Kauçuk izolasyonlu teller ve kablolar: çeşitleri, avantajları ve dezavantajları, malzemeleri, üretim teknolojisi

Pantografları birbirine bağlamak ve sekonder elektrik akım şebekelerinde elektriği dağıtmak için kullanılan kauçuk izoleli tel ve kablolar ayrıca sanayi, tarım, ulaşım, inşaat ve günlük hayatta da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kauçuk izolasyonlu kablo ve tel çeşitleri

Kauçuk izolasyonlu kablolar, teller ve kablolar aşağıdaki gruplara ayrılabilir:

• kurulum kabloları, teller ve kablolar;
• güç kabloları;
• kontrol kabloları;
• hortumlar için esnek kablolar ve teller;
• deniz kabloları ve telleri;
• gövde kabloları;
• elektrikli vagonlar için teller;
• uçak, otomobil ve traktör telleri.

Kauçuk veya plastik yalıtımın kullanılması, kablo terminallerini kolaylaştırmak ve basitleştirmek için yapıldığı için esnek bir kablo elde etme arzusundan kaynaklanmaz.

Kurşun kılıfın kullanılması, kablonun yalıtım katmanının artan esnekliğinin kullanılmasını mümkün kılmaz ve bu nedenle, artırılmış esnekliğe sahip bir kabloya ihtiyaç duyulan durumlarda, kurşun değil, vulkanize kauçuk veya plastikten yapılmış hortum kılıfları kullanılır. kullanılmış.

Kauçuk yalıtımın yüksek ortalama dielektrik dayanımı çoğu durumda yalıtım katmanındaki zayıf yerlerin varlığından dolayı kullanılamaz, bu da örneğin emprenye edilmiş kağıt yalıtımına kıyasla yalıtım katmanının kalınlığında bir artışı gerektirir ve koruyucu malzeme kaplamalarının aşırı tüketimi.kablonun çapını artırmak.

Üretimin ilk aşaması, kalaylı ve kalaysız bakır tellerden teller, kablolar ve kordonlar için çok damarlı tellerin gerilmesidir.

Kauçuk izolasyonlu tel ve kablo üretimi için teknoloji

Ana proses operasyonları, kauçuk ve plastik üretimini ve bunların bir çekirdeğe veya tele uygulanmasını içerir. plastikleştirici kauçuk ve dolgu maddelerinin (tebeşir, talk), yumuşatıcıların, iyileştiricilerin ve vulkanize edici maddelerin tanıtımı.

Kauçuk karışımı, çekirdeğe sonsuz preslerde sıcak presleme veya özel profilli merdanelerde soğuk presleme ile uygulanır. Kauçuk yalıtımın kalınlığı telin enine kesitinin boyutuna ve telin veya kablonun anma gerilimine bağlıdır, hortum kılıfının kalınlığı ise kablonun çapına göre belirlenir.

Kılıf kalınlığı kauçuk hortumlar için 1 ila 8 mm ve vinil PVC kılıflar için 2 ila 4 mm arasında değişebilir.

Kauçuk yalıtım, çekirdeğe soğuk veya sıcak bir yöntemle uygulandıktan sonra, yalıtım katmanına gerekli fiziksel özellikleri vermek için vulkanize edilir: mekanik dayanıklılık ve elastikiyet. Plastik sargılar vulkanizasyon gerektirmez.

Tellerin kauçuk yalıtım tabakasının üstüne, bitüm veya başka bir bileşim ile emprenye edilebilen veya bir nitro-lak tabakası (uçak ve otomobil telleri) ile kaplanabilen bir pamuk ipliği örgüsü uygulanır.

Bir kabloya bükmek ve koruyucu kılıflar yerleştirmek gibi teknolojik işlemlerin geri kalanı, diğerleri ile aynı şekilde gerçekleştirilir. kablo ürünleri.

Kauçuk yalıtımın avantajları ve dezavantajları

Kauçuk yalıtımın yüksek elektriksel ve mekanik özellikleri, son derece zor çalışma koşullarında (kesme, ağaç kesme, kazıcılar, vb.) çalışan bir dizi tel ve kablo yapısının gerçekleştirilmesini mümkün kılmıştır.

Çok çeşitli direnç değerleri (1013'ten 1017 omcm'ye kadar) ve önemli çeşitlilik dielektrik sabiti Kauçuğun bileşimine ve üretim teknolojisine bağlı olarak üretim imkanı sağlar. çeşitli tipte tel ve kabloların yalıtımı.

Kauçuk yalıtımın olumlu niteliklerinin yanı sıra, en karakteristik özellikleri aşağıdakiler olan olumsuz nitelikler de vardır:

• yalıtım tabakasında hava kabarcıkları ve filmlerin varlığı;
• vulkanize kauçuğun ozona karşı kararsızlığı;
• mekanik kuvvetlerin ve gerilmelerin yalıtımın dielektrik dayanımı üzerindeki etkisi;
• ısıtıldığında kauçuğun mekanik ve elektriksel özelliklerinin azalması;
• makro yapının heterojenliği (dolgu tanelerinin, safsızlıkların vb. varlığı);
• gözle görülür nem geçirgenliği ve nem emilimi;
• petrol ürünleri ve mineral yağların etkilerine karşı düşük direnç;
• atmosferik oksijen varlığında ısıtma süresine bağlı olarak mekanik özelliklerin kaybı (termal yaşlanma).

Kauçuk yalıtım malzemeleri ve teknolojik özellikler

Doğal ve sentetik kauçuk üzerine vulkanize kauçuk, çeşitli kablo ürünlerinin üretiminde kullanılır ve bu nedenle kablo üretiminde önemli bir rol oynar.

En büyük zorluklar, örneğin hareketli ekskavatörlere, taraklara, turba makinelerine, elektrikli traktörlere vb. elektrik sağlayan 6 ve 10 kV güç kabloları gibi yüksek voltajlı AC tel ve kablolarının üretimi için kauçuk izolasyon kullanıldığında karşılaşılır.

Kauçuğun yetersiz ozon direnci, böyle bir kablonun hızlı bir şekilde tahrip olmasına ve hizmet ömründe keskin bir azalmaya yol açar. Bu durumlarda, ozonun etkisine karşı daha az hassas olan, ozona dayanıklı özel bir kauçuk kullanılır ve kabuk, koruyucu bir kaplama olarak verniklenir.

Petrol kuyularında yüksek sıcaklıklarda ve özellikle ağır koşullar altında çalışan kablo gövdeleri için kauçuk izolasyon üretimine olanak sağlayan, yağa ve benzine dayanıklı kauçuk reçeteler geliştirilmiştir. Yüksek gerilim ateşleme telleri, yüksek elektrik alan kuvvetinde ve -50 ile + 150 °C arasında geniş bir sıcaklık aralığında çalışırlar.

Kauçuk yalıtımın bileşimi aşağıdaki temel malzemeleri içerir:

• Kauçuk — doğal (NK) veya sentetik (SK);
• Dolgu maddeleri — tebeşir, kaolin, talk vb.
• Yumuşatıcılar - stearik asit, parafin, vazelin, bitüm vb.
• Takviyeler, kauçuk bileşiklerinin (karbon siyahı) mekanik özelliklerini iyileştirir.

Tel ve kablo üretiminde kullanılan kauçuk bileşiklerindeki kauçuk miktarı (ağırlıkça) %25 ila %60 arasında değişir ve tüm dolgu maddelerinin toplam miktarı - %70 ila %35 / Yaklaşık %2 yumuşatıcılar ve vulkanize ediciler (kükürt) için yaklaşık %1.5.

Şu anda kauçuk, vulkanizasyonu belirli kükürt bileşiklerinin, örneğin tetrametiltiuram disülfid (tiuram) ayrışması sırasında vulkanizasyon sırasında salınan kükürt nedeniyle gerçekleştirilen telleri ve kabloları yalıtmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür "kükürtsüz" lastikler, yüksek ısı direncine ve dolayısıyla uzun bir hizmet ömrüne sahiptir. Bu kauçuğun mekanik özellikleri, kükürtle vulkanize kauçuğa göre biraz daha düşüktür.

Kükürt içermeyen veya ısıya dayanıklı kauçukların bir tel veya kablonun bakır iletkenleri üzerinde yıkıcı bir etkisinin olmadığı ve bu nedenle tel ve iletkenlerin kalaylanmasına gerek olmadığı özellikle belirtilmelidir. kauçuk izoleli tel ve kablo üretimine girin.

Kauçukların yanı sıra, daha önce de belirtildiği gibi, elastomerler olarak da adlandırılan sentetik termoplastik malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bunların arasında öncelikle kablo endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, özellikle alçak gerilim tellerinin ve kablo koruyucu kaplamaların (hortumların) üretiminde kullanılan PVC reçineden yapılmış çok yaygın bir plastik karışımı dahil edilmelidir.

PVC reçine, vinil klorürün polimerizasyonu ile elde edilir. Elastik, ince bölünmüş reçinenin plastikleştiriciler, stabilizatör ve dolgu maddesi ile karıştırılmasıyla elde edilir.

Beyaz karbon siyahı, kaolin dolgu maddesi olarak en sık kullanılır ve plastikleştirici olarak trikrisil fosfat, dibutid ftalat vb.PVC'ye ek olarak, örneğin vinil asetat ile vinil klorür kopolimerleri de kullanılır.

PVC yalıtımın ana dezavantajları:

• PVC reçinesindeki Cl iyonunun eliminasyon kolaylığının yanı sıra plastikleştiricilerin mevcudiyeti ile açıklanan yetersiz elektriksel özellikler (yetersiz yalıtım direnci ve dielektrik kayıp açısının teğetinin büyük bir değeri);
• yetersiz don direnci.

Uygun bir plastikleştirici seçimi ile tatmin edici elektriksel özellikler elde edilebilir.

PVC'nin olumlu özellikleri şunları içerir:

• ısıl yaşlanmaya karşı yüksek direnç;
• yağların ve herhangi bir yağlayıcının etkilerine karşı direnç;
• yüksek aşınma direnci;
• Su direnci;
• %93 sülfürik asit ve buzlu asetik asit dışında bir dizi çözücüye, asitlere ve bazlara karşı direnç; benzen, 12 gün boyunca benzenin etkisine maruz kalan plastik bileşiğin gerilme mukavemetini 7 kattan fazla ve özgül hacim direncini 2-2,5 kat azaltan çözücülerden olumsuz etkilenir;
• yanmazlık

Polietilen, tellerin ve kabloların yüksek kaliteli yalıtımının üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır... Nispeten yumuşak bir malzemedir (70 ° C'ye ısıtıldığında yoğunluğu eşit şekilde azalır), donma direnci ve ozon direnci iyidir ve enerji olarak yalıtım için yaygın olarak kullanılır (XLPE izoleli kablolar) ve yüksek frekanslı teller ve kablolar.

Plastik bileşiğin kalitesi, yalnızca temel polimerin özellikleri tarafından değil, aynı zamanda büyük ölçüde dolgu ve plastikleştiricilerin doğru seçimi ve kalitesi ile belirlenir.Dolgu maddeleri ve plastikleştiricilerin seçimi, gerekli özellikleri elde etmek isteyen üreticiler için büyük bir zorluktur.

Teknik ve ekonomik açıdan en zor görevlerin tümü, örneğin ozona dayanıklı kauçuk elde etmek vb., gerekli özelliklere sahip temel plastik veya sentetik malzeme seçilerek çözülür.

Mevcut kimya durumuyla, yakın gelecekte, tel ve kabloların yalıtımı ile hala çözülmemiş sorunları tamamen çözmeyi mümkün kılacak olan bir dizi sentetik malzemenin ortaya çıkması beklenebilir.