ПВХ-изоляция проводов и кабели стандарта ВВГ

Хотя в наше время существует довольно много синтетических материалов, пригодных для использования в качестве изоляции проводов и кабелей, для большинства бытовых и полупромышленных нужд применяются полимеры одного семейства. Поливинилхлоридная изоляция, или ПВХ, способна обеспечить сочетание необходимой гибкости, прочности, безопасности и невысокой себестоимости, что и лежит в основе её популярности. ПВХ-пластикат также обладает хорошей стойкостью к попаданию солнечных лучей при длительной эксплуатации и нормальной устойчивостью к большинству факторов микроклимата помещений.

Данный вид полимера получается путём внесения различных добавок в базовое вещество – поливинилхлорид, что позволяет получить материалы, рассчитанные на разные условия работы. ПВХ, для простоты называемый также винилом, образуется при температуре около 40-50°С: в результате полимеризации хлористого винила в воде под избыточным давлением получается базисная компонента изоляции. Производится материал, как и большинство схожих веществ, в виде гранул, которые подлежат дальнейшей переработке – расплавлению и формованию. Исходное сырьё для производства выделяют из побочных продуктов, получаемых при фракционировании нефтепродуктов. Самые простые провода в такой оболочке могут применяться при монтаже домашней электропроводки, при установке розеток и светильников, при освещении частного дома или приусадебного участка. Для более сложных и масштабных работ применяется либо комбинированная изоляция токопроводящих жил, либо попросту другие изоляционные материалы.

Виды кабельной продукции на основе ПВХ

Среди продукции, которую наш читатель может найти на любом строительном рынке или в специализированном магазине, необходимо отметить следующие разновидности:

• силовые кабели марки ВВГ общего назначения;
• силовые кабели марки ВВГ-П, плоские в сечении;
• силовые кабели марки ВВГнг, не поддерживающие горение;
• силовые кабели марки ВВГнг-LS, не поддерживающие горение и имеющие малое выделение дыма при возгорании;
• силовые кабели АВБбШв, используемые для прокладки в грунте и оснащённые бронезащитой;
• монтажно-установочные провода марки ПВ1 общего назначения;
• монтажно-установочные провода марки ПВ3 с повышенной гибкостью;
• монтажно-установочные провода марки ПВС для бытовых нужд;
• шнуры марки ШВВП для бытовых нужд.

Для преимущественного числа потребителей, не являющихся профессиональными строителями или монтажниками, наибольший интерес и ценность представляют именно кабеля марок ВВГ, ВВГнг и ВВГнгд (они же ВВГнг-LS, где LS – «low smoke», пониженное выделение газа и дыма). Это родственные товары, которые имеют сходные базовые характеристики, дополненные одним или двумя уникальными свойствами. Провода стандарта ВВГ допустимо прокладывать не только в помещениях, но и на улице. Это позволяет обеспечить, к примеру, освещение дачного участка, питание уличных светильников или водонагревательного котла. Среди ограничений, накладываемых на применимость рассматриваемой продукции, потребителям следует иметь в виду следующие:

1. выводить ВВГ-кабели из земли на поверхность необходимо только через трубку;
2. кабель не должен испытывать систематических механических нагрузок – прежде всего, растяжения;
3. зона грунтовой прокладки должна проходить по земле нейтрального назначения – размещение ВВГ-кабелей под автотрассами, дорогами и въездами крайне не рекомендуется.

Если же говорить об уникальных характеристиках изделий, то первоочередное значение имеет их пожаробезопасность. Обычный ВВГ-кабель не поддерживает, а потому и не распространяет горение при одиночной прокладке. ВВГнг и ВВГнгд не распространяют огонь даже при групповом способе монтажа проводки, что позволяет потребителю быть уверенным в безопасности объектов по соседству. Единичное возгорание не направит пламя по кабельной линии ни в другое здание, ни даже в помещение за стенкой. Наконец, ВВГнг-LS даже в условиях вынужденного горения (при пожаре или физическом замыкании проводки накоротко) выделяет чрезвычайно мало дыма и ядовитого газа. Последний аспект особенно важен, если речь идёт о пожаре в здании с большим количеством людей – в торговом центре, кинотеатре, музее, больнице, библиотеке, в другом учреждении или коммерческом заведении. Так, для людей во время паники снижается вероятность отравления вредными испарениями, а также увеличивается видимость в условиях естественного задымления.

Представленная кабельная продукция может производиться с разным сечением токопроводящих жил. От этого будет зависеть лимит изделия по стационарной токовой нагрузке, по допустимому току моментного короткого замыкания, по напряжению, а также по сопротивлению. Следует отметить, что последний параметр имеет три вариации: сопротивление токоведущей жилы, сопротивление изоляции и комплексное сопротивление готового изделия. Хотя при подборе проводов данная характеристика обычно учитывается очень мало, она крайне важна в условиях испытательных лабораторий, где присутствует сильное магнитное или электромагнитное поле. Неподходящая проводка в таких местах способна вызывать помехи, создавать электронно-полевые наводки, мешать проведению экспериментов и искажать их результаты.

Строение кабелей марки ВВГ простое и однородное: одна, три или более медных проволочек завиваются в единый провод и покрываются изоляцией из винил-пластиката. Затем требуемое число контактных жил – две или три (с заземляющим проводником) – заключается в общую ПВХ-оболочку. В зависимости от модификации изделия и его исполнения в состав пластиката может быть включено разное количество добавок, отвечающих за пониженную горючесть, дым и пр. Разумеется, толщина изоляции будет отличаться для изделий, рассчитанных на разную величину номинального напряжения и площадь сечения.

Отличие в пластикатах

Ошибкой будет полагать, что пластикат – это некое вещество с постоянным составом, одинаково пригодное для формирования изоляции и наружной оболочки. Даже если речь идёт о проводке, необходимой для монтажа розетки или люстры исключительно в стационарных, домашних условиях – при минимальной влажности, почти постоянной температуре и без механических воздействий, используемый материал будет отличаться. Так, изоляционный пластикат должен иметь надлежащие диэлектрические свойства и умеренную гибкость, а пластикат для оболочки требует хороших механических характеристик – стойкость к истиранию и воздействию прямых лучей солнца, высокая прочность при сгибании, предотвращение создания питательной среды для микроорганизмов.

В общем виде пластикат можно представить как сочетание следующих семи компонентов:

1. базис – смола на основе полимеризованного хлорвинила;
2. набор пластификаторов – эти вещества корректируют отдельные потребительские характеристики изделия;
3. антиоксидант (зачастую, дифенилпропан) – действует как закрепитель свойств, приданных пластификаторами, позволяя сохранять их на длительный срок, а также как средство поддержания пластичности и требуемого электрического сопротивления при эксплуатации кабельной продукции при отрицательных температурах;
4. набор стабилизаторов (соли кальция, кадмия, бария, стронция, углекислый свинец и пр.) – необходимы для того, чтобы пластикат не разлагался при нагреве;
5. красители – применяются для отличительной цветной маркировки жил (к примеру, основная пара жил может иметь красный и чёрный или же синий и коричневый цвета, но для защитного заземляющего проводника традиционно используется полосатый жёлто-зелёный);
6. фунгициды – как и в сельском хозяйстве, здесь они необходимы для угнетения жизнедеятельности вредоносных микроорганизмов, угрожающих целостности проводки;
7. наполнители (карбонат кальция, тальк, кварцевая мука, двуокись кремния и пр.) – нужны исключительно для снижения себестоимости выпускаемой продукции при заведомо необходимой толщине пластиката (всего их может быть не более 20% от совокупной массы материала).

Почти для каждой разновидности производственных потребностей в наше время найден эффективный пластификатор. Тем не менее, многие из таких веществ довольно дороги, что диктует необходимость поиска более дешёвых аналогов с теми же свойствами. Специалистами подобраны семь пластификаторов, которые способны охватить большинство нужд. Например, для увеличения электрического сопротивления в исходный полимер добавляется диоктифталат и совол, а для повышения порога рабочих температур изоляции (до 105°С) в него вносят себацинат и дидецил.

Одна из наиболее тривиальных и предсказуемых проблем любого материала – это износ, старение, разложение. Хоть кабель – это не колесо или шестерёнка, он также имеет свой ресурс. В основе износа его изоляции лежит испарение компонентов из толщи и поверхности материала, в том числе, и пластификаторов, что устраняется внесением других добавок. При начале эксплуатации кабеля он имеет достаточную гибкость, поскольку продукты разложения пластификаторов, отвечающих за эластичность, как раз и находятся снаружи. Со временем они испаряются, провод становится менее гибким и более хрупким. Дабы ПВХ-пластикат лучше выдерживал старение и мог дольше эксплуатироваться при воздействии солнечной радиации, в него добавляют эфиры себациновой, адипиновой и фталевой кислоты.

Ключевое отличие между изоляционным и оболочечным пластикатами лежит в плоскости дисбаланса свойств пластификаторов и стабилизаторов. При изготовлении наружной оболочки упор делается на износостойкость и способность выдерживать световое старение, а при производстве изоляции – на электрических свойствах и, как следствие, на толщине. В этом же контексте необходимо отдельно затронуть смежную тему – так называемую «двойную изоляцию».

Когда кто-либо говорит о кабельной продукции в двойной изоляции, чаще всего человек неверно понимает строение проводника. ПВХ-изоляция и ПВХ-оболочка – это отдельные изделия, предназначенные для разных целей, хоть и родственные по своему происхождению. То есть, в описываемой ситуации двойной изоляции не наблюдается. Справедливости ради, отметим, что бывают ситуации, в которых этот термин всё же применим – в специализированных высоковольтных кабелях из сшитого полиэтилена имеется два разноуровневых слоя изоляции. Первый из них, основной, окружает токопроводящую жилу, а второй, поясной, охватывает пучок таких жил, отчего в данном случае термин был бы уместен. Тем не менее, для проводов и кабелей бытового, хозяйственного и общепромышленного назначения описанная конструкция не требуется – она повлечёт за собой лишь удорожание изделия, но не принесёт ощутимой пользы потребителям.

Вместо заключения

Преимущественная часть кабельной продукции представляет собой детально стандартизированные изделия с известными свойствами разной природы. Практически для каждой инженерной задачи существует особый вид провода или кабеля, оптимизированный по ряду характеристик. Подбор конкретного изделия при этом сводится скорее к изучению параметров кабеля, кроющихся за буквами в аббревиатурной маркировке, и определению необходимой для заданной цели площади сечения его жил.

Если Вы рядовой покупатель, которому предстоит лишь обновить небольшой участок домашней электросети, от розетки до квартирного щитка или от выключателя до светильника, нет смысла углубляться в параметры проводов – достаточно будет ограничиться правильным подбором сечения. Среди характеристик, которые не выносятся на первый план, но имеют немалое значение при выборе продукции, необходимо отметить показатель эластичности, диапазон рабочих температур, предельное усилие натяжения, номинальный срок службы и величину допустимого нагрева с сохранением работоспособности провода.