Przewody i kable silikonowe. Nowa jakość w technologii izolowania przewodów elektrycznych

Producenci kabli od dawna wytwarzają przewody o izolacji gumowej w oparciu o różne materiały kauczukopochodne, poczynając od naturalnego kauczuku, przez różnorodne mieszanki syntetyczne, jak guma etylenowo-propylenowa (EPR) czy guma polichloroprenowa (PCP).

Kauczuki naturalne otrzymywane są z żywicy, tzw. mleka lateksowego uzyskiwanego z drzew kauczukowych rosnących w strefach tropikalnych, po poddaniu go odpowiedniej
obróbce.

Kauczuki syntetyczne zaczęto stosować do izolacji kabli już w latach 30. ubiegłego wieku. Ze względu na liczne zalety izolacji z gum syntetycznych w stosunku do kauczuku naturalnego obecnie stosuje się wyłącznie izolacje z gum syntetycznych. Nie bez znaczenia są też względy ekologiczne i ochrona naturalnych zasobów Ziemi.

Technologie wytwarzania syntetycznych gum izolacyjnych pozwalają na obniżenie kosztów oraz uzyskanie izolacji o lepszych właściwościach elektrycznych i mechanicznych w porównaniu z izolacją z kauczuku naturalnego. Specjaliści inżynierii materiałowej i projektanci kabli nieustannie poszukują optymalnych rozwiązań przy doborze materiałów izolacyjnych oraz konstrukcji kabli, żeby stworzyć takie produkty, które umożliwią jak najszersze zastosowanie nawet w trudnych i wymagających dziedzinach techniki.

Gumy silikonowe zastosowane w izolacjach kabli i przewodów przyczyniły się do rozwinięcia grup tych wyrobów nadających się do pracy tam, gdzie wymagana jest odporność na niską i wysoką temperaturę, duża giętkość także w niskiej temperaturze, odporność na korozyjne czynniki środowiskowe, tj. oleje, smary, alkohole, odporność na zapalenie i rozprzestrzenianie się płomienia, a także odporność na promieniowanie jonizujące.

Guma silikonowa

Guma silikonowa stosowana jest jako materiał izolacji i osłony niskonapięciowych przewodów i kabli elektroenergetycznych. Producenci izolacyjnych i powłokowych gum silikonowych oferują szeroką gamę produktów przystosowanych do wytwarzania kabli.

Poszczególne rodzaje gum silikonowych mają różne wartości charakterystycznych parametrów w zależności od przeznaczenia. Projektant kabli starannie dobiera rodzaj tworzywa silikonowego, które ma zastosować do izolacji kabla, zgodnie z warunkami jego zastosowania i wymaganiami użytkownika oraz instalatora. Podstawowe typowe parametry techniczne gumy silikonowej są podane w tabeli 1.

Izolacje z gumy silikonowej są odporne na wysoką i niską temperaturę, zachowując przy tym elastyczność i giętkość przewodów w pełnym zakresie zmian temperatury (np. od –60 °C do +180 °C).

Mieszanki izolacyjne z gumy silikonowej są bezhalogenowe (nie zawierają toksycznych związków chloru). Guma silikonowa zastosowana do izolacji kabli z grupy ognioodpornych zapewnia odporność na zapalenie oraz rozprzestrzenianie się płomienia. W procesie palenia się takiej izolacji wytwarza się warstewka SiO2 wpływając na ograniczenie rozprzestrzeniania się płomienia.

Produkty spalania izolacji z gumy silikonowej wykazują niską toksyczność i dymotwórczość, nieporównywalną z efektami spalania izolacji polwinitowej i polietylenowej. Ponadto izolacje silikonowe wykazują dużą odporność na penetrację wilgoci oraz na działanie szeregu chemicznych czynników korozyjnych, jak alkohole, smary, oleje i inne związki chemiczne. Takie właściwości gum silikonowych pozwalają na zastosowanie ich w izolacji wielu rodzajów kabli pracujących w specyficznych warunkach środowiskowych, czego nie można uzyskać w przypadku stosowania typowych izolacji polwinitowych.

Zgodnie z informacjami zawartymi w tabeli 1 wytrzymałość na rozciąganie izolacji silikonowej jest niższa niż polwinitu (typowa wartość dla polwinitu to 16 MPa). Dla poprawy mechanicznych właściwości izolacji silikonowej – jeśli taka potrzeba występuje – konstrukcje kabli i przewodów uzupełnia się warstwą wzmacniającą. Może to być oplot lub obwój metalowy z drutów miedzianych lub stalowych. Taki oplot lub obwój można wykonać z włókna szklanego lub z przędzy aramidowej.

Rodzaje przewodów zgodnych z wytycznymi normalizacji europejskiej

PN-EN 50525-2-41:2011, europejska norma, podaje wytyczne do projektowania przewodów jednożyłowych o izolacji z gumy silikonowej na napięcie znamionowe 300/500 V. Przewody mogą być wzmacniane oplotem z włókna szklanego (tab. 2) albo nie mieć takiego wzmocnienia (tab. 3). Przewody mogą mieć dodatkową powłokę zewnętrzną wykonaną z gumy silikonowej.

Rodzaje kabli wielożyłowych o izolacji z gumy silikonowej zgodne z wytycznymi normalizacji europejskiej

PN-EN 50525-2-83:2011, europejska norma, podaje wytyczne do projektowania kabli wielożyłowych o izolacji i powłoce z gumy silikonowej na napięcie znamionowe 300/500 V. Kable mogą zawierać dwie, trzy, cztery lub pięć żył. Zalecane przekroje żył dla ośrodka dwu- i pięciożyłowego wynoszą od 0,75 mm2 do 2,5 mm2. Ośrodki trój- i czterożyłowe powinny mieć przekroje żył od 0,75 mm2 do 6 mm2.

Izolacja żył może być jedno- lub dwuwarstwowa. Żyły izolowane są skręcone razem w ośrodek. Ośrodek kabli może zawierać niemetaliczny element wzmacniający, np. sznurek lub pręt z włókna szklanego, którego siła zrywająca jest nie mniejsza niż 300 N. Na ośrodek kabla jest wytłoczona powłoka z gumy silikonowej.

Dla zapewnienia dodatkowego wzmocnienia oraz kompatybilności elektromagnetycznej na powłokę można nałożyć metalowy oplot, który może pełnić rolę ekranu elektromagnetycznego.

Zastosowanie przewodów i kabli o izolacji silikonowej

Przewody i kable o izolacji silikonowej znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, a w szczególności jako:

• przewody przyłączeniowe współpracujące z aparaturą pomiarową,
• przewody do połączeń przemysłowej aparatury sterującej,
• przewody połączeniowe w maszynach elektrycznych,
• przewody kompensacyjne,
• samochodowe przewody zapłonowe,
• kable bezpieczeństwa,
• kable w systemach oświetleń portów lotniczych,
• kable okrętowe,
• kable kolejowe,
• kable do elektrowni nuklearnych i wiatrowych,
• kable dla dźwigów i żurawi budowlanych.

Oferta firmy Technokabel

Technokabel to od dawna dobra marka wśród producentów kabli i niezawodny dostawca znakomitych jakościowo bezhalogenowych kabli bezpieczeństwa z izolacją silikonową:

• zasilających na napięcie 300/500 V typu HDGs(żo) FE180 PH90/E30-E90, HDGsekw(żo) FE180 PH90/E30-E90, HLGs(żo) FE180 PH90/E30-E90,
  HLGsekw(żo) FE180 PH90/E30-E90, w tym do stref tryskaczowych
  HDGs(żo)-W FE180 PH90/E30-E90,
• elektroenergetycznych typu
  (N)HXH FE180 PH90/E90 0,6/1 kV, (N)HXH FE180 PH30/E30 0,6/1 kV, (N)HXCH FE180 PH90/E90 0,6/1 kV, (N)HXCH FE180 PH30/E30 0,6/1 kV,
• do przekształtników częstotliwości typu (N)HXCH-J-SERVO FE180 PH90/E90 0,6/1 kV.

Wśród oferowanych wyrobów są także silikonowe:

• jednożyłowe przewody typu SiF 300/500 V,
• wielożyłowe przewody SiHF 300/500 V oraz GsLGs 450/750 V.

Zróżnicowany i bogaty park maszynowy umożliwia firmie Technokabel produkowanie nie tylko przewodów silikonowych o standardowej wytrzymałości mechanicznej, ale także kabli wzmacnianych oplotami lub obwojami z drutów stalowych lub z materiału dielektrycznego, jak włókno szklane lub oploty z aramidu.

Więcej informacji można znaleźć na stronie www.technokabel.com.pl, a inżynierowie z działu konstrukcji kabli i rozwoju spółki Tecshnokabel udzielają porad i służą informacją potrzebną użytkownikom wyrobów firmy.

TECHNOKABEL SA
ul. Nasielska 55, 04-343 Warszawa
tel. 22 516 97 77, fax 22 516 97 87
e-mail: tech@technokabel.com.pl 
www.technokabel.com.pl

*Tabele dotyczące parametrów technicznych dostępne są w wydaniu drukowanym oraz PDF Miesięcznika Automatyka

źródło: Automatyka 10/2019