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.

Для изоляции силовых кабелей напряжением до 10 кВ применяют однослойную кабельную бумагу по ГОСТ 23436-83 марок К-080, К-120, К-170 (толщина бумаги 0,08; 0,12 и 0,17 мм, соответственно).
В зависимости от вязкости пропиточного состава кабели с бумажной изоляцией могут быть изготовлены с вязким пропиточным, с обеднённо-пропиточным и с нестекающим пропиточным составом.
Кабель с вязким пропиточным составом — это кабель с бумажной изоляцией, пропитанный маслоканифольным составом марки МП-3, в состав которого входят канифоль (7,5 ± 2,5%) , полиэтиленовый воск (3 ± 2%), остальное — нефтяное масло (для пропиточного состава применяют нефтяное масло марки КМ-25).

Кабель с обеднённо-пропитанной изоляцией — это кабель с вязким пропиточным составом также марки МП-3, но свободная часть его частично или полностью удалена, т.е. бумажная изоляция освобождена от избытка пропиточного состава. Кабели с обеднённо-пропитанной изоляцией выпускают на напряжение до 6 кВ и маркируются с добавлением через дефис буквы В, например ААШв-В. Кабели с обеднённо-пропитанной изоляцией предназначены для вертикальных и наклонных трасс с ограниченной разностью уровней.
Кабель с нестекающим пропиточным составом — это кабель с бумажной изоляцией пропитанной изоляционным составом, вязкость которого такова, что при рабочих температурах кабеля он не способен к перемещению (стеканию). В качестве нестекающего пропиточного состава используют маслоканифольный состав, марки МП-5, содержащий 3…2% канифоли, 18± 1 % полиэтиленового воска, остальное количество — нефтяное масло и церезин. Бумажная изоляция, пропитанная этим составом, предназначена для прокладки кабелей на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней. Кабели с нестекающим пропиточным составом маркируются индексом Ц, стоящим впереди обозначений марки кабеля, например ЦААШв.

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.

Пропитка бумажной изоляции производится составом из минерального масла и канифоли или синтетическим маслом. Для вертикальных участков кабельных трасс применяют более вязкий состав с присадкой синтетического церезина или обедняют бумагу от пропиточного состава.
Толщины изоляции многожильных кабелей с поясной изоляцией в свинцовых и алюминиевых оболочках одинаковые, за исключением кабелей на напряжение 3 кВ, у которых поясная изоляция кабелей с алюминиевой оболочкой на 0,2 мм больше, чем у кабелей со свинцовой оболочкой. В отечественных кабелях толщина изоляции между фазами приблизительно на 36% больше толщины изоляции между жилами и оболочкой.

Сечения токопроводящих жил кабелей: a — секторная однопроволочная жила; б — круглая многопроволочная неуплотненная жила; в— круглая многопроволочная уплотненная жила; г — сегментная многопроволочная уплотненная жила для двухжильных кабелей; д — секторная многопроволочная уплотненная жила для трехжильных кабелей; в — секторная многопроволочная уплотненная жила для четырехжильных кабелей; ж— секторная многопроволочная уплотненная нулевая жила для четырехжильных кабелей; 3 — многопроволочная жила сложной правильной концентрической скрутки из семи стренг

Поперечное сечение секторной токопроводящей жилы трехжильного кабеля

Бумажная изоляция жил одножильных и трехжильных кабелей с отдельными оболочками

Напряжение кабеля, кВ	Сечение жил, мм2	Номинальная толщина изоляции жил, мм
	10. ..95	1,2
	120, 150	1,4
1	185,240	1,6
	300,400	1,8
	500, 625	2,1
	800	2,4
	10…240	2
3	300,400	2,2
	500, 625	2,4

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.

Резина применяемая для изоляции, состоит из синтетического или натурального каучука в смеси с рядом компонентов (наполнителей смеси). Сырая резина, наносимая на жилы кабеля, приобретает необходимые качества изоляции после ее нагревания и вулканизации.

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

Напряжение кабеля, кВ	Сечение жил, мм 2	Номинальная толщина, мм
		изоляция жил	поясной изоляции
6	25. ..185	2,0	0,95
10	25…185	2,75	1,25

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.

Электрическое поле в кабелях с поясной изоляцией имеет сложный вид. Силовые линии поля в некоторых областях сечения кабеля не перпендикулярны слоям бумаги, поэтому появляется тангенциальная составляющая электрического поля в изоляции. Если учесть, что электрическая прочность слоистой бумажной изоляции значительно больше в направлении, перпендикулярном слоям, чем в направлении вдоль слоев бумажных лент, то становится очевидным, что наиболее опасным местом в изоляции являются междуфазные заполнения. Толщина фазной и поясной изоляции кабелей на напряжения 6 и 10 кВ выбрана с учетом напряженности электрического поля, возникающей в изоляции в рабочих и в аварийных режимах, например, при замыкании одной фазы кабеля на оболочку. В рабочем режиме как при заземленной, так и при изолированной нейтрали сети напряжение между фазами равно линейному, а напряжение между фазами и оболочкой — фазному, т.е. в V3 раз меньше. Поэтому для рабочих режимов средние напряженности электрического поля в фазной и поясной изоляции будут примерно одинаковыми, если толщина изоляции между жилами будет примерно на 70% больше, чем между жилой и оболочкой. Если кабели работают в сетях с заземленной нейтралью (например, в странах Западной Европы), то в аварийном режиме соотношение напряжений между неповрежденными фазами и с этими фазами и оболочкой не изменится. Действительно, напряжение между фазами равно линейному, а между фазами и оболочкой — фазному (при замыкании фазы на оболочку потенциал последней в сетях с заземленной нейтралью не меняется). Поэтому толщины фазной и поясной изоляции, выбранные из условий работы кабеля в рабочем режиме, обеспечивают надежную его работу и в аварийном режиме.
Выпускаемые в России кабели предназначены для работы в сетях с изолированной нейтралью. При этом в аварийном режиме напряжение между соседними неповрежденными фазами будет равно напряжению между этими фазами и оболочкой и равно линейному напряжению сети. Действительно, при замыкании одной из фаз на оболочку при изолированной нейтрали последняя приобретает потенциал поврежденной фазы. Следовательно, чтобы в аварийном режиме обеспечить примерное равенство средних напряженностей электрического поля в фазной и поясной изоляции, необходимо выбрать их разной толщины. Однако с учетом того, что аварийные режимы работы кабелей носят кратковременный характер, допускается некоторое увеличение напряженности поля в изоляции кабелей при кратковременных повышениях напряжения.
Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность, поэтому для защиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключают в металлическую оболочку.
В России силовые кабели выпускают в свинцовой и алюминиевой оболочках. Если ранее основным металлом для кабельных оболочек являлся свинец, то в настоящее время подавляющее большинство кабелей изготовляют в алюминиевой оболочке. Алюминиевые оболочки достаточно герметичны и механически более прочны по сравнению со свинцовыми. Это позволяет в ряде случаев использовать их без дополнительной механической защиты. Алюминий имеет повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам. Свинцовые оболочки для увеличения вибростойкости обычно содержат присадки сурьмы (0,3…0,85%) и теллура (0,03…0,05%) или другие присадки того же назначения. Кабели с алюминиевыми оболочками значительно легче кабелей со свинцовыми оболочками (плотность алюминия в 4,2 раза меньше, чем плотность свинца).
Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвертой жилы кабеля, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред (пары щелочи, концентрированные щелочные растворы). В таких условиях необходимо применять кабели в свинцовых оболочках.
Опыт изготовления и монтажа кабелей с алюминиевой оболочкой диаметром свыше 40 мм выявил их чрезмерную жесткость, поэтому кабели на напряжение 1 кВ сечением 3×240 мм², 6 кВ сечением 3×150 мм² и выше, 10 кВ сечением 3×120 мм² и выше должны быть изготовлены с гофрированной алюминиевой оболочкой.
Применение гофрированной оболочки увеличивает гибкость кабелей, однако при прокладке таких кабелей на наклонных трассах возможны стека- ние по гофрам пропиточного состава и образование воздушных включений в изоляции кабеля. В связи с этим гофрированные оболочки можно использовать только в кабелях, изоляция которых пропитана нестекающими составами.
Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами.
По сути своей каждая фаза кабеля представляет собой конденсатор и все процессы, происходящие в нем, можно рассматривать как сочетание магнитных и электрических процессов.
Изоляция кабелей должна обладать высокой электрической прочностью, что позволяет уменьшить диаметр кабеля и его стоимость. В силовых кабелях наибольшее распространение получила бумажно-масляная изоляция различных типов, которые отличаются друг от друга количеством пропиточного масла, приходящегося на единицу объема изоляции, и вязкостью масла. Для пропитки бумаги в силовых кабелях применяют минеральное масло с различными добавками, из которых основное значение имеет канифоль. Добавки к маслу, во-первых, предотвращают его окисление, в результате которого масло стареет и его изоляционные свойства ухудшаются, во-вторых, при наличии добавок увеличивается вязкость масла.
Кабели с вязкой пропиткой имеют значительные преимущества при монтаже и эксплуатации. При соединении отдельных отрезков кабеля с помощью соединительных муфт пропиточная масса не вытекает из концов кабеля, благодаря чему с помощью простых мероприятий удается предотвратить образование воздушных включений в кабельной изоляции. Основным недостатком кабелей с вязкой пропиткой является возможность появления газовых включений в эксплуатации, если кабель работает в режиме переменной электрической нагрузки, приводящей к перемежающимся нагревам и охлаждениям кабеля. Так как температурный коэффициент расширения изоляции кабеля значительно больше, чем у оболочки (у силовых кабелей она изготавливается обычно из свинца), то при нагреве кабеля в режиме максимальной нагрузки оболочка принудительно «распирается» изоляцией.
При уменьшении нагрузки и остывании кабеля оболочка сохраняет остаточную деформацию, в результате чего внутри кабеля образуется ряд пустот, постепенно заполняющихся выделяющимся из изоляции газом. Газовые включения образуются вблизи оболочки, однако за счет диффузии газа сквозь изоляцию появляются газовые включения и вблизи жилы кабеля, т.е. в области наибольшей напряженности электрического поля (рис. 2). Они впоследствии приводят к преждевременному пробою изоляции. Поэтому кабели с вязкой пропиткой, хотя и являются основным типом кабелей для переменных напряжений до 35 кВ, оказываются малопригодными для высоких напряжений.

Рис. 2
В кабелях 6-35 кВ в настоящее время основное распространение получила изоляция из кабельной бумаги, пропитанной жидким маслом, находящимся под давлением в несколько атмосфер за счет плотной намотки в горячем состоянии слоев бумаги и, находящегося между ними масла. Здесь нет места для воз душных включений, так как они немедленно заполняются маслом, способным перемещаться вдоль кабеля.
Как видно из рис., для уменьшения наружного диаметра кабеля жилам придается не круглая, а секторная форма, обеспечивающая более полное использование объема под свинцовой оболочкой. Изоляция кабеля состоит из двух частей — фазной и поясной. Таким образом, между жилами кабеля находится двойная фазная изоляция, а между каждой жилой и оболочкой — фазная плюс поясная. Зазоры между отдельными изолированными жилами заполняются низкокачественным наполнителем (джут пли бумажные жгуты). Поверх свинцовой оболочки для повышения механической прочности кабеля накладывается броня из стальных лент или проволок. Эта броня защищается от коррозии слоем из волокнистых материалов, пропитанных битумом и антисептиком, или шлангом, выпрессованный из пластмассы.
Кабельная изоляция изготовляется из бумажных лент шириной 10…30 мм и толщиной 80, 120, 170 мк, наматываемых спирально слой за слой.
В каждом слое между краями, двух смежных лент сохраняются зазоры в 1,5…3,5 мм, благодаря которым при изгибании кабеля бумажные ленты не повреждают друг друга. Масляные каналы в зазоре между лентами являются слабым местом в изоляции, поэтому при намотке бумаги необходимо по возможности предотвращать совпадения зазоров в двух соседних слоях бумаги.
Во время намотки изоляции бумага содержит до 10% адсорбированной поверхностями волокон влаги и воздух, для удаления которых применяется сушка под вакуумом при температуре 120…135 °С. После сушки, в тех же герметически закрытых баках производится пропитка изоляции под вакуумом составом из минерального масла и канифоли.
Масло и бумага в кабельной изоляции весьма удачно дополняют друг друга. Поэтому пробивные напряженности кабельной изоляции значительно выше пробивных напряжённостей бумаги и масла, взятых по отдельности.
Из этого следует, что кабельная изоляция имеет весьма, высокую кратковременную электрическую прочность порядка 50…60 кВ/мм при переменном напряжении, значительно превышающую прочность бумаги и масла, взятых в отдельности. При постоянном токе эта разность более значительна. К сожалению, электрическая прочность изоляции с вязкой пропиткой очень сильно снижается при увеличении времени воздействия напряжения.
Снижение пробивного напряжения кабелей с вязкой пропиткой или, иными словами, уменьшение срока жизни кабеля при увеличении рабочего напряжения связано, в первую очередь с ионизацией воздушных включений, образующихся при переменном тепловом режиме работы кабеля.
Пузырек газа, расположенный вблизи жилы кабеля, попадает в область наибольшей напряженности поля. Поэтому ионизация газа может начаться даже при рабочем напряжении. Края газового пузырька начинают бомбардироваться ионами. Он раздробляется, превращаясь в газомасляную эмульсию, которая постепенно вытесняет масло из пор ближайшей бумажной ленты и проникает в следующий масляный канал между бумажными лентами Так как ионизация сопровождается прохождением определенного тока, одно или несколько отверстий в первой ленте бумаги обугливается, превращаясь в хорошо проводящий канал. Во втором масляном слое процесс развивается аналогично. В результате чего оказывается проколотой следующая лента бумаги.
После того как в нескольких слоях бумаги, примыкающих к жиле, образуются проводящие каналы, электрическое поле в окрестности газового включения искажается так, как показано на рис.   Появляется тангенциальная составляющая напряженности электрического поля, и разряд получает возможность развиваться вдоль слоев бумаги. На этом пути прочность кабельной изоляции значительно ниже примерно в 2,4…5,7 раза. Поэтому разряд начинает скользить вдоль слоев бумаги, несмотря на то, что этот путь значительно длиннее в направлении оболочки или соседней жилы. Дойдя до соседнего зазора между лентами бумаги, разряд переходит в следующий слой, после чего он может прорастать как вправо так и влево. Образуется характерный для кабелей с вязкой пропиткой ветвистый разряд, который иногда доходит до оболочки кабеля на расстоянии 1 м и более от места своего зарождения. По мере движения ветвистого разряда, вдоль канала распространяется газомасляная эмульсия, в которой непрерывно происходят ионизационные процессы, сопровождающиеся химическим разложением бумаги и масла
Пробой изоляции кабелей может иметь не только ионизационный, но и тепловой характер. Но в кабелях с вязкой пропиткой тепловой процесс маловероятен, по сравнению с тем как он мог бы произойти при напряжённостях поля, значительно превышающих те, при которых начинают развиваться ионизационные процессы. Однако температурный режим работы кабелей имеет важное значение.
Трехжильные кабели имеют неблагоприятную конструкцию с точки зрения отвода тепла, который затруднен из центральной части кабеля, удаленной от оболочки см. рис. . Кроме того, электрическое поле трехжильных кабелей не является строго радиальным. Имеется составляющая напряженности поля, направленная вдоль слоев бумаги, что существенно уменьшает электрическую прочность кабеля. Поэтому трехжильные кабели с поясной изоляцией применяются только для напряжений 10 кВ и ниже.

При больших напряжениях (20 и 35 кВ) применяются в большинстве случаев кабели с отдельно «освинцованными» жилами или кабели с экранированными жилами. В обоих типах кабеля жилы покрыты слоем металлизированной бумаги, благодаря чему устраняются местные усиления напряженности электрического поля на поверхности жилы, скрученной из отдельных проволок. Электрическое поле в кабелях обоих типов является строго радиальным, что позволяет использовать примерно в 2 раза большие рабочие напряженности поля по сравнении с трехжильными кабелями не имеющими такой защиты. При постоянном напряжении кабели с вязкой пропиткой имеют значительно более благоприятные характеристики, так как отсутствует возможность образования ветвистых разрядов.

Помимо нормальных кабелей с вязкой пропиткой промышленность выпускает также кабели с обедненно-пропитанной изоляцией. Изоляция таких кабелей сушится и пропитывается обычным образом, а затем подвергается дополнительному нагреву, во время которого удаляется более 70% пропитывающей массы с поверхности бумажных лент и около 30% из лент бумаги. Оставшаяся масса удерживается в бумаге капиллярными силами и не стекает даже при вертикальной прокладке. В этом и заключается единственное преимущество кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.- Электрические характеристики этой изоляции существенно хуже, чем у нормальной изоляции с вязкой пропиткой, так как условия для образования газовых включений оказываются здесь весьма благоприятными. Поэтому в кабелях с обедненно-пропитанной изоляцией на напряжение 6-10 кВ применяется увеличенная примерно на 40% толщина изоляции. Для напряжений 35 кВ и выше обедненно-пропитанная изоляция используется в более сложных по устройству газонаполненных кабелях, которые мы рассматривать не будем.
Для устранения воздушных промежутков и придания кабелю круглой формы между изоляцией жил и поясной изоляцией в кабелях с бумажной и пластмассовой изоляцией имеются заполнители.
Для многожильных кабелей с поясной бумажной изоляцией в качестве заполнителей промежутков между изолированными жилами применяются жгуты из сульфатной бумаги. Для заполнения промежутков между жилами в отдельных оболочках в качестве заполнителей применяют жгуты из пропитанной кабельной пряжи или штапелированной стеклопряжи.
Для кабелей с пластмассовой изоляцией заполнение должно быть:

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.

Виды изоляции проводов и кабелей

Виды изоляции проводов и кабелей

Для осуществления монтажа кабельных линий используются только изолированные кабели. Изоляция может изготавливаться из разных материалов. Рассмотрим основные варианты.

Изоляция на основе резины. Для производства изоляционных материалов может использоваться и натуральная, и синтетическая резина. Главное преимущество такой изоляции заключается в ее высокой гибкости – с помощью кабелей с резиновой оболочкой можно создавать самые разнообразные по форме сети. Однако резиновая оплетка со временем теряет защитные свойства и становится менее надежной.

Изоляция из высоко- и низкоплотных полиэтиленов. Такой изоляционный материал производится из вулканизированного полиэтилена. Он отлично переносит воздействие любых агрессивных сред, в том числе различных химических веществ. Вулканизированный полиэтилен в отличие от простого полиэтилена сохраняет свои эксплуатационные качества под воздействием низких и высоких температур. Именно поэтому кабели с такой обмоткой рекомендуют использовать при прокладке линий в местах, где наблюдаются постоянные температурные перепады.

Изоляция на основе поливинилхлорида. Это самый доступный по цене изоляционный материал. Изоляция из ПВХ отличается высокой пластичностью, а при использовании специальных добавок становится термостойкой и не теряет гибкость даже при низких температурах. Однако из-за наличия в составе пластификаторов ПВХ-оплетка характеризуется невысокой устойчивостью к воздействию химических веществ и несовершенными защитными свойствами.

Изоляция на бумажной основе. Сегодня такая оплетка используется очень редко. Она подходит для монтажа линий с напряжением до 35 кВ. Бумажная изоляция для силовых линий в обязательном порядке пропитывается специальным составом на основе воска, канифоли и масла. Для оплетки высоковольтных сетей применяют многослойный целлюлозный материал. Главный недостаток изоляции на бумажной основе – низкая стойкость к внешним воздействиям.

Изоляции на основе фторопласта. Фторопласт наматывают на жилы кабеля и запекают под воздействием высокой температуры. Это один из самых надежных видов изоляции: он стоек к любым воздействиям, включая химические и механические.

Какая бы изоляция не использовалась для оплетки кабеля, в процессе эксплуатации он может быть поврежден. Это чревато увеличением расходов на электроэнергию, возникновением коротких замыканий и пожаров. Поэтому при подозрении на нарушение целостности изоляции и самой кабельной линии не стоит откладывать на потом приглашение специалистов, которые осуществляют поиск места повреждения кабеля и помогают устранить эту проблему.

Виды изоляции у кабелей и проводов

Под изоляцией понимается материал, который препятствует распространению электрического тока. Существует несколько типов изоляций у кабелей и проводов. Выделяют шесть типов изоляции, исходя из номинального напряжения сети (два значения напряжения: между землей и изолированным проводником и между проводниками силового кабеля) и особенностей конструкции кабельных изделий.

• Для кабелей в оболочке при номинальном переменном напряжении до 220 В (для однофазных 220 и трехфазных сетей 380) или при постоянном напряжении до 700 В.
• Для кабелей без оболочки при номинальном переменном напряжении до 220 В (для однофазных 220 и трехфазных сетей 380) или при постоянном напряжении до 700 В.
• Для кабелей в оболочке при номинальном переменном напряжении от 220 В (для однофазных 220 и трехфазных сетей 380) до 400 В или при постоянном напряжении от 700 В до 1000 В.
• Для кабелей без оболочки при номинальном переменном напряжении от 220 В (для однофазных 220 и трехфазных сетей 380) до 400 В или при постоянном напряжении от 700 В до 1000 В.
• Для кабелей при номинальном переменном напряжении от 400 В до 1800 В или при постоянном напряжении от 1000 В до 6000 В.
• Для кабельных изделий при номинальном переменном напряжении от 400 В до 1800 В или при постоянном напряжении от 3600 В.

В зависимости от материала, из которого изготовлена изоляция, выделяют следующие ее типы:

Резиновая — изготовленная из природных и синтезированных (бутадиеновых, бутиловых и др.) каучуков. Основными плюсами резиновой изоляции является высокая гибкость и удобство при монтаже. Минусом такой изоляции является ее изнашиваемость со временем, старение и, как следствие, ухудшение сопротивления изоляции.

Полиэтиленовая – состоит из полиэтиленов низкой и высокой плотности с добавлением стабилизаторов и других химических веществ. Полиэтилен инертен по отношению к различным средам и не подвергается распаду в растворителях при нормальной температуре окружающей среды. При повышении температуры свойства полиэтилена резко ухудшаются. Например, при температуре 70 градусов и выше полиэтилен растворяется в хлороформе, ксилоле, толуоле и четыреххлористом углероде, а некоторые органические сильнополярные жидкости вызывают его растрескивание. Плюсом такой изоляции является то, что ее можно окрашивать в различные цвета при изготовлении.

Поливинилхлоридная изоляция изготавливается из поливинилхлоридной смолы с добавлением пластификаторов, стабилизаторов и других химических элементов. Это полимер белого цвета, практически негорюч. Пластификаторы придают пластичность и облегчают процесс изготовления кабеля, но одновременно уменьшают его химическую стойкость, нагревостойкость и сопротивление изоляции. С помощью добавления других веществ можно повысить стойкость кабеля к нагреву и гибкость при пониженной температуре, а пигментные красители позволяют получать изоляцию различных цветов.

Изоляция из обычной бумаги используется для кабелей и проводов напряжением до 35 кВ. Такую изоляцию пропитывают составом из масла, канифоли и воска. Для изоляции высоковольтных кабелей применяют специальную многослойную целлюлозу. Минусом бумажной изоляции является хрупкость материала и быстрая воспламеняемость.

Фторопластовая изоляция характеризуется высокими химическими, электрическими и механическими свойствами, используется в широком диапазоне температур от -90 до + 250 градусов. Кроме того, фторопласт стоек к воздействию большинства химических веществ. Единственным минусом такой изоляции является трудоемкость при её изготовлении.

Нестандартные типы изоляции — из лака, полистирола, шелка, окиси магния и др. Но используется гораздо реже всех выше перечисленных.

Какой бы не была изоляция, главное – чтобы она была безопасна для жизни и здоровья людей.

Материалы изоляции кабелей — Кабел-провод.ру

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

В этой статье мы разберемся:

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

ЧТО ТАКОЕ ИЗОЛЯЦИЯ КАБЕЛЯ

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.

МАТЕРИАЛЫ ИЗОЛЯЦИИ

1. Поливинилхлорид (ПВХ, ПВХ пластикат)

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.

Особенности поливинилхлорида Хорошая пропускная способность, низкий показатель потерь, устойчивость к возгоранию и к механическим воздействиям, экологичность.

Стоимость поливинилхлорида Низкая.

2. Полиэтилен(ПЭ), сшитый полиэтилен(СПЭ)

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.

Особенности полиэтилена

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

Стоимость полиэтилена

Средняя.

3. Резина

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.

Особенности изоляции из резины 

Очень гибкая, светонеустойчивая, хорошо поглощает влагу, термостойкая.

Стоимость резиновой изоляции 

Высокая.

4. Бумага

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).

Особенности бумажной изоляции

Мягкий материал, обладает хорошими электрическими характеристиками.

Стоимость

Низкая/ниже средней.

5. Стеклослюдинитовый изолятор

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

Особенность стеклослюдинитового изолятора

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

Стоимость

Выше средней.

6. Фторопласт

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.

Особенности изоляции из фторопласта

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

Стоимость изоляции из фторопласта

Очень высокая.

7. Минералы

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.

Особенности минеральной изоляции

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

Стоимость изоляции из минералов

 Высокая.

8. Полиолефины

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.

Особенности изоляции из полиолефинов

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

Стоимость изоляции из полиолефинов

Средняя.

Виды изоляции кабелей, разновидности, достоинства, недостатки

Ассортимент материалов, из которых изготавливаются изоляционные кабели достаточно многообразен. Но главная задача любого изоляционного кабеля — это его безопасность. Безопасность изоляции состоит в полном отсутствии возможности проводить электрический ток. Как правило, в таких случаях традиционно используют такие материалы как бумага, фторопласт, резина, ПХВ и полиэтилен. Бывают случаи, когда применяют и более современные материалы: шелк, окись магния и полистирол.

Напряжение в сети при котором будет эксплуатироваться кабель, а так же его конструктивные особенности непосредственно влияют на выбор типа изоляции кабеля.

---

Резиновые изоляционные материалы , используемые в производстве кабелей изготавливаются как из природного так и из синтетического сырья. Кабель такого типа прокладывают в помещениях , в которые не попадает прямой солнечный свет.

Отличительной чертой резиновой кабельной продукцией является ее высокая гибкость. Это существенно упрощает монтаж в труднодоступных местах, позволяя избежать больших радиусов на изгибах. Но на ряду с явно видимыми преимуществами, существует и обратная сторона медали, а именно: по истечении некоторого времени внешняя резиновая оболочка теряет свои защитные свойства и растрескивается из за воздействия низких или высоких температур.

Адаптация к воздействию любой агрессивной среды, является визитной карточкой изоляционных проводов и кабелей из полиэтилена высокой и низкой плотности. На голову выше обычных видов полиэтиленовой изоляции стоит вулканизированный полиэтилен. Такое преимущество ему дает способность выдерживать достаточно высокие температуры. В то время как кабеля из обычного вида полиэтилена не приспособлены к такому температурному режиму.

К одним из преимуществизоляции на бумажной основе , можно отнести ее относительно не высокую себестоимость. При этом у неё достаточно хорошая электрическая характеристика и долгий срок эксплуатации.

Отрицательной чертой такого вида изоляции является гигроскопичность. Поэтому укладывать такой кабель,надо только в условиях полной гидроизоляции.Бумажная изоляция в таких кабелях пропитывается раствором из канифоли и масла, что позволяет приобрести бумаги несвойственные ей качества.

Изоляционные кабеля и провода изготовленные на основе ПВХ представляют из себя производное полимеров. Повысить термостойкость, и в то же время сохранить высокую степень гибкости при низких температурах позволит правильный подбор добавок, входящих в их состав.

Самой надёжной из всех изоляционных систем, можно по праву назвать систему, изготовленную из фторопластового сырья. При изготовлении кабеля такого типа на кабельные жилы наматывают фторопласт, а затем подвергают термообработке при очень высоких температурах.

Материал, получаемый в результате этих действий приобретает способность сопротивляться любому агрессивному воздействию окружающей среды. При наличии таких защитных качеств он способен противостоять химическим и механическим воздействиям. Но, с другой стороны, такая прочная структура значительно усложняет процесс работы с кабелями такого рода.

Типы изоляции силовых кабелей

В зависимости от степени сложности электропроводки, уровня и характера электрической нагрузки, применяют кабели с токопроводящей жилой из  меди или алюминия. Но не менее важным в выборе электрического кабеля является  тип его изоляции и оболочки. Самые распространенные материалы применяемые при изготовлении изоляции кабеля – это резина, ПВХ и полиэтилен. Так как у них разное строение и химический состав, кабели с разными видами изоляции имеют отличительные друг от друга свойства и различные сферы использования.

Резиновая изоляция кабеля

Кабели с резиновой изоляцией производятся из природных и синтетических каучуков. Преимущества таких кабелей – высокая гибкость и, соответственно, удобство монтажных работ. Также неоспоримым преимуществом кабелей и проводов с резиновой изоляцией и оболочкой является их способность сохранять гибкость при отрицательных температурах. Такой кабель практически одинаково гибок, как летом, так и зимой. Но у него есть некоторые недостатки: достаточно быстрая изнашиваемость и старение, которые влекут за собой ухудшение сопротивления изоляции. Примеры использования: подключение кранового оборудования и тельферов, различных подвижных механизмов и устройств, сварочного оборудования и многого другого. Марками кабелей и проводов с резиновой изоляцией или оболочкой являются КГ, КГ-ХЛ, РПШ, СРГ, АСРГ, ВРГ, АВРГ, НРГ, АНРГ.

ПВХ изоляция кабеля

ПВХ (поливинилхлоридная) изоляция представляет собой соединение поливинилхлоридной смолы и стабилизаторов, пластификаторов и прочих химических элементов. Благодаря пластификаторам, изоляция получается более пластичной, и процесс изготовления кабелей проходит намного легче. Однако, вместе с тем, химические свойства материала ухудшаются, и уменьшается сопротивление изоляции.  Используя в производстве другие добавки можно добиться повышения срока службы кабеля, его стойкости к нагреву, а также гибкости при пониженных температурах. Применение пигментных красителей позволяет получить различные цвета. Все чаще при производстве кабелей стали применяться такие материалы, как ПВХ «нг» или ПВХ «нг-LS». Первые характеризуются тем, что их использование препятствует горению при одиночной прокладке, а вторые – не распространяют горение при групповой прокладке с пониженным газо- и дымовыделением. К ним относятся такие марки, как ПВ, ПВС, ВВГ, КВВГ, АКВВГ, КВБбШВ, КВВГЭ. Такие кабели можно устанавливать в вертикальном положении или под большим уклоном.

Кабель с полиэтиленовой изоляцией

Полиэтиленовая изоляция состоит из различных полиэтиленов, как низкой, так и высокой плотности. К ним добавляются стабилизаторы и прочие химические вещества. Такой материал не распадается в растворителях в случае нормальной температуры окружающей среды. При производстве полиэтилен можно окрашивать в самые разнообразные цвета. Однако у полиэтиленовой изоляции есть и свои недостатки: ее свойства резко ухудшаются, когда температура повышается. В таких случаях данный материал может раствориться в ксилоле, хлороформе, толуоле и т.д. При использовании органических сильнополярных жидкостей, полиэтилен может потрескаться. В настоящее время все большей популярностью стали пользоваться кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE). У него есть специальный металлический слой, который не позволяет проникнуть  внутрь воде. В основном для его производства используется алюминий или свинец. А также такой кабель, в отличие от других видов,  выдерживает большие термические нагрузки, благодаря наличию в нем особого термоактивного материала. Марки этого вида: ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу, ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS.

Общие рекомендации по выбору типа изоляции кабеля

Таким образом, приобретая кабель, необходимо узнать, какой из его видов лучше всего подойдет в той или иной ситуации и где он будет установлен: в доме, на улице или в каком-то другом месте. Ведь от типа кабеля зависит не только надежность и долговечность его самого, но и здания, в котором он устанавливается.

Изоляция кабеля. Какие виды бывают.

Изоляция кабеля нужна для того, чтобы изоляционный материал препятствовал распространению электрического тока. Без изоляции кабель был бы уязвимым для любых повреждений и всегда бы бил током. Изолирующий слой должен иметь достаточную электрическую прочность, что полностью исключит возможность пробоя электричества под напряжением. Есть определённая изоляция кабелей гост, которая задаёт стандарты и требования к качеству.

Виды изоляции

ПВХ – наиболее распространённый вид изоляции. За счёт вариаций состава полимера можно добиться разных свойств материала. Данный вид обладает высоким электрическим сопротивлением в комнатных температурах, однако, когда температура повышается, его сопротивление уменьшается. Потому ПВХ изоляция подходит при работе в температурном режиме не выше 70 градусов. Изоляция кабеля обладает низкой ценой и химической стойкостью ко многим веществам. Применяется в местах, где соединение неподвижно. Не способна распространять горение.

Резина – применяется в прорезиненной оболочке шлангового типа.

Из-за своей дороговизны, как правила, любой тип резины, который выполняет роль изоляции, считается искусственным материалом. В каучуке присутствуют добавления вулканизирующих веществ, ускорителей вулканизации, наполнителей, смягчителей, противостарителей, красителей. Резиновая изоляция позволяет совершать большой радиус изгиба, потому успешно используется для подключения подвижных соединений. Имеет недорогую стоимость и высокий уровень электроизоляционных характеристик. Резина считается во много раз более эффективным материалом, чем ПВХ. Способствует распространению горения.

Кремнийорганический тип – имеет повышенную стойкость к пониженной и повышенной температуре.

Сохраняет свои заявленные характеристики при температуре от -60 до – +180 градусов. За счёт силоксановых связей имеется стойкость к окислению. Когда температура превышает отметку 240 градусов, то прочность изоляции уменьшится в два раза. Используется для термостойкого провода. Из минусов можно выделить низкое сопротивление кислоты и щелочи, а также высокую стоимость. Данная изоляция силовых кабелей подойдёт для работы в нестабильных температурных условиях.

Сшитый полиэтилен – это относительно новый вид изоляции.

Используется для высоковольтных кабелей, которые прокладываются по земле. Обладает высокой гибкостью и способен работать при большом нагреве жилы без потери своих качеств. Из-за сложного изготовления данная изоляция стоит относительно дорого.

Полиэтиленовая – имеет 2 разновидности, применяемые в кабельной промышленности. Это ПЭНП и ПЭВП, которые различаются уровнем плотности. Имеют хорошую устойчивость к растворителям, когда температура около +20. При высокой температуре теряет своё сопротивление. Относится к категории кабелей общей промышленности для прокладывания стационарно. Данный материал превышает сопротивление электричеству в 300 раз больше, чем изоляция из ПВХ. Материал имеет слабую гибкость, потому не подходит как изоляция жил кабеля передвижных прокладок. Обладает относительно дорогой стоимостью.

ПТФЭ – имеет хорошие технические характеристики на разных температурных режимах. Рабочий диапазон работы без потери характеристик – от -90 до +250. Когда температура повышается свыше 400 градусов, образуются ядовитые газы. Изоляция кабеля ПТФЭ может оказывать противостояние большинству химических веществ. При соблюдении рабочей температуры может реагировать только на расплавленный калий, натрий и некоторые фтористые соединения. Применяется для механических нагрузок. Из недостатков материала можно отметить высокую стоимость и содержание токсичных веществ.

Электромагнитный экран – используется для стабилизации электрических полей в кабельной или проводниковой промышленности. Это в большинстве случаев высоковольтные кабеля и кабеля управления. Экран может производиться из: медной проволоки, электропроводящих резин, оцинкованных стальных проволок, металлизированной бумаги. Применяется для защиты сигнала от помех электромагнитного поля. Изоляция обладает средним уровнем гибкости и способна защищать от механических повреждений. Из минусов можно отметить высокую электропроводность и дорогую стоимость материалов.

Преимущества заказа в компании Электро-САД

Изоляция кабеля – это важное составляющее кабеля, подходить к её выбору нужно тщательным образом. В компании Электро-САД измерение изоляции кабеля происходит с учётом всех факторов, которые могут влиять на результат, это нужно, чтобы изоляция соответствовала всем заявленным требованиям качества. Это позволяет получить по-настоящему высококачественную изоляцию.

 

Что такое изоляция кабеля?

Кабель Ethernet

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 сделать это, был создан изоляционный материал для кабеля. 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

Характеристики изоляции

Характеристики кабеля витой пары

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.

Материальные компоненты

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 открытом воздухе. 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 в помещении, 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!

Преимущества разной изоляции проводки!

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 блога 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.

Пластиковая изоляция проводов

ПВХ изоляция (поливинилхлорид)

ПВХ — третий по объемам производства пластиковый полимер.ПВХ является гибким, жестким и относительно простым в использовании, но при этом является одним из самых 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.

Изоляция PE (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. PE-изоляция 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 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.

Изоляция резиновой проволоки

Изоляция TPR (термопластичная резина)

TPR также называют термопластическим эластомером или TPE. Эта альтернатива изоляции, состоящая из прочного сочетания резины и других пластификаторов, обладает эффективной тепло-, атмосферостойкостью и устойчивостью к старению.TPR — универсальный изоляционный материал, который отлично подходит для суровых и сложных условий эксплуатации.

Неопреновая изоляция (полихлоропрен)

Обладая высокой химической стойкостью, неопрен обычно используется в военной, горнодобывающей, энергетической и нефтяной промышленности. Неопрен — хороший выбор для более сложных и суровых условий эксплуатации, так как его электропроводность не может сравниться с другими, более проводящими коммерческими альтернативами.

Стирол-бутадиеновая изоляция (SBR)

Этот синтетический каучук создан из стирола и бутадиена, что позволяет ему заменять большинство других натуральных каучуков.Температурный диапазон этого уникального изоляционного материала составляет от -55 ° C до 90 ° C. наконец, этот материал также устойчив к истиранию.

Изоляция из силиконовой резины

Силикон — это очень часто используемый изоляционный материал для проводов общего назначения. Силикон также постоянно используется для высокотемпературных применений в диапазоне от 150 ° C до 250 ° C, в зависимости от того, какой сорт вы используете.

Изоляция EPR (этиленпропиленовый каучук)

EPR используется для высоковольтных устройств.Подобно каучуку EPDM, этот синтетический эластомер имеет превосходные термические характеристики с гораздо меньшей площадью поперечного сечения. EPR также имеет диапазон температур от -50 ° C до 160 ° C.

Резиновая изоляция

Этот утеплитель относится к натуральному каучуку, который имеет широкий спектр формул, которые могут быть специально применены для любых требований применения. Резина — хороший выбор, так как через нее очень трудно пробиться электричеству, но легко пройти через изоляционный проход.Этот изоляционный материал также является озоно- и маслостойким.

Фторполимерная изоляция для проводов

Изоляция PFA

PFA — это энергосберегающий вариант, способный выдерживать температуры от -100 ° C до 250 ° C. PFA обычно используется в проводах для термопар, но также очень эффективен в военной, аэрокосмической, нефтяной и газовой промышленности. PFA устойчив к огню, химическим веществам, ультрафиолетовому излучению и обладает хорошей гибкостью.

Изоляция PTFE (политетрафторэтилен)

ПТФЭ — очень надежный изолятор, который стабильно работает в любых условиях применения. ПТФЭ способен выдерживать диапазон температур от -60 ° C до 200 ° C, обладает огнестойкостью, стойкостью к ультрафиолету, химическим веществам и обладает отличной гибкостью.

Изоляция FEP (фторированный этиленпропилен)

Обладает прекрасными электрическими свойствами, может применяться в широком диапазоне температур и очень устойчива к химическим веществам.Имея диапазон температур от -80 ° C до 200 ° C, изоляция FEP может применяться в химической, авиационной, медицинской, электронной и аэрокосмической отраслях промышленности.

Изоляция из этилен-тетрафторэтилена (этилен-тетрафторэтилен)

ETFE — это основной пластик, созданный из фтора. Он полезен в широком диапазоне применений, обладает хорошей коррозионной стойкостью, высокой прочностью и широким диапазоном температур. Эта эффективная изоляция также пригодна для вторичной переработки и улучшает передачу данных при одновременном снижении общего веса провода.

Изоляция TPE (термопластичные эластомеры)

TPE имеет диапазон температур от -50 ° C до 105 ° C, огнестойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению и надежную гибкость. TPE обычно используется в приложениях, требующих переносного кабеля управления, в медицинской и автомобильной промышленности, а также в робототехнике. TPE также можно экструдировать, формовать и использовать повторно, при этом сохраняя гибкость и другие свойства аналогичных резиновых изоляционных материалов.

Изоляция из стекловолокна

Изоляция из стекловолокна используется при термообработке, в печах для обжига стекла и керамики, в литейных цехах и в различных областях обработки алюминия.Кроме того, изоляция устойчива к истиранию, химическому воздействию и влаге.

Существует множество различных видов изоляции, каждый из которых придает потенциально разные и уникальные свойства проводникам, которые они покрывают. Способность выбрать правильную изоляцию с правильным проводом для конкретных приложений может быть трудной для понимания, и тем более, если у вас нет опыта. В Sycor Technology мы понимаем, что не все имеют постоянную карьеру в электромонтажной отрасли и, возможно, покупают провод впервые.Благодаря нашим опытным продажам мы сможем точно определить, какие изоляторы лучше всего подходят для решения, которое вы ищете. Не стесняйтесь звонить или писать по электронной почте, и мы будем рады ответить на любые ваши вопросы об изоляционном материале и проводах, которые они защищают.

Позвоните по бесплатному телефону — 1.800.268.9444 или напишите нам — [email protected]

Каталог продукции Sycor

Sycor Marketing

Общие сведения о сопротивлении изоляции кабеля

Электричество похоже на кухонный нож.Если использовать его с умом, он может резать еду и готовить деликатесы. Если вы воспользуетесь им неразумно, вы можете порезать палец. Электричество проходит через все, что является «проводником». Интересно, что люди — очень хорошие проводники электричества!

Почему кабели изолированы?

Поскольку электричество — это форма энергии, сильный ток может нанести вам серьезный вред. Если течение будет достаточно сильным, вы можете получить смертельную травму. Из-за высокой вероятности смертельного исхода электрические кабели изолированы.Еще одна важная причина, по которой они изолированы, заключается в том, чтобы предотвратить рассеивание энергии в окружающую среду, позволяя сохранить ее.

Как изолируют кабели?

Кабели и провода изолированы с помощью электроизоляторов. Электрические изоляторы представляют собой непроводящие материалы, которые окружают кабели и обеспечивают буфер между кабелем и кем-либо или чем-либо, что может с ним соприкасаться. Дерево — очень хороший изолятор. Резина и пластик — самые распространенные типы изоляторов, которые сегодня можно встретить на кабелях.Их обычно называют изоляторами из поливинилхлорида или ПВХ.

Характеристики кабельных изоляторов

Характеристики материалов, используемых в качестве изоляторов, следующие:

• Высокая изоляция с сопротивлением
• Устойчивость к физическим повреждениям от порезов до ссадин
• Эффективные механические и электрические свойства
• Стойкость к жидкостям, таким как масло, а также к химическим растворителям
• Устойчивость к погодным условиям, таким как дождь, сильный ветер и пыль
• Стойкость к естественному озону в атмосфере

Сопротивление и температура

Сопротивление и температура тесно взаимосвязаны.Все вокруг нас состоит из молекул, которые, в свою очередь, имеют свободные электроны. Именно эти свободные электроны прыгают внутри каждого объекта, позволяя электричеству течь через них. В случае плохого проводника, такого как дерево, будет меньше свободных электронов, которые могут проводить электричество. В случае сильных проводников, таких как металл, будет много свободных электронов. Когда объект нагревается, увеличивая тем самым свою температуру, этот объект начинает «выпускать» свободные электроны.Это означает, что по мере того, как температура проводника увеличивается, больше свободных электронов присоединяется к потоку, что делает его еще более проводящим.

Суммируя этот эффект, можно сказать, что чем горячее проводник, тем лучше он будет проводить электричество. Вот почему важно, чтобы изоляторы были устойчивыми к нагреванию, чтобы они могли продолжать служить изоляторами даже при повышении температуры вокруг них.

Сопротивление и толщина

Также существует сильная зависимость между сопротивлением кабеля и толщиной изолятора.Увеличение толщины означает увеличение сопротивления, и наоборот. Если толщина уменьшается, сопротивление изолятора также уменьшается. Требуемая толщина изолятора обычно определяется целью, для которой он будет использоваться. Например, вы могли заметить, что кабель зарядного устройства для вашего смартфона очень тонкий. Однако, если вы проверите кабель, идущий к телевизору или холодильнику, вы заметите, что он намного толще. Чем больше энергии потребляет прибор, тем больше будет сила тока, протекающего в него, а это означает, что кабель должен окружать более толстый изолятор.

Коаксиальные кабели

Источник изображения: services.eng.uts.edu.au

Говоря об изоляторах и толщине кабеля, часто можно встретить многослойные кабели, в которых есть несколько изолированных жил для заземления и защиты. Эти кабели называются коаксиальными кабелями и обычно используются в приложениях, где требуется большой поток электроэнергии. В стандартном коаксиальном кабеле вы найдете следующие жилы, каждая из которых залита окружающим его:

• Внутреннее ядро ​​ — это проводник, основной кабель, ответственный за прохождение тока.Стандартный провод, используемый для внутренней жилы, — медный. Медь — отличный проводник и имеет минимальное сопротивление. Нередко можно обнаружить, что на него обычно наносят гальваническое покрытие для повышения эффективности.
• Средние слои — Средние слои состоят как минимум из двух отдельных изоляторов. Эти изоляторы обычно изготавливаются из алюминиевой фольги с проложенными между ними медными жилами. Они будут выполнять основную работу по изоляции тока от внешней среды.
• Внешний слой — Это будет изоляция из ПВХ, о которой говорилось ранее.ПВХ в первую очередь предназначен для удержания средних слоев и предотвращения утечки электричества. Кроме того, ПВХ защитит средний слой от опасностей окружающей среды, таких как солнце, ветер, дождь и ссадины.

По сравнению со стандартными конструкциями кабелей, то есть одножильными с одним изолятором, коаксиальная конструкция предпочтительнее из-за его способности заземлять и удерживать электрические, а также магнитные поля, которые генерируются при протекании тока через центральную жилу. Можно сказать, что без изоляторов не было бы практического способа построить какой-либо электроприбор.Можете ли вы представить себе даже такое простое устройство, как зарядное устройство для телефона, без внешнего изоляционного покрытия? Не совсем!

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный инвентарь электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, предохранительных выключателей и т. Д. Он закупает электрические материалы у первоклассных компаний по всему миру.Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений для электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она занимает уникальное положение, предлагая конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Установите пользовательское содержимое вкладки HTML на странице своего профиля

Сопротивление изоляции кабеля

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

ПОЧЕМУ КАБЕЛИ ИЗОЛИРОВАНЫ? ВВЕДЕНИЕ

За исключением кабелей электропередачи, которые находятся на электрических опорах, почти все кабели, которые используются сегодня, имеют изоляцию.Уровень или степень сопротивления изоляции кабеля зависит от цели, для которой кабель был разработан. Помимо экономии энергии от потери или рассеивания в окружающую среду, одна из важнейших причин, по которой кабели изолированы, заключается в том, чтобы спасти нас от опасности поражения электрическим током.

Электричество очень опасно. Первое касание может быть последним прикосновением и никогда не дает ни единого шанса. Легкое прикосновение к кабелю, по которому проходит электрический ток, может привести к несчастному случаю со смертельным исходом.Наше тело частично проводит электричество. Когда наше тело соприкасается с проводником с током, электрический ток будет стремиться течь от проводника, а затем к нашему телу. Наше тело, будучи частичным проводником, не сможет проводить электрический ток. Когда ток слишком силен, чем может выдержать наше тело, он убивает человека, это вопрос.

Чтобы избежать подобных аварий в наших домах, возникла необходимость в изоляции кабелей. Изоляция предотвращает утечку тока, а также не дойдет до нас, тем самым предотвращая поражение электрическим током.

ЧТО ТАКОЕ ИЗОЛЯТОР?

Изолятор — это материал или вещество, не проводящее тепло или электричество. Изоляторы не проводят тепло или электричество, потому что в них нет свободно движущихся электронов. Считается, что проводники изолированы, если они покрыты изоляционным материалом, таким как ПВХ и т. Д. Этот процесс называется изоляцией. Изолятор вокруг проводника предотвращает утечку электроэнергии и сигналов в окружающую среду.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ИЗОЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Повышение температуры увеличивает сопротивление в проводниках, в то время как сопротивление уменьшается с увеличением температуры в полупроводниках, а также в изоляторах.Повышение температуры может сделать полупроводник хорошим проводником, а изолятор — полупроводником.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Жилы кабеля снабжены изоляцией подходящей толщины для предотвращения утечки тока. Толщина любого кабеля зависит от назначения его конструкции. Путь утечки тока в таком кабеле радиальный. Сопротивление или противодействие, обеспечиваемое изоляцией протеканию тока, также является радиальным по всей ее длине.

Для одножильной жилы кабеля с радиусом r ₁ , радиусом внутренней оболочки r ₂ , длиной l и удельным сопротивлением изоляционного материала ρ периметр жилы равен 2πr l . Толщина изоляции указывается как dr.

R _ins = ρdr / 2πr l

После интеграции мы получим:

R _ins = ρ / 2π l [loge r ₂ / r ₂ ]

R _ins обратно пропорционально 1/ l в отличие от R = ρ l .Где ρ (rho) — постоянная, известная как удельное сопротивление .
Есть кабели, которые имеют более одного изоляционного слоя и более одной жилы. Главный провод, находящийся в центре, служит основным проводником. Другая жила служит для заземления и предотвращения выхода электромагнитных волн и излучения из кабеля. Он служит щитом. Кабели в этой категории — это коаксиальные кабели.

Коаксиальный кабель передает электрический сигнал с использованием внутреннего проводника (внутренний или основной проводник может быть любым хорошим проводником, но в основном предпочтительна медь из-за ее низкого удельного сопротивления, медь также может быть покрыта гальваническим покрытием) содержится в основном в корпусе из ПВХ.Перед внешним корпусом из ПВХ расположены два или более других изолятора с алюминиевой фольгой или медной жилой между ними. Кабели защищены от внешних воздействий наружным корпусом из ПВХ. В то время как напряжение проходит через внутренний проводник, экран или корпус практически не пропускают напряжение.

Преимущество коаксиальной конструкции заключается в том, что электрическое и магнитное поля ограничены диэлектриком с небольшой утечкой за пределы экрана. Благодаря уровню изоляции в кабелях, который предотвращает проникновение в них внешних электромагнитных полей и излучений, исключаются помехи.Поскольку проводники большого диаметра имеют меньшее сопротивление, утечка электромагнитного поля будет меньше. То же самое и с кабелями с большей изоляцией. Зная, что более слабые сигналы легко прерываются небольшими помехами, кабели с большим количеством слоев изоляции всегда являются хорошим выбором для передачи таких сигналов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОЛИРОВАННОГО КАБЕЛЯ

Отметив, что сопротивление изоляции кабеля определяется его конструктивным назначением, есть некоторые факторы, которые инженер должен учесть перед проектированием кабеля.Коаксиальные кабели потребуют большей изоляции, потому что кабель не только предотвращает утечку мощности, но и улавливает электромагнитное излучение. Утеплитель варьируется от одного слоя до двух, трех или четырех. Кабели предназначены для разных целей.

Ниже приведены некоторые характеристики изолированных кабелей;

• Термостойкие кабели
• Высокое сопротивление изоляции
• Высокое сопротивление порезам, разрывам и истиранию
• Лучшие механические и электрические свойства
• Устойчивость к маслам, растворителям и химическим веществам
• Устойчивость к озону и погодным условиям.

Обеспечение целостности сигнала с помощью изоляции [Кабель 101]

Выбор подходящего проводника — это только первый шаг в создании кабеля.

Теперь, когда вы нашли идеальный проводник, пора добавить изоляцию электрического провода.

Выбор подходящего проводника — это только первый шаг в создании кабеля.

Теперь, когда вы нашли идеальный проводник, пора добавить изоляцию электрического провода.

В этом посте мы расскажем, что такое изоляция, некоторые характеристики, которые следует учитывать при выборе, и зачем она вам нужна.

Имейте в виду, что этот пост предназначен для ознакомления с изоляцией электрических проводов.

Если вы хотите узнать больше, существует множество онлайн (и офлайн) ресурсов, где вы можете глубже погрузиться в диэлектрики, электрические свойства, физические параметры и многое другое.

---

Что такое изоляция электрического провода?

Изоляция электрического провода описывает материал, который окружает проводник.

Под изоляцией понимается рукав, через который пропущен проводник.

В отличие от экрана или оболочки изоляция находится в непосредственном контакте с проводником.

Он служит для защиты проводника и его сигнала или мощности от соседних проводников.

Он также защищает конечного пользователя от помех этим сигналам или напряжению, передаваемому по проводникам.

---

Почему провода изолированы?

Если вы читали наш пост о проводниках, то знаете, что задача проводника — перемещать электроны из одной точки в другую.

К сожалению, электроны ведут себя не всегда.

В отличие от соломинки для питья, в которой жидкость может транспортироваться из точки A в точку B довольно плавно и без происшествий, часть электричества, проходящего через проводник, может быть потеряна в окружающей среде.

Итак, одна из основных причин изоляции проводов заключается в том, чтобы предотвратить потерю свободного электричества из проводника, помогая направить электричество по назначению.

Теперь представьте, что произошло бы, если бы два оголенных проводника, по которым проходило электричество, соприкоснулись.

Вы можете увидеть (а можете и не увидеть) искру, но одно обязательно произойдет: они будут мешать току друг друга.

При этом еще одним из основных преимуществ изоляции является то, что она разделяет проводники и помогает предотвратить их взаимное влияние — важная характеристика, если вы хотите, чтобы ваш кабель работал правильно.

Тем не менее, важно отметить, что даже полностью изолированные проводники могут создавать перекрестные помехи и, в зависимости от уровня напряжения, все же закорачивать.

Таким образом, выбор правильного изолятора имеет решающее значение для области применения и среды, в которой он будет использоваться.

---

Из чего сделана изоляция?

Поскольку основная цель изоляции — предотвратить потерю сигнала и помехи между проводниками, важно использовать непроводящий материал.

Есть полупроводящие материалы, которые используются в специальных приложениях, но в этой статье мы сосредоточимся на непроводящих.

Итак, о металле не может быть и речи.

В целом идеальная изоляция — это воздух.

Фактически, наилучшее полное сопротивление, емкость и вносимые потери достигаются с воздухом.

По этой причине все остальные изоляционные смеси измеряются по воздуху.

К сожалению, воздух не подходит для большинства применений, так как провод будет подвергаться воздействию внешних сил, таких как человеческое прикосновение или потенциальный контакт с другими проводниками.

Как упоминалось ранее, одним из главных преимуществ изоляции является то, что она предотвращает прямой контакт проводников.

Единственный способ сделать это — защитить отдельные проводники друг от друга или посторонних воздействий.

Air не может выполнить эту задачу, поэтому в большинстве проводов обычно используются различные соединения.

Каждое соединение имеет два основных рейтинга: эффективная диэлектрическая проницаемость и предельный кислородный индекс .

Эффективная диэлектрическая проницаемость

Эффективная диэлектрическая проницаемость (« Dk ») оценивает влияние соединения на емкость по сравнению с воздействием воздуха.

Dk — это отношение емкости любого материала по сравнению с воздухом.

Чтобы найти Dk соединения, одиночный оголенный проводник измеряется на предмет емкости, а затем тот же проводник изолируется различными соединениями и сравнивается измерение емкости.

Емкость измеряется в пикофарадах (« пФ, »).

Учитывая, что рейтинг воздуха немного больше 1, формула может выглядеть примерно так: 12 пФ / м = 12/12 = 1.0.

Поливинилхлорид (« PVC »), изолирующий тот же проводник, будет иметь емкость 60 пФ / м = 60/10 = 6,0 Dk.

Ограниченный кислородный индекс

В Принципах разработки полимеров индексы ограниченного кислорода (« LOI ») определены как:

«[T] минимальная концентрация кислорода, выраженная в процентах, которая будет поддерживать горение полимера.”

Авторы далее объясняют, что LOI измеряется путем «[p] распределения смеси кислорода и азота над горящим образцом и снижения уровня кислорода до достижения критического уровня».

Проще говоря, вы можете рассматривать LOI как оценку того, сколько конкретного кислорода требуется для поддержания горения полимера.

Чем выше число, тем более огнестойкий (и, как правило, более дорогой) полимер.

Например…

Сравните LOI обычного предмета домашнего обихода, такого как хлопок, с двумя обычно используемыми полимерами для проводов и кабелей: политетрафторэтиленом (« PTFE ») и ПВХ.

Хлопок в сыром виде очень легко воспламеняется — его LOI составляет примерно 16-18.

PTFE, с другой стороны, имеет LOI примерно 95, в то время как LOI ПВХ чуть ниже 40.

При объединении LOI с Dk вы можете начать видеть влияние на производительность и стоимость одного соединения по сравнению с другим.

Для визуализации этой точки на следующей диаграмме показаны различные соединения на основе их Dk и LOI:

---

Какой изоляционный компаунд подходит для моего устройства?

В большинстве кабелей, особенно в области медицинского оборудования, используется пластиковая изоляция электрических проводов, также известная как полимер.

Тип используемого полимера зависит от множества факторов.

Например…

В мире медицинского оборудования одним из ключевых факторов является применение.

Будет ли кабель входить в контакт с телом или вставляться в него?

Должен ли кабель выдерживать определенное количество циклов автоклавирования?

Еще одно соображение — гибкость.

Должен ли кабель быть жестким, чтобы оставаться на месте, или он должен быть достаточно гибким, чтобы перемещаться по артериям тела?

Температурный рейтинг и срок службы продукта являются другими примерами ключевых соображений при выборе изоляции для устройства.

Список можно продолжать и продолжать.

Тем не менее, ниже приведены некоторые из распространенных изоляционных материалов для электрических проводов, которые сегодня используются в производстве медицинского оборудования.

ПВХ без DEHP

ПВХ

— это обычный выбор для недорогих одноразовых применений, в которых кабель будет иметь ограниченное воздействие на пациента.

ПТФЭ

ПТФЭ обычно используется при высоких температурах.

Хотя ПТФЭ обеспечивает отличную относительную диэлектрическую проницаемость, его относительно высокая стоимость производства может сделать его неприменимым для некоторых приложений.

Этилен-пропиленовый каучук («

EPR »)

EPR предлагает отличную гибкость и долговечность.

Благодаря своим сильным изоляционным свойствам он обычно используется в высоковольтных устройствах.

Силиконовая резина

Для приложений, требующих большого количества циклов автоклавирования и / или имплантации, силикон является одним из единственных доступных вариантов.

Однако из-за относительно высокой стоимости силикон обычно используется только там, где это абсолютно необходимо.

Чтобы подобрать подходящий изоляционный материал для электрических проводов для вашего применения, мы рекомендуем проконсультироваться со специалистом.

---

Дополнительные ресурсы.

Хотя проводник и изоляция являются двумя очень важными компонентами каждого кабеля, есть и другие части (например, экранирование и оболочка), которые могут повлиять на общие характеристики кабеля.

Чтобы узнать больше о том, что нужно для создания кабеля для вашего энергетического устройства, загрузите нашу бесплатную электронную книгу.

Нарушения сжатия изоляции в кабелях

Ошибки в кабелях могут возникнуть в результате самых невинных действий, даже при слишком сильном связывании группы проводов. Этот тип ошибки называется отказом при сжатии и возникает, когда изоляция сужается от своей нормальной толщины. Это происходит, когда физические элементы или компоненты в сборке или в среде установленных приложений искажают изоляцию до такой степени, что она не может правильно работать.

Что вызывает нарушения сжатия изоляции?

Изоляция на проводе имеет «пластические характеристики», которые под давлением будут холодными (деформироваться из-за постоянного давления) и уменьшать толщину стенки изоляции. Если поблизости есть другой провод, металлический корпус разъема или другие металлические компоненты, изоляция между проводами или между проводом и другим металлическим компонентом, скорее всего, будет повреждена при испытании высоким напряжением (высоковольтным). Испытание высоким напряжением — хороший метод прогнозирования коротких замыканий, которые могут появиться позже (скрытый дефект).Чем «мягче» изоляция, тем выше подверженность этому типу повреждений.

Ошибки сжатия также могут возникать, если нагреваются компоненты, находящиеся под сжатием, например, при добавлении термоусадочных покрытий или пайке экранов. Изоляция из ПВХ и даже очень «жесткая» изоляция, такая как ТФЭ, также может вызывать разрушения при сжатии.

Какие условия необходимы, чтобы вызвать этот сбой?

Давление изоляции увеличивается в следующих условиях:

Общие условия:

• Кабельные стяжки
• Хомуты
• Прокладка проводов через отверстия в листовом металле, где отверстия не имеют мягких прокладок
• Плотно прилегающие приспособления для снятия натяжения
• Обертывание оголенный провод вокруг открытого экрана для паяного соединения
• Изолированные провода в заводском цехе, на которые наступают туфлями с твердой подошвой, наезжают колесные тележки и т. д.в процессе сборки

Отягчающие обстоятельства:

• Тепло от паяльных экранов
• Необычно мягкая изоляция проводов, такая как в очень гибких кабелях или коаксиальных кабелях с изоляцией из «пены»
• Острые края компонентов, контактирующих с проводом изоляция
• Тонкостенная изоляция проводов

Как пользователь распознает эту неисправность?

Отказы, обнаруженные при тестировании кабеля:

• Короткое замыкание, прерывистое и постоянное
• Failed Hipot — диэлектрическая стойкость и «перегрузка по току»

Для проверки дефекта можно использовать одно или несколько из следующих:

1. A Непрерывное короткое замыкание обычно можно изолировать с помощью VOM или низковольтного прибора для проверки целостности цепи.Иногда для этого требуется разрезать вышедший из строя провод в точке до и после сжатия, чтобы доказать, что отказ происходит в точке сжатия.
2. Если изоляция провода не может быть легко проверена на наличие проблем или их не видно, вы можете использовать следующие методы для определения ошибки.
   1. Метод «Разделяй и властвуй»: Выполните разрушающий тест, разрезав кабель пополам и разделив отрезанные провода. Выполните короткое замыкание и / или тест высокого напряжения на каждой отдельной стороне кабеля.Продолжайте этот процесс, выясняя, на каком конце возникла проблема, и в какой момент проблема обнаружена или устранена. На тестерах Cirris вы можете выполнить тест на короткое замыкание / высоковольтное напряжение «без соединений». Обязательно используйте «применить HV ко всем контактам» с «Single Net Failure», установленным на «Fails Hipot», или «High Cap Shield», установленным на «NO».
   2. Метод подтверждения: Нагрейте кабель, чтобы увеличить скорость потока холода. Другими словами, запекайте кабель без превышения допустимой температуры хранения кабеля, чтобы быстрее исказить его форму.Тепловая пушка менее управляема, но ее тоже можно использовать. После применения тепла проблема должна стать более устойчивой.

      Еще один способ решить эту проблему — нанести соленую воду на область сжатия (если она не находится рядом с неизолированными участками, такими как контакты разъема). Изоляция провода должна быть непроницаемой для соленой воды. Провода, которые изолированы, включая экран, который может быть не изолирован, все равно должны показывать за пределами шкалы сопротивление с помощью VOM. Если сопротивление падает, начните подход «разделяй и властвуй» с измерения сопротивления.

      После определения точки отказа вы можете осмотреть повреждение под микроскопом, удалив провод (и) из жгута в зоне сжатия.

Как устранить эту ошибку?

Если вы используете провод с мягкой изоляцией, не полагайтесь на изоляцию провода в любой зоне сжатия. Если сжатие не может быть устранено или соответствующим образом уменьшено, изолированные трубки над проводом могут добавить к нормальной изоляции.

Если вы используете нагревание рядом с изоляцией провода, когда провода связаны вместе, внимательно оцените применение, чтобы избежать повреждения изоляции.

Многочисленные особенности и преимущества фторполимеров в качестве изоляции кабелей и проводов

Как и многие из лучших открытий, первый фторполимер, политетрафторэтилен или ПТФЭ, был обнаружен случайно, когда химик DuPont доктор Рой Планкет работал с фторуглеродными газами хладагента. Когда доктор Планкет пошел открывать один из газовых баллонов, газ не вышел. Вместо этого внутри было обнаружено белое воскообразное твердое вещество, которое не плавилось и не растворялось, которое впоследствии стало известно как PTFE или Teflon®.

Исторически сложилось так, что ПТФЭ не обрабатывался в расплаве. Плунжерная экструзия — самый распространенный способ обработки материала в производстве проводов и кабелей. В этом процессе ПТФЭ в виде порошка подается в камеру под действием силы тяжести. Гидравлический плунжер выталкивает смолу из камеры в матрицу. Обратной стороной этого процесса является то, что вы ограничены длиной обрабатываемого материала, а толщина может быть очень непостоянной. Эти ограничения побудили Northwire предложить лучшее решение и экструдируемый ПТФЭ, который можно обрабатывать с помощью традиционного шнекового экструдера, что приводит к отсутствию ограничений по длине и очень равномерной толщине стенки с точки зрения изоляции кабеля.Подробнее об этом позже…

С момента открытия ПТФЭ было обнаружено множество дополнительных фторполимеров, что в основном было вызвано потребностью в экструдируемом или перерабатываемом в расплаве ПТФЭ. На рынке представлено несколько вариантов фторполимерных материалов, вот некоторые из наиболее распространенных в кабельной и проводной промышленности:

ПТФЭ

• Самый фторированный из всех фторполимеров, обеспечивающий превосходные характеристики с точки зрения устойчивости к экстремальным температурам, химическим веществам, маслам, растворителям, порезам, раздавливанию и истиранию
• Основным недостатком ПТФЭ является тот факт, что этот материал необходимо экструдировать с помощью плашки, а это означает, что существуют ограничения по длине в зависимости от того, сколько смолы может поместиться в камеру.

PFA

• PFA наиболее близок к PTFE по превосходным рабочим характеристикам
• Одним из компромиссов в отношении высокопроизводительных характеристик является цена

ФЭП

• Выпущен первый фторполимер, перерабатываемый в расплаве
• FEP не обладает почти универсальной химической стойкостью, характерной для PTFE и PFA, но предлагает более экономичную альтернативу PFA, где эти две характеристики не так важны.

ЭТФЭ

• Отличается улучшенным сопротивлением текучести на холоде, более высокой прочностью на разрыв и повышенной стойкостью к истиранию.
• Несмотря на то, что ETFE не полностью фторирован, как 3, приведенные выше, он сохраняет высокие температурные характеристики, очень хорошие электрические свойства и химическую инертность.

Почему люди используют фторполимеры в качестве изоляции кабеля или материала оболочки? Эти материалы требуются по разным причинам, но вот основные характеристики и преимущества фторполимеров :

• Экстремальная термостойкость, от -200 ° C до 260 ° C

• До 300 ° C при выборе экструдируемого ПТФЭ Northwire

• Химически инертный — Отличная стойкость к маслам, химикатам и растворителям

• Миниатюрная конструкция кабеля с высокой диэлектрической прочностью, позволяющей уменьшить толщину стенки

• Низкая диэлектрическая проницаемость обеспечивает надежные электрические характеристики даже при тонкой стенке.

• Превосходная производительность в агрессивных средах, включая порезы, раздавливание и истирание

• Низкий коэффициент трения идеально подходит для приложений с длительным сроком службы при изгибе

Благодаря многочисленным преимуществам этих материалов фторполимеры используются в различных отраслях промышленности, в том числе:

Медицинский

• Поскольку фторполимеры имеют низкий коэффициент трения, они обладают высокой смазывающей способностью.Это обеспечивает мягкое и гладкое ощущение для оптимального комфорта пациента и врача, а также обеспечивает поверхность, которая не будет привлекать загрязнители или бактерии. Эта особенность также означает, что он хорошо подходит для приложений с длительным сроком службы, что делает его идеальным для многочисленных скручиваний и поворотов, которые кабель может выдержать, например, во время операции.
• Устойчивость к химическим веществам и растворителям означает, что кабели, разработанные с использованием этих материалов, будут устойчивы к стиранию и сохранят свои рабочие характеристики даже при использовании чистящих средств для больниц.

Военное дело, авиакосмическая промышленность и оборона

• Фторполимеры обладают рядом преимуществ для этой отрасли благодаря своей прочности. С учетом устойчивости к экстремальным температурам, порезам, раздавливанию, истиранию, химическим веществам и многому другому трудно даже представить себе среду, слишком суровую для этих материалов.
• Низкая диэлектрическая проницаемость означает превосходные электрические характеристики даже при использовании тонких стенок.

Транспорт

• Низкая текучесть на холоде означает минимальную деформацию при минусовых температурах.В результате транспортная отрасль получит выгоду от экстремального температурного диапазона на обоих концах спектра, от высокотемпературных отсеков двигателей до холодных аэрокосмических применений.
• Высокая диэлектрическая прочность позволяет выдавливать более тонкую стенку, что означает меньшее количество материала. Это приводит к экономии веса и места — двум важнейшим преимуществам в транспортной отрасли.

Промышленная автоматизация

• Такой низкий коэффициент трения означает, что эти материалы будут выдерживать даже в приложениях с большим сроком службы при изгибе, когда кабель будет подвергаться непрерывному движению, что может быть особенно полезно в промышленной автоматизации или даже в роботизированных средах.
• Зная, что стоимость может быть проблемой в этой отрасли, высокая диэлектрическая прочность и более тонкая стенка означает меньшее количество используемого материала и потенциальную экономию средств.
• Устойчивость к маслам и химическим веществам также означает, что эти кабели сохранят характеристики даже при воздействии различных жидкостей в промышленной или производственной среде.

Преимущества экструдированного ПТФЭ Northwire по сравнению с традиционным штампованным прессованным ПТФЭ

Как упоминалось ранее в этой статье, несмотря на все удивительные преимущества, одним из аспектов ПТФЭ, который удерживал инженеров и проектировщиков кабелей от использования этого материала, является тот факт, что он должен был быть произведен с помощью производственного процесса, известного как экструзия плунжера. .Этот процесс экструзии ограничивает количество, которое может быть произведено, а также приводит к очень непостоянной толщине стенок. Представляем Northwire… В мае 2019 года Northwire выпустила ПТФЭ с усовершенствованным способом обработки материала с помощью традиционного шнекового экструдера.

Нет ограничений по длине

Заказчики извлекают выгоду из этого более совершенного способа обработки изоляции проводника из ПТФЭ и материала оболочки в целом, поскольку в отличие от традиционного ПТФЭ этот вариант от Northwire хорошо подходит для крупносерийного производства и не имеет ограничений по длине.Это означает, что Northwire может непрерывно запускать продукт в соответствии с требованиями заказчика и его конечного применения в сравнении с ограничениями процесса экструзии.

Консистенция материала

Постоянство толщины материала — еще одно преимущество ПТФЭ Northwire по сравнению с традиционной версией, изготовленной методом экструдированного прессования. Поскольку Northwire экструдирует этот новый ПТФЭ через шнековый экструдер, толщина стенки останется постоянной и не будет изменяться, как при экструдировании с плунжером.Это может предложить клиентам душевное спокойствие и устранить любые проблемы, связанные с участками кабеля и / или провода, на которых может быть слишком много материала или слишком мало материала, что может привести к искрообразованию. Искра возникает, когда изоляционный материал слишком тонкий или, возможно, в материале есть разрыв, в результате чего оголен проводник.

Благодаря множеству преимуществ становится ясно, почему фторполимеры так популярны как среди инженеров, так и проектировщиков кабелей.Обладая экстремальными температурными характеристиками, химической инертностью, включая устойчивость к маслу и растворителям, превосходными электрическими характеристиками и низким коэффициентом трения, эти материалы хорошо подходят для применения в различных отраслях промышленности, особенно в суровых условиях. Имея несколько вариантов материалов, инженеры-проектировщики кабелей готовы сотрудничать с заказчиками, чтобы лучше понять потребности их конкретных конечных приложений, чтобы убедиться, что правильный материал выбран и спроектирован в кабельном решении.Если заказчики избегают ПТФЭ из-за ограничений по длине и непостоянной толщине стенок при экструдированном прессовании, возможно, пришло время внимательнее присмотреться к ПТФЭ Northwire, который не страдает такими же ограничениями.

Итак, находитесь ли вы в самом начале своего проекта по проектированию кабеля с едва заметным наброском на салфетке или у вас есть текущий дизайн, который может выиграть от повторного взгляда и, возможно, редизайна для повышения производительности или потенциального снижения затрат, рассмотрите возможность партнерства с один из инженеров Northwire по проектированию кабелей, чтобы лучше понять различные предлагаемые фторполимеры, включая ПТФЭ.

.

No related posts.