировать прохождение тока путем предотвращения прямого контакта между проводниками, а также между проводником и окружающей его средой. Как вы, возможно, знаете из других статей, медные провода внутри кабелей могут вызывать перекрестные помехи между ними, и чем дальше друг от друга, тем больше они.Теперь, чтобы иметь возможность сделать это в изоляционном материале кабеля был создан. Изоляционный материал обернут вокруг каждого медного провода в кабеле.

Из чего сделана изоляция?

Изоляция большинства проводов и кабелей в настоящее время выполняется из одного или нескольких пластиковых соединений / материалов. Утеплитель наносится несколькими способами. Популярным выбором для изоляции кабелей являются экструдированные полимеры, потому что они:

• Функциональный
• Надежный
• Рентабельность производства

Качество изоляции

зависят от множества различных факторов, и изоляция является одним из них.Как мы уже отмечали ранее, лучше располагать провода отдельно друг от друга, чтобы уменьшить перекрестные наводки и интерференцию между ними. В случае изоляции характеристики медных кабелей имеют противоположную зависимость от диэлектрической проницаемости изоляции и коэффициента рассеяния. Это означает, что для повышения производительности кабелей Ethernet вам нужны более низкие диэлектрическая проницаемость и коэффициент рассеяния. В дополнение к этому они будут иметь меньшее затухание и меньшую емкость.

Компоненты материала

На протяжении всей истории телекоммуникационные кабели изолировали свои жилы такими соединениями, как ПВХ (поливинилхлорид) и PE (полиэтилен).Кабели из ПВХ обычно используются внутри заводских кабелей, а полиэтиленовые кабели — для кабелей, которые часто используются на внешнем производстве. Ключевой момент, на который следует обратить внимание, это то, что изолированные провода PE лучше подходят для передачи. Обратной стороной является то, что они не подходят для использования внутри помещений, за исключением случаев, когда они обернуты огнезащитным составом для куртки.

При наличии этих материалов появились материалы для улучшения этих изоляционных материалов. Один из них довольно распространен для кабелей Ethernet, и это:

Надеюсь, я не ошибся в написании! Эти новые соединения были введены, чтобы соответствовать и улучшать ранее упомянутые соединения.Дополнительные преимущества этих материалов заключаются в том, что они создают меньше дыма и уменьшают распространение пламени.

Эти термины означают:

• FEP (фторпропилен этиленпропилен
• PE (полиэтилен)
• ECTFE (этиленхлортрифторэтилен)
• ПВХ (поливонилхлорид)
• XL (перекрестные связи)

Здесь важно отметить, что на эти числа влияет повышение температуры. Как и в большинстве случаев, повышение температуры влияет на производительность или долговечность, а также на изоляцию кабеля.Некоторые из этих изоляционных смесей работают лучше, чем другие при повышении температуры, и мы затронем эту тему более подробно позже. На данный момент важно знать, что при повышении температуры FEP, который используется в кабелях Ethernet, работает лучше, чем PVC. Диэлектрические эффекты изоляции влияют на затухание кабеля при увеличении частоты.

Имейте в виду, что это изоляционный состав, а не материал оболочки или огнестойкость. Кабели Ethernet, такие как Cat5e и Cat6, изготавливаются из различных типов огнестойких материалов, таких как PE и PVC, что в свою очередь делает их кабелями, рассчитанными на стояк или камеру статического давления.Материал куртки не соответствует приведенной выше информации.

Заключение

Мы надеемся, что эта статья о том, что такое изоляция в кабеле, оказалась для вас полезной. Качество кабеля зависит от множества факторов. От процесса выбора до процесса заделки характеристики кабелей могут отличаться. Мы надеемся, что эта статья расскажет о различных изоляционных соединениях в кабелях. При повышении температуры, возможно, стоит обратить внимание на кабели с изоляцией PE или FEP, поскольку затухание остается ниже при более высоких температурах, чем у ПВХ.

Различные типы изоляции проводов и кабелей!

В мире проводов и кабелей всегда появляются новые инновации и различные типы альтернатив, каждая из которых помогает разным электромонтажным изделиям выполнять определенные роли. Сегодня одним из наиболее важных элементов электрического изделия является изоляция, также известная как электрический изолятор.

Архив блогов Sycor

Прежде чем углубиться в широкий спектр различных изоляционных материалов с химическим составом, давайте сначала рассмотрим цель электроизоляции. Как следует из названия, это изолятор, что означает, что он удерживает предметы (электричество) внутри. Википедия определяет его как «материал, внутренние электрические заряды которого не текут свободно или через него протекает очень слабый электрический ток под действием электрического поля (Википедия)».

Существует значительное количество изоляций проводов, которые варьируются от почти идентичных химических соединений до совершенно разных.Многие из этих похожих конструкций в основном одинаковы, но некоторые производители немного изменили некоторые особенности конструкции, так как это позволяет им использовать товарный знак на материале. Это затрудняет охват значительного количества очень похожих соединений. Таким образом, наиболее эффективный способ разрушения этих изоляционных материалов — использование их основных и наиболее популярных составных конструкций.

ПВХ изоляция (поливинилхлорид)

ПВХ — третий по объемам производства пластиковый полимер.ПВХ гибкий, жесткий и относительно простой в использовании, но при этом является одним из наиболее экономичных вариантов. Нормальный температурный диапазон составляет от -55 ° C до 105 ° C и используется в самых разных областях, от медицины, пищевой, коммерческой и многих домашних. Сочетание ПВХ с другими пластификаторами придает кабелю дополнительную гибкость и прочность, что делает его универсальным в сложных условиях применения.

PE изоляция (полиэтилен)

Самый производимый пластик в мире из-за его универсальности в применении и сопутствующей цены.Являясь частью семейства термопластов, полиэтилен может непрерывно нагреваться и принимать любую форму. Изоляция из полиэтилена с низкой диэлектрической проницаемостью и низким энергопотреблением применима для широкого спектра применений, при этом она устойчива к кислотам, растворителям, воде и щелочам.

ПП изоляция (полипропилен)

PP — термопластичный полимер, происходящий из группы полиолефинов. Применяемый в широком спектре применений, полипропилен неполярен, имеет более высокую термостойкость, более твердую внешнюю оболочку и меньшую гибкость.Изоляция из полипропилена также имеет диапазон температур от -30 ° C до 105 ° C.

Изоляция PUR (полиуретан)

PUR — это полимер, содержащий органические звенья, связанные карбонатом. Будучи очень гибким и прочным при низких температурах, полиуретан обычно не используется из-за его слабых электрических свойств и его воспламеняемости, но по-прежнему является сильным выбором из-за защиты внешней оболочки.

Нейлоновая изоляция

Нейлон обладает исключительной стойкостью к порезам, химическим воздействиям и истиранию.Нейлон также чрезвычайно гибок и обычно экструдируется поверх более мягкого изоляционного материала. Нейлон является сильной альтернативой для его применения, но имеет более слабое проникновение влаги, что снижает его общие электрические свойства.