Виды и основные характеристики изоляции кабеля

Изоляция представляет собой покрытие, которое обеспечивает электрическому кабелю защиту от механических повреждений, а также предотвращает травматизм при контакте с оголенным кабелем. Исходя из этого очевидно, что изоляция кабеля должна обладать чрезвычайной устойчивостью к воздействиям извне и иметь достаточную прочность, что позволит исключить возможный электрический пробой при резком скачке напряжения.

Для изготовления изоляции, которая позволит исключить контакт жил кабеля с оболочкой, которая в основном является металлической, и непосредственно между собой, используют следующие материалы: бумага, пластмасса, резина. Давай более подробно рассмотрим преимущества и недостатки каждого из используемых материалов.

Бумажная изоляция – особенности изготовления и технические характеристики

Данный вид изоляции отличается продолжительным эксплуатационным сроком и имеет достаточно высокие технические характеристики (бумажная изоляция обладает способностью выдерживать высокие температурные режимы). Благодаря сочетанию преимуществ и невысокой цене продукции данный вид изоляции получил широкое распространение.

К недостаткам такой изоляции можно отнести высокую гигроскопичность. Это обуславливаетнеобходимость соблюдения тщательной герметизации всех муфт кабеля, включая оболочку при его изготовлении.

В качестве сырья для производства бумажной изоляции зачастую используют бумагу, обладающую чрезвычайной прочностью. Это сырье получают путем специальной обработки сульфатной целлюлозы (маркировка КМП-120). Применять изоляцию, выполненную на основе данного сырья, рекомендуется при изготовлении силового кабеля, способного работать под напряжением не выше 35 кВ.

Впрочем, эту изоляцию также могут производить из сырья других марок, например, можно использовать бумагу, состоящую из двух слоев, марки К-170, К-080, К-120 или бумагу, состоящую из множества слоев, марки КМ-140, КМ-12 или КМ-170, при этом используется бумаги толщиной 140, 80, 120 или 170 мкм.

При изготовлении изоляции кабельные жилы оборачивают сухими лентами из бумаги. Очень часто обмотку делают с зазорами. Данная технология изготовления позволяет исключить риск перелома кабеля или нарушение изоляционного слоя при его изгибе. Стоит отметить следующее: данная технология предполагает, что зазоры, имеющиеся между витками всех лент кабеля, совпадать не будут. Это позволяет увеличить электротехнические качества готовой продукции.

Однако при использовании большого числа жил в кабеле исключить совпадение зазоров практически не удается. Но если следовать действующим нормам, которые регламентируют допустимый показатель совпадений зазоров, то готовая продукция приобретает все требуемые эксплуатационные характеристики. Например, для кабелей, способных выдерживать напряжение в 6 кВ, допустимое число совпадений составляет 3, для кабелей с максимальной нагрузкой в 10 кВ – 4, а для кабеля в 35 кВ – не больше 6.

Готовую изоляцию укладывают на токопроводящие жилы, причем контролируется плотность ее прилегания и равномерность накладки (поверхность должна быть ровной без каких-либо нарушений). Дело в том, что включения, например, в виде складок в структуре кабеля ведут к образованию небольших воздушных пространств, что в свою очередь отражается на эффективности работы кабеля.

Номинальное напряжение – фактор, на основании которого определяется толщина слоя изоляции!

Кроме этого, на величину толщины слоя изоляции оказывает непосредственное влияние сечение жил. Все нормы и показатели регламентируются определенными ГОСТами.

Увеличить электрическую способность кабеля, работающего при напряжении в 6 или 10 кВ, можно путем укладки на жилы и его поясную изоляцию специального экрана, который изготавливается из специального электропроводящего материала. Далее подготовленные жилы скручивают, а в пространство между ними укладывают изоляционный материал. Скрутка осуществляется до момента приобретения кабелем округлой формы. После этого жилы дополнительно изолируют слоем поясной изоляции, выполненной из лент бумаги требуемой толщины.

Следующим этапом выступает тщательная просушка скрученных изолированных жил и их последующая обработка при помощи маслоканифольных составов. Для кабеля, рассчитанного на напряжение в 1 – 10 кВ, используется пропитка марки МП-1, для кабеля большей мощности (20 – 35 кВ) – пропитка марки МП-2. Обработка бумажного слоя подобной пропиткой позволяет повысить эксплуатационные характеристики изоляции и в частности – ее электрическую прочность.

Пластмассовая изоляция – особенности изготовления и технические свойства!

Зачастую областью применения пластмассовой изоляции выступает сфера производства силового кабеля. Но в зависимости от технических требований к готовой продукции такую изоляцию можно производить, используя поливинилхлорид и полиэтилен.

Данный тип изоляции обладает высокими технологическими характеристиками, среди которых следует выделить способность сохранять важные свойства и качества при резком изменении температурного режима. Также к преимуществам такой изоляции относят ее высокую сопротивляемость при воздействии негативных факторов (излишняя влажность, кислоты, пр.).

Если говорить о пластмассовой изоляции высокой плотности, то она великолепно проявляет себя на предмет механической прочности, а также отличается способностью сохранять электроизоляционные свойства даже при воздействии высоких температур (вплоть до 140°С). Что касается пластмассовой изоляции низкой плотности, то такие изделия сохраняют электроизоляционные свойства при нагреве не более 105 °С (при повышении температуры такая изоляция начинает плавиться).

Повысить допустимый порог плавления полиэтилена можно путем введения в него органической перекиси и последующей вулканизации полученной смеси. Изоляция, которая подверглась процессу вулканизации, несущественно деформируется лишь после достижения температурного порога в 150 °С.

Также существует возможность изготовления полиэтилена, который не поддается возгоранию и обладает способностью самозатухания. Однако для получения такого материала в основной состав необходимодобавить специальные смеси: стеариновая кислота, полиизобутилен, ацетиленовая сажа.

Преимущества поливинилхлоридной изоляции

Данная разновидность изоляции изготавливается с добавлением особых пластификаторов. Это может быть карбонат кальция, тальк, а также каолин и прочие вещества, которые способствуют увеличению показателя эластичности и морозоустойчивости материала. Для получения материала разного цвета в него добавляют красящие пигменты.

Несмотря на преимущества и высокие эксплуатационные характеристики эта разновидность изоляции имеет один, но достаточно весомый недостаток – быстрый износ. При прямом воздействии ультрафиолетовых лучей, а также при значительном повышении температуры она теряет изначальную эластичность, поскольку пластификатор, имеющийся в составе материала, со временем разрушается.

В состав резиновой изоляции входят различные компоненты (размягчители, синтетический каучук, красители, антистарители, ускорители вулканизации, пр.). Обычно при производстве этой изоляции используют резину марки РТИ-1 с включением каучука в пропорции 35%.

Неоспоримым достоинством резиновой изоляции выступает ее чрезвычайная гибкость и высокая устойчивость к воздействию влаги. Впрочем, такая изоляция не способна выдерживать высокие температурные воздействия (допустимая температура нагрева жилы не должна превышать 65 °С). Также к минусам данного материала можно отнести его более высокую стоимость.

Важно подчеркнуть, что резиновая изоляция обладает не слишком продолжительным эксплуатационным периодом. В силу воздействия ультрафиолетового излучения и температур она утрачивает первоначальную эластичность и другие физико-технические качества.

Для обеспечения защиты резины от негативного влияния разных факторов и увеличения срока его эксплуатации кабель дополнительно оснащают оболочкой, которая изготавливается из алюминия или свинца. Ее главным предназначением выступает обеспечение дополнительной защиты кабеля от преждевременного износа.