Při používání elektřiny je od raných fází známo, že elektroinstalace musí být izolována. Správný výběr izolace kabelů je zásadní a má přímý vliv na bezpečnost, výkon a životnost elektrických instalací. Dnes se jako izolace používají plastové, pryžové a jiné levné izolační materiály, jejichž životnost je dlouhá. V nedávné minulosti byly použity neúčinné, ale drahé materiály.
Požadavky na izolaci elektrického vedení
Materiál určený k izolaci má nejen dielektrické vlastnosti, ale plní i ochrannou funkci. V závislosti na způsobu instalace a podmínkách použití mohou být na izolaci kladeny další požadavky. Mezi klíčové vlastnosti patří:
- Dlouhá životnost a vysoká odolnost proti stárnutí.
- Vysoká odolnost proti oděru a roztržení.
- Odolnost vůči teplotním vlivům, zejména vysokým teplotám.
- Není možné zalomení.
- Odolnost proti chemickému útoku.
Požadavky na izolační materiál se mění v závislosti na mechanických vlivech prostředí, mechanickém namáhání a vodivosti v prostředí použití.
Konstrukce elektrického kabelu
Při probírání tématu izolace elektrických kabelů je vhodné úvodem zmínit samotnou konstrukci elektrického kabelu. Základní prvky jsou:
- Vodivá žíla: Zajišťuje přenos elektrického proudu.
- Vnitřní izolace: Obklopuje každou žílu a chrání před zkratem mezi nimi.
- Vnější izolace: Obklopuje celý kabel a chrání jej před vnějšími vlivy.
- Stínění: Vrstva chránící jednotlivé žíly, pokud je přítomna.
Typy izolačních materiálů
Na trhu je k dispozici mnoho izolačních materiálů pro elektrické kabely, které se mohou týkat typu vnitřní izolace (obklopující každou žílu) nebo vnější izolace (obklopující celý kabel). Při hledání vhodného kabelu se můžeme setkat s různými označeními izolace, která mohou být pro neznalé problematiky obtížně srozumitelná.
Čtěte také: Průvodce kročejovou izolací
PVC (Poly(vinylchlorid))
Jedná se o odolný syntetický polymer, který se nejčastěji vyskytuje v plastifikované (PVC-P) a neplastifikované (PVC-U) formě. PVC je tedy nehořlavý, povětrnostním vlivům či kyselinám odolný materiál, který se díky svým vlastnostem stal jedním z nejoblíbenějších materiálů používaných k izolaci elektrických kabelů.
- PVC-P (měkčený PVC granulát): Vyznačuje se vyšším podílem změkčovadel použitých při jeho výrobě, což se projevuje na snadnějším tvarování a následném zpracování. Díky svým vlastnostem, jako je pružnost a pevnost v ohybu, je nenahraditelným materiálem v elektrotechnické výrobě.
- PVC-U (tvrzený PVC granulát): Vyznačuje se vysokým koeficientem tvrdosti. Díky svým velmi dobrým mechanickým vlastnostem se používá k výrobě kabelových kanálů a ochranných trubic, které zajišťují izolaci a ochranu elektrických kabelů.
Polyolefiny
Jedná se o skupinu materiálů, které obsahují uhlík a vodík.
- PE (Polyethylen): Získává se polymerací ethylenu. Tento materiál má ve srovnání s PVC nízkou požární odolnost. Polyethylenová izolace je tuhá, tvrdá a neohebná. Vlastnosti polyethylenové izolace lze měnit přidáním různých příměsí během jejich výroby, např. UV stabilizátorů nebo antioxidantů. Díky svým elektrickým vlastnostem se používá při výrobě koaxiálních kabelů a nízkokapacitních kabelů.
- PP (Polypropylen): Vyrábí se polymerací propenu. Materiál se svými vlastnostmi podobá polyethylenu. Má širší teplotní rozsah než polyethylen. Používá se v případech, kdy je vyžadována vyšší dielektrická pevnost nebo vyšší provozní teploty.
- XLPE (Zesítěný polyethylen): Tento materiál je pokročilou formou polyethylenu po jeho předchozím zpracování. Kabely s takovou izolací mají vyšší mechanickou pevnost a teplotní odolnost než kabely z běžného polyethylenu. Kromě toho je tento materiál odolnější vůči chemikáliím a rozpouštědlům.
PUR (Polyuretan)
Materiál vzniká polymerací izokyanátů s polyoly. Vyznačuje se vynikající odolností vůči chemikáliím, vodě a oděru. Izolace z polyuretanu je oblíbenou volbou pro vojenské účely a práce při nízkých teplotách. Ačkoli je velmi odolný, jeho slabé elektrické vlastnosti znamenají, že se častěji používá pro vnější izolaci než pro vnitřní izolaci.
PTFE (Polytetrafluorethylen - „teflon“)
Jedná se o fluorouhlíkový polymerní materiál, který se používá především ve vodičích s malým průřezem, kde je důležitý vysoký teplotní rozsah, kterým se vyznačuje. Materiál je termoplastický, což znamená, že je velmi pružný. Další výhodou je odolnost vůči vodě, oleji, teplu a široké škále chemikálií.
PFA (Perfluoroalkoxy)
Typ fluoropolymeru s velmi vysokou chemickou a teplotní odolností. PFA je údajně srovnatelný s PTFE, ale má lepší tvarovatelnost, takže je vhodnější pro řešení, kde je vyžadována schopnost tváření za tepla.
Čtěte také: IPA asfaltová izolace: Co potřebujete vědět
TPE (Termoplastické elastomery)
Termoplastické elastomery jsou směsí tvrdých termoplastických materiálů s měkkým kaučukem. V podstatě se jedná o kombinaci pryže a plastu. Používají se hlavně pro ohebné vodiče, takže vydrží vysoké mechanické zatížení. Patří sem typy jako TPE-U a TPE-E.
Silikon
Silikon neboli syntetické organokřemičité polymery je oblíbený izolační materiál. Má vysokou odolnost vůči teplotě a elektrickým průrazům. Silikon má relativně nízkou odolnost vůči mechanickému poškození. Jeho použití se nedoporučuje v případech častého tření součástí o izolaci kabelu. Kabely se silikonovou izolací se používají tam, kde se teplotní podmínky pohybují v rozmezí jejich teplotní odolnosti, tedy od -60 °C do +180 °C.
MPPE (Modifikovaný termoplastický polyfenylether)
Jedná se o termoplastický materiál používaný v automobilovém průmyslu. Je lehčí než PVC, což se promítá do nižší spotřeby paliva díky nižší hmotnosti vozidla. Neobsahuje halogeny, je nehořlavý a má vysoké dielektrické vlastnosti.
LSZH (Níhořlavý bezhalogenový polyethylen)
Kabely LSZH jsou navrženy tak, aby při požáru minimalizovaly emise kouře a toxických plynů, a tím byly pro lidi bezpečnější. Proto se používají na místech, jako jsou letiště, školy a nemocnice.
Metody izolace a opravy vodičů
Existuje několik způsobů, jak izolovat vodič v elektrických spotřebičích a opravit poškozenou izolaci.
Čtěte také: Radon a asfaltová izolace
Izolace vodičů elektrickou páskou
Nejprve musíte důkladně otočit všechny vodiče dohromady. Pokud má vodič velký počet žil, je lepší je jednoduše pájet. Dále je odebrán izolační materiál a celý kabel je pečlivě zabalen. Je důležité, abyste skončili se dvěma vrstvami. Nemělo by být dovoleno, aby i ta nejmenší část vodiče zůstala neizolovaná, což nevyhnutelně povede ke zkratu. Izolačka pro EZ pod napětím je určena jen pro znalé osoby a i to jen jako dočasné řešení.
Tepelně smrštitelná izolace drátu
Izolovat dráty tímto způsobem je stejně snadné jako ostřelování hrušek. Je však důležité nasadit trubici v době, kdy jsou všechny vodiče již navzájem bezpečně spojeny. Nejlépe se používá k izolaci měděných vodičů. Po připojení všech vodičů se na vodič nasadí čepička, kterou je třeba zahřát. Nejlepší je použít ke smršťování stavební fén, ale pokud tam není, vystačíte si s obyčejným zapalovačem. V tomto případě by se smrštění teplem mělo na vodiči úplně utáhnout, protože odpor izolační vrstvy drátu povede k nehodě. Smršťování teplem se používá k izolaci vodičů, které jsou určeny pro provoz ve vlhkém prostředí, ve vodě nebo na zemi.
Tekutá izolační páska
Bílá tekutá páska slouží k izolaci a mechanickému zpevnění spojů, vodičů, konektorů a svorek v místech, kde je potřeba elektricky a vodotěsně zaizolovat spoj či mechanicky zpevnit, nebo opravit kabeláž, svorky a konektory. Tekutá izolace má výbornou odolnost vůči vlhku a výkyvům teplot, je možné ji použít k zaizolování spojů, nebo opravě poškozené kabeláže či konektorů. Tekutá izolace je vhodná pro opravu USB a datových kabelů, vodičů v rozvodech el. energie. Vodiče a spoje musí být před nanesením odmaštěné a suché. To znamená, že třeba při 230V může být použito kdekoli uvnitř přístroje nebo v krytých rozvaděčích nebo uvnitř šasi, ale ne na přívodní či prodlužovací šňůře.
Samovulkanizační páska
Samovulkanizační páska je jistota. Scotch 3M-2288 má sílu 1,65 mm a šířka 19 nebo 50 mm. Je to kaučuková samosvařitelná páska do 1 kV, odolná proti UV a teplotě do 90 °C. Na tuto vrstvu se obvykle dává ještě vrstva vinylové lepící pásky o síle 0,19 mm, která je proti oděru. Scotch 3M VM Tape je vinylová páska, obvykle má šedou stahovací fólii o síle 0,73 mm a šířce 19 nebo 38 mm. Také je vulkanizační. Tyto pásky jsme používali na suché spojky do 1 kV a také na ochranu venkovních spojů a konektorů u antén až do GHz. Tam, kde vyžadujeme vodotěsnost, tak stačí 10-20 cm vulkanizační pásky a další vrstva je již kvalitní izolačkou. Samovulkanizační páska SCAPA 2501 je silná jen 0,5 mm a je ale 10x levnější než Scotch 3M-2288.
Objímka pro izolaci kabelu
Konektor se používá, když je nutné prodloužit vodič, například při pohybu vypínače nebo zásuvky. Objímka spolu s kabeláží bude zapuštěna do zdi, takže její izolace musí být vzduchotěsná. Nejbezpečnější možností v tomto případě je použití smršťovací bužírky. Při výběru se bere v úvahu stupeň jeho smrštění. Tato část je zpravidla charakterizována trojnásobným smrštěním, je důležité to vzít v úvahu při výběru požadovaného průměru. Místa, kde jsou vodiče připojeny, jsou izolována běžnou elektrickou páskou, ale kontakt bude silnější a bude obtížnější nasadit na něj smršťovací trubičku. Jako analogie je výhodnější použít speciální teplem smrštitelný materiál. Smršťování se provádí pomocí běžného zapalovače nebo konstrukčního vysoušeče vlasů. Nebo se dá použít smršťovačka se zipem.
Izolační vrstva pláště
V této fázi musí být izolace živých částí již hotová; pro úplné a spolehlivé utěsnění je plášť manžety dodatečně zpracován. To je zvláště důležité při opláštění opláštěných kabelů nebo vodičů. Trubka musí zakrýt spojení a musí být umístěna na vnější izolační vrstvě na obou stranách nejméně o 1 cm, jinak je možné, aby se pod plášť továrního vedení dostal prach a vlhkost.
Spojovací krabice
Kontaktní zařízení v síti uvnitř bytu jsou spínací skříňky. Tento design je chráněn před škodlivými vlivy prostředí krytem a krytem. Potřeba izolovat elektrické dráty bude záviset na konstrukčních vlastnostech zařízení. Pokud jsou vybaveny upínacími čelistmi, není nutná žádná další ochrana. Pokud tomu tak není, je nutné vymezení vodičů. Zkrutné připojení se nejčastěji používá ve spojovacích skříních, které nejsou vybaveny konektory. V průběhu času však zkroucení ztrácí svou hustotu v důsledku expanze způsobené teplotními změnami a oxidací vodičů. Chcete-li to provést, pevně otočte odizolované konce žil ve směru hodinových ručiček a poté nasazení víčka s trochou úsilí jej posuňte stejným směrem. Vnitřní dutina plastového víčka je vybavena ocelovou kuželovou pružinou. Při jemném navinutí těsně přiléhá a stlačí kontakt. Čepice mohou být vyrobeny v různých barvách a velikostech, což vám umožní najít ten správný kontakt. Při výrobě zákrutů určených pro velká zatížení jsou před izolací vodičů ošetřeny speciální látkou určenou pro elektrické kontakty. Tím se sníží odpor i ochrana proti aktivní oxidaci. Izolace PPE nemůže zajistit spolehlivou těsnost, proto ji lze použít pouze ve speciální komoře kontaktního zařízení.
Oprava poškozené izolace kabelu ve zdi
Je nutné zvolit omítku ve vzdálenosti 3-5 cm od místa poškození na obou stranách, hloubka výkopu je 1 cm. Tyto podmínky jsou povinné pro plynulé a kvalitní spojení poškozených částí řetězu. Dalším krokem je odpojení vodičů a vytvoření řezu v izolační vrstvě podél středu. Z poškozených konců vodiče se odstraní izolační materiál o 10-15 mm. Je-li kabeláž stará, je pravděpodobné, že izolace bude ve stísněných podmínkách tvrdá a téměř nemožné ji odstranit nožem. Lepší je použít metodu reflow. Konce měděných vodičů jsou pokryty vrstvou páječky. Je důležité velmi opatrně pocínovat vodiče ze všech stran. Nakonec se na spoj nasadí izolační trubka.
Oprava pláště kabelu pomocí smršťovací pásky
Pro připojení zahradní techniky jsou vyžadovány prodlužovací kabely IP54. Pokud byla izolační vrstva poškozena, musí být utěsněna, aby byla zajištěna úplná provozní bezpečnost. To lze provést pomocí smršťovací pásky. Stačí s ním jen zabalit drát a ohřát ho fénem. Při vystavení teplu se izolační látka smršťuje, čímž vodič pevně zvlní. Během smršťování se také uvolňuje lepidlo z vnitřního povrchu izolačního materiálu, což zvyšuje účinek. Z hlediska kvality provedené práce není tepelně smrštitelná páska horší než trubky vyrobené z podobného materiálu. Další výhodou stavebního materiálu je, že může být použit navíjecím způsobem.
Odstraňování izolace z vodičů
Odstraňování izolace z vodičů je proces, který vyžaduje použití profesionálních nástrojů a dodržování opatrnosti, aby byla zajištěna bezpečnost a neporušenost vodičů.
- Označení místa řezu: Označte si místo řezu izolace, aby nedošlo k poškození vodičů.
- Opatrné proříznutí izolace: Pomocí řezacího nástroje opatrně prořízněte izolaci v místě označeném jako místo řezu.
- Odřezávání izolace: Po proříznutí izolace použijte kleště na řezání izolace nebo jiné nástroje k opatrnému odstranění izolace z vodičů.
Opatření při práci s elektroinstalací
Než začnete s izolací vodičů elektrické sítě a domácích spotřebičů, musíte se ujistit, že je síť bez napětí. Doporučuje se odpojit napětí pomocí vyhrazeného jističe. Dále se pomocí plochého šroubováku s indikátorem kontroluje přítomnost napětí na výstupu - místo, kde bude práce prováděna. Při práci záleží na kvalitě použitých materiálů. Oprava vnější izolace silových kabelů má své výhody a nevýhody. Výběr správné izolace kabelů je zásadní a má přímý vliv na bezpečnost, výkon a životnost elektrických instalací.
Čištění a ochrana kontaktů
Pro správnou funkci elektrických spojů je důležité udržovat je čisté a chráněné.
- Kontakt S61: Je antikorozní a čistící sprej na kontakty a spoje. S61 se svým speciálním složením čistí zoxidované a jinak zašlé kontakty a spoje a vrací jim jejich vodivost. S61 zároveň poskytuje ochranu proti další oxidaci a korozi. Kontakt S61 za sebou nezanechává žádný povrchový film ani nános pryskyřice. Jde rovněž o efektivní mazivo a antikorozní nátěr pro citlivé kontakty a elektromechanické pohony.
- Stlačený vzduch: Je ideální čistící prostředek na elektroniku, extrémně silný, určen především pro vyfoukávání prachu a nečistot ze špatně přístupných míst jako jsou například ventilátory, chladiče, základní desky a jiné PCB, optické mechaniky, tiskárny, faxy, notebooky, fotoaparáty a kamery, objektivy a klávesnice. Hodí se zkrátka všude tam, kam se při běžném čištění nedostanete nebo tam, kde by hrozilo mechanické poškození. Díky přiložené hadičce se vzduch dostane i do těch nejméně přístupných míst. Nehořlavý stlačený vzduch ve spreji 600ml je ideální čistící prostředek na elektroniku, extrémně silný.
Teplovodivé pasty a spreje
V některých případech, zejména u elektronických součástek, je důležité řešit přenos tepla a chlazení.
- Teplovodivá pasta na chladiče: S vysokou tepelnou vodivostí zajišťuje teplovodivé spojení elektronických součástek a zařízení s chladičem. Pasta je ve formě bílé vazelíny a obsahuje velké množství tepelně vodivých oxidů kovů - především zinku. Teplovodivá pasta STARS-700 je určena pro zajištění lepšího přenosu tepla mezi tepelným zdrojem a chladičem. Vyplňuje nerovnosti mezi povrchem chladiče a povrchem chlazené komponenty a tím zvyšuje přenos tepla na chladič, který má pak větší efektivitu chlazení. Díky použití teplovodivé pasty zefektivníte chlazení a prodloužíte tak životnost chlazených komponent. Obsažený silikonový olej je vysoké kvality s přidanými vylepšujícími aditivy, které ještě zlepšují jeho lubrikační vlastnosti. Silikonový olej je stálý, má dlouhou životnost a je bez zápachu. Určeno pro pracovní teploty -50°C až 200°C. Po aplikaci poskytuje ochranu proti vlhkosti a následné korozi. Vhodný jako mazivo převodů, řetězů, třecích a kluzných ploch, k lepšímu těsnění těsnících O kroužků, ideální také jako antiadhesivní prostředek pro formy (rozdělovač) a dielektrická kapalina - permeabilita 25°C, Ω.cm:1.1015. Výborné separační, dielektrické a vodoodpudivé účinky.
- Mrazící sprej Freeze 65: Se používá pro okamžité zchlazení obvodů až na -65°C. Díky ochlazení obvodu lze snadno identifikovat zdroj nadměrného tepla, které je obvykle způsobeno vadnou součástkou. Vhodný také na ochlazení součástek, které jsou citlivé na vysokou teplotu před jejich pájením - tedy jejich ochranu před zničením. Dále lze Freeze 65 využít při kontrole a nastavování termospínačů, termistorů, tepelných měřících sond a senzorů teploty.
Tabulka: Srovnání izolačních materiálů
| Materiál | Vlastnosti | Typické použití |
|---|---|---|
| PVC-P (měkčený) | Pružný, pevný v ohybu, odolný vůči povětrnostním vlivům a kyselinám, nehořlavý. | Elektrotechnická výroba, vnitřní izolace. |
| PVC-U (tvrzený) | Vysoká tvrdost, dobré mechanické vlastnosti, odolný vůči povětrnostním vlivům a kyselinám, nehořlavý. | Kabelové kanály, ochranné trubice. |
| PE (Polyethylen) | Nízká požární odolnost, tuhý, tvrdý, neohebný. Lze modifikovat příměsemi. | Koaxiální kabely, nízkokapacitní kabely. |
| PP (Polypropylen) | Podobný PE, širší teplotní rozsah, vyšší dielektrická pevnost. | Aplikace vyžadující vyšší provozní teploty. |
| XLPE (Zesítěný PE) | Vyšší mechanická pevnost, teplotní odolnost, odolnost vůči chemikáliím. | Kabely pro náročné podmínky. |
| PUR (Polyuretan) | Vynikající odolnost vůči chemikáliím, vodě a oděru. Slabší elektrické vlastnosti. | Vnější izolace, vojenské účely, nízké teploty. |
| PTFE (Teflon) | Vysoký teplotní rozsah, termoplastický, pružný, odolný vůči vodě, oleji, chemikáliím. | Vodiče s malým průřezem. |
| PFA (Perfluoroalkoxy) | Velmi vysoká chemická a teplotní odolnost, dobrá tvarovatelnost. | Řešení vyžadující tváření za tepla. |
| TPE (Termoplastické elastomery) | Kombinace pryže a plastu, vydrží vysoké mechanické zatížení. | Ohebné vodiče. |
| Silikon | Vysoká odolnost vůči teplotě a elektrickým průrazům. Nízká mechanická odolnost. | Teplotní rozsah -60 °C až +180 °C. |
| MPPE | Lehčí než PVC, bezhalogenový, nehořlavý, vysoké dielektrické vlastnosti. | Automobilový průmysl. |
| LSZH | Minimalizuje emise kouře a toxických plynů při požáru. | Letiště, školy, nemocnice. |
tags: #izolace #konce #elektrického #kabelu