PVC, XLPE, EPR yoki LSZH: kabel izolyatsiyasi va qobig'i materiallarini tanlash

Kabel izolyatsiyasi va qobig'i materiallarini tanlash katalogdan tanlashga o'xshaydi: PVC, XLPE, EPR yoki LSZH. Amalda esa u butun kabelni shakllantiradi. Material tomirning ruxsat etilgan haroratini, u orqali esa ruxsat etilgan tokni, tomir kesimini, diametrni, massani va narxni belgilaydi. Shuningdek, u kabelning yong'inda o'zini qanday tutishini, yotqizish paytida qanday egilishini hamda suvda yoki quyosh nurida qanday eskirishini ham belgilaydi.

Bu xossalar jadvali emas, balki PVC, XLPE, EPR va LSZH aslida bir-biridan qanday farq qilishi va material tanlashda qayerda xato qilinishi haqidagi amaliy xulosalardir. Bu qatlamlar kabelda qayerda joylashganini bilish uchun Kuch kabelining anatomiyasi maqolasiga qarang.

Kabel izolyatsiyasi va qobig'i materiallari ikki xil vazifani bajaradi

Izolyatsiya va qobiq ko'pincha birgalikda muhokama qilinadi, lekin ularning vazifalari har xil.

• Izolyatsiya kuchlanishni ushlab turadi va o'nlab yillar davomida tomirning ish harorati hamda qisqa tutashuv haroratiga bardosh berishi kerak. Uning uchun eng muhimi — elektr xossalari.
• Qobiq (yostiqcha, ichki qobiq, tashqi qobiq) kabelni tashqi muhitdan himoya qiladi: suv, ishqalanish, kimyoviy moddalar, UB nurlanish, olov, kemiruvchilar. Uning uchun eng muhimi — mexanik xossalari va muhit ta'siriga chidamliligi.

Bir xil material nomi ikkala vazifada ham uchrashi mumkin, biroq uning ortida butunlay boshqa kompaundlar turadi. «PVC» izolyatsiya va «PVC» qobiq — har xil talablarga ega bo'lgan turli markalar. «LSZH kabel» odatda galogensiz qobiq va yostiqchani anglatadi, izolyatsiya esa ko'pincha tikilgan (cross-linked) materialdan bo'ladi. Tenderdagi «LSZH kabel» kabi qatorni bitta material deb tushunish — birinchi keng tarqalgan xato.

1-xulosa: haqiqiy chegara termoplastlar va termoreaktivlar o'rtasidan o'tadi

Materiallarni guruhlashning eng foydali usuli — ularning issiqlikka qanday munosabatda bo'lishiga qarab ajratish.

Termoplastlar (PVC, polietilen, ko'pchilik galogensiz qobiq kompaundlari) qizdirilganda yumshaydi. Ularni ekstruziya qilish va qayta ishlash oson, ammo bu tomirning qanchalik qizib ishlashi mumkinligini cheklaydi: qisqa tutashuvdagi qizishda izolyatsiya deformatsiyalanishi mumkin.

Termoreaktivlar (XLPE, EPR, tikilgan galogensiz kompaundlar) ekstruziyadan keyin tikiladi — uzluksiz vulkanizatsiya liniyasida peroksidli vulkanizatsiya, silanli (namlik bilan) tikish yoki nurlantirish orqali. Tikish materialni boshqa erimaydigan to'rga aylantiradi. U ancha yuqori uzoq muddatli haroratga va ancha yuqori qisqa tutashuv haroratiga bardosh beradi.

Shuning uchun PVC izolyatsiyali kabel odatda tomirning maksimal harorati 70 °C ga, XLPE va EPR esa odatda 90 °C ga mo'ljallanadi. Bu yigirma daraja — mayda tafsilot emas. Ular bir xil tomir uchun IEC 60287 bo'yicha ruxsat etilgan tokni o'zgartiradi, shuning uchun tikilgan izolyatsiyali kabel ko'pincha bir xil yuklama uchun kichikroq kesimli tomirdan foydalanishi mumkin. PVC kompaundi kilogrami uchun arzonroq, lekin XLPE bilan tejalgan metall ko'pincha bundan ustun keladi.

2-xulosa: PVC hamon oqilona tanlov — o'z cheklovlari doirasida

PVC arzon, oson qayta ishlanadi, tarkibidagi xlor tufayli tabiatan yonishni tarqatmaydi va mustahkam. Oddiy sharoitda yotqiziladigan past kuchlanishli kabellar uchun u maqbul izolyatsiya va juda keng tarqalgan qobiq materiali bo'lib qolmoqda.

Uning cheklovlari aniq:

• Harorat. Pastroq ish harorati va qisqa tutashuv harorati bir xil tok va bir xil qisqa tutashuv darajasi uchun kattaroq tomir kesimini talab qiladi.
• Elektr yo'qotishlari. PVC nisbatan yuqori dielektrik yo'qotishlarga ega, shuning uchun yuqoriroq kuchlanishlarda qo'llanilmaydi. IEC 60502-2 da unga faqat o'rta kuchlanish diapazonining eng quyi qismida ruxsat beriladi.
• Yonish mahsulotlari. PVC ni yonishni tarqatmaydigan qiluvchi xlor yong'inda vodorod xlorid gazi va quyuq tutunga aylanadi. Tunnellarda, metroda, kasalxonalarda, ma'lumotlar markazlarida va kemalarda buyurtmachi aynan shundan qochishni xohlaydi.
• Sovuq. Standart markalar sovuq iqlimda qattiqlashadi; sovuqqa chidamli markalarni alohida ko'rsatish kerak.

3-xulosa: XLPE — standart tanlov, ammo yagona material emas

XLPE past dielektrik yo'qotishlar, yuqori elektr mustahkamlik va yuqori ruxsat etilgan haroratni birlashtiradi. Shuning uchun u past kuchlanishdan o'ta yuqori kuchlanishgacha bo'lgan kuch kabellarida ustunlik qiladi.

Ikki jihat ko'pincha e'tibordan chetda qoladi:

• Tikish usuli muhim. Silanli tikilgan XLPE past kuchlanishda keng tarqalgan, chunki u uzluksiz vulkanizatsiya liniyasini talab qilmaydi. O'rta va yuqori kuchlanishli kabellarda odatda peroksidli tikilgan XLPE ishlatiladi, u yarim o'tkazgich ekranlar bilan birga uchlik ekstruziya jarayonida ekstruziya qilinadi, chunki yuqori elektr kuchlanganlikda materialning tozaligi va ekranlar bilan chegaralar hal qiluvchi ahamiyatga ega. PK XLPE kabel ishlab chiqara oladigan zavod avtomatik ravishda OK kabelini ishlab chiqara olmaydi.
• Suv daraxtchalari. Nam sharoitda polietilen asosidagi izolyatsiyada elektr kuchlanganlik ta'sirida suv daraxtchalari (water trees) paydo bo'lishi mumkin, ular elektr mustahkamlikni asta-sekin pasaytiradi. Aynan shuning uchun daraxtchalanishga chidamli XLPE (TR-XLPE) va radial suv to'siqlari mavjud. Agar energetika kompaniyasi TR-XLPE yoki bo'ylama va radial suv to'sig'ini talab qilsa, u ekspluatatsiya tajribasiga javob bermoqda, bezak qo'shmayapti.

XLPE nisbatan qattiq ham, shuning uchun takroran egilishi kerak bo'lgan kabellar uchun u har doim ham eng yaxshi yechim emas.

4-xulosa: EPR egiluvchanlik va mustahkamlik beradi, evaziga yo'qotishlar ortadi

EPR (etilen-propilen kauchuk va uning qattiq markasi HEPR) — tikilgan rezina. Uning odatiy ruxsat etilgan harorati XLPE niki bilan bir xil, ammo u sezilarli darajada egiluvchanroq va ko'pincha qisman razryadlar hamda namlikka chidamliroq deb hisoblanadi.

Shu sababli EPR tabiiy ravishda quyidagilar uchun mos:

• kon va ko'chma egiluvchan kabellar,
• kema va dengiz (offshor) kabellari,
• ayrim energetika bozorlarida o'rta kuchlanishli kabellar,
• kichik egilish radiuslari bilan yotqizilishi yoki tebranishga bardosh berishi kerak bo'lgan kabellar.

Buning bahosi — XLPE ga nisbatan yuqoriroq material narxi va yuqoriroq dielektrik yo'qotishlar, shuning uchun EPR yuqori va o'ta yuqori kuchlanishda kam uchraydi. Ayrim standartlar bir xil kuchlanishda EPR uchun XLPE dan farqli izolyatsiya qalinligini ham belgilaydi. Mavjud konstruksiyada qayta hisoblamasdan EPR ni XLPE ga (yoki aksincha) almashtirish — «nusxa olib tahrirlash»ning klassik xatosi.

5-xulosa: «LSZH» — material emas, yong'in xavfsizligi talabi

LSZH (shuningdek LS0H, LSOH, HFFR yoki «galogensiz» deb yoziladi) kabelning yong'indagi xatti-harakatini tavsiflaydi: kam tutun, galogenlar yo'qligi, gazlarning past korroziya faolligi. Odatda bu kompaund nomi bilan emas, balki tutun zichligi (IEC 61034), galogen kislotali gazlar (IEC 60754) va alangani tarqatish (IEC 60332 seriyasi) kabi sinovlar bilan isbotlanadi.

Yonishni tarqatmaydigan galogensiz qobiq kompaundlari bunga poliolefinni katta miqdordagi mineral to'ldiruvchi, odatda alyuminiy yoki magniy gidroksidi bilan to'ldirish orqali erishadi, u qizdirilganda suv ajratadi. To'ldiruvchining bunday yuqori miqdori konstruktorlar hisobga olishi kerak bo'lgan oqibatlarga ega:

• PVC yoki PE ga nisbatan pastroq cho'zilishdagi mustahkamlik va ishqalanishga chidamlilik,
• yuqoriroq suv shimish, shuning uchun LSZH qobiqlari doimiy nam yoki to'g'ridan-to'g'ri yerga ko'milgan yotqizishlar uchun birinchi tanlov emas,
• murakkabroq ekstruziya, haroratni aniqroq nazorat qilish va boshqa asbob-uskunalar talab qilinadi,
• yuqoriroq zichlik, shuning uchun qobiq og'irroq bo'ladi.

LSZH kabel ichida izolyatsiya odatda XLPE yoki tikilgan galogensiz kompaunddan, yostiqcha va qobiq esa galogensiz bo'ladi. Kabel eng yomon qatlami qanchalik galogensiz bo'lsa, shunchalik galogensizdir: «LSZH» kabeldagi PVC to'ldirgich yoki bog'lovchi lenta — nomuvofiqlik.

Yong'inga bardoshlilik (yong'in paytida zanjirning ishlashini saqlab qolish) — bu yana boshqa talab, odatda slyuda lenta va maxsus konstruksiyalar bilan ta'minlanadi. Unga alohida maqola bag'ishlanadi.

Qobiq materiallari: muhitga moslashtirish

Tashqi qobiq uchun savol «qaysi polimer»dan ko'ra «qaysi muhit» haqida.

PE — namlikka qarshi a'lo to'siq va juda mustahkam, shuning uchun yerga ko'milgan OK va YuK kabellarida keng tarqalgan, ammo xuddi shu kabel binoga kiradigan joyda u yong'in xavfsizligi talabidan o'tmasligi mumkin. «To'g'ridan-to'g'ri yerga ko'mish» va «ichki stoyak»ni bitta kabel turida birlashtirgan tenderlar murosaga majbur qiladi va bu murosa ongli ravishda qilinishi kerak.

Tenderlardagi odatiy xatolar

• Sinovlarga havolalarsiz «LSZH». Qaysi tutun, galogen va alanga sinovlari qo'llanilishini va qaysi qatlamlarga tegishli ekanini aniqlang.
• Izolyatsiya va qobiq talablarini aralashtirish. «XLPE/PVC» odatda XLPE izolyatsiya va PVC qobiqni anglatadi — ikkala tomon ham bu tartibni bir xil tushunishiga ishonch hosil qiling.
• Izolyatsiyani almashtirganda tomir kesimini saqlab qolish. PVC dan XLPE ga o'tish ko'pincha kichikroq tomirga imkon beradi; XLPE dan PVC ga o'tish odatda kattaroq tomirni talab qiladi. Ruxsat etilgan tokni qayta hisoblash kerak.
• Qisqa tutashuv haroratini unutish. Izolyatsiya materiali nosozlik paytidagi ruxsat etilgan yakuniy haroratni belgilaydi, bu esa tomir va ekran tekshiruvini belgilaydi.

Nazorat ro'yxati: materiallarni tanlashdan oldin beriladigan savollar

1. Yotqizish qanday: yerga ko'milgan, havoda, quvurlarda, binoda, tunnelda, kemada?
2. Yong'in xavfsizligi talabi bormi va uni qaysi sinovlar isbotlaydi?
3. Kabel uzoq vaqt nam holatda bo'ladimi? Suv to'sig'i yoki daraxtchalanishga chidamli izolyatsiya kerakmi?
4. U egilishi, tebranishga bardosh berishi yoki yotqizishda kichik radiusda egilishi kerakmi?
5. Sovuq iqlim, kimyoviy moddalar, moy, UB nurlanish, termitlar yoki kemiruvchilar ta'siri bormi?
6. Konstruksiyani qaysi standart tartibga soladi va u ushbu kuchlanishda qaysi materiallarga ruxsat beradi?

CablePLM material tanlash bilan qanday ishlaydi

CablePLM da izolyatsiya va qobiq materiali — texnik ma'lumotnomadagi yorliq emas, balki loyihalash uchun kirish ma'lumotlari. Har bir standartlar to'plami standart har bir qatlam va kuchlanish uchun qaysi materiallarga ruxsat berishini biladi va tegishli qalinlik qoidalari hamda harorat cheklovlarini versiyalangan hisoblash usuli sifatida qo'llaydi. PVC ni XLPE ga yoki PVC qobiqni LSZH ga almashtiring — qatlamma-qatlam konstruksiya, materiallar spetsifikatsiyasi, massalar, texnik ma'lumotnoma va IEC 60287 bo'yicha ruxsat etilgan toklar birgalikda qayta hisoblanadi, bunda har bir qiymat standart ma'lumoti yoki taxmin sifatida belgilanadi. Tenderlar uchun kabel tanlash va optimallashtirish qo'shimchasi muqobil variantlarni yonma-yon solishtiradi, shuning uchun material o'zgarishining narxga ta'siri taklif yuborilishidan oldin ko'rinadi. Asosiy kuch kabeli standartlari bu tanlovlarni qanday belgilashi haqida IEC 60502-1 va IEC 60502-2 maqolalariga ham qarang.

O'z material variantlaringizni real konstruksiyada solishtirib ko'rishni xohlaysizmi? Demo buyurtma qiling.