Способы и материалы для изоляции мест соединения или разрушения защитного покрытия проводов

Главная » Электропроводка » Провода и кабеля » Виды изоляции кабелей и проводов

Совсем недавно мы рассматривали, маркировку кабелей и проводов, однако у наших подписчиков осталось еще множество серьезных вопросов по поводу изоляции. Поэтому в этой статье мы решили подробно рассказать о том, какие виды изоляции кабелей и проводов существуют на данный момент. Рассмотрим самые популярные изоляционные материалы и выделим самые популярные.

Ситуации, требующие задействования дополнительной изоляции

Изоляция проводов, как правило, необходима после выполнения соединения между отдельными линиями, чтобы обеспечить безопасность от поражения электрическим током. При этом случаются и следующие ситуации, когда понадобится изоляционный материал:

1. При повреждении отдельного участка защитного слоя кабельной линии. Это позволит не производить замену всего проводника, а только заизолировать нарушенный слой защиты.
2. При расположении в непосредственной близости от корпуса электрооборудования не защищенных токопроводящих жил.
3. Для маркировки проводов одного цвета.
4. Для жгутования отдельно лежащих тонких проводов.

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:

Разновидности изоляционных материалов и сфера их применения

В зависимости от планируемых условий эксплуатации и типа соединения проводников могут использоваться различные виды изоляции. Рассмотрим наиболее популярные варианты.

Изоляционная лента

Изолента является самым доступным и популярным способом защиты токопроводящих жил. Сфера ее применения напрямую зависит от материала изготовления.

Поливинилхлорид

Лента выпускается с шириной от 10 до 20 мм. Адгезия с защищаемой поверхностью обеспечивается специальным клеящим составом, который нанесен на внутреннюю поверхность ленты. Производители выпускают изделия в различных цветовых гаммах. К положительным основным свойствам ПВХ изоленты относятся:

• прочность;
• адгезия со многими типами поверхностей;
• способность выдерживания значительных температур — до 120 градусов Цельсия;
• выдерживание повышенного значения напряжения;
• эластичность;
• высокий уровень пожарной безопасности;
• противодействие внешним факторам: влага, щелочь, кислота.

Изоляционная лента ПВХ получила широкое применение в электротехнической отрасли, а также в быту. Изолента для проводки с уровнем напряжения до 1000 Вольт может прослужить длительный период времени.

Обратите внимание! При необходимости допускается выполнять изоляцию высоковольтных кабелей. Согласно рекомендуемым эксплуатационным показателям, один слой способен обеспечить безопасность на уровень напряжения 660 В.

Помимо указанных случаев, материал активно используется для ремонта трубопроводов, бытовой техники и упаковки товаров.

Хлопчатобумажная

Основу изделия составляет хлопчатобумажный материал с добавлением резины, на внутреннюю часть которого также наносится клеящий раствор. Некоторые производители в качестве базового материала применяют стекловолокно. Выпуск лент осуществляется с шириной от 15 до 50 мм. Из положительных характеристик выделяются:

• высокая прочность;
• повышенная износостойкость;
• термическая устойчивость;
• низкая стоимость.

К отрицательным моментам хлопчатобумажного изоляционного материала относят:

• вероятность воспламенения из-за перегрева;
• впитывание жидкости.

Основной сферой применения ХБ изоленты является защита электропроводки с уровнем напряжения до 1000 Вольт. Ее рекомендуется использовать исключительно в закрытых и сухих помещениях. В электроустановках большего напряжения ее применяют в качестве дополнительного средства для повышения показателя морозостойкости в месте соединения проводников.

Применение резиновой изоляции

В промышленных отраслях для изоляции кабелей часто применяется резиновая оболочка. К ее положительным качествам относят:

• Влагостойкость.
• Эластичность.
• Высокое сопротивление.
• Устойчивость к высоким температурам.

Резиновая изоляция производится на основе натуральных и синтетических материалов. Качественная синтетическая оплетка обладает лучшими показателями — дольше стареет, выдерживает воздействие агрессивных химических веществ и отрицательных температур. Резина легко гнется, поэтому провода можно уложить в любых условиях. Но с течением времени резиновая изоляция стареет, трескается и начинает пропускать ток. В условиях высоких температур для изоляции рекомендуется применять вулканизированную резину. Кабели с резиновой изоляцией чаще всего применяют там, где требуется гибкость кабеля. Это питающие кабели кранов, спуски на пульты управления кран-балок. Подключение сварочных трансформаторов, как со стороны питания, так и со стороны низкого напряжения на «держак» электрода и нулевой провод.

Термические усадочные трубки

Термоусадка является современным и более надежным способом изоляции проводников. Термоусадочные трубки выпускаются различного диаметра и длины (до одного метра). Они не разборные и не универсальные, поэтому должны подбираться под конкретный диаметр проводника. В процессе монтажа происходит сужение исходного сечения практически в два раза. Это обеспечивает надежную фиксацию с защищаемой поверхностью.

Для изготовления термотрубки используются специальные полимеры: полиэтилен, силикон и так далее. Для повышения показателей сцепки с токопроводящими жилами дополнительно используется термоклей во внутренней полости трубки. При этом они могут легко эксплуатироваться в различных климатических условиях, выдерживая воздействие агрессивных сред.

Рабочий диапазон температур стандартных термоусадок находится в пределах от — 50 до + 125⁰С, но выпускаются изделия способные выдерживать до 260⁰С. Благодаря использованию специальных полимеров, производители выпускают следующие виды термоусадок:

• термостойкая;
• с повышенной прочностью;
• полупроводниковые;
• гофрированные;
• флуоресцентные.

Сфера применения термотрубок очень обширна. С их помощью может быть восстановлена изоляция кабеля с величиной напряжения до 110 кВ.

Изоляция проводов — какие бывают материалы

Прежде, чем преступить к процессу изоляции проводов, нужно подготовить все необходимые инструменты. Перед тем, как преступить к работе, требуется отключить напряжение в квартире (доме) автоматическими выключателями.

На сегодняшний день можно отметить следующие материалы для изоляции проводов и кабелей:

ПВХ изолента

ПВХ изолента. (На фото выше) Она хорошо устойчива к повреждениям внешней среды. Во влажном помещении не раскисает и даже не отклеивается со временем. Однако, лучше ее применять только в сухих помещениях, так срок службы этого изолирующего материала будет длиннее и надежнее.

ХБ изолента

ХБ изолента. Ее считают достаточно хорошим материалом, даже лучше предыдущий вариант. Поскольку она гораздо более устойчива к влаге и другим нагрузкам. Использовать ее можно в более обширных зонах применения, например для подключения проводов в машине. Да и качество ХБ превосходит ПВХ.

Термоусадочная трубка (ТУТ)

Термоусадочная трубка (ТУТ). Самый оптимальный вариант, мы рекомендовали бы использовать именно его повсеместно. Самая надежная степень изоляции под водой, под землей и наконец в машине. Она легко устанавливается и имеет большой срок службы. ТУТ считается лучшим материалом на данный момент.

Колпачки СИЗ

Колпачки СИЗ. Они используются крайне редко, зачастую в тех случаях, когда нужно заизолировать скрутку. По свойствам напоминают термоусадочную трубку.

Термоусадочные трубки

Термоусадочные трубки. Этот способ является современным и более надежным способом изоляции проводников. Термоусадочные трубки изготавливают различного диаметра и длины (до одного метра). Так, как они идут универсального размера, то должны подбираться под конкретный диаметр проводника. В процессе монтажа происходит сужение исходного сечения практически в два раза. Благодаря этому происходит надежная фиксация с защищаемой поверхностью.

Материалы, из которых производятся термотрубки — специальные полимеры: полиэтилен, силикон и прочее. Для улучшения показателей сцепки с токопроводящими жилами дополнительно используется термоклей во внутренней полости трубки. К тому же они легко эксплуатируются в различных климатических условиях, без проблем выдерживают воздействие агрессивных сред.

Виды термоусадок:

• термостойкая;
• с повышенной прочностью;
• полупроводниковые;
• гофрированные;
• флуоресцентные.

Жидкая изоляция проводов

Жидкая изоляция проводов. Еще один вариант материалов для правильной изоляции проводов. Его используют в качестве восстановления защитного слоя токопроводящих жил, эксплуатация которых проходит в условиях повышенной влажности или в непосредственном соприкосновении с водой. В качестве изоляционного материала применяется полиуретановый компаунд. Его заливают в заранее подготовленную муфту через специальный бандаж. По обоим концам муфты устанавливаются резиновые уплотнители.

Положительные свойства покрытия:

1. Имеет высокую стойкость к внешним неблагоприятно влияющим факторам;
2. способность к диалектному покрытию;
3. устойчивость к вибрации;
4. может переносить воздействие ультрафиолетовых излучений;
5. легкость в применении ремонтных работ;
6. пластичность и тщательное покрытие провода в труднодоступных местах и сгибах.

Отрицательные свойства покрытия:

1. токсичность;
2. высокая стоимость;
3. летучесть жидкости. Не экономично расходуется при открытии герметичной банки.

Характеристики жидкой электроизоляции:

1. имеет вид вязкой субстанции, тянущееся вещество;
2. выпускается в трех видах — в тюбике, банке и в виде спрея;
3. нанесение производится кистью, за исключением распылителя.

Тип изоляции кабелей применяется на основании конструктивных особенностей кабеля и сетевого напряжения, при котором он будет эксплуатироваться:

• для оболочных кабельных изделий при показателях постоянного напряжения не более 700 Вольт, и номинального переменного тока не более 220 Вольт для однофазных сетей (380 Вольт в случае с трёхфазными);
• для безоболочных кабелей с показателями постоянного напряжения не выше 700 Вольт, и номинального переменного тока до 220 Вольт (380 вольт для трёхфазных сетей);
• а для оболочных и безоболочных кабелей с показателями постоянного тока не более 700 — 1000 Вольт, и переменного от 220 до 400 Вольт (для трёхфазных сетей на 380 и однофазных на 220 Вольт);
• для кабелей с постоянным напряжением до 3600 Вольт и показателями переменного тока от 400 до 1800 Вольт;
• для кабелей, эксплуатируемых в условиях постоянного напряжения в 1000 — 6000 Вольт при показателях переменного тока в 400 — 1800 Вольт.

Жидкое изоляционное покрытие

Жидкая изоляция для проводов используется для восстановления защитного слоя токопроводящих жил, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности или в непосредственном соприкосновении с водой. В качестве изоляционного материала применяется полиуретановый компаунд. Он заливается в заранее подготовленную муфту через специальный бандаж. При этом по концам муфты устанавливаются резиновые уплотнители.

Клеммы для изолирования мест соединения проводки

Изделия представляют собой контактную часть, которая помещена в диэлектрический корпус. Выпускаются в виде колодок и колпачков. Фиксация токопроводящих жил может выполняться винтами или зажимами. Данный вариант отлично подойдет для формирования контактных соединений в распределительной коробке своими руками.

К недостаткам клеммного соединения относят:

• увеличение объемов проводки в месте контакта;
• незащищенность от воздействия влаги.

Предварительный этап работ

Прежде чем начать самостоятельно изолировать провода, рекомендуется тщательно ознакомиться с техникой безопасности и правилами выполнения работ. Указанную процедуру можно проводить исключительно при обесточенной электросети. При этом отключенный автомат не является гарантией безопасности. Непосредственно перед началом работ следует проверить отсутствие напряжения специальным указателем. В дальнейшем понадобится очистить обрабатываемую поверхность от грязи, пыли и так далее.

Подготовка обрабатываемой поверхности

От качества проведения подготовительных мероприятий в месте будущего нанесения изоляционного слоя на проводник зависит не только срок службы, но и безопасность эксплуатации. Для удаления поврежденной изоляции лучше использовать специализированный инструмент. Это позволит не повредить защитный лак и непосредственно поверхность токопроводящей жилы, но его стоимость достаточно высока. Для осуществления разовых работ приобретать такой инструмент нецелесообразно.

Далее представлены наиболее доступные способы зачистки изоляции в домашних условиях:

1. Для очистки защитного покрытия старой проводки рекомендуется воспользоваться паяльником. После прогрева инструмента осуществляется нагрев требуемой поверхности до оплавления изоляционной оболочки. В дальнейшем она снимается с использованием перчаток.
2. Удаление изоляции с помощью ножа с острым лезвием (рекомендуется канцелярский). Нож необходимо вести параллельно токопроводящим жилам, не допуская поднятия в вертикальное положение. После проделывания продольного отверстия изоляция аккуратно отводится и срезается.

Оптимальная толщина — изоляция

Оптимальная толщина изоляции зависит от свойств изоляционного материала: чем меньше коэффициент теплопроводности, тем меньше толщина изоляции, и наоборот.  

Экономически оптимальная толщина изоляции, соответствующая наименьшим эксплуатационным расходам, определяется путем сопоставления затрат на амортизацию, ремонт и обслуживание изоляции со стоимостью тепла, теряемого в окружающую среду.  

Определение оптимальной толщины изоляции является технико-экономической задачей и в общем случае весьма сложной, поскольку приходится оптимизировать кроме толщины изоляции еще несколько параметров: температуры на выходе и входе тепловых станций, число тепловых и насосных станций и др. Однако на практике с учетом опыта проектирования и эксплуатации горячих нефтепроводов задача оптимизации может быть упрощена.  

При расчете оптимальной толщины изоляции с учетом эксплуатационных потерь от усушки продуктов при обычном батарейном охлаждении камер ее значение оказывается настолько большим, что практически использовать такие величины не представляется возможным. Иначе говоря, борьба с усушкой продуктов, особенно в южных районах Советского Союза, не может идти по пути простого гашения внешних теплопритоков за счет увеличения толщины изоляции.  

Таким образом, оптимальная толщина изоляции зависит от разности температур внутри аппарата и окружающей среды, числа часов потерь за год, коэффициента теплопроводности изоляции и коэффициента теплоотдачи. Определение только оптимальной толщины изоляции без учета количественного изменения функции Sp / ( 6) в зоне минимума является недостаточной для принятия окончательного решения. Необходимо рассматривать не оптимальную точку 60пт, а оптимальную зону, в пределах которой может быть принята определенная толщина изоляции с учетом ее нормированной толщины, наличия определенных материалов, технико-экономических показателей тер-мостатирующих устройств, стоимости энергии и других факторов.  

С целью отыскания оптимальной толщины изоляции, соответствующей минимальным суммарным расходам, определим эти расходы по последнему уравнению для слоев изоляции разной толщины.  

Непосредственное определение Яин и оптимальной толщины изоляции путем дифференцирования здесь очень сложно, и поэтому расчет производят с помощью ЭВМ.  

В этих случаях для определения оптимальной толщины изоляции необходимо проводить дополнительные испытания и расчеты. Например, для ка-роттажных кабелей проводятся испытания на раздавливание ИЗОЛЯЦИИ.  

В большинстве западных стран при повышении цен на энергоносители оптимальная толщина изоляции рассчитывается заново и в случае необходимости увеличивается. Такая работа необходима и в наших условиях.  

На основании приведенных ниже данных определим, во-первых, оптимальную толщину изоляции и, во-вторых, какой из вариантов изоляции емкости для хранения сжиженного газа будет экономически эффективным.  

Далее, определив стоимость амортизации холодильного и энергетического оборудования, а также самой изоляции, можно найти оптимальную толщину изоляции наружного контура холодильника, которая должна отвечать минимальным годовым расходам, связанным с внешними теплопритоками.  

Ряд экономических задач в области проектирования и эксплуатации оборудования, используемого в газоразделении, может с успехом решаться обычными методами классического анализа ( выбор оптимальной толщины изоляции, оценка сравнительной экономической эффективности различных типов теп-лообменных аппаратов, выбор оптимального размера предприятий и пр.  

Процесс использования изоленты для формирования защитного покрытия

Порядок нанесения защитного слоя изоленты зависит от типа обрабатываемой поверхности. Если планируется заизолировать место соединения двух токопроводящих жил, то рекомендуется придерживаться следующей последовательности:

1. Выполнить скрутку и спаять.
2. Изолента наносится под углом с захватыванием небольшой части основной изоляции по направлению к концу скрутки.
3. На следующем этапе понадобится аккуратно загнуть скрутку, чтобы она расположилась параллельно основному защитному покрытию.
4. Наносится еще один слой изоленты, но уже по направлению к заводской изоляции.
5. Усилием руки прижимается нанесенная изолента, и срезаются излишки материала.

Для восстановления защитного покрытия на цельном проводнике рекомендуется выполнить следующие действия:

1. Производится укладка ленты под углом с захватом части основной изоляции по направлению к другому неповрежденному участку.
2. Далее изолирующий материал наносится в обратном направлении.
3. Изолента тщательно прижимается руками с последующим удалением лишнего материала.

Изоляционная лента

Не утрачивает своей актуальности изоляция электропроводов изолентой. Изоляционная лента стоит недорого и продается в любом хозяйственном магазине в широком ассортименте.

Наматывать ее надо под углом, начиная от края родной изоляции провода. При параллельном соединении на конце скрутки делают пустую намотку-трубку, сгибают ее и продолжают движение в обратную сторону.

Как правильно изолировать скрутку проводов лучше посмотреть видеоролик:

Порядок формирования изоляционного покрытия посредством термоусадки

Процесс монтажа термотрубки начинается с надевания ее на один из концов соединяемых проводов. Только после этого осуществляется их скрутка. Рекомендуется подобрать размер термоусадки таким образом, чтобы была охвачена часть основной изоляции приблизительно на один сантиметр.

В дальнейшем изоляционная трубка натягивается на соединенный участок и нагревается. Для этого можно воспользоваться строительным феном или зажигалкой. Нагрев рекомендуется вести от краев к центру.

Обратите внимание! Нельзя допускать излишнего перегрева термоусадки, в противном случае она потеряет свои изоляционные свойства.

Термоусадочные трубки

Материал, из которого производят эти трубки – это полимер. Отмечу, что применять такой вид оболочки лучше всего на мало напряжённом оборудовании, когда напряжении не выше 1 кВ.

Для того чтобы использовать этот метод создания оболочки для электропроводки, вам необходимо выполнить некоторые действия:

• Для начала нужно подготовить отрезок трубки термоусадочного типа. Для этого измерьте оголенный участок электропровода, предварительно выключив электричество. Отрезаем кусок трубки, лучше, если он будет немного больше, чем нужно. Где-то на 2-3 сантиметра.
• Далее берем кусок трубки и одеваем на конец одного из проводов.
• После выполнения второго пункта, необходимо скрутить проводку.
• Последним этапом переносим трубку термоусадочного типа на место соединения проводки и используя строительный фен, закрепляем результат.

После проделанных действий термоусадочная трубка плотно прижмется к проводке. В случае отсутствия строительного фена вполне подойдет зажигалка. Ее следует аккуратно держать на мальком расстоянии от места соединения проводов.

Бывают разные трубки. Все зависит от нужной температуры, которую должна выдержать трубка, а также от напряжения. Чтобы узнать характеристики трубки, необходимо посмотреть на маркировку, которую ставят производители еще на заводе по изготовлению данных изделий.

Существуют трубки различные в диаметре, по расцветке, а также для определенных сечений кабелей. Этот плюс позволяет подобрать максимально подходящую термоусадочную трубку.

Общее представление о сопротивлении изоляции

Определяющим показателем, влияющим на образование токов утечки и формирования однофазных или междуфазных коротких замыканий проводников, является сопротивление изоляции. Оно показывает, насколько токопроводящая жила изолирована от земли и соседних проводников.

В зависимости от используемой марки кабеля предусмотрены нормативные значения по сопротивлению. Они могут варьироваться, исходя из конкретных климатических условий. Для фиксации показаний используется мегомметр. С целью выявления слабых мест периодически осуществляется контроль указанного значения. Сроки проверки устанавливаются в соответствии с ПУЭ. Внеочередные испытания изоляции осуществляются в следующих случаях:

• при вводе в эксплуатацию;
• после проведения ремонтных работ;
• в случае попадания на защитный слой воды или при его перегреве.

Особенности ПВХ-изоляции кабеля: достоинства и недостатки

Кабель с поливинилхлоридной изоляцией обычно прокладывают в зданиях, а не под открытым небом, поскольку он не рассчитан на сильные морозы и вредное воздействие ультрафиолета. Тем не менее, разработан ряд модификаций, которые способны выдерживать температуру до -60 °С. Для защиты от солнца кабель прокладывают в трубах.

Данные силовые кабели с пластмассовой изоляцией обладают высокой устойчивостью к повреждениям, а также не возгораются. Добавление таких пластификаторов, как тальк, карбонат кальция и каолин повышают их эластичность и стойкость к морозам.

Кабель с ПВХ-изоляцией отличается рядом достоинств:

• отличная пропускная способность;
• высокий допустимый ток нагрузки (по сравнению с аналогами с бумажной изоляцией — на 30% выше);
• экологическая безопасность;
• малый вес, средний диаметр и большой радиус изгиба позволяют эксплуатировать кабель на сложных трассах;
• высокий ток термической стойкости при коротком замыкании (до 250 °С);
• незначительный показатель потерь в изоляции (0,001).

Из недостатков необходимо выделить два:

• под действием ультрафиолетовых лучей активизируется процесс старения;
• отсутствует стойкость к воздействию высоких температур.