Vnější izolace kabelů: Typy a materiály pro bezpečné a efektivní instalace

Výběr správné izolace kabelů je zásadní a má přímý vliv na bezpečnost, výkon a životnost elektrických instalací. 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 probírání tématu izolace elektrických kabelů dostupných na trhu je vhodné úvodem zmínit samotnou konstrukci elektrického kabelu.

Základní konstrukce kabelu

Kabel se skládá z jednotlivých vodičů. Každý vodič má jádro a izolaci, které dohromady tvoří tzv. žílu. Kabel se skládá z více žil, které mají ještě další společnou izolační vrstvu. Základní struktura optického kabelu se skládá z několika částí, jako je jádro kabelu, výztužný ocelový drát, výplň a plášť atd. Dále je zde vodotěsná vrstva, nárazníková vrstva, izolovaný kovový vodič a další komponenty dle potřeby.

• Žíla: Pojmem žíla označujeme jednotlivý vodič obklopený izolací.
• Vodič: Vodič sestává z jednoho nebo více drátů a slouží k přenosu elektrických signálů nebo energie.
• Izolace: Izolace obklopuje žíly kabelu a slouží k oddělení jednotlivých vodičů a také jako ochranný obal. Izolace má různé barvy podle druhu vodiče. Díky tomu je na první pohled ihned jasné, kam se má připojit který vodič.
• Obal kabelu (plášť): Obal kabelu, označovaný také jako plášť, označuje izolační obal kolem kabelu. Jeho účelem je uspořádaně sdružovat a také chránit jednotlivé žíly.
• Stínění: Vrstva chránící jednotlivé žíly.

Typy vodičů podle konstrukce jádra

Jádro kabelu bývá nejčastěji měděné (Cu), což je univerzální volba pro domovní i běžné průmyslové instalace, protože má nízký elektrický odpor a dobře se s ním pracuje ve svorkách. Pocínovaná měď má stejné měděné jádro, jen je povrch vodiče potažený tenkou vrstvou cínu. Přínos pocínované mědi je hlavně v odolnosti povrchu proti oxidaci/korozi a stabilitě spojů v náročnějších podmínkách. Hliník (Al) je velmi často používaný spíše pro větší průřezy a pro lana AlFe. Ocel (Fe) je nosný vodič v lanech AlFe. Lana AlFe se vyrábějí slaňováním hliníkových drátů o určitém průřezu kolem ocelového nosného vodiče.

Jádra pro energetické vodiče jsou téměř vždy definována jejich odporem. U kabelů a vodičů se jeho provedení neurčuje jen jmenovitým průřezem, ale také třídou podle ČSN EN IEC 60228, která stanovuje mimo jiné konstrukci jádra a jeho maximální odpor při 20 °C. V praxi se nejčastěji setkáte s třídou 1 (plné jádro), třídou 2 (lanované jádro pro pevné uložení) a třídami 5 a 6 (flexibilní měděná jádra, přičemž třída 6 je jemnější a ohebnější).

• Plné jádro "drát" (RE): Pro pevné uložení v elektroinstalaci. Po ohnutí drží tvar. Typicky menší až střední průřezy - do 16 mm² (Cu) nebo 35 mm² (Al).
• Mnohodrátové "laněné" jádro (RM): Pro větší průřezy než RE. Pevné uložení, často větší průřezy.
• Mnohodrátové "jemně laněné" jádro "licna": Ohebné a flexibilní. Pro pohyblivé uložení a přívody. Používá se tam, kde se s kabelem počítá do ohybu.
• Sektorové jednodrátové jádro (SE): Hliníkové jádro větších průřezů než RM. Pro pevné uložení, obvykle v zemi.
• Sektorové mnohodrátové jádro (SM): Cu nebo Al komprimované větších průřezů než RM. Pro pevné uložení, obvykle v zemi.

Barevné značení vodičů

Důležitým aspektem je také barva vodiče - nejde jen o pořádek, ale také o bezpečnostní značení, které má v elektroinstalaci jasná pravidla. Zelenožlutá patří vždy ochrannému vodiči PE a na nic jiného se nepoužívá. Modrá je vyhrazena pro střední vodič N; pokud se v instalaci N používá, modrá nesmí označovat jiný vodič. Ostatní barvy vodičů se běžně používají pro fáze a ovládání (nejčastěji hnědá, černá a šedá) - důležité je, aby byla instalace konzistentní a vodiče byly jednoznačně označené i v rozvaděči. Barvy jsou podle normy jasně dané, ale u starších instalací nebo po neodborných zásazích se nedá spoléhat jen na ně - vždy je potřeba funkci vodiče ověřit. V běžné instalaci je nulák modrý. Ochranný vodič je vždy zelenožlutý.

Čtěte také: Ochrana fasády vnější omítkou

Materiály vnější izolace a pláště kabelů

Při hledání vhodného kabelu se můžeme setkat s různými označeními izolace, která mohou být pro neznalé problematiky obtížně srozumitelná. Níže jsou uvedeny nejčastěji používané materiály pro vnější izolaci a pláště kabelů.

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. Měkčený PVC je nejčastěji používaný materiál pro kabely nízkého napětí s teplotní odolností 70ºC.

• PVC-P (polvinit): Měkčený PVC granulát s vyšším podílem změkčovadel. Vyznačuje se snadnějším tvarováním a zpracováním, pružností a pevností v ohybu. Je nenahraditelným materiálem v elektrotechnické výrobě.
• PVC-U (polviplast): Tvrzený PVC granulát s vysokým koeficientem tvrdosti. Používá se k výrobě kabelových kanálů a ochranných trubic, které zajišťují izolaci a ochranu elektrických kabelů.

Polyolefiny (Polyolefins)

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. 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): Pokročilá forma polyethylenu. 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. Používá se pro vodiče vysokého, nebo velmi vysokého napětí.

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 (Cable jacket) 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. Materiál je termoplastický, což znamená, že je velmi pružný. Další výhodou je odolnost vůči vodě, oleji, teplu a široké škále chemikálií.

Čtěte také: Průvodce výběrem fasádních obkladů a omítek

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.

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.

Silikon (syntetické organokřemičité polymery)

Jedná se o oblíbený izolační materiál. Má vysokou odolnost vůči teplotě a elektrickým průrazům. Silikon má relativně nízkou odolnost vůči mechanickému poškození. Kabely se silikonovou izolací se používají tam, kde se teplotní podmínky pohybují v rozmezí jejich teplotní odolnosti, tedy od -60 °C do +180 °C. Používají se jako přívod k topným zařízením, sporáku nebo saunovým kamnům. Jsou bezhalogenové a velmi flexibilní, ale jejich nevýhodou je nízká mechanická odolnost, nesmí být mechanicky zatěžované.

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 (nehořlavý 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. Běžné kabely CYKY a jiné mají plášť a izolaci z PVC (polyvinylchlorid), mohou obsahovat změkčovadla a při vysokých teplotách (v podmínkách požáru) uvolňují žíravý chlorovodík. Naproti tomu bezhalogenové kabely (značí se také LSZH/LSOH nebo halogen-free) neobsahují halogenové prvky (chlór a další) a tím u nich nehrozí výše zmíněné negativní působení na zdraví.

Čtěte také: Jak vybrat venkovní rolety do systému HELUZ 250mm

Měkká pryž (guma)

Používá se pro kabely nízkého napětí, teplotní odolnost 60ºC. Měkčené PVC - nejčastěji používaný materiál pro kabely nízkého napětí. Má teplotní odolnost 70ºC.

Stínění kabelů

Stínění je technologie, která využívá stínění k blokování nebo omezení přenosu elektromagnetické energie a je jedním z důležitých prostředků k potlačení elektromagnetického rušení. Elektromagnetické stínění lze obecně rozdělit do tří typů: elektrostatické stínění, magnetostatické stínění a stínění vysokofrekvenčního elektromagnetického pole. Účelem těchto tří druhů stínění je zabránit vniknutí vnějšího elektromagnetického pole do určité oblasti, kterou je třeba chránit. Princip spočívá ve využití efektu stínění indukce vnějšího pole k vyrovnání vlivu vnějšího pole. Materiál stínění kabelu pro odolnost vůči magnetickému rušení. V kabelech, jako je HDMI2.1 a USB4, které vyžadují stínění, jsou kovové dráty použité pro opletený stínící materiál většinou pocínované měděné dráty. Tato metoda výběru materiálu má především zlepšit stínění kabelu.

Existují dva hlavní typy materiálů pro stínění kabelů. Jedním z nich je, že materiál s určitou úrovní stínění v určitém rozsahu měrného odporu obvykle nazýváme polovodivý polymerní materiál. Druhým typem je tkaní kovového drátu, které se týká především použití kovového drátu jako hlavního materiálu pro vytvoření stínící sítě.

Hliníková fólie Mylar

Hliníková fólie Mylar používá jako suroviny měkkou hliníkovou fólii a polyesterovou fólii a je kombinována hlubotiskem. Po vyzrání hliníkové fólie Mylar se řeže a válcuje. Lze jej formulovat a lepit a hliníkovou fólii Mylar lze použít pro montáž stínění a uzemnění po vysekávání. Hliníková fólie Mylarová páska se používá hlavně v rušivém stínění komunikačních kabelů. Hliníková vrstva poskytuje vynikající vodivost, účinnost stínění a odolnost proti korozi se mohou přizpůsobit různým požadavkům, rozsah stínění je převážně 100 K-3GHz. Hliníková fólie Mylar se používá hlavně k odstínění vysokofrekvenčních elektromagnetických vln, k zabránění kontaktu vysokofrekvenčních elektromagnetických vln s vodiči kabelů a následnému generování indukovaných proudů a zvýšení přeslechů. Dráty, které používají hliníkovou fólii jako stínící vrstvu, obecně vyžadují, aby opakovací frekvence hliníkové fólie nebyla nižší než 25 procent. Největší počet aplikací je v současnosti na síťových rozvodech.

Kovové stínění (opletená síť)

Kovové stínění se vyrábí opletením kovových drátů v určité tkací struktuře pomocí splétacího zařízení. Materiály stínění jsou obecně měděné dráty (pocínované měděné dráty), dráty z hliníkové slitiny, hliník plátovaný mědí, měděná páska (páska měď-plast), hliníková páska (páska hliník-plast), ocelová páska a další materiály. Čím více vrstev, tím větší pokrytí, tím menší úhel opletení, tím lepší stínící výkon opletené vrstvy, úhel opletu by měl být řízen mezi 45-60 stupni. Tkaná síťovina je obecně tkaná pocínovaným kulatým měděným drátem nebo hliníkovo-hořčíkovým zlatým drátem, hlavně proto, aby se zabránilo rušení nízkofrekvenčním elektromagnetickým vlněním, a její pracovní princip je stejný jako u hliníkové fólie. Stíněný síťový kabel využívající opletenou síť vyžaduje, aby hustota opletené sítě byla obecně vyšší než alespoň 80 procent. Tento typ pletené sítě se používá hlavně v místech, kde je ve stejném slotu položeno velké množství síťových kabelů, což může snížit vnější přeslechy generované mezi velkým počtem síťových kabelů.

Speciální typy kabelů a jejich izolace

Ohnivzdorné kabely

Ohnivzdorný kabel je druh kabelu, který dokáže udržet normální provoz v případě požáru. Je široce používán v místech, která vyžadují vysokou bezpečnost a ochranu, jako jsou metro, letiště, nákupní centra, nemocnice a další veřejná místa. V této fázi jsou nejrozšířenějšími protipožárními kabely hlavně nehořlavé kabely řady UL a nehořlavé nízkokouřové bezhalogenové kabely dvou kategorií. Nehořlavé kabely se v praxi používají tam, kde se vedle běžné funkce řeší i chování kabeláže při požáru - buď aby nešířila plamen a netvořila tolik kouře, nebo aby vybrané okruhy zůstaly funkční i během požáru. Oranžové kabely "R" (oheň retardující, oheň nešířící) jsou typicky pro veřejné prostory a únikové trasy, kde je cílem omezit šíření požáru a kouře. Hnědé kabely "V" (se zachováním funkčnosti při požáru) jsou pro napájení nouzových a požárně bezpečnostních systémů.

Oleji odolné kabely

Olejivzdorný kabel je druh antistatického a olejivzdorného speciálního měřicího kabelu. Sestává z vícepramenného měděného vodiče, polyfluoroelastomerové izolace, vnitřního pláště z termoplastického elastomeru TPV, nosné vrstvy z pozinkovaného ocelového drátu a vnějšího pláště na bázi polyuretanu. Vodič je vícežilový ultrajemný měděný drát bez kyslíku. Izolace kabelu je speciální směsná izolace z PVC. Vnější plášť je speciální modifikovaný plášť z PVC, silná extrudovaná výroba.

Vysokoteplotní kabely

Drát a kabel odolný vůči vysokým teplotám je kabel, který dokáže správně přenášet signály nebo elektrickou energii při vysokých teplotách. Kabel odolný vůči vysokým teplotám může být také normálním přenosem elektřiny a signálů ve vysokoteplotním prostředí, široce používaný v metalurgii, petrochemii, letectví a dalších oblastech.

Optické kabely

Kabel z optických vláken je druh kabelu s optickým vláknem jako přenosovým médiem, který má výhody vysokorychlostního přenosu, velké šířky pásma, ochrany proti rušení a tak dále. Optické kabely nepracují s elektrickým proudem. Fungují na principu totálního odrazu světla uvnitř skleněného vlákna. Optický kabel obsahuje mnoho tenkých skleněných optických vláken průměru obvykle 9 nebo 50 mikronů. Skládá se ze 3 částí: výztužné jádro a jádro, plášť a vnější plášť. Struktura jádra kabelu má jednojádrový typ a vícejádrový typ dva druhy: jednojádrový typ má plný typ a dva druhy trubkového svazku; vícejádrový typ má dva druhy pásem a typ jednotky. Optické kabely se využívají zejména jako strukturovaná kabeláž pro rychlé a spolehlivé přenosy dat.

Přehled běžných typů kabelů a jejich použití

Elektrické kabely a vodiče se na první pohled liší hlavně názvem (CYKY, AYKY, CYSY), v praxi ale rozhoduje konstrukce, prostředí a způsob uložení - interiér, exteriér, zem, UV, mechanické namáhání nebo rušení. Níže porovnáváme nejběžnější druhy elektrických kabelů a vodičů.

V běžné řeči se jim často říká prostě elektrické kabely. Slouží pro rozvod elektrické energie v budovách a jako elektrický přívod do objektu. Nejčastěji instalovanými v jednofázových i třífázových soustavách, zásuvkových a světelných obvodech jsou silové instalační kabely CYKY.

Normy pro elektrické vodiče jsou důležité, protože zajišťují bezpečnost, kvalitu, kompatibilitu a soulad s právními předpisy a požadavky trhu. Uživatelé tak mají jistotu, že zakoupené výrobky splňují určité normy a jsou vhodné pro zamýšlené použití.

tags: #vnejsi #izolace #kabelu #typy #a #materiály

Oblíbené příspěvky:

• Jak na přesné řezy OSB desek
• Průvodce výpočtem váhy betonu
• Recenze rákosového plotu OBI
• Konstrukce z betonu pro šikmé terény
• Legislativa a stavba plotu v ČR