Kablolar

Kablolarda Kullanılan Yalıtım Malzemeleri

Bu yazımızda sizlere, kablolarda kullanılan farklı yalıtım malzemeleri hakkında bilgi vermeyi amaçlıyoruz. Konu hakkında farklı bilgilere sahipseniz yorum bölümüne yazabilirsiniz.

Yalıtım, iletken olmayan bir malzeme veya elektrik akımına karşı dirençli bir malzemedir. Radyo frekans kablolarında genellikle dielektrik olarak adlandırılır.

Yalıtım, elektriğe karşı direnç gösterir, telin akımının diğer iletkenlerle temasını engeller, su ve ısı gibi çevresel tehditlere karşı koruyarak telin malzeme bütünlüğünü korur. Telin güvenliği ve etkinliği yalıtımına bağlıdır.

Kabloların ömrü, büyük ölçüde kullanılan yalıtımın özelliklerine bağlıdır. Bu nedenle, kablolar için doğru yalıtım malzemesi seçimi büyük önem taşımaktadır.

Yalıtım Malzemelerinde Aranan Özellikler

Genel olarak kablolarda kullanılan yalıtım malzemeleri aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

  1. Kaçak akımı önlemek için yüksek yalıtım direnci .
  2. Kablonun elektriksel bozulmasını önlemek için yüksek dielektrik mukavemeti .
  3. Kabloların mekanik olarak taşınmasına dayanacak yüksek mekanik mukavemet .
  4. Higroskopik olmamalıdır, yani havadan veya topraktan nemi emmemelidir. Nem, yalıtım direncini düşürme eğilimindedir ve kablonun bozulmasını hızlandırır. Yalıtım malzemesinin higroskopik olması durumunda kurşun kılıf gibi su geçirmez bir örtü ile kapatılmalıdır.
  5. Ateşe dayanıklı ve yanmaz olması.
  6. Yeraltı sistemini uygun hale getirmek için düşük maliyet .
  7. Herhangi bir kimyasal etkiyi önlemek için asit ve alkalilerden etkilenmez

Hiçbir yalıtım malzemesi yukarıda belirtilen özelliklerin tümüne sahip değildir. Bu nedenle, kullanılacak yalıtım malzemesinin türü, kablonun gerekli olduğu amaca ve hedeflenecek yalıtım kalitesine bağlıdır.

Kablolarda kullanılan başlıca yalıtım malzemeleri kauçuk, vulkanize edilmiş Hindistan kauçuğu, emprenye edilmiş kağıt, vernikli kambrik ve polivinil klorürdür.

Kauçuk

Kauçuk, tropikal ağaçların sütlü özsuyundan elde edilebilir veya petrol ürünlerinden üretilebilir. 2 ile 3 arasında değişen bağıl geçirgenliğe sahiptir, dielektrik dayanımı yaklaşık 30 kV/mm’dir ve yalıtım direnci 1017 Ω cm’dir.

Kauçuk İzoleli Kablo
Kauçuk İzoleli Kablo

Saf kauçuk oldukça yüksek yalıtım özelliklerine sahip olmasına rağmen, bazı önemli dezavantajlara da sahiptir, yani nemi kolayca emer, maksimum güvenli sıcaklığı düşüktür (yaklaşık 38°C), yumuşaktır ve kaba kullanımlarda hasar görebilir ve ışığa maruz kaldığında yaşlanır. Bu nedenle saf kauçuk yalıtım malzemesi olarak kullanılamaz.

Vulkanize Hindistan Kauçuğu (VIR)

Saf kauçuğun çinko oksit, kırmızı kurşun vb. mineral maddeler ve %3 ila %5 kükürt ile karıştırılmasıyla hazırlanır. Bu şekilde oluşturulan bileşik ince tabakalar halinde yuvarlanır ve şeritler halinde kesilir.

Kauçuk bileşik daha sonra iletkene uygulanır ve yaklaşık 150°C’lik bir sıcaklığa ısıtılır. Tüm bu sürece vulkanizasyon denir ve elde edilen ürün vulkanize Hindistan kauçuğu olarak bilinir.

Vulkanize Hindistan kauçuğu, saf kauçuğa göre daha fazla mekanik mukavemete, dayanıklılığa ve aşınmaya dayanıklı özelliğe sahiptir.

Başlıca dezavantajı, kükürtün bakırla çok hızlı reaksiyona girmesi ve bu nedenle VIR yalıtımı kullanan kabloların kalaylı bakır iletkene sahip olmasıdır. VIR yalıtımı genellikle alçak ve orta gerilim kabloları için kullanılır.

Emprenyeli Kağıt

Ağaç yongalarından yapılmış ve parafinik veya naftenik malzeme gibi bazı bileşiklerle emprenye edilmiş kimyasal olarak hamur haline getirilmiş kağıttan oluşur.

Kağıt İzoleli Kablolar
Kağıt İzoleli Kablolar

Bu tür yalıtım, kauçuk yalıtımın neredeyse yerini almıştır. Bunun nedeni, düşük maliyet, düşük kapasitans, yüksek dielektrik dayanım ve yüksek yalıtım direnci avantajlarına sahip olmasıdır .

Tek dezavantajı kağıdın higroskopik olması ve uygun bir bileşim ile emprenye edilse dahi nemi emerek kablonun yalıtım direncini düşürmesidir. Bu nedenle, kağıt yalıtımlı kablolarda her zaman bir miktar koruyucu kaplama vardır. Döşeme sırasında sahada kullanılmadan bırakılması gerekiyorsa, uçları geçici olarak mum veya katran ile kaplanır.

Kağıt yalıtımlı kablolar nemi emmeye meyilli olduklarından kablonun birkaç ek yeri olduğu yerlerde kullanılırlar.

Vernikli Kambrik

Emprenyeli ve vernik kaplı pamuklu bir bezdir. Bu tür yalıtım aynı zamanda imparatorluk bandı olarak da bilinir.

Kambrik, iletkene bant şeklinde bindirilir ve yüzeyleri, kablo bükülürken bir dönüşün diğerine kaymasına izin vermek için cila ile kaplanır.

Cilalı kambrik higroskopik olduğundan, her zaman metalik bir kılıfa alınır. Dielektrik gücü yaklaşık 4 kV/mm’dir ve geçirgenliği 2.5 ila 3.8’dir.

Polivinil Klorür (PVC)

Bu yalıtım malzemesi sentetik bir bileşiktir. Asetilenin polimerizasyonundan elde edilir ve beyaz toz halindedir.

Bu malzemeyi kablo izolasyonu olarak elde etmek için, kaynama noktası yüksek sıvılar olan, plastikleştiriciler olarak bilinen bazı malzemelerle birleştirilir. Plastikleştirici bir jel oluşturur ve malzemeyi istenen sıcaklık aralığında plastik hale getirir.

Polivinil klorür, geniş bir sıcaklık aralığında yüksek yalıtım direncine, iyi dielektrik mukavemetine ve mekanik tokluğa sahiptir.

PVC İzoleli Kablo
PVC İzoleli Kablo

Oksijene karşı inerttir ve pek çok alkali ve aside karşı hemen hemen inerttir. Bu nedenle, çimento fabrikası veya kimya fabrikası gibi aşırı çevre koşullarında tercih edilir.

PVC’nin mekanik özellikleri (yani elastikiyet vb.) kauçuğunki kadar iyi olmadığından, PVC izoleli kablolar genellikle düşük ve orta ev aydınlatmaları ve güç tesisatları için kullanılır.

Ucuz, dayanıklı ve yaygın olarak bulunur. Bununla birlikte, PVC’deki klor (bir halojen), yandığında kalın, zehirli, siyah duman üretimine neden olur ve düşük duman ve toksisitenin gerekli olduğu alanlarda (örn. tüneller gibi kapalı alanlar) sağlık açısından tehlike oluşturabilir.

Normal çalışma sıcaklıkları tipik olarak 75ºC ile 105ºC arasındadır (PVC tipine bağlı olarak). Sıcaklık limiti 160ºC (<300mm2) ve 140ºC (>300mm2)’dir.

Polietilen (PE)

PVC ve polietilen termoplastik malzemelerdir, yani ısıtıldıklarında yumuşarlar ve soğutulduklarında sertleşirler. En yaygın termoplastik malzeme PVC’dir. Bir diğeri polietilendir.

PE, poliolefin adı verilen bir polimer sınıfının parçasıdır. Polietilen, PVC’den daha düşük dielektrik kayıplara sahiptir ve gerilim stresi altında neme karşı hassastır (yani sadece yüksek gerilimler için).

Polietilen İzolasyon
Polietilen İzolasyon

Bu bileşik, örnek niteliğindeki elektrik nitelikleri nedeniyle en çok koaksiyel ve düşük kapasitanslı kablolarda kullanılır. Uygun fiyatlı olması ve dielektrik sabitini 1.50’ye düşürmek için köpüklenebilmesi nedeniyle bu uygulamalarda birçok kez kullanılır, bu da onu yüksek hızlı iletim gerektiren kablolar için çekici bir seçenek haline getirir.

Polietilen ayrıca çatlama, kesme, lehimleme ve solventlere karşı yüksek direnç üretmek için çapraz bağlanabilir. Polietilen, -65°C ile 80°C arasında değişen sıcaklıklarda kullanılabilir.

Polietilenin tüm yoğunlukları sert ve esnek değildir. Malzeme ayrıca yanıcıdır. Alev geciktirici hale getirmek için katkı maddeleri kullanılabilir, ancak bu, dielektrik sabitini feda edecek ve güç kaybını artıracaktır.

Termoset

Termoset bileşikler, plastik veya kauçuk oluşturmak üzere geri dönüşümsüz olarak kürlenen (örneğin vulkanizasyon işleminde ısı ile) polimer reçinelerdir:

XLPE (Çapraz Bağlı Polietilen)

XLPE, polimerin yüksek sıcaklıklarda erimesini veya ayrılmasını önlemeye yardımcı olan birbirine bağlı (“çapraz bağlama”) farklı polietilen zincirlerine sahiptir. Bu nedenle XLPE, daha yüksek sıcaklık uygulamaları için kullanışlıdır.

XLPE (Çapraz Bağlı Polietilen)
XLPE (Çapraz Bağlı Polietilen)

XLPE, PE’den daha yüksek dielektrik kayıplara sahiptir ancak daha iyi yaşlanma özelliklerine ve su ağaçlandırmasına karşı dirence sahiptir. Normal çalışma sıcaklıkları tipik olarak 90ºC ile 110ºC arasındadır. Sıcaklık sınırı 250ºC’dir.

EPR (Etilen Propilen Kauçuk)

EPR, etilen ve propilenin bir kopolimeridir ve genellikle “elastomer” olarak adlandırılır.

EPR (Etilen Propilen Kauçuk)
EPR (Etilen Propilen Kauçuk)

EPR, PE ve XLPE’den daha esnektir ancak her ikisinden de daha yüksek dielektrik kayıplara sahiptir. Normal çalışma sıcaklıkları tipik olarak 90°C ile 110°C arasındadır. Sıcaklık sınırı 250°C’dir.

Kaynak
Görsel: Pixabay

İlginizi Çekebilir

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu