Изоляция проводов: виды и характеристики

В соответствие с Госстандартом 15845-80, введенным в действие 1 июля 1981 года и устанавливающим межгосударственные стандарты на кабельные изделия, электрические провода определяются как один из их видов и, следовательно, являются электрическими изделиями, характеризующимися гибкостью и передающими электроэнергию и различные электрические сигналы. Кроме того, провода используется при изготовлении обмоток трансформаторов, электродвигателей и иных аналогичных устройств.

По конструкции они могут состоять из одной или нескольких скрученных проволок (без внешней изоляции), являющимися проводниками электротока. Либо из одной или более изолированных жил, выполняющих ту же функцию передачи тока и покрытых сверху легкой неметаллической (диэлектрической, нейтральной) оболочкой и/или оплеткой из какого-либо волокнистого материала. Такие оболочка и оплетка провода не рассчитаны на его прокладку под водой или в земле.

О классификации проводов

Эксперты подсчитали, что в настоящее время насчитывается более 20 тыс. проводов и кабелей различных видов и типов. И потому те же провода можно классифицировать по любому из параметров: конструкции, назначению, материалу жил, сечению и т. д. Мы же лишь заметим, что все провода можно разделить на две большие группы:

• голые (не изолированные);
• изолированные.

Изоляция проводов и требования к ней

Определение изоляции в электротехнике, которое приводится в популярной интернет-энциклопедии навряд ли в полной мере применимо к изоляции проводов. С нашей точки зрения изоляцией провода можно назвать его диэлектрическую оболочку (элемент конструкции), препятствующую проникновению через нее электротока и предохраняющую:

• человека (пользователя) от поражения электротоком;
  • внутренние токопроводящие жилы:
• от соприкосновения между собой;
• от повреждений в результате внешнего механического воздействия или агрессивного влияния факторов внешней среды.

Требования к изоляции

Исходя из представленного выше определения изоляции проводов, рассмотрим основные характеристики, на которые следует обращать особое внимание.

На первом месте, конечно же, стоит ее электрическая прочность. Когда провода эксплуатируются (да и во время «простоя») их изоляция неизбежно подвергается разнообразным нагрузкам: электрическим, механическим (например, провисание ВЛ), тепловым (в помещении — отопление, на улице — мороз, жара, перепад температур), ультрафиолетовым (солнечный свет) и др. В результате их регулярного воздействия изоляция с течением времени «стареет», — то есть постепенно ухудшаются ее характеристики и, в первую очередь, снижается электрическая прочность. Это, естественно, приводит к сокращению срока безопасной эксплуатации самих проводов.

Чтобы провода служили без существенного износа в течение всего времени, предусмотренного производителем, следует при их выборе учитывать не только требуемые технические характеристики, но и соответствие их изоляции условиям эксплуатации — способности сохранять диэлектрические свойства. При этом необходимо особое внимание обращать:

• на стойкость изоляции к механическим воздействиям;
• на ее прочность на разрыв (например, при провисании проводов);
• на гибкость (особенно важна при прокладке провода);
• на морозостойкость и термостойкость (сохранение характеристик в условиях повышения, понижения или перепада температур);
• на устойчивость к возгоранию (к примеру, при коротком замыкании).

Изоляционные материалы

Основным условием изоляции проводов является непроводимость тока. Поэтому материалы, из которых ее изготавливают, должны обладать диэлектрическими свойствами. К ним традиционно относится резина, бумага, стекло, отдельные виды ПВХ и полиэтилена, керамика, фторопласт и др. Некоторые виды изоляции изготавливают в комбинации с окисью магния, лаком, шелком, слюдой или полистиролом. Но наиболее распространены изоляционные материалы на основе:

• резины, включая синтетическую.

Ее основное преимущество — высокая гибкость, недостаток — недолговечность (быстрый износ с потерей надежности);

• полиэтиленов различной плотности или непосредственно из них.

Положительные качества — высокая стойкость к агрессивным средам (кислотам, щелочам и пр.). Негативные — нестабильность при нагревании. Поэтому изоляцию из обычного полиэтилена в условиях повышенной температуры использовать не рекомендуется.

• ПВХ (производных полимеров).

Плюсы — невысокая стоимость (дешевле других), высокая гибкость (при правильных добавках и в условиях низкой температуры). Минусы — добавка пластификаторов снижает защитные свойства и химическую стойкость;

• бумаги.

В настоящее время применяется редко. Бумажная основа пропитывается составом, состоящим из воска, масла и канифоли. Обычно используется в многослойном варианте в высоковольтных сетях до 35 кВ. Недостатки заключаются в нестойкости бумаги к любым внешним средам — воде и пр.;

• фторопласта.

Прослойка из этого материала считается одной из наиболее надежных, несмотря на сложность использования. Необходимо т. н. «запекание» фторопластовой ленты, намотанной на провод, при высокой температуре. Зато такому покрытию не страшны ни какие внешние воздействия, повредить его весьма трудно.

Виды изоляции

Они определены в специальном разделе «Изоляция» упомянутого выше ГОСТа. Согласно ему, изоляция может быть: