Резиновые оболочки кабелей

Резиновые оболочки обладают высокой механической проч­ностью против растягивающих, ударных и крутящих нагрузок, а также защищают изоляцию жил от солнечной радиации и других атмосферных воздействий. Резины для оболочек (по ГОСТ 2068-70) обозначают: РШ-1—резина для оболочек кабелей, работающих в тяжелых условиях; РШ-2 — резина для оболочек кабелей, рабо­тающих в средних и легких условиях; РШТ-2 — резина теплостой­кая для оболочек кабелей, проводов и шнуров, работающих в сред­ний и легких условиях; РШМ-2— резина морозостойкая для оболо­чек кабелей, (проводов и шнуров, работающих в средних и легких условиях; РШТМ-2—резина теплостойкая и морозостойкая для обо­лочек кабелей, проводов и шнуров, работающих в средних и легких условиях; РШН-1—маслостойкая резина, не распространяющая го­рения, для оболочек кабелей, работающих в тяжелых условиях; РШН-2 — маслостойкая резина, не распространяющая горения, для оболочек кабелей, работающих в средних и легких условиях. Содер­жание каучука и характеристики резин для оболочек приведены в табл. 1–24. Резину РШ-1 изготовляют на основе смеси натурально­го и бутадиенового каучуков марки СКБМ, а РШ-2 — на основе дивинилстирольного каучука марки СКС-30 или СКС-ЭОА и резины РШМ-2 и РШТМ-2 — на основе бутадиенового каучука марки СКБМ. Резины РШН-1 и РШН-2 изготовляют на основе хлоропренового каучука — наирита.

Резины для оболочек на основе натурального каучука при соот­ветствующем подборе саж в качестве наполнителя имеют в 2 раза более высокие предел прочности и относительное удлинение при раз­рыве по сравнению с резинами на основе бутадиен-стирольного каучука. Однако сопротивление старению, свето – и погодостойкости резины на основе бутадиен-стирольного каучука выше, чем резины на основе натурального каучука.

Резины на основе полихлоропренового каучука имеют более высокую озоностойкость, свето – и погодостойкость, чем резины на основе натурального и бутадиен-стирольного каучука, отличную маслостойкость и обладают свойством не распространять пламени при выносе кабеля из источников горения. Длительно допустимая рабочая температура этих резин на 10° С выше, чем резин на основе НК и СК, а кратковременная в течение 4 ч выдерживает рабочую температуру до 260° С. Плотность наирита 1,21—1,25 г/см*. Температура стеклования наирита —40° С.

Основные физико-механические свойства резин для оболочек кабелей и проводов

В качестве наполнителей резин для оболочек кабелей при­меняют углеродные сажи. Механическая прочность резин с углерод­ными сажами зависит от степени дисперсности сажи — чем меньше диаметр частиц, тем больше их удельная поверхность и выше меха­нические свойства резин. Углеродная сажа защищает резину также от действия солнечной радиации. Наполнителями резин РШН являются: сажа ламповая, каолин и мел сепарированный. Вулкани­зирующим веществом всех резин, за исключением наиритовых, яв­ляется сера в количестве 2—3%, а в качестве ускорителей вулкани­зации— тиурам, каптакс, алтакс, дифенилгуанидин. В наиритовых резинах вулканизирующим веществом является окись цинка в соче­тании с окисью магния. Повышение морозостойкости резины РШ-1 и РШ-2 достигают за счет применения каучука СКБМ..

Резиновые оболочки применяют в кабелях с резиновой изоля­цией, а также в кабелях с полиэтиленовой изоляцией с целью повы­шения гибкости этих кабелей при температурах до —40-ь50°С. Резина на основе нитрильного каучука (СКН-40) обладает высокой маслобензиностойкостыо, но недостаточной морозостойкостью: от —20 до —27° С (температура стеклования —32° С). Эту резину приме­няют для оболочек маслостойких кабелей и для полупроводящих экранов шахтных кабелей.

Кабели с кремнийорганической и фторлоновой изоляцией изго­товляют в оболочке из кремнийорганической резины, пригодной для работы при температурах до 200° С. Эти оболочки обладают высокой гидрофобностью при нормальных температурах, но ограниченно про­тивостоят воздействию водных растворов кислот и щелочей при высоких температурах. Кремнийорганические резины хорошо проти­востоят конденсаторным маслам, а также гидравлическим и тор1 моз-ным жидкостям, обладают высокой стойкостью к действию кислоро­да, озона, ультрафиолетовых лучей, а также микроорганизмов. По воздухонепроницаемости кремнийорганические резины превосходят все резины на основе органических каучуков. Хотя за (последнее время качество кремнийорганических резин значительно улучшено, но их механические свойства уступают резинам на основе органиче­ских каучуков.

После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.

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