Изоляция кабелей должны обладать электрической прочностью, исключающую возможность электрических пробоев при напряжениях, на которые рассчитаны кабели. Чтобы изолировать жилы кабеля между собой и от наружной металлической оболочки, применяем резиновую, бумажную и пластмассовую изоляцию.
Пропитанная бумажная изоляция жил кабеля обладает хорошими электрическими характеристиками, продолжительным сроком службы, сравнительно высокой допустимой температурой и невысокой стоимостью, поэтому находит широкое применение. К недостаткам относим гигроскопичность, обусловливающаяся необходимостью тщательной изготовки и полной герметичности муфт и оболочек кабеля.
Из многослойных упрочненных кабельных бумаг на основах сульфатных целлюлоз марки КМП-120 изготовляем изоляцию для силового кабеля напряжением до 35 кВ. Изоляцию можно изготовлять из двухслойных бумаг марок К-080; К-120; К-170 или многослойных – КМ-120; КМ-140; КМ-170. Толщина бумаг соответственно составляют 80, 120, 140; 170 мкм.
Тип изоляции для кабелей, снизу которых будут располагаться натяжные потолки критичного значения не имеет. Такой тип потолка обладает возможностью, в случае необходимости, быстрого проведения демонтажа-монтажа для проведения требуемых ремонтных работ с коммуникациями под ним проходящими. Натяжной потолок в этом плане очень практичен.
Жилы обматываем непропитанными бумажными лентами. Самая распространенная бумажная изоляция – это обмотка с зазором, позволяющая в некоторых границах изгибать кабели без опасности порчи бумажной изоляции. Чтобы не ухудшить электрические характеристики изоляции, зазоры между соседними витками лент, которые расположены сверху, не должны совпадать. Накладывая большое количество лент, избежать совпадения зазоров не удается, ввиду этого число совпадений нормируем. Допустимо не более 3-ех совпадений бумажных лент и изоляции жила в кабеле напряжением 6 кВ, не более 4-ех для кабеля 10 кВ, не более 6-ти для кабеля 35 кВ. Бумажную изоляцию накладываем плотно, без морщин и складок, наличие которых приводят к образованию воздушных включений, пустот, снижающих надежность кабеля.
Толщина слоя изоляции на силовой кабель нормируется ГОСТом, она зависит от сечений жил кабеля и номинального напряжения. Чтобы увеличить электрическую прочность на поясную изоляцию кабеля напряжением 6 (или 10 кВ), на поверх изоляции кабеля напряжением 20 (или 35 кВ) и жилы накладываем экран, сделанной из электропроводящей бумаги.
Отличительную расцветку или цифровое обозначение имеет в многожильном кабеле верхняя лента изоляции жилы. При цифровых обозначениях на верхние ленты первых жил наносят цифру 1, вторых – 2, третьих – 3, четвертых – 4. При отличительных расцветках номеру 1 соответствуют белые или желтые, номеру 2 – синие или зеленые, номеру 3 – красные или малиновые, номеру 4 – коричневые или черные цвета.
Изолированные жилы многожильного кабеля скручиваем, промежутки между ними заполняем изоляционными материалами до приобретения формы круга. На изолированные скрученные жилы накладываем изоляцию в виде пояса бумажными лентами обусловленной толщины.
Бумажную изоляцию кабеля вначале сушим, затем пропитываем маслоканифольными смесями: МП-1 для кабеля напряжением 1…10 кВольт и МП-2 – 20…35 кВольт. С помощью пропитки увеличиваем электрическую прочность бумажной изоляции.
Пластмассовая изоляция применяется для силового кабеля. Ее изготовляем из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена.
Полиэтилен имеет хорошие механические свойства в широком температурном интервале, а также высокие электроизоляционные характеристики. Он стоек к действию влаги, щелочей, кислот. По способу получения полиэтилена бывает полиэтилен высокой и низкой плотности. Полиэтилен с высокой плотностью (если сравнивать с полиэтиленом низкой плотности) имеет большую механическую прочность и температуру плавления. Полиэтилен с низкой плотностью размягчается при температуре примерно 105 градусов, высокой плотностью – 140 градусов. Введение в полиэтилен органической перекиси и последующая вулканизация в значительной мере повышают его стойкость к растрескиванию и температуре плавления. Вулканизирующиеся полиэтилены незначительно деформируются при 150 градусах. Для получения самозатухающих полиэтиленов вводим специальные добавки. Для электропроводящего экрана кабеля с полиэтиленовой изоляцией в полиэтилены добавляем стеариновую кислоту, полиизобутилен и ацетиленовую сажу.
Твердые продукты полимеризации (поливинилхлориды) не распространяют горения. Чтобы повысить эластичность и морозостойкость ПВХ, в него добавляем пластификаторы – карбонат кальция, каолин, тальк, а для получения цветного ПВХ вводим окрашивающие добавки. ПВХ стареют под воздействием температур, солнечной радиации и тому подобное за счет улетучивания пластификаторов (происходят снижения холодостойкости и эластичности).
В резиновую изоляцию входит смесь каучука (натуральный либо синтетический), наполнитель, мягчитель, ускоритель вулканизации, противостаритель, краситель и др. Для изоляции кабеля применяем резину РТИ-1, содержащую в составе 35 % каучука. Достоинства резиновой изоляции – это почти что полная негигроскопичность и гибкость. Недостатки – высокая стоимость и низкие рабочие температуры жил (65 градусов) по сравнению с остальными видами изоляции, что понижают допустимые нагрузки на кабели.
Со временем у изоляционной резины наблюдается значительное понижение эластичности и изменение прочих физико-механических свойств. Резиновая изоляция стареет под воздействием различных причин и являются в основном следствиями окислительных деструкций (разрушений) содержащихся в резинах каучука.
Чтобы защитить изоляции жил от вредного влияния света, влаги, разнообразных химических веществ, механических повреждений, кабели снабжаем оболочками.
Лучшим материалом для изготовления оболочки кабеля в отношении влагонепроницаемости и герметичности, теплостойкости и гибкости являются металлы – алюминий и свинец. Кабель с невлагоемкой (резиновой или пластмассовой) изоляцией не нуждается в металлической оболочке, поэтому его обычно изготовляем в резиновой или пластмассовой оболочке. Толщина оболочек нормируются и зависят от материалов, из которых они изготовлены, диаметра кабелей и условий эксплуатации.
Свинцовую оболочку изготовляем из свинца марки С-3. Свинец принадлежит к тяжелым металлам (плотность 11340 кг/м3). Он плавится при температуре – 327,4 градусов. Свинец имеет малую механическую прочность и значительную текучесть, что приходится учитывать во время вертикальных прокладок кабеля в свинцовой голой оболочке. Текучесть свинца при повышении температуры увеличивается. У свинца нормальный электрохимический потенциал равен -0,13 В, поэтому у него малая химическая активность и высокая коррозионная стойкость.
Недостаток свинцовой оболочки – это малая стойкость против вибрационной нагрузки, особенно при повышенных температурах. Повышения механической прочности и вибростойкости достигаются введением в свинец сурмовой присадки. Свинцовая оболочка кабеля без защитного покрова изготовляется из сплава свинцово-сурьмянистого марок ССуМ (или ССуМТ). Свинцовая оболочка не должна иметь вмятин, рисок и царапин, выводящих их за пределы наименьших допусков по толщине.
С помощью метода выпрессовывания изготовляют алюминиевую оболочку из алюминия А-5 с чистотой не ниже 99,96 %. У алюминия плотность – 2700 кг/м3, а предел прочности равен 39,3…49,1 МПаскаля. Алюминиевая оболочка в 4 раза легче и в 2…2,5 раза прочнее, чем свинцовый, имеет повышенную стойкость к вибрационной нагрузке и обладает высоким экранирующим свойством. Недостаток алюминиевой оболочки – большая технологическая трудность наложения его на кабель и малостойкий к электрохимической коррозии.
Пластмассовую оболочку изготавливают из полиэтилена или шлангового ПВХ-пластиката. Пластмассовая оболочка сочетает в себе вибростойкость, легкость и гибкость, но через пластмассу диффундируют постепенно водяные пары, из-за этого падает сопротивление изоляции кабеля. Поэтому его применяем в кабеле с негигроскопичной изоляцией из ПВХ, полиэтилена и др. Шланговый пластикат от изоляционного пластиката отличается тем, что в нем подобраны пластификаторы и стабилизаторы, обеспечивающие большую стойкость против старения светом. Для оболочки кабеля применяем ПВХ-пластикат марки 0-40. При температуре ниже допустимого оболочка кабеля на основе ПВХ-пластиката становится жестким и при ударе может разрушиться.
Благодаря хорошей механической прочности ПВХ-пластикат позволяет широко применить кабель в оболочке без защитного покрова. ПВХ-пластикат не распространяет горения, влаго– и маслостоек, а также стоек к химической и электрической коррозии. Кабель в такой оболочке прост в производстве и удобен в монтаже.
Полиэтиленовая оболочка кабеля отличается стойкостью против химической и электрической коррозии, малой влагонепроницаемостью и высокими физико-химическими особенностями.
Резиновую оболочку делаем из маслостойкой резины РШН-2, которая не распространяет горения. Резиновая оболочка обладает высокой стойкостью к крутящим, растягивающим и ударным нагрузкам. В качестве наполнителя резины применяем сажу (технический углерод), который защищает ее еще и от воздействия солнечной радиации.
Защитный покров состоит из наружного покрова, подушки и брони и предназначен для защиты кабеля от возможной коррозии и вероятности механических повреждений. В обозначение марки кабелей, не имеющих защитных покровов, добавляется буква «Г».
Подушка кабеля – концентрический слой волокнистого материала и битумного состава либо же битума поверх оболочки и предназначается для защиты оболочек кабеля от повреждений проволоками брони или лентами, а также предохраняет ее от коррозии и не имеет обозначения. Усиленная подушка с дополнительной обмоткой 2-мя пластмассовыми лентами, обеспечивающая защиту от блуждающих токов и коррозии, маркируется буквой «л». Чтобы повысить стойкость против коррозии, подушку изготовляем с двойным слоем пластмассовых лент и маркируем цифрой и буквой – «2л». Для повышения влагостойкости подушку поверх ленты из ПВХ-пластиката (и иного равноценного материала) накладываем слой ПВХ-пластиката или выпрессованного полиэтилена. В маркировке такие типы подушек обозначают «в» (ПВХ-пластикат) и буквами «п» (полиэтилен). Защитный покров без подушки маркируем буквой «б». У подушки минимальная толщина зависит от диаметра кабеля, конструкции и составляет 1,5…3,3 мм.
Броня предохраняет кабель от механического повреждения. Для кабеля, не подвергающемуся в процессе использования растягивающему усилию, применяем ленточную броню, состоящая из 2-ух стальных лент с толщиной от 0,3 до 0,8 мм и накладываются таким образом, чтобы верхние ленты перекрывали зазоры между витками нижних лент. Для кабеля, который подвергается растягивающему усилию, применяем броню из стальной оцинкованной плоской или круглой проволоки. Толщина брони из стальной оцинкованной плоской проволоки составляет 1,5…1,7 мметра, диаметр круглой проволоки – 4…6 мм.
Наружный покров, куда входит битум или слой битумной смеси, покрытия и пропитанная пряжа, которые оберегают кабельные витки от слипания, в маркировке не имеет обозначения. Покров с негорючим компонентом в маркировке кабелей имеет букву «Н». С защитным выпрессованным полиэтиленовым шлангом покров имеет обозначение «Шп», а с ПВХ-шлангом – «Шв». У наружного покрова минимальная толщина зависит от диаметра кабелей и составляет 1,9…3 мм.
Обновлено (09.10.2012 18:35)
