В настоящее время ПВХ пластикат является самым распространённым материалом, используемым в производстве электрических кабелей. Он применяется для изготовления изоляции токопроводящих жил и защитных оболочек кабеля. Пластикат представляет собой полимерную композицию на основе поливинилхлорида с добавлением целого комплекса различных химических соединений, улучшающих его электрические и механические свойства.
Основными добавками к поливинилхлориду являются:
1. Пластификаторы, повышающие эластичность полимера:
- диоктилфталат или совол, увеличивающие диэлектрическое сопротивление материала;
- эфиры адипиновой или фталевой кислоты, повышающие устойчивость материала к воздействию внешних факторов;
- себацинат или дидецил усиливают термостойкость материала.
2. Антиоксиданты, обеспечивающие устойчивость электрических и механических свойств материала к действию низких температур. Наиболее популярной добавкой в этом качестве является дифенилпропан.
3. Стабилизаторы – соли тяжёлых металлов, связывающие хлористый водород и повышающие устойчивость пластиката к действию высоких температур.
4. Химические красители, предназначенные для окрашивания пластиката в различные цвета. С их помощью получают до 12 цветов изоляции.
5. Фунгициды, обеспечивающие устойчивость материала к действию грибков и других микроорганизмов.
6. Наполнители (тальк, кварцевый песок, двуокись кремния и др.), добавляемые в объёме не более 20% от общей массы для уменьшения себестоимости продукции.
К преимуществам ПВХ пластиката, как изоляционного и защитного материала, применяемого в производстве электрических кабелей, относятся:
- повышенная герметичность и влагонепроницаемость материала;
- гибкость, позволяющая монтировать силовой кабель в конструкциях со сложной геометрией;
- устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения и солнечной радиации, обеспечивающая более длительный срок службы ПВХ изоляции по сравнению с резиновым аналогом в условиях открытого монтажа;
- добавки, повышающие термостойкость пластиката, позволяют производить кабели типа ВВГнг, не распространяющие горение, и ВВГнг-LS, обладающие пониженным коэффициентом выделения газов и дыма при нагреве, предназначенные для прокладки электросетей в помещениях с повышенной пожарной опасностью;
- высокая стойкость к действию химически активных веществ и плесени способствуют применению кабельной продукции в тропических климатических условиях.
Факторы, влияющие на износ ПВХ изоляции
В процессе установки и эксплуатации электрического кабеля происходит его физический износ, который сокращает срок службы изделия. Расчётный срок эксплуатации наиболее популярного в быту кабеля с ПВХ изоляцией марки ВВГ составляет 30 лет. На скорость износа и реальную продолжительность срока службы кабеля влияют различные факторы, естественные (природные) и искусственные (эксплуатационные).
Естественные причины старения изоляции
Естественное старение материала, приводящее к ухудшению технических характеристик ПВХ изоляции и в конечном итоге к выходу из строя электрического кабеля, состоит в постепенном уменьшении концентрации пластификаторов в составе пластиката с течением времени эксплуатации. В результате материал теряет пластичность, растрескивается и уплотняется.
При этом происходит его усадка, уменьшение внешнего диаметра изолированных жил, что приводит к снижению диэлектрических свойств изоляции. Появление микротрещин способствует увеличению токов утечки, перегреву проводов и в конечном итоге короткому замыканию между фазной и нулевой жилой.
Другим естественным фактором, уменьшающим срок службы кабеля, является действие солнечной радиации, которая значительно ускоряет процесс усыхания материала и его естественного старения. Особенно губительно действует на ПВХ пластикат ультрафиолетовая часть спектра солнечного света.
Атмосферные осадки, сопровождаемые резким понижением температуры, также способствуют быстрому растрескиванию поливинилхлоридного пластиката. Низкие температуры приводят к разным изменениям линейных размеров металлических проводов и изоляционной оболочки, вызывая между ними дополнительные механические напряжения.
Искусственные факторы нарушения ПВХ изоляции
К ним относятся:
- Нарушения технологии производства ПВХ пластиката. Бракованный материал с пониженным содержанием пластификаторов быстрее растрескивается в процессе эксплуатации.
- Нарушения технологии монтажа. Прокладка кабеля при температурах ниже -15° С, изгибы кабеля радиусом меньше требуемых величин или излишнее натяжение приводят к появлению механических повреждений, трещин, порывов ПВХ оболочек, способствующих их преждевременному выходу из строя.
- Нарушения эксплуатационных требований к кабелю. Токовая перегрузка жил, использование в сетях с повышенным напряжением, прокладка в несоответствующих условиях по температуре, влажности и давлению, применение нестандартных предохранителей и АЗС приводят к перегреву изоляционного материала, его электрическому пробою и сокращению срока службы.
- Некачественный контакт в местах соединения и сращивания проводников приводит к искрению, образованию переходных сопротивлений, вызывающих перегрев проводов и разрушение изоляции.
Как можно защитить кабель в оболочке из ПВХ
Для обеспечения максимального срока службы электрического кабеля с ПВХ оболочкой следует предпринять следующие меры защиты.
При монтаже кабеля нужно использовать пластиковые или металлические защитные трубы или кабельные каналы. Они могут быть жёсткими или гибкими гофрированными. Трубы и каналы защищают кабель от механических, световых и атмосферных воздействий, а также являются защитой от грызунов. Кроме того они увеличивают пожарную безопасность электросети.
Прокладку в герметичных трубах необходимо выполнять также при монтаже кабеля в бассейнах, банях и других помещениях с повышенной влажностью. А при воздушной прокладке во избежание натяжения кабеля следует использовать несущий металлический или капроновый трос.
Необходимо строго соблюдать эксплуатационные требования, предъявляемые к кабелю, по току, рабочему напряжению, окружающей температуре и влажности, правилам монтажа. Следует использовать стандартные средства защиты от перегрузок соответствующих номиналов.
Нельзя монтировать кабель вблизи систем отопления и водоснабжения. Нельзя допускать сращивания медных и алюминиевых жил. При соединении проводников нужно использовать стандартные наконечники, зажимы и колодки, обеспечивающие надёжный контакт.
При выполнении всех вышеуказанных мер защиты электрические кабели с ПВХ изоляцией и оболочкой прослужат долго и не доставят беспокойств в отношении безопасности их эксплуатации.
