고무 절연 전선 및 케이블 : 유형, 장단점, 재료, 생산 기술
고무 절연 전선 및 케이블은 팬터그래프를 연결하고 2차 전류 네트워크에서 전기를 분배하는 데 사용되며 산업, 농업, 운송, 건설 및 일상 생활에도 널리 사용됩니다.
고무 절연이 있는 케이블 및 전선의 종류
고무 절연이 있는 케이블, 전선 및 케이블은 다음 그룹으로 나눌 수 있습니다.
- 설치 케이블, 전선 및 케이블;
- 전원 케이블;
- 제어 케이블;
- 호스용 유연한 케이블 및 와이어;
- 해양 케이블 및 전선;
- 바디 케이블;
- 전기 철도 차량용 전선;
- 항공기, 자동차 및 트랙터 전선.
고무 또는 플라스틱 절연체의 사용은 유연한 케이블을 얻고자 하는 욕구가 아니라 케이블 단자를 용이하게 하고 단순화하기 위해 수행됩니다.
납 외피를 사용한다고 해서 케이블의 절연층의 유연성을 높일 수 없으므로 유연성을 높인 케이블이 필요한 경우에는 납이 아닌 가황고무나 플라스틱으로 만든 호스 재킷을 사용한다. 사용된.
대부분의 경우 고무 절연체의 높은 평균 절연 내력은 절연층에 약한 부분이 존재하기 때문에 사용할 수 없습니다. 예를 들어 함침지 절연체에 비해 절연층의 두께를 증가시켜야 하며 이로 인해 보호 재료 코팅의 과도한 소비.케이블의 직경을 늘리기 위해.
생산의 초기 단계는 주석 도금 및 주석 도금되지 않은 구리선에서 와이어, 케이블 및 코드용 다중 코어 와이어를 늘리는 것입니다.
고무 절연 전선 및 케이블 생산 기술
주요 공정 작업에는 고무 및 플라스틱 생산과 코어 또는 와이어에 대한 적용이 포함됩니다.고무 생산에는 다음이 포함됩니다. 가소화 고무 충전제(초크, 활석), 연화제, 개량제 및 가황제의 도입.
고무 화합물은 웜 프레스에서 열간 압착하거나 특수 프로파일 롤러에서 냉간 압착하여 코어에 적용됩니다. 고무 절연체의 두께는 와이어 단면의 크기와 와이어 또는 케이블의 정격 전압에 따라 달라지며 호스 재킷의 두께는 케이블의 직경에 따라 결정됩니다.
피복 두께는 고무 호스의 경우 1~8mm, 비닐 PVC 자켓의 경우 2~4mm로 다양합니다.
고무 단열재는 냉간 또는 고온 방법으로 코어에 적용한 후 가황 처리되어 절연층에 기계적 강도 및 탄성과 같은 필요한 물리적 특성을 부여합니다. 플라스틱 랩은 가황이 필요하지 않습니다.
와이어의 고무 절연 층 위에 역청 또는 다른 구성으로 함침되거나 니트로 래커 층 (항공기 및 자동차 와이어)으로 덮일 수있는 면사 편조가 적용됩니다.
케이블 꼬기 및 보호 덮개 배치와 같은 나머지 기술 작업은 다른 작업과 동일한 방식으로 수행됩니다. 케이블 제품.
고무 단열재의 장단점
고무 절연체의 높은 전기적 및 기계적 특성으로 인해 극도로 어려운 작업 조건(절단, 벌목, 굴착기 등)에서 작동하는 여러 와이어 및 케이블 구조를 실현할 수 있었습니다.
광범위한 저항 값(1013 ~ 1017 omcm) 및 상당한 변동 유전 상수 고무의 구성 및 생산 기술에 따라 생산 가능성 제공 다양한 유형의 전선 및 케이블 절연.
고무 단열재의 긍정적인 특성과 함께 부정적인 특성도 있으며, 그 중 가장 특징적인 것은 다음과 같습니다.
- 절연층에 기포 및 필름의 존재;
- 오존에 대한 가황 고무의 불안정성;
- 절연체의 유전 강도에 대한 기계적 힘과 응력의 영향;
- 가열시 고무의 기계적 및 전기적 특성 감소;
- 거시 구조의 이질성(충전제 알갱이, 불순물 등의 존재);
- 눈에 띄는 투습성 및 흡습성;
- 석유 제품 및 광유의 영향에 대한 낮은 저항성;
- 대기 산소가 있는 상태에서 가열 지속 시간에 따른 기계적 특성의 손실(열 노화).
고무 단열재 및 기술적 특성
천연고무 및 합성고무 위에 가황고무는 각종 케이블 제품 제조에 사용되어 케이블 제조에 중요한 역할을 합니다.
움직이는 굴삭기, 준설선, 이탄 기계, 전기 트랙터 등에 전기를 공급하는 6kV 및 10kV 전원 케이블과 같은 고전압 AC 전선 및 케이블 생산에 고무 절연을 사용할 때 가장 큰 어려움에 직면합니다.
고무의 불충분한 내오존성은 그러한 케이블의 급속한 파괴와 서비스 수명의 급격한 감소로 이어집니다. 이 경우 오존 작용에 덜 민감한 특수 내 오존성 고무가 사용되며 보호 코팅으로 쉘이 니스 처리됩니다.
특히 가혹한 조건에서 고온의 유정에서 작동하는 케이블 본체용 고무 절연체를 생산할 수 있는 내유성 및 휘발유 저항성 고무 레시피가 개발되었습니다. 고전압 점화 와이어는 높은 전계 강도와 -50 ~ + 150 ° C의 넓은 온도 범위에서 작동합니다.
고무 단열재의 구성에는 다음과 같은 기본 재료가 포함됩니다.
- 고무 — 천연(NK) 또는 합성(SK);
- 필러 - 초크, 카올린, 활석 등
- 연화제 - 스테아르산, 파라핀, 바셀린, 역청 등
- 보강재는 고무 컴파운드(카본 블랙)의 기계적 특성을 향상시킵니다.
와이어 및 케이블 생산에 사용되는 고무 화합물의 고무 양은 25 ~ 60% 범위에서 다양하며(무게 기준) 모든 필러의 총량은 70 ~ 35% / 약 2%는 연화제 및 가황제(황)의 경우 약 1.5%.
현재 고무는 와이어 및 케이블을 절연하는 데 널리 사용되며, 가황 중에 특정 황 화합물, 예를 들어 테트라메틸티우람 이황화물(티우람)이 분해되는 동안 방출되는 황으로 인해 가황이 수행됩니다. 이러한 "무황" 타이어는 내열성이 증가하여 수명이 깁니다. 이 고무의 기계적 성질은 유황 가황 고무보다 약간 낮습니다.
무황 또는 내열성 고무는 와이어 또는 케이블의 구리 도체에 파괴적인 영향을 미치지 않으므로 와이어 및 도체를 주석 도금할 필요가 없습니다. 고무 절연 전선 및 케이블 생산에 들어갑니다.
앞에서 언급한 바와 같이 고무와 함께 엘라스토머라고도 하는 합성 열가소성 재료가 널리 사용됩니다.
그 중에서도 먼저 케이블 산업에서 주로 저전압 전선 및 케이블 보호 코팅(호스) 생산에 널리 사용되는 PVC 수지로 만든 매우 일반적인 플라스틱 혼합물을 포함해야 합니다.
PVC 수지는 염화비닐을 중합하여 얻습니다. 탄성체는 미분된 수지에 가소제, 안정제 및 충전제를 혼합하여 얻습니다.
충진제로는 화이트카본블랙, 카올린이 가장 많이 사용되며, 가소제로는 트리크리실포스페이트, 디부타이드프탈레이트 등이 사용된다.PVC 외에도 비닐 아세테이트와 같은 비닐 클로라이드의 공중합체도 사용됩니다.
PVC 단열재의 주요 단점:
- 불충분한 전기적 특성(불충분한 절연 저항 및 유전 손실각의 접선의 큰 값)은 가소제의 존재 및 PVC 수지의 Cl 이온 제거 용이성으로 설명됩니다.
- 불충분 한 서리 저항.
적절한 가소제를 선택하면 만족스러운 전기적 특성을 얻을 수 있습니다.
PVC의 긍정적인 특성은 다음과 같습니다.
- 열 노화에 대한 높은 내성;
- 오일 및 윤활유의 영향에 대한 내성;
- 높은 내마모성;
- 내수성;
- 93% 황산 및 빙초산을 제외한 여러 용매, 산 및 염기에 대한 내성; 벤젠은 용매에 의해 악영향을 받아 12일 동안 벤젠의 작용에 노출된 플라스틱 화합물의 인장 강도를 7배 이상 감소시키고 비체적 저항을 2-2.5배 감소시킵니다.
- 불연성.
폴리에틸렌은 전선 및 케이블의 고품질 절연 생산에 널리 사용됩니다.... 상대적으로 부드러운 소재 (70 ° C로 가열하면 밀도가 균일하게 감소) 내한성과 내 오존성이 우수하며 에너지로 절연에 널리 사용됨(XLPE 절연 케이블) 및 고주파 전선 및 케이블.
플라스틱 컴파운드의 품질은 기본 폴리머의 특성뿐만 아니라 필러와 가소제의 올바른 선택과 품질에 의해 크게 결정됩니다.필러와 가소제의 선택은 필요한 특성을 얻고자 하는 제조업체에게 중요한 과제입니다.
예를 들어 내오존성 고무를 얻는 것과 같이 기술적 및 경제적 측면에서 가장 어려운 모든 작업은 필요한 특성을 가진 기본 플라스틱 또는 합성 재료를 선택함으로써 해결됩니다.
화학의 현재 상태로 인해 가까운 장래에 많은 합성 재료의 출현이 예상될 수 있으며, 이를 사용하면 전선 및 케이블의 절연과 관련된 아직 해결되지 않은 문제를 완전히 해결할 수 있습니다.