ПВХ-ізоляція дротів та кабелі стандарту ВВГ

Хоча у наш час існує досить багато синтетичних матеріалів, придатних для використання у якості ізоляції проводів та кабелів, для більшості побутових та напівпромислових потреб застосовуються полімери одного сімейства. Полівінілхлоридна ізоляція, або ПВХ, здатна забезпечити поєднання необхідної гнучкості, міцності, безпеки та невисокої собівартості, що й лежить у основі її популярності. ПВХ-пластикат також має гарну стійкість до потрапляння сонячних променів при тривалій експлуатації та нормальну стійкість до більшості факторів мікроклімату приміщень.

Даний вид полімеру може бути отриманий шляхом внесення різних добавок у базову речовину – полівінілхлорид, що дозволяє отримати матеріали, розраховані на різні умови роботи. ПВХ, для простоти званий також вінілом, утворюється при температурі близько 40-50°С: у результаті полімеризації хлористого вінілу у воді під надлишковим тиском виходить базисна компонента ізоляції. Виробляється матеріал, як і більшість подібних речовин, у вигляді гранул, які підлягають подальшій переробці – розплавленню та формуванню. Початкоу сировина для виробництва виділяють з побічних продуктів, одержуваних при фракціонуванні нафтопродуктів. Найпростіші дроти у такій оболонці можуть застосовуватися при монтажі домашньої електропроводки, при установці розеток та світильників, при освітленні приватного будинку або присадибної ділянки.Для більш складних та масштабних робіт застосовується або комбінована ізоляція струмопровідних жил, або просто інші ізоляційні матеріали.

Види кабельної продукції на основі ПВХ

Серед продукції, яку наш читач може знайти на будь-якому будівельному ринку або у спеціалізованому магазині, необхідно відзначити такі різновиди:

• силові кабелі марки ВВГ загального призначення;
• силові кабелі марки ВВГ-П, плоскі у перерізі;
• силові кабелі марки ВВГнг, які не підтримують горіння;
• силові кабелі марки ВВГнг-LS, які не підтримують горіння та мають мале виділення диму при загорянні;
• силові кабелі АВБбШв, які використовуються для прокладки у ґрунті та оснащені бронезахистом;
• монтажно-встановлювальні дроти марки ПВ1 загального призначення;
• монтажно-встановлювальні дроти марки ПВ3 з підвищеною гнучкістю;
• монтажно-встановлювальні дроти марки ПВС для побутових потреб;
• шнури марки ШВВП для побутових потреб.

Для переважного числа споживачів, які не є професійними будівельниками або монтажниками, найбільший інтерес та цінність представляють саме кабелю марок ВВГ, ВВГнг та ВВГнгд (вони ж ВВГнг-LS, де LS – «low smoke», знижене виділення газу та диму). Це споріднені товари, які мають подібні базові характеристики, доповнені однією або двома унікальними властивостями. Дріт стандарту ВВГ допустимо прокладати не тільки у приміщеннях, але й на вулиці. Це дозволяє забезпечити, наприклад, освітлення дачної ділянки, живлення вуличних світильників або водогрійного котла. Серед обмежень, які накладаються на придатність даної продукції, споживачам слід мати на увазі наступні:

1. виводити ВВГ-кабелі з землі на поверхню необхідно тільки через трубку;
2. кабель не повинен відчувати систематичних механічних навантажень – перш за все, розтягування;
3. зона ґрунтової прокладки повинна проходити по землі нейтрального призначення – розміщення ВВГ-кабелів під автотрасами, дорогами та в'їздами вкрай не рекомендується.

Якщо ж казати про унікальні характеристики виробів, то першочергове значення має їхнч пожежобезпечність. Звичайний ВВГ-кабель не підтримує, а тому й не поширює горіння при одиночній прокладці. ВВГнг та ВВГнгд не поширюють вогонь навіть при груповому способі монтажу проводки, що дозволяє споживачеві бути впевненим у безпеці об'єктів за сусідством. Одиничне загоряння не спрямує полум'я уздовж кабельній лінії ані у іншу будівлю, ані навіть у приміщення за стінкою. Нарешті, ВВГнг-LS навіть у умовах вимушеного горіння (при пожежі або фізичному замиканні проводки накоротко) виділяє надзвичайно мало диму та отруйного газу. Останній аспект особливо важливий, якщо мова йде про пожежу у будівлі з великою кількістю людей – у торговому центрі, кінотеатрі, музеї, лікарні, бібліотеці, у іншій установі або комерційному закладі. Так, для людей під час паніки знижується ймовірність отруєння шкідливими випарами, а також збільшується видимість в умовах природного задимлення.

Представлена ​​кабельна продукція може вироблятися з різним перетином струмопровідних жил. Від цього буде залежати ліміт виробу за стаціонарним струмовим навантаженням, за допустимим током моментного короткого замикання, за напругою, а також за опором. Слід зазначити, що останній параметр має три варіації: опір струмоведучих жили, опір ізоляції та комплексний опір готового виробу. Хоча при підборі дротів дана характеристика зазвичай враховується дуже мало, вона вкрай важлива у умовах випробувальних лабораторій, де присутнє сильне магнітне або електромагнітне поле. Невідповідна проводка у таких місцях здатна викликати перешкоди, створювати електронно-польові наведення, заважати проведенню експериментів та спотворювати їхні результати.

Будова кабелів марки ВВГ проста та однорідна: одна, три або більше мідних проволочок завиваються у єдиний дріт та покриваються ізоляцією з вініл-пластикату. Потім необхідне число контактних жил – дві або три (з заземлювальним провідником) – укладають до загальної ПВХ-оболонки. Залежно від модифікації виробу та його виконання до складу пластикату може бути включено різну кількість добавок, що відповідають за знижену горючість, дим тощо. Звісно, товщина ізоляції буде відрізнятися для виробів, розрахованих на різну величину номінальної напруги та площу перетину.

Відмінність у пластикатах

Помилкою буде вважати, що пластикат – це певна речовина з постійним складом, яка однаково придатна для формування ізоляції та зовнішньої оболонки. Навіть якщо мова йде про проводку, необхідну для монтажу розетки або люстри виключно у стаціонарних, домашніх умовах – за мінімальної вологості, майже постійної температури та без механічних впливів, використовуваний матеріал буде відрізнятися. Так, ізоляційний пластикат повинен мати належні діелектричні властивості та помірну гнучкість, а пластикат для оболонки вимагає гарних механічних характеристик – стійкість до стирання та впливу прямих променів сонця, висока міцність при згинанні, запобігання створенню живильного середовища для мікроорганізмів.

У загальному вигляді пластикат можна уявити як поєднання наступних семи компонентів:

1. базис – смола на основі полімеризованого хлорвінілу;
2. набір пластифікаторів – ці речовини коригують окремі споживчі характеристики виробу;
3. антиоксидант (найчастіше, діфенілпропан) – діє як закріплювач властивостей, наданих пластифікаторами, дозволяючи зберігати їх на тривалий термін, а також як засіб підтримки пластичності та необхідного електричного опору при експлуатації кабельної продукції за мінусових температур;
4. набір стабілізаторів (солі кальцію, кадмію, барію, стронцію, вуглекислий свинець та ін.) – необхідні для того, щоб пластикат не розкладався при нагріванні;
5. барвники – застосовуються для відмінного кольорового маркування жил (наприклад, основна пара жил може мати червоний та чорний або ж синій та коричневий кольори, але для захисного заземлюючого провідника традиційно використовується смугастий жовто-зелений);
6. фунгіциди – як і у сільському господарстві, тут вони необхідні для пригнічення життєдіяльності шкідливих мікроорганізмів, які загрожують цілісності проводки;
7. наповнювачі (карбонат кальцію, тальк, кварцове борошно, двоокис кремнію та ін.) – потрібні виключно для зниження собівартості продукції, яка випускається при свідомо необхідній товщині пластикату (всього їх може бути не більше 20% від сукупної маси матеріалу).

Майже для кожного різновиду виробничих потреб у наш час знайдено ефективний пластифікатор. Тим не менш, багато з таких речовин досить дорогі, що диктує необхідність пошуку більш дешевих аналогів з тими ж властивостями. Фахівцями підібрані сім пластифікаторів, які здатні охопити більшість потреб. Наприклад, для збільшення електричного опору у вихідний полімер додається диоктифталат та совол, а для підвищення порога робочих температур ізоляції (до 105°С) у нього вносять себацінат та дідецил.

Одна з найбільш очевидних та передбачуваних проблем будь-якого матеріалу – це знос, старіння, розпад. Хоч кабель – це не колесо або шестерня, він також має свій ресурс. У основі зносу його ізоляції лежить випаровування компонентів з товщі та поверхні матеріалу, у тому числі, й пластифікаторів, що усувається внесенням інших добавок. На початку експлуатації кабелю він має достатню гнучкість, оскільки продукти розкладання пластифікаторів, що відповідають за еластичність, як раз і знаходяться зовні. Згодом вони випаровуються, провід стає менш гнучким та більш крихким. Щоб ПВХ-пластикат краще витримував старіння та міг довше експлуатуватися при впливі сонячної радіації, до нього додають ефіри себацинової, адипінової та фталевої кислоти.

Ключова відмінність між ізоляційним та оболонковим пластикатами лежить у площині дисбалансу властивостей пластифікаторів та стабілізаторів. Для виготовлення зовнішньої оболонки упор робиться на зносостійкість та здатність витримувати світлове старіння, а при виробництві ізоляції – на електричні властивості і, як наслідок, на товщину. У цьому ж контексті необхідно окремо торкнутися суміжної теми – так званої «подвійної ізоляції».

Коли хто-небудь говорить про кабельну продукцію у подвійній ізоляції, найчастіше людина невірно розуміє будову провідника. ПВХ-ізоляція та ПВХ-оболонка – це окремі вироби, призначені для різних цілей, хоч і споріднені за своїм походженням. Тобто, у цій ситуації подвійної ізоляції не спостерігається. Справедливості заради, відзначимо, що бувають ситуації, у яких цей термін все ж застосовується – у спеціалізованих високовольтних кабелях зі зшитого поліетилену є два різнорівневих шару ізоляції. Перший з них, основний, оточує струмопровідну жилу, а другий, поясний, охоплює пучок таких жил, завдяки чому у даному випадку термін був би доречний. Проте, для дротів та кабелів побутового, господарського та загальнопромислового призначення описана конструкція не потрібна – вона потягне за собою лише подорожчання виробу,але не принесе відчутної користі споживачам.

Замість висновку

Переважна частина кабельної продукції являє собою детально стандартизовані вироби з відомими властивостями різної природи. Практично для кожної інженерної задачі існує особливий вид дроту або кабелю, оптимізований за низкою характеристик. Підбір конкретного виробу при цьому зводиться скоріше до вивчення параметрів кабелю, що криються за буквами у абревіатурні маркування, та визначенню необхідної для заданої мети площі перетину його жил.

Якщо Ви пересічний покупець, якому потрібно лише оновити невелику ділянку домашньої електромережі, від розетки до квартирного щитка або від вимикача до світильника, немає сенсу заглиблюватися у параметри дротів – досить буде обмежитися правильним підбором перетину. Серед характеристик, які не виносяться на перший план, але мають чимале значення при виборі продукції, необхідно відзначити показник еластичності, діапазон робочих температур, граничне зусилля натягу, номінальний термін служби та величину допустимого нагріву зі збереженням працездатності дроту.