Изоляция проводов - это защитная оболочка: разные виды и функции, критерии выбора и особенности применения

Электробезопасность - важнейший аспект работы с электроустановками. Правильный выбор изоляции кабелей и проводов позволяет избежать поражения электрическим током. В этой статье мы подробно рассмотрим основные виды изоляции, способы ее выбора и измерения.

Понятие изоляции проводов

Изоляция проводов - это защитная оболочка из диэлектрического материала, предназначенная для защиты от прикосновения к токоведущим частям и предотвращения утечки электрического тока. Согласно ГОСТ 12.1.019-2017, изоляция токоведущих частей - это способ защиты от прикосновения к токоведущим частям.

Существует несколько видов изоляции:

• Основная изоляция - обеспечивает основную защиту от поражения электрическим током.
• Дополнительная изоляция - дополняет основную изоляцию.
• Усиленная изоляция - аналог двойной изоляции.
• Двойная изоляция - состоит из основной и дополнительной изоляции.

Основные функции изоляции:

1. Электрическая изоляция токоведущих частей.
2. Защита от механических воздействий.
3. Защита от агрессивных химических сред.
4. Теплоизоляция.

Виды изоляционных материалов

Для изоляции проводов используют различные материалы:

Материал	Характеристики
Поливинилхлорид (ПВХ)	Пластиковая изоляция, устойчивая к истиранию
Полиэтилен	Гибкий пластик, стойкий к химикатам

Толщина изоляции (δ) зависит от напряжения:

δ = U/(100+0.08*U)

где U - напряжение, кВ.

Выбор изоляции проводов

Основные критерии выбора изоляции:

• напряжение и ток в цепи;
• диапазон рабочих температур;
• условия эксплуатации.

Для проводов, эксплуатируемых на открытом воздухе, лучше использовать полиэтиленовую изоляцию, устойчивую к ультрафиолету и перепадам температур. ТКП 339-2011 п. 5.3.19. Изоляция проводов и кабелей должна сохранять свои защитные свойства при воздействии внешних факторов в течение всего срока службы.

Типовые ошибки при выборе изоляции:

• неправильный расчет толщины изоляции;
• игнорирование условий эксплуатации.

Измерение изоляции

Сопротивление изоляции измеряют специальными приборами - мегомметрами. Различают несколько методов измерения:

1. Постоянным напряжением 250, 500 или 1000 В;
2. Переменным выпрямленным напряжением 2500 В;
3. Переменным синусоидальным напряжением 1000 В.

Прибор	Диапазон измерения, МОм
Мегомметр Ф4108	0.01 – 2000
Мегомметр СО-2	10-3 – 109

Тепловая изоляция

Тепловая изоляция проводов и кабелей предназначена для предотвращения нагрева токопроводящих жил.

Основные виды тепловой изоляции:

• Изоляция из пенополиуретана;
• Изоляция из вспененного каучука;
• Изоляция из минеральной ваты.

Пенополиуретан обеспечивает лучшую теплоизоляцию, но горюч. Минеральная вата негорюча, но хуже держит форму и впитывает влагу.

Согласно ПУЭ, тепловая изоляция должна выдерживать максимально допустимую рабочую температуру жил кабеля.

Изоляция силовых кабелей

Изоляция этот силовых кабелей должна обеспечивать электрическую прочность при рабочем переменном напряжении частотой 50 Гц.

Марка кабеля	Максимальное напряжение, кВ
ААБл	0,66
ААБ2л	1

ТКП 339-2011 п. 5.3.21. Изоляция силовых кабелей должна выдерживать испытательное напряжение в 3U_ном в течение 5 минут.

Тепловая изоляция на основе каучука

Для тепловой изоляции часто используют резиновые компаунды на основе каучука. Они эластичны, гибки, водостойки.

Преимущества резиновой теплоизоляции:

• Высокая термостойкость;
• Стойкость к истиранию.

Недостатки:

• Горючесть;
• Деформация при длительных нагрузках.

Контроль качества изоляции

Качество изоляции проверяют визуально и с помощью измерительных приборов.

К визуальным дефектам изоляции относятся:

• Поры, вздутия, трещины;
• Изменение цвета и структуры материала.

Контроль качества изоляции необходимо проводить регулярно в процессе монтажа и эксплуатации электропроводки.

Восстановление поврежденной изоляции

Если в процессе эксплуатации произошло повреждение изоляции, необходим ремонт с восстановлением защитных свойств.

Для ремонта изоляции используют:

• Термоусаживаемые трубки;
• Изоляционные липкие ленты;
• Жидкие компаунды и лаки.

Перед ремонтом поврежденный участок зачищают и обезжиривают.

Срок службы изоляции

Срок службы изоляции зависит от условий эксплуатации и качества материала.

Для увеличения срока службы рекомендуется:

• Выбирать изоляцию с запасом по напряжению и температуре;
• Исключать механические воздействия;
• Применять дополнительную защиту изоляции.

Огнезащита изоляции

Для придания изоляции огнезащитных свойств используют пропитку антипиренами или нанесение огнезащитных покрытий.

Огнезащитный состав должен:

• Обеспечивать требуемый предел огнестойкости;
• Сохранять защитные свойства изоляции;
• Не выделять токсичных веществ.

Утилизация изоляции

Отслужившую изоляцию утилизируют в соответствии с правилами по обращению с отходами производства и потребления.

Раздельный сбор позволяет использовать изоляционные материалы как вторичное сырье для новых изделий.

Сертификация изоляции

Изоляция, применяемая в электроустановках, подлежит обязательной сертификации на соответствие требованиям технических регламентов и стандартов.

В процессе сертификации проверяют:

• Электрическую прочность;
• Термостойкость;
• Влагостойкость;
• Морозостойкость.

Наличие сертификата подтверждает качество и безопасность изоляционных материалов.

Требования пожарной безопасности

Согласно нормам пожарной безопасности, изоляция кабелей и проводов должна быть выполнена из негорючих или трудногорючих материалов.

Кабели с горючей полиэтиленовой изоляцией допускается применять только:

• В закрытых помещениях;
• При дополнительной защите от распространения горения;
• С ограничением длины кабельных линий.

Экологические требования

Изоляция и изоляционные материалы должны иметь документы, подтверждающие безопасность для здоровья человека и окружающей среды.

Рекомендуется выбирать изоляцию:

• Без содержания токсичных веществ;
• Изготовленную из вторичного сырья;
• Пригодную к утилизации после окончания срока службы.

Изоляция нового поколения

Ведутся разработки инновационных изоляционных материалов с улучшенными характеристиками:

• Наноструктурированные композиты;
• Органо-неорганические гибриды;
• Аэрогели.

Применение передовых технологий позволит создать более совершенные системы изоляции будущего.

Испытания изоляции в эксплуатации

В процессе эксплуатации электроустановок должны проводиться периодические испытания изоляции для контроля ее состояния.

Рекомендуемая периодичность испытаний:

• 1 раз в год для внутренней проводки зданий;
• 1 раз в 2 года для силовых кабелей до 1 кВ;
• Ежемесячно для обмоток электрических машин.

При выявлении дефектов принимаются меры по их устранению и восстановлению изоляции.

Замена изоляции со сниженными свойствами

При снижении защитных свойств изоляции ниже допустимых норм необходима замена изоляции.

Показания для замены:

• Износ, разрывы, сквозные повреждения изоляции;
• Высыхание, растрескивание, размягчение материала;
• Потеря эластичности, появление трещин при изгибе.

Замена изоляции позволяет восстановить электробезопасность системы.

Маркировка изолированных жил

Для идентификации изолированные токопроводящие жилы маркируют с помощью цветовой кодировки или буквенно-цифровых обозначений.

Цветовое обозначение фаз:

• Фаза А - желтый;
• Фаза B - зеленый;
• Фаза C - красный.

Маркировка позволяет избежать ошибок при монтаже и эксплуатации.

Нормативная база в области изоляции

Основными документами по стандартизации изоляции являются:

• ГОСТ 6433-81 «Электрические кабели. Нормы испытаний резиновых и пластикатных изоляции и оболочек»;
• ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости»;
• ГОСТ 17515-2020 «Изделия электротехнические. Условия эксплуатации в части воздействия механических факторов».