КАБЕЛИ И ПРОВОДА С РЕЗИНОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ГИБКИЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

8.1. НОМЕНКЛАТУРА

Кабели с резиновой изоляцией гибкие общего назначения, выпускаемые по ГОСТ 13497-77, предназначены для присоединения различных передвижных механизмов при переменном напряжении до 660 В частотой 50 Гц. Кабели предназначены для работы в различных атмосферных условиях при длительно допустимой температуре жил не более 65ºС. Перечень марок кабелей и проводов приведен в табл. 8.1, а сортамент в табл. 8.2.

К маркам кабелей КГ, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН и КПГУ, выпускаемых для использования в районах с тропическим климатом по ГОСТ 15150-69, добавляется индекс Т, а к маркам кабелей КГ, КПГ, КПГС и КПГУ, предназначенных для районов с холодным климатом, по тому же ГОСТ — индекс ХЛ.

В табл. 8.3 приведен состав номинальных сечений жил заземления и управления в зависимости от основных жил гибких кабелей общего назначения. Для поставок на экспорт допускаются другие сечения жил заземления.

Таблица 8.1. Номенклатура гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией и оболочкой общего назначения

Преимущественная область применения

С медными жилами, с резиновой изоляцией в резиновой оболочке

При изгибах с радиусом не менее
8 D и температуре от –40 до +50ºС

То же в резиновой маслостойкой оболочке, не распространяющей горение

То же в условиях попадания на оболочку дезинфицирующих
и агрессивных веществ, применяемых в сельском хозяйстве,
а также масла при температуре от -30 до +50ºС

То же, что КГ, но повышенной гибкости

При изгибах с радиусом не менее 5 D и температуре от –50 до +50ºС

То же, что КГН, но повышенной гибкости

То же в условиях попадания на оболочку дезинфицирующих
и агрессивных веществ, применяемых в сельском хозяйстве,
а также масла при температуре от -30 до +50ºС

То же, что КПГ, но с профилированным резиновым сердечником

При изгибах с радиусом не менее 5 D при воздействии на кабель
ударных и раздавливающих нагрузок и температуре от –50 до +50ºС

То же в резиновой маслостойкой оболочке, не распространяющей горение

То же при попадании на оболочку дезинфицирующих
и агрессивных веществ, применяемых в сельском хозяйстве,
а также масла при температуре от -30 до +50ºС

То же, что КПГ, но с жилами повышенной гибкости и резиновым заполнением между ними

При изгибах с радиусом не менее
10 D и температуре от –50 до +50ºС

Провод гибкий со скрученными жилами, с резиновой изоляцией в резиновой оболочке

Для присоединения машин и приборов к
электрическим сетям переменного напряжения 220/380 В
частоты до 400 Гц при температуре от –40 до 65ºС

То же в резиновой утолщенной оболочке

Таблица 8.2. Сортамент гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией общего назначения

Таблица 8.3. Сечения жил заземления и управления в зависимости от сечения основных жил гибких кабелей с резиновой изоляцией общего назначения, мм 2

Примечание. В кабелях КПГ и КПГН жилы заземления и вспомогательные жилы имеют сечения, равные сечениям основных жил, а в кабеле КПГУ при сечении основной жилы 95 мм 2 сечение жилы заземления должно быть 25 мм 2

8.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЕМЕНТЫ КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ

Токопроводящие жилы состоят из медных проволок в соответствии с ГОСТ 22483-77 по конструкциям, приведенным в табл. 8.4, но допускается применение жил с большим числом проволок. Токопроводящие жилы изолируют резиной типа РТИ-1 толщиной 0,6 мм с допустимым отклонением – 10%.

Основные изолированные жилы имеют отличительную расцветку или другие виды отличия. По согласованию с потребителем кабели могут изготовляться без расцветки или других видов отличия жил. Жила заземления, кроме жилы заземления кабеля КПГУ, имеет зелено-желтый цвет. Для поставки на экспорт расцветка жил соответствует табл. 8.5.

Изолированные основные жилы вместе с жилами заземления и жилами управления скручивают в правом направлении. Изолированные жилы кабелей КПГ, КПГН: трехжильных сечением 35 мм 2 и более, четырехжильных сечением 4 мм 2 и более, пятижильных всех сечений, а также кабелей КПГС и КПГСН сечением до 6 мм 2 включительно скручивают вокруг круглого резинового сердечника, а кабелей КПГС и КПГСН сечением 10 мм 2 и более — вокруг профилированного резинового сердечника. Изолированные жилы кабеля КПГУ (кроме кабеля с двухслойной оболочкой) скручивают с заполнением из кабельной пряжи или штапелированной стеклопряжи и обматывают лентой прорезиненной ткани или синтетической пленки. В четырехжильных кабелях допускается скручивать жилы вокруг резинового профилированного сердечника.

Шаги скрутки изолированных жил не превышают значений, указанных в табл. 8.6. Скрученные изолированные жилы кабелей КГН, КПГН, КПГСН обматывают лентой синтетической пленки и накладывают резиновую оболочку типа РШН-1; кабелей КПГ, КПГС, КПГУ — типа РШ-1. Допускается отклонение от номинальной толщины до – 20%. Изолированные жилы проводов ПPC и ПРСУ скручивают и накладывают на них резиновую оболочку из резины типа РШТ-2 или РШТМ-2 по ОСТ 16.0.505.015-79. Значения внешних диаметров кабелей приведены в табл. 8.7.

Внешний диаметр двухжильного провода ПРСУ сечением 0,5 мм 2 – 7,3 мм; трехжильного провода ПРС сечением 0,5 мм 2 – 6,6 мм;

Таблица 8.4. Конструктивные данные токопроводящих жил гибких кабелей с резиновой изоляцией общего назначения

Источник

Мягкий кабель с резиновой изоляцией

Прорезиненный кабель — это изделие, изоляционный слой и, возможно, другие оболочки которого изготовлены из материалов, созданных на основе резины.

Из чего делают резиновую изоляцию?

В базовый набор материалов, из которых производят резиновый изоляционный слой и другие покровы, традиционно входят:

• каучуки (природные или синтезированные);
• наполняющие вещества (тальк, мел, каолин);
• смягчающие компоненты (парафиновые или битумные составы, стеариновые, вазелины);
• усилители (сажа);
• вулканизаторы (сера).

В зависимости от функционального предназначения кабельного-проводного изделия производители могут менять пропорции составляющих:

• каучуки — 25-60%;
• наполнители — 35-70%;
• смягчители — около 2%;
• вулканизирующие вещества — примерно 1,5%.

Разработанные особые марки резины позволяют данному виду материала работать в сложных условиях, например, при воздействии электротоков высокого напряжения, в экстремальных температурных режимах, в масляно-топливной среде, при значительных механических нагрузках и УФ-излучении.

Резиновая изоляция: преимущества и недостатки

Рассмотрим основные плюсы и минусы резины как изолирующего и защищающего покрытия.

Преимущества резиновой изоляции

Недостатки резиновой изоляции

гибкость — позволяет подключать к источникам электропитания передвижные механизмы и устройства или их части/блоки, в том числе эксплуатируемые в сложных условиях (тяжелая техника, геофизические исследования, шахты). Эта особенность обусловлена особой формой молекул каучуков, которые при растягивании деформируются, а затем принимают первоначальную форму; повышенные показатели электросопротивления, влагопроницаемости и влагостойкости; способность выдерживать высокие кратковременные температуры, возникающие при КЗ; разнообразность рецептуры — обеспечивает вариантивность параметров, которые необходимо получить в готовом изделии, например, диэлектрическую проницаемость, механическую стойкость и другие.

ухудшение эксплуатационных характеристик при существенном охлаждении или нагреве; снижение электропараметров изоляционного слоя при механических воздействиях, включая усилия на растяжение; постепенная утрата прочности и иных свойств при длительном нагревании и влиянии солнечного излучения (так называемое «тепловое старение»); неоднородная структура резинового материала, возможное наличие воздушных прослоек и пузырей; относительно низкая устойчивость при взаимодействии с маслами и нефтепродуктами; невысокая УФ-стойкость.

Для устранения или минимизации недостатков при изготовлении оболочек прорезиненных кабелей применяется, например, технология вулканизации. Внедрение атомов серы или кремнийорганических веществ в структуру каучуковых молекулярных связей улучшает влаго-, масло-, электро- и огнестойкость резины.

Прорезиненный кабель – обзор популярных марок

Изделия этой разновидности присутствуют практически в каждой из групп кабельно-проводной продукции, к примеру, бывают силовые, контрольные, установочные кабеля и провода в прорезиненной оболочке. Предлагаем ознакомиться с наиболее известными марками прорезиненных кабелей.

Марка КГ — популярное кабельное изделие из группы гибких силовых кабелей. КГ состоит из 1-5 мультипроволочных медных жил 5 класса гибкости сечением 1-240 мм2, изолированных резиновым покровом из РТИ-1 с цветовым и цифровым маркированием. Под изоляцией и поверх нее выполнена обмотка из ПЭТ-Э пленки. Внешняя оболочка КГ производится из резин марок РШТ-2, РШТМ-2 и РТИШМ (для моножильных и хладостойких модификаций).

Марка КГ применяется для электроподключения мобильных устройств и механизмов к сетям 0,38/0,66 кВ (до 400 Гц) переменного электротока или 1 кВ постоянного. Чаще всего КГ используется при запитывании электроинструмента, бетономешалок, сварочных аппаратов и другой строительно-ремонтной техники, электрогенераторов и прочих приспособлений.

Рабочий температурный диапазон КГ составляет -40/+50 С, наименьший радиус изгибания — 8 Дн, срок службы — от 4 лет (12 мес. гарантии).

Прорезиненный кабель КГ выпускается в нескольких исполнениях, в том числе морозостойком (с индексом ХЛ), тропическом (Т) и негорюче-маслостойком (Н).

Конструкция и технические параметры провода РПШ близки к характеристикам марки КГ. Среди отличий: количество электропроводников — до 14, гибкость — 4 класс, сечение — 0,75-10 мм2, срок службы — до 8 лет. Изоляционный слой РПШ выполнен из резины РТИ-1, его наружная шланг-оболочка — из РШТ-2. Марка может использоваться при монтаже неподвижных электроустановок и радиоаппаратуры. РПШ-Т — тропическое исполнение марки этого прорезиненного кабеля, РПШМ — морозостойкое.

Марка КПГ1У — это прорезиненный кабель повышенной гибкости и усиленной конструкции. Медные электрожилы (3-36 шт сечением 1,5-95 мм2) из мягкой проволоки 5 класса гибкости изолируются резиной РТИ-1 с цветовым маркированием, а затем скручиваются вокруг прочного полимерного сердечника (арамид). Поверх повитых проводников накладывается спецполотно, полимерная пленка или аналогичные материалы. Внешний покров изготавливается из негорючей маслостойкой резины РШН-1. Рабочее электронапряжение КПГ1У — переменное 0,6/1 кВ (до 40 Гц), постоянное 0,9/1,5 кВ, температура -60/+50 С (от -10 С для тропического исполнения). Минимальный радиус изгибания — 5 Дн, срок службы — от 4 лет (1 год гарантии). Область применения марки КПГ1У — электроподключение любых мобильных механизмов, при работе которых марка находится под постоянным усилием на растяжение.

Существует разновидность марки с названием КПГ2У, отличающаяся наличием защиты от скручивания и наружной оболочкой из двойного слоя резины, проложенного нитевой оплеткой, прорезиненной тканью или спецполотном.

Марка ПРГН предназначена для монтажа неподвижных отрезков силовых сетей промышленного назначения, а также подключения мобильных электроустройств и механизмов (0,66 кВ 50 Гц переменного электротока, 1 кВ — постоянного). Конструктивно ПРГН состоит из единственной мультипроволочной медной жилы 3 класса гибкости сечением 1,5-120 мм2, которая изолирована резиной РТИ-1. Наружная оболочка ПРГН выполнена из негорючей кремнийорганической резины марки К-69. Провод успешно противостоит химически активным элементам. Температура среды эксплуатации ПРГН -50/+50 С, наименьший радиус изгибания — 5 Дн, срок службы — от 7 лет.

Судовая марка прорезиненных кабелей КНР состоит из мультипроволочных медных электропроводников 3 и 2 класса гибкости (для сечений 1-4 и 6-400 мм2 соответственно). Под изолирующим слоем из спецрезины РТИ-1 и над ним расположен разделяющий слой из полимерных пленок. Электрожилы скручены разнонаправленными повивами (допускается 1 направление) и заключены в резиновый покров из РШН-1 или РШН-2, который отличается негорючими свойствами, стойкостью к масло- и бензопродуктам, морской воде. Сфера применения марки КНР включает судовые сети освещения и электропитания, управленческие и сигнальные цепи, межприборные соединения. КНР прокладывается внутри помещений или на открытом пространстве (требуется защита от УФ и радиального давления). Величина рабочего переменного электронапряжения — 0,69 кВ (до 400 Гц), постоянного — 1,2 кВ. Минимальный радиус изгибания — 5 Дн. Марка эксплуатируется при -45/+40 С в течение 25 лет (5 лет гарантии).

Источник

Провода и кабели с резиновой изоляцией: виды, достоинства и недостатки, материалы, технология производства

Провода и кабели с резиновой изоляцией применяются для присоединения токоприемников и распределения электроэнергии во вторичных сетях электрического тока, а также имеют широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в строительстве и быту.

Виды кабелей и проводов с резиновой изоляцией

Кабели, провода и шнуры сильного тока с резиновой изоляцией можно разделить на следующие группы:

• установочные кабели, провода и шнуры;
• силовые кабели;
• контрольные кабели;
• шланговые гибкие кабели и провода;
• морские кабели и провода;
• карротажные кабели;
• провода для электроподвижного состава;
• самолетные, автомобильные и тракторные провода.

Применение резиновой или пластмассовой изоляции вызывается не столько желанием получить гибкий кабель, сколько делается для облегчения и упрощения концевых разделок кабеля.

Применение свинцовой оболочки не дает возможности использовать повышенную гибкость изолирующего слоя кабеля и поэтому в тех случаях, когда нужен кабель повышенной гибкости, применяются не свинцовые, а шланговые оболочки из вулканизированной резины или пластмассы.

Высокая в среднем электрическая прочность резиновой изоляции в большинстве случаев не может быть использована из-за наличия слабых мест в изолирующем слое, что вызывает необходимость повышения толщины изолирующего слоя по сравнению, например, с изоляцией из пропитанной бумаги и ведет к перерасходу материалов защитных покрытий из-за увеличения диаметра кабеля.

Начальной стадией производства является скрутка многопроволочной жилы для проводов, кабелей и шнуров из луженой и нелуженой медной проволоки.

Технология производства проводов и кабелей с резиновой изоляцией

К основным технологическим операциям относятся изготовление резины и пластмассы и наложение их на жилу или провод. Изготовление резины включает пластикацию каучука и введение в него наполнителей (мел, тальк), смягчителей, усилителей и вулканизирующих веществ.

Наложение резиновой смеси на жилу производится или путем опрессований в горячем состоянии на червячных прессах или в холодном состоянии на специальных профилированных вальцах. Толщина резиновой изоляции зависит от величины сечения токопроводящей жилы и номинального напряжения провода или кабеля, а толщина шланговой оболочки определяется в зависимости от диаметра кабеля.

Толщина оболочки может изменяться от 1 до 8 мм для шлангов из резины и от 2 до 4 мм для винилитовых оболочек из полихлорвинилового пластиката.

Резиновая изоляция после наложения ее на жилу холодным или горячим способом вулканизируется для сообщения изолирующему слою необходимых физических свойств: механической прочности и упругости. Оболочки из пластмасс вулканизации не требуют.

Поверх слоя резиновой изоляции проводов накладывается оплетка из хлопчатобумажной пряжи, которая может быть пропитана битумным или иным составом или покрыта слоем нитролака (самолетные и автотракторные провода).

Остальные технологические операции, как скрутка в кабель и наложение защитных покровов, производятся так же, как и для остальных кабельных изделий.

Достоинства и недостатки резиновой изоляции

Высокие электрические и механические характеристики резиновой изоляции позволили осуществить ряд конструкций проводов и кабелей, работающих в исключительно трудных условиях эксплуатации (врубовые, карротажные, экскаваторные и др.).

Широкий диапазон значений удельного электрического сопротивления (от 10 13 до 10 17 омсм) и значительное изменение диэлектрической проницаемости в зависимости от состава резины и технологии ее изготовления обеспечивают возможность изготовления изоляции проводов и кабелей разного типа.

Наряду с положительными качествами у резиновой изоляции, имеются и отрицательные, из которых наиболее типичны следующие:

• наличие пузырьков и пленок воздуха в изолирующем слое;
• неустойчивость вулканизированной резины против воздействия озона;
• влияние механических усилий и натяжений на электрическую прочность изоляции;
• снижение механических и электрических характеристик резины при нагревании;
• неоднородность макроструктуры (наличие зерен наполнителей, загрязнений и пр.);
• заметная влагопроницаемость и влагопоглощение;
• малая стойкость против воздействия нефтепродуктов и минерального масла;
• потери механических свойств в зависимости от длительности нагревания в присутствии кислорода воздуха (тепловое старение).

Материалы резиновой изоляции и особенности технологии

Вулканизированная резина на натуральном и на синтетическом каучуке применяется для изготовления разнообразных видов кабельной продукции и поэтому играет значительную роль в кабельном производстве.

Наибольшие затруднения встречаются при использовании резиновой изоляции для изготовления проводов и кабелей переменного тока высокого напряжения, например для силовых кабелей на напряжение 6 и 10 кВ, подающих электроэнергию передвигающимся экскаваторам, драгам, торфяным машинам, электротрактору и т. п.

Недостаточная озоностойкость резины ведет к быстрому разрушению и резкому уменьшению срока службы такого кабеля. В этих случаях применяется особая озоностойкая резина, которая менее подвержена действию озона, а также в качестве защитного покрытия применяется лакировка оплетки.

Разработаны рецепты масло- и бензиностойкой резины, позволяющие изготовлять резиновую изоляцию карротажных кабелей, работающих в нефтяных скважинах при высокой температуре в особо тяжелых условиях. Высоковольтные провода зажигания работают при высокой напряженности электрического поля и в широком диапазоне температуры от -50 до +150°С.

В состав резиновой изоляции входят следующие основные материалы:

• Каучук — натуральный (НК) или синтетический (СК) ;
• Наполнители — мел, каолин, тальк и др.
• Смягчители — стеариновая кислота, парафин, вазелин, битум и др.
• Усилители улучшают механические характеристики резиновых смесей (сажа).

Количество каучука в резиновых смесях, применяемых в производстве проводов и кабелей, изменяется (по весу) в пределах от 25 до 60%, а общее количество всех наполнителей — от 70 до 35%/ Около 2% приходится на смягчители и около 1,5% на вулканизаторы (серу).

В настоящее время широко распространено применение для изоляции проводов и кабелей резины, вулканизация которой производится за счет серы, выделяющейся в процессе вулканизации при разложении некоторых сернистых соединений, например тетраметилтиурамдисульфид (тиурам). Такие » бессернистые » резины обладают повышенной теплостойкостью, а стало быть, и большим сроком службы. Механические свойства этой резины несколько ниже механических свойств резины, вулканизированной с серой.

Особо следует отметить, что бессернистые или, как их называют, теплостойкие резины не действуют разрушающе на медные жилы провода или кабеля и поэтому отпадает надобность в лужении проволоки и жил, идущих для изготовления проводов и кабелей с резиновой изоляцией.

Наряду с каучуками, как уже было сказано ранее, находят большое применение синтетические термопластичные материалы, называемые также эластомерами.

К числу их в первую очередь следует отнести весьма распространенный у нас пластикат из полихлорвиниловой смолы, который широко используется в кабельной промышленности, главным образом для изготовления низковольтных проводов и кабельных защитных покрытий (шлангов).

Полихлорвиниловая смола получается в результате полимеризации хлористого винила. Пластикат получается путем смешивания мелкораздробленной смолы с пластификаторами, стабилизатором и наполнителем.

В качестве наполнителей чаще всего применяются белая сажа, каолин, а в качестве пластификаторов — трикризилфосфат, дибутидфталат и др. Кроме полихлорвинила применяются также и сополимеры хлорвинила, например, с винилацетатом.

Основные недостатки полихлорвиниловой изоляции:

• недостаточные электрические свойства (недостаточное сопротивление изоляции и большое значение тангенса угла диэлектрических потерь), что объясняется наличием пластификаторов, а также легкостью отщепления иона С l в хлорвиниловой смоле;
• недостаточная морозостойкость.

При соответствующем выборе пластификаторов можно получить удовлетворительные электрические характеристики.

К положительным свойствам полихлорвинила относятся:

• большая стойкость против теплового старения;
• стойкость против воздействия масел и всяких смазок;
• высокая стойкость на истирание;
• водостойкость;
• стойкость по отношению к ряду растворителей, кислот и щелочей за исключением 93%-ной серной кислоты и ледяной уксусной кислоты; из растворителей неблагоприятно действует бензол, который снижает разрывную прочность пластиката, подвергнутого 12-дневному действию бензола, больше чем в 7 раз, а удельное объемное сопротивление — в 2—2,5 раза;
• невоспламеняемость.

Для изготовления высококачественной изоляции проводов и кабелей в настоящее время широко применяется полиэтилен . Это сравнительно мягкий материал (при нагревании до 70° С плотность его равномерно уменьшается), обладающий хорошей морозостойкостью и озоностойкостью и широко применяемый для изоляции как силовых (Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена), так и высокочастотных проводов и кабелей.

Качество пластиката определяется не только свойствами основного полимера, но в значительной степени правильным подбором и качеством наполнителей и пластификаторов. Выбор наполнителей и пластификаторов является основной задачей для производственников, желающих получить требующиеся им свойства.

Все наиболее трудные задачи в техническом и экономическом отношении, например получение озоностойкой резины и т. п., решаются путем подбора основного пластиката или синтетического материала, обладающего требующимися свойствами.

При современном состоянии химии можно ожидать в ближайшем будущем появление ряда синтетических материалов, применение которых даст возможность полностью решить до сих пор нерешенные проблемы изоляции проводов и кабелей.

Источник