سیم و کابل

عایق کابل برق

کابل برق دارای عایق pvc که روی گرانول پلاستیکی از جنس پی وی سی به رنگ سیاه و سفی قرار گرفته است

برای اینکه هادی های فلزی در اثر عبور جریان الکتریکی دچار اتصال کوتاه به یکدیگر شوند، به متریالی نیاز دارند که بتواند خاصیت عایق الکتریکی را برای آنها فرآهم نماید. در واقع این مواد عایقی برای جدایی رساناها از یکدیگر به کار برده می شود و البته لازم به ذکر است که در اکثر مواقع این پوشش عایقی از جنس پلیمر می باشد. چرا که پلاستیک ها دارای مقاومت زیادی در مقابل جریان های الکتریکی هستند. با این حال آنچه از هادی و عایق هر دو محافظت میکند، ژاکتی است که به عنوان یک پوشش خارجی روی موارد اخیر قرار گرفته و از آنها در مقابل نیروهای فیزیک و البته آسیب های شیمیایی محافظت می نماید.

کابردهای انواع عایق کابل برق

برای اینکه بتوان از عایق ها در شرایط مختلف مثل دمای کم و یا زیاد به طور همزمان استفاده کرد می بایست ترکیبات مختلف پلیمری را در نظر گرفت تا بتواند نیاز به عدم بروز اتصال کوتاه را در هر شرایطی تامین نماید. از این رو در اینجا قصد معرفی انواع مختلف مواد عایقی را داریم. لازم به ذکر است که دسته بندی این مواد به صورت گرما نرمها، گرما سخت ها و پوشش رشته ای صورت می گیرد.

انواع عایق کابل برق

عایق هایی که برای سیم برق و کابل برق در نظر گرفته می شود به طور رایج شامل عایق PVC، عایق XPLE و در نهایت الیاف می باشد که در این بخش به ارائه توضیحاتی درباره خاصیت انواع این عایق ها و مدلهایی که در گروه این عایق ها قرار می گیرند را ارائه می نماییم،

عایق کابل برق در رنگ زرد، سیاه، قرمز و آبی که از جنس pvc هستند

عایق های کابل

عایق های گرمانرم

عایق های گرمانرم رایج ترین انواع عایق کاری کابل برق هستند که به انواع زیر تقسیم بندی می شوند،

پلی وینیل کلراید PVC

در صورتی که از فرمول درست و مناسبی برای تهیه پلی وینیل کلراید استفاده شود، می تواند محدوده کارکرد حرارتی این ترکیب را بین 105 تا 225 درجه سانتی گراد بالا ببرد و این در حالی است که محدوده حرارتی این ماده در حالت کلی بین 60 تا 255 درجه سانتی گراد بوده و متغیر است. از طرفی فرمول های مختلف پلی وینیل کلراید از نظر قابلیت انعطاف و خواص الکتریکی و یا مکانیکی متفاوت می باشند.
لازم به ذکر است کابل های که با پلی وینیل کلراید روکش می شوند دارای پایداری مناسبی در مقابل روغن، اسیدها، قلیاها، نور خورشید، گرما، باد و خراش هستند و علاوه بر ان تغییر در فرمول این ترکیب می تواند پوشش خارجی مناسبی را برای انواع کابلهای کنترل، کابلهای آنتن، کابل روشنایی و کابلهای ویژه دفن مستقیم و غیره تامین نماید.

عایق پی وی سی به صورت شلنگ های پلاستیکی سیاه رنگ با نخ در کنار هم جمع شده اند.

عایق پی وی سی یا پلی وینیل کلراید (PVC)

به دلیل ویژگی خاصی که پلی وینیل کلراید دارد از این ترکیب به عنوان پوشش نفوذ ناپذیری برای زیر و یا روی زره فلزی یا آرمور در کابل آرموردار استفاده می گردد و از طرفی با استفاده از شعله درنگان در پوشش سیم و کابل، دود و شعله کاهش یافته و از طرفی از انتشار شعله توسط کابل ممانعت می شود.

فلوئوروپلیمرها

تمامی انواع فلوئوروپلیمرها قابلیت تزریق داشته و برای کابلهای ولتاژ پایین یا فشار ضعیف مناسب می باشند و تنها استثناء در این گروه TFE Teflon می باشد. این ماده به دلیل وجود فلوئور در ترکیب مولکولی خود، از خصوصیات مکانیکی، شیمیایی، گرمایی و الکتریکی به خصوصی بهره می برند. رایج ترین انواع فلوئوروپلیمرها شامل Halar (ECTFE)، Tefzel (ETFE)، Teflon (TFE, FEP, PFA) و در نهایت Solef (PVDF) یا Kynar می شود.

تفلون

تفلون به دلیل خواص الکتریکی ویژه، حدود تغییرات حرارتی وسیع و البته مقاومت شیمیایی فوق العاده برای استفاده به عنوان پوشش کابل ها مناسبند ولی می بایست به این مساله اشاره کرد که تفلون در برابر تشعشع هسته ای و یا ولتاژ بالا پایداری مناسبی ندارد. این ترکیب همانند پلی وینیل کلراید و پلی اتیلن قابل تزریق بوده و برای عایق سیم و کابل به صورت طولی به کار برده می شود. این تزریق توسط پیستون و یا پمپ هیدرولیک انجام شده و به دلیل محدودیت مواد داخل پیستون و پمپ هیدرولیک، طول عایق برای سیم و کابل برق نیز محدود است. البته ذکر این نکته ضروری است که طول، ضخامت عایق و قطر خارجی سیم و کابل نیز در این محدودیت نقش بسزایی دارند. از تفلون می بایست تنها بر روی سیم هایی با پوشش نقره یا نیکل استفاده نمود و محدوده کاربرد آنها از 200 تا 260 درجه سانتی گراد است.

تفلون TFE

یکی از انواع رزین های مورد استفاده در صنعت سیم و کابل، رزین تفلون TFE می باشد که این مواد به رنگ مات و سفید تهیه می شوند و در صورت ایجاد لایه ای نازک روی رشته های سیم، ظاهری شفاف دارند. با این که این رزین معمولا در روشهای عمومی مذاب نمی شود، با این حال قابلیت اکسترود به عنوان روکش سیم را دارد و به همین خاطر در برخی از مواقع از نوار تفلون TFE برای پیچیدن به دور هادی ها استفاده می گردد و قابلیت استفاده در دمای 250 درجه سانتی گراد را به صورت پیوسته دارد. غیر قابل اشتعال بودنن، مقاومت عایق بسیار زیاد، ثبات دی الکتریک بسیار کم، حجم کم، خنثی بودن از نظر شیمیایی و سهولت نصب را می توان جزو مزایای استفاده از تفلون TFE دانست.

رشته ای از عایق سفید رنگ تفلون TFE

تفلون TFE

تفلون FEP

این رزین از سطحی صیقلی و براق بهره می برد و در حالتی که به صورت لایه ای نازک اعمال گردد، شفاف خواهد بود. تفلون FEP در واقع یک رزین ترموپلاستیک است و با کمک روشهای عمومی و همچنین با توجه به قابلیت اکسترود، می توان از آن به عنوان روکش سیم استفاده نمود. این رزین قابلیت کارکرد در دمای 205 درجه سانتی گراد را دارد و البته یک پوشش غیرقابل اشتعال برای کابلهای چند رشته ای محسوب می شود. مزایای استفاده از تفلون FEP در روکش سیم شامل قابلیت حمل جریان بالا، سهلوت در نشانه گذاری رنگی، تحمل دمای بالا حتی در صورتی که هادی اندازه کوچکی داشته باشد، عدم اشتعال و جذب رطوبت به مقدار بسیار کم می باشد.

تفزل ETFE

به دلیل مقاومت بسیار مناسب در برابر سایش از رزین تفزل ETFE برای روکش سیم های پشت رایانه استفاده می گردد. این رزین از نوع ترموپلاستیک است و به خاطر ویژگی های الکتریکی و استحکام، از پایداری مناسبی در برابر گرما، مواد شیمیایی، شعله و تابش اشعه برخوردار است. محدوده دمایی مربوط به این ترکیب بین 150 الی 265 درجه سانتی گراد است.

کابل برقی که با لایه های تفزل ETFE به عنوان عایق گرمانرم پوشانده شده است

تفزل ETFE

هالار ECTFE

از رززین هالار ECFTE به طور معمول در فضاهای فشرده و یا در کابلهای تلفن استفاده می گردد و لازم به ذکر است که همانند تفزل ETFE دارای پایداری بسیار مناسب در برابر مواد شیمیایی و ضربه می باشد و از طرفی همانطور که اشاره شد از ویژگی های الکتریکی عالی و خصوصیات گرمایی ویژه ای برخوردار می باشد. محدوده دمایی این ماده 70 تا 150 درجه سانتی گراد است.

کینار PVDF

با این که کینار یکی از گرانترین انواع فلوئوروپلیمرها به حساب می آید به دلیل ثابت دی الکتریک بسیار کم به طور گستره به عنوان پوشش کابلها استفاده می شود و قابلیت کارکرد پیوسته در دمای 135 درجه سانتی گراد را دارد.

پلی اولفینها PO

یکی از گروه های خانواده پلیمرها، پلی اولفین ها هستند که عمومی ترین انواع این پلیمرها که برای روکش سیم و کابل استفاده می شود پلی اتیلن PE، پلی پروپیلن PP و اتیلن وینیل استات EVA می باشد.

پلی اتیلن PE

ویژگی الکتریکی مناسب، ثبات دی الکتریک بسیار کم، مقاومت عایقی بالا در کاربری در مدارات فرکانس بالا به گزینه ای مناسبی برای روکش و پوشش سیم و کابل تبدیل شده است. پلی اتیلن ها در حالت کلی بسیار سفت و سخت می باشند و پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) دارای انعطاف پذیری قابل توجه و پلی اتیلن با چگالی و وزن مولکولی زیاد (HDPE) کمترین میزان انعطاف پذیری را دارند ولی با این حال در مقابل رطوبت از پایداری مناسبی برخوردارند.

عایق های پلی اتیلن PE که به رنگ های مختلف در رده استاندارد در کنار هم قرار گرفته اند و روی سیم های مسی کشیده شده اند

پلی اتیلن PE

پلی پروپیلن PP

از لحاظ ویژگی های الکتریکی این ترکیب شبیه به پلی اتیلن است ولی نسبت به پلی اتیلن از سختی بیشتری برخوردار است. در اکثر مواقع از این مواد برای سیم دارای روکش نازک استفاده می شود. محدوده دمایی پلی پروپیلن از لحاظ استاندارد بین 60 الی 80 درجه سانتی گراد می باشد.

الاستومر ترموپلاستیک TPE

الاستومر ترموپلاستیک TPE که معمولا با نام ترموپلاستیک لاستیک TPR نیز شناخته می شود برای عایق در مکانهای سرد و همچنین در شرایط آب و هوایی مختلف از ویژگی های مناسبی برخوردار است. از طرفی این ترکیب در برابر نور خورشید و اکسیداسیون نیز مقاوم است و این ویژگی ها در شرایط فیزیکی و الکتریکی مختلف مثل نزدیکی به محیط های آبی و نمکی حفظ می شوند. البته لازم به ذکر است که الاستومر ترموپلاستیک در مقابل همه مواد شیمیایی به غیر از هیدروکربنها مقاوم می باشند و در برابر سایش، ضربه، برش یا قطع شدن مقاوم بوده و از این رو در کابل کنترل از آنها استفاده می شود.

پلی اوره تان PUR

به طور کلی از این عایق تنها به عنوان پوشش کابل استفاده می شود و در برابر ازن، روغن و سایش مقاوم است. با به کارگیری فرمول مناسب آن می توان پایداری آن در مقابل شعله را افزایش داد و این ماده برای پوشش سیم های جمع شونده بسیار مناسب است.

برشی از عایق PUR که برای کابل برق استفاده می شود

پلی اوره تان PUR

عایق های گرماسخت

این سری از عایق ها شامل پلی اتیلن ترکیب شده با کلر، نئوپرن، پلی اتیلن پیوندی، اتیلن پروپیلن رابر و در نهایت سیلیکون می باشد. در ادامه به توضیح هر یک به صورت جزئی خواهیم پرداخت.

پلی اتیلن ترکیب شده با کلر CPE

این ترکیب یک لاستیک با پیوند زنجیری به شکل کراسلینک شده می باشد که به دلیل پایداری عالی و ویژگی های الکتریکی مناسب و ویژگی های فیزیکی خاصی که دارد به عنوان پوشش برای سیم و کابل مناسب است. پلی اتیلن ترکیب شده با کلر یا به عبارت دقیق تر CPE از استقامت کافی در برابر سرما و گرمای شدید و همچنین حملات شیمیایی برخوردار است. از طرفی در برابر ازن، اشعه ماورا بنقش ناشی از نور خورشید نیز مقاوم است. عایق CPE برای غوطه ور شدن برای مدت طولانی در زیر آب مناسب است ولی در مقابل احتراق و شعله تحمل زیادی ندارد و به آرامی در آتش سوخته می شود و البته خاصیت اطفاء حریق را با دور شدن از شعله دارد.

نئوپرن CP

لاستیک مصنوعی ولکانیزه شده با نام نئوپرن شناخته می شود و به دلیل انعطاف پذیری که دارد برای کاربری در فضا و محیط های گرم و یا زیر بار پایدار مناسبند چرا که در اثر قرار گرفتن در این محیط سیم و کابل دچار تغییر شکل ناخواسته می شوند. عایق CP در دمای کم ترد و شکننده نیست و همچنین در مقابل نور خورشید، کهنگی، اکسیداسیون و ازن کاملا مقاوم می باشد. توجه داشته باشید که این که عایق ها تا چهال سال انعطاف پذیری و پایداری خود را حفظ می کنند و از استقامت و استحکام کافی در مقابل شعله بر خوردارند ولی با این حال نمی توانند در معرض مستقیم احتراق قرار گیرند. به دلیل مقاومت در برابر روغن برای استفاده به عنوان پوشش های کابلهای قابل مل و کابلهای جرقه احتراق خودرو مناسبند.

پلی اتیلن پیوندی XPLE یا XPL

یکی از انواع بسیار رایج عایق های سیم و کابل در کنار PVC، عایق XPL یا عایق XLPE می باشد. در واقع بیشترین جایی که این سیم و کابل برق عایق XPLE کاربرد دارد در سیم های ساختمانی با ولتاژ نامی 600 ولت و کابلهای فشار قوی 5 الی 69 کیلو ولت می باشد و البته کابلهای کنترل نیز از این روکش ها استفاده می نمایند. پلی اتیلن کراسلینک شده از مقاومت عایقی بالایی برخوردار است و ثبات دی الکتریک آن نیز پایین است. علاوه بر این به دلیل دوام زیاد این ترکیبات منجر شده است که در درجه حرارت های زیر 100 درجه سانتی گراد، نسبت به بریدگی، ضربه و نیروهای دیگر مصون بماند. عایق XPL و XPLE قادر است در دمای 240 درجه سانتی گراد به صورت پیوسته کار کند. در حالت معمول دارای مقاومت کلی در مقابل آتش است که مواد کننده انتشار شعله به پلی اتیلن کراسلینک شده می توان این مشکل را برطرف نمود. از طرفی لازم به ذکر است که پلی اتیلن پیوندی XPLE یا XPL دارای قیمت کمتری نیست به اتیلن پروپیلن می باشد.

کابل های برق فشار قوی دارای عایقی از جنس پلی اتیلن پیوندی XPLE یا XPL

پلی اتیلن پیوندی XPLE یا XPL

اتیلن پروپیلن رابر EP، EPR و یا EPDM

ترکیبی از پلیمر و لاستیک مصنوعی یعنی الاستومر برای ساخت اتیلن پروپیلن رابر استفاده می شود که برای روکش سیم و کابل به کار می رود و معمولا به عنوان عایق کابلهای 600 ولتی و یا فشار قوی تا 69 ولت، روکش داخلی یا اولیه کابلهای جوشکاری، کابلهای سیار معدن، کابلهای کنترل و کابلهای ماشین آلات به کار برده می شوند چرا که از نظر ویژگی شباهت زیادی به لاستیک دارد. این عایق ها خاصیت انعطاف پذیری بسیار بالایی دارند. این عایق برای استفاده از درجه حرارت پایین تر از 260 درجه سانتی گراد مناسب است.

هیپالن CSP

هیپالن الاستومری گرماسخت است و دارای ویژگی های فیزیکی و الکتریکی مناسب است که در برابر سرما، حمله های ازن، نور خورشید، اکسیداسیون و کهنگی مقاوم است. کابلهایی که از روکش هیپالن برخوردارند آب کمی جذب می کنند و به آهستگی در داخل شعله می سوزند ولی با دور شدن از شعله با داشتن ویژگی خود خاموش کنی به سرعت خاموش می شود. این ماده در برابر خراش، حملات روغن های هیدروکربنی و مواد نفتی استقامت زیادی دارد و برای استفاده در ولتاژ های 600 ولت مناسبند.

سیلیکون Si

آخرین نوع از عایقهای گرماسخت سیلیکون می باشد و در محدوده دمایی از 180 تا 200 درجه سانتی گراد برای عایق سیم و کابل به کار برده می شود و دارای ویژگی های خاص الکتریکی، جذب کم رطوبت و پایداری در برابر ازن، شرایط مختلف آب و هوایی و همچنین تابش اشعه می باشند.

پوشش های رشته ای

الیاف K معمولا به صورت رشته هایی پارچه مانند یا نوار قیطان همانند الیاف شیشه ای به عنوان روکش برای کابل برق کاربرد دارند.

پوشش های رشته ای از نوع الیاف K که به صورت الیاف شیشه ای هستند

پوشش های رشته ای

این الیاف از مخلوط پلی آرامید و پلی آمید و فنولین بر پایه الیاف شیشه ساخته ی شود و مانند نخ و رشته برا عایق ها و پرکننده ها به کار می روند و مقاومت لازم در بربر رطوبت، خراش، شعله و حرارت را دارند و در حداکثر دمای 250 درجه سانتی گراد به کار می روند.

پرسشهای متداول پیرامون عایق کابل برق

  1. بهترین عایق برای کابل برق چیست؟ بهترین نوع عایقی که می توان برای کابل برق استفاده نمود از ترکیبات پلی اتیلن یا PE ساخته می شود که دارای ضخامت، استقامت و انعطاف کافی است و همچنین با اینکه قابلیت آتش گرفتن دارد قادر است بار الکتریکی زیادی را از خود عبور دهد و ثابت دی الکتریک آن نیز کاهش یابد و برای کابلهای توزیع برق سریع مناسبند.
  2. عایق کابل برق به طور معمول از چه موادی ساخته می شود؟ به طور کلی عایق های کابل برق و سیم ها از پلی وینیل کلراید ساخته می شود که یکی از عایق کاری های رایج برای ولتاژ کم است. به راحتی استفاده می شود و در برابر روغن و مواد شیمیایی مقاومت کافی دارد.
  3. انواع عایق کابل برق چیست؟ کابلهای برق از عایق های مختلفی استفاده می نمایند که در سه دسته کلی عایق های گرمانرم، عایق گرماسخت و در نهایت پوشش های رشته ای قرار می گیرد. در دسته عایق های گرمانرم، عایق پلی وینیل کلراید و یا PVC و در گروه گرماسخت ها، عایق XPL یا XPLE و همچنین در دسته پوشش های رشته ای الیاف K پرکاربردترین انواع عایق به شمار می روند.
  4. هدف از استفاده از عایق برای سیم و کابل چیست؟ دلیل استفاده از عایق در سیم و کابل این است که از رشته های هادی که سیم ها و سیم ها که در کنار هم قرار گرفته و کابل را تشکیل می دهند در برابر آسیب های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی محافظت گردد. این مواد اجازه نفوذ روغن، آب باران، اشعه و نور خورشید و غیره را به درون کابل نمی دهند.
  5. چرا از لاستیک به عنوان عایق استفاده می شود؟ استفاده از لاستیک و پلاستیک به عنوان عایق از سالها پیش از پلی وینیل کلراید و پلی اتیلن برای عایق کاری کابل برق استفاده می شده است و دلیل آن نیز انعطاف پذیری بیشتر از آن در درجه حرارت های مختلف است و همچنین خاصیت جذب آب بسیار خوبی دارند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *