Metalické a optické vodiče a káble PDF

Metalické a optické vodiče a káble Prednáška prednášajúci: doc. Ing. Juraj Packa, PhD. kancelária: C 105, blok C, 1. poschodie e-mail: [email protected] Klasifikácia a bodové hodnotenie 1. Aktívna účasť na laboratórnych cvičeniach a vy...

Metalické a optické vodiče a káble Prednáška prednášajúci: doc. Ing. Juraj Packa, PhD. kancelária: C 105, blok C, 1. poschodie e-mail: [email protected] Klasifikácia a bodové hodnotenie 1. Aktívna účasť na laboratórnych cvičeniach a vypracovanie referátov 20 bodov 2. Záverečná písomná skúška + dva písomné testy 60 + 20 bodov Na zápočet je potrebné absolvovanie laboratórnych cvičení a prípadné exkurzie a úspešné odovzdanie protokolov z meraní. Konečné hodnotenie študenta známkou je dané aktuálnym študijným poriadkom FEI STU. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  ROZDELENIE VODIČOV A KÁBLOV Vodiče a káble možno rozdeliť podľa množstva kritérií. Podľa materiálu jadier:  metalické  optické Podľa prenášanej frekvencie:  nízkofrekvenčné  vysokofrekvenčné Podľa napäťovej hladiny:  nízkonapäťové (do 1kV)  vysokonapäťové (od 1kV do 35 kV)  veľmi vysokého napätia (110 kV, 220 kV a viac) Podľa oblasti ich aplikácie alebo výnimočných vlastností (špeciálne):  supravodivé  automobilové  výhrevné  pre ropné polia  kompenzačné (termočlánkové)  so zvýšenou odolnosťou voči požiaru  podmorské  a ďalšie Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL Podľa určenia:  VODIČE NA VINUTIA Sú konštrukčne najjednoduchšie, skladajú sa len z jadra a izolácie a sú určené na navíjanie cievok vinutí elektrických strojov a prístrojov.  SILNOPRÚDOVÉ VODIČE A KÁBLE Slúžia hlavne na prenos a rozvod elektrickej energie: - inštalačné vodiče a káble - zapuzdrené a izolované vodiče  OZNAMOVACIE VODIČE A KÁBLE Slúžia hlavne na prenos informácií: - metalické - optické Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  SILNOPRÚDOVÉ VODIČE A KÁBLE ZÁKLADNÉ POJMY A DEFINÍCIE DEFINÍCIE JEDNOTLIVÝCH KONŠTRUKČNÝCH PRVKOV KÁBLOV SA LÍŠIA V ZÁVISLOSTI OD POUŽITEJ LITERATÚRY. KÁBEL konštrukčne zložitejší, pozostáva spravidla z jednej alebo viacerých izolovaných žíl, ktoré sú chránené plášťom, prípadne ďalším obalom proti vonkajším vplyvom, môže obsahovať tienenia, výplňový materiál, prípadne ďalšie konštrukčné prvky. VODIČ jednoduchšia konštrukcia v porovnaný s káblom ŠNÚRA ohybný kábel s obmedzením počtu žíl malého prierezu JADRO časť vodiča alebo kábla, ktorej funkciou je vedenie elektrického prúdu IZOLÁCIA izolačný materiál zabezpečujúci požadované elektroizolačné vlastnosti Izoluje jadro od okolitého prostredia:  od susednej fázy, ochranného vodiča  od okolia Množstvo používaných materiálov, napr. PVC, PE, XLPE, EPR, PTFE atď. Budeme sa nimi zaoberať neskôr podrobnejšie. ŽILA spoločný názov pre jadro a izoláciu Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL PLÁŠŤ celistvý kovový alebo nekovový ochranný obal Chráni kábel pred vlhkosťou, UV žiarením, chemikáliami, škodcami a inými vplyvmi prostredia počas prevádzky. Materiál: plast, Al, Pb.... TIENENIE JADRA A IZOLÁCIE tieniaca vrstva z nekovového a/alebo kovového materiálu pokrývajúca jadro a izoláciu. Pre vysokonapäťové káble na homogenizácia elektrického poľa. Materiály: polovodivý plast alebo papier, príp, kovová fólia 6-CXKFE-R 1x240/LOCA 1 –medené jadro kruhové viacdrôtové 7 6 5 4 3 2 1 2 – izolácia žily z bezhalogénovej zmesi na báze XLPE s vnútornou a vonkajšou polovodivou vrstvou 3 – polovodivá páska 4 – vnútorný XPE plášť 5 – tienenie - Cu páska 6 – ovinutie sklotextilnou páskou 7 - plášť z oheň nešíriacej zmesi typu LOCA; PE typu SHF2 TIENENIE KÁBLA uzemnená kovová vrstva uzatvárajúca elektrické pole vo vnútri kábla a/alebo chrániaca kábel pred vonkajšími elektrickými vplyvmi, prípadne tvoriacu ochranu pred nebezpečným dotykom VÝPLŇ materiál použitý na vyplnenie priestorov medzi žilami viacžilového kábla, prípadne na vytvorenie kruhového tvaru kábla. Nesmie ovplyvňovať izolačné vlastnosti izolácie a zároveň sa nesmie lepiť ako na izoláciu a plášť, tak ani na plášť. Materiál: guma, PVC, atď. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL STOČENÁ DUŠA KÁBLA sústava navzájom skrútených žíl alebo jednožilových káblov bez spoločného obalu PODUŠKA zmäkčujúca vrstva umiestnená pod pancierom (kovovou vrstvou) a plášťom kábla Ochraňuje plášť pred mechanickým poškodením od panciera v procese výroby, inštalácie alebo prevádzky. PANCIER obal z spravidla z kovových (oceľových, duralových) drôtov, pások alebo prúžkov chrániaci pred vonkajším mechanickým poškodením OPLETENIE obal zo spleteného kovového alebo nekovového materiálu Opletenie môže slúžiť na mechanickú ochranu, ochranu pred nebezpečným dotykom, ochrana pred elektromagnetickým rušením. Materiál: polyester (PET), nylon, sklenená tkanina, bavlna, Cu.... Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  110 KV KÁBEL Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL KONŠTRUKCIA JADIER Samotná konštrukcia je daná požadovanou ohybnosťou. Plné jadro tvorí kompaktný materiál. Používajú sa menšie prierezy. Zložené jadro je tvorené jednotlivými vodičmi. Lepšia ohybnosť a obmedzenie skin efektu. Plné jadro Zložené jadro Spôsob akým sa jednotlivé drôty stáčajú sa nazýva lanovaním. Zložené jadrá sa stáčajú a vytvára sa tvz. skrut. Ohybnosť závisí od počtu vodičov (drôtov) a od dĺžky skrutu. Väčší počet vodičov a kratší skrut znamená väčšiu ohybnosť. Dĺžka skrutu je axiálna dĺžka jedného jedného úplného závitu skrutkovice. Kvôli súdržnosti a stálosti sa smer a dĺžka skrutu jednotlivých polôh (vrstiev) strieda (ľavý-pravý-ľavý, atď) Sypané jadro: jednotlivé vodiče sú voľne uložené paralelné drôty bez pravidelného skrutu. Výstavba jadier 1 + 6 + 12 +......+6, príp. v strede sú 3, 4 drôtiky tzv. šesťková výstavba Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL TRIEDY JADIER Poznáme 4 triedy jadier (STN EN 60228):  trieda 1: plné jadrá (strong round conductors)  trieda 2: lanované kruhové nezhustené jadrá, lanované kruhové zhustené jadrá a lanované tvarované jadrá (stranded conductors)  trieda 5: ohybné jadrá (flexible stranded conductors)  trieda 6: ohybné jadrá (ohybnejšie ako trieda 5) (high-flexibility stranded conductors) Triedy 1 a 2 sú určené pre pevné uloženie. Triedy 5 a 6 sú určené pre použitie v ohybných kábloch a šnúrach. Možno ich, ale použiť aj na pevné uloženie. Jadrá môžu byť:  z holej alebo pokovovanej žíhanej medi (trieda 1, trieda 2, trieda 5, trieda 6)  z hliníka alebo z hliníkových zliatin (trieda 1, trieda 2) Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  Menovité prierezy jadier Triedy jadier Menovité prierezy jadier (mm2) Trieda 1 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - (plné jadrá) 240- 300 - 400 - 500 - 630- 800 - 1000 - 1200 Trieda 2 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - (lanované jadrá) 240- 300 - 400 - 500 - 630- 800 - 1000 - 1200 – 1400 – 1600 – 1800 – 2000 - 2500 Trieda 5 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - 240- 300 - (ohybné jadrá) 400 - 500 - 630 Trieda 6 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - 240- 300 (ohybné jadrá) Poznámka: Al musia mať prierez minimálne 10 mm2 a väčší (kvôli mechanickým vlastnostiam) Poznámka: nie všetky prierezy sa bežne používajú Problém Al vodičov je ich „tečenie“. Prejavuje sa najmä pri prehriatí (prúdovom preťažení) vodičov na montovaných spojoch Riešenia:  pravidelná kontrola ( napr. pomocou termovíznej kamery) vykonávaná na rozvádzačoch v plne zaťaženom stave  doťahovanie skrutkových spojov  lisovanie Al spojov Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL TVARY A KONŠTRUKCIE PRIEREZU JADIER kruhový prierez zložené zložené zlisované plné nezlisované (komprimované) sektorový prierez zložené zlisované plné zložené nezlisované (komprimované) zložené z viacerých Rôzne segmentový vzájomne tvary prierez izolovaných prierezu segmentov kruhové obdĺžnikové trolejové segmentové Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  s kanálom na chladenie kruhové zložené segmentové s zložené s kanálom z profilových kanálom drôtov s kanálom Medzinárodné značenia výstavby jadier káblov RF RMV SE SM RE RM kruhový mnohodrôtový kruhový mnohodrôtový Sektor jednodrôtový Sektor mnohodrôtový kruhový jednodrôtový kruhový mnohodrôtový s jemným lanovaním komprimovaný komprimovaný (sector-shaped single (round single wire) (round multi wire) (fine-stranded round (compressed round multi (compressed sector- wire) multi wire) wire) shaped multi wire) Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL POROVNANIE ELEKTRICKEJ VODIVOSTI (REZISTIVITY) KOVOVÝCH MATERIÁLOV Rezistivita Vodivosť Relatívna pri 20°C pri 20°C rezistivita Materiál ρ  pri 20°C (10-8 Ω.m) (107 S.m-1) (Meď = 100 %) Striebro Ag 1.63 6.13 95 Meď Cu 1.72 5.81 100 Vodivosť je prevrátená Zlato Au 2.20 4.55 128 hodnota rezistivity: Hliník Al 2.83 3.53 165 Horčík Mg 4.20 2.38 244 Zinok Zn 5.90 1.69 343 Nikel Ni 6.99 1.43 406 Kobalt Co 6.30 1.59 366 Železo Fe 10.10 0.99 587 Platina Pt 10.60 0.94 616 Cín Sn 12.60 0.79 733 Olovo Pb 20.60 0.49 1198 Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL NA PRENOS ELEKTRICKEJ ENERGIE SA POUŽIVAJÚ VODIČE (JADRÁ)  medené (Cu)  hliníkové (Al) ŠPECIÁLNE VODIČE (JADRÁ) Na špeciálne účely napr.:  pre vysoké teploty  pre agresívne prostredia  na termočlánky  iné Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL POROVNANIE VLASTNOSTÍ MEDI A HLINÍKA Veličina Jednotka Meď Hliník (Cu) (Al) teplota tavenia °C 1083 658 merná tepelná vodivosť pri W.m-1.K-1 394 209 20°C teplotný súčiniteľ rozťažnosti K-1 16,3.10-6 23,8.10-6 rezistivita pri 20°C Ω.mm2.m-1 0,0172 0,0283 (merný odpor) teplotný súčiniteľ odporu K-1 0,00393 0,00403 pevnosť v ťahu MPa 190-450 70-200 Hustota (merná hmotnosť) g.cm-3 8,89 2,70 Poznámka: Číselné údaje uvedené v tabuľke berte s rezervou!!! UVEDENÉ HODNOTY SA V ZÁVISLOSTI OD LITERATÚRY LÍŠIA A NAVYŠE NEZNAMENAJÚ AUTOMATICKY HODNOTY, KTORÉ SÚ PREDPÍSANÉ PRE HOTOVÉ VÝROBKY (JADRÁ). Pre jednotlivé prierezy jadier udáva hodnoty maximálneho odporu prepočítané na jednotku dĺžky (Ω/km) norma STN EN 60228. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  Meď má vyššiu teplotu topenia, tepelnú aj elektrickú vodivosť ako aj pevnosť v ťahu. Výhodou je aj nižšia tepelná rozťažnosť. ALE!! Hliník má cca 69 % vyššiu rezistivitu ako meď, čo znamená, že pri rovnakom odpore má priemer jadra väčší o cca 30 %. To, ale zároveň znamená, že má väčší povrch ako vodič medený a pri rovnakom oteplení ho môžeme ho viac zaťažiť (1,39:1). Hliník má cca 3,5 krát menšiu mernú hmotnosť, čo aj pri jeho o cca 69 % vyššej rezistivite znamená pri rovnakom odpore cca polovičnú hmotnosť, ako rovnako dlhý medený vodič Meď a hliník nie je dovolené spájať dohromady. Vzniká elektrochemická korózia, ktorá spôsobí znehodnotenie spoja. Zvýši sa prechodový odpor, ktorý spôsobí Joulove straty a následné prehrievanie spoja. CUPALOVÉ podložky a plechy Spojky lisovacie Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL VLASTNOSTI KONKRÉTNYCH MATERIÁLOV JADIER KÁBLOV A VODIČOV MEĎ Cu je po striebre najlepším elektrickým vodičom. Používa sa tzv. elektrolyticky rafinovaná meď čistota, min. ECu - 99,90 % Mechanické vlastnosti závisia od čistoty a predchádzajúceho mechanického a tepelného spracovania. Využitie v elektrotechnike  jadrá a tienenia silových káblov a vodičov  jadrá dátových káblov a vodičov  vinutia motorov a transformátorov  pásové vodiče na rozvod el. energie (zbernice)  trolejové vedenia  a ďalšie Využitie v elektrotechnike podľa mechanických vlastností  mäkká meď: pevnosť v ťahu 190-240 MPa (jadrá káblov a vodičov, vinutia motorov a transformátorov)  polotvrdá meď: pevnosť v ťahu 250-300 MPa (trolejové vodiče, laná, profilové vodiče)  tvrdá meď: pevnosť v ťahu 300-450 MPa (kontakty, lamely komutátorov) Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL HLINÍK Používa sa tzv. elektrolytický rafinovaný hliník (EAl), čistota min. 99,5 % Mechanické vlastnosti závisia podobne ako u medi od čistoty a predchádzajúceho mechanického a tepelného spracovania. Hliník sa dodáva v rôznou úrovňou tvrdosti od mäkkého cez polotvrdý až po tvrdý (pevnosť v ťahu od 70 MPa až po cca 200 MPa) Využitie v elektrotechnike  jadrá a ochranné obaly silnoprúdových káblov a vodičov  pásové vodiče na rozvod el. energie (zbernice)  vinutia distribučných transformátorov  hliníkové fólie  vonkajšie vedenia  zapúzdrené vodiče  ďalšie Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  VLASTNOSTI VYBRANÝCH IZOLAČNÝCH A PLÁŠŤOVÝCH MATERIÁLOV V súčasnej dobe sa ako izolačný materiál pre výrobu káblov používa množstvo elektroizolačných materiálov. Pri ich výbere pre konkrétne aplikácie sú rozhodujúce najmä požadované vlastnosti, technológia výroby, vzájomný vplyv konštrukčných časti a ostatných komponentov na použitý elektroizolačný materiál, pri súčasnom zohľadnení ekonomického hľadiska. Fluor- Veličina Jednotky PE XPE PP PVC EVaC TPE SiR EPDM PA polymér Merná hmotnosť kg.m-3 920 – 950 920 – 950 890 – 910 1200 – 1400 920 – 950 920 – 980 1700 – 2200 1250 1200 1010 – 1020 Pevnosť MPa 20 20 20 15 10 10 40 - 60 6-8 10 - 15 55 - 60 v ťahu Ťažnosť % min. 500 min. 200 min. 500 min. 250 min. 600 300 - 400 150 - 400 250 - 300 300 - 600 200 - 300 Elektrická kV.mm-1 22 22 25 10 - 15 20 25 80 30 25 18 pevnosť Vnútorná .m 1017 1017 1017 1012 1011 1016 1016 1015 1015 1010 rezistivita Merné teplo kJ.kg-1.K-1 1,7 – 2,2 1,7 – 2,2 1,8 – 2,0 0,06 2,31 1,8 – 2,0 1,9 – 3,5 0,84 1,75 – 1,9 1,6 Koeficient tepelnej W.m-1.K-1 0,35 0,35 0,16 0,17 0,34 0,30 – 0,35 0,20 0,20 0,3 - 0,35 0,25 – 0,29 vodivosti Dlhodobá -50 až -50 až -10 až -20 až -50 až -190 až -50 až -60 až -60 až teplota °C -40 až +100 +80 +100 +100 +90 +120 +260 +200 +90 +105 použitia Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL VLASTNOSTI VYBRANÝCH IZOLAČNÝCH A PLÁŠŤOVÝCH MATERIÁLOV SPRACOVATELNOSŤ RELATÍVNA PERMITIVITA ŤAŽNOSŤ TEPLOTNÁ ODOLNOSŤ REZISTIVITA PEVNOSŤ V ŤAHU ODOLNOSŤ VOČI ELEKTRICKÁ PEVNOSŤ ROZPÚŠŤADLÁM, UV ZMRŠTITEĽNOSŤ ŽIARENIU A POD PRIEPUSTNOSŤ VODY A VLASTNOSTI V POŽIARI NASIAKAVOSŤ OTERUVZDORNOSŤ TEPELNÁ VODIVOSŤ EXISTUJE MNOŽSTVO ĎALŠÍCH VLASTNOSTÍ, KTORÉ SÚ VÝŽADOVANÉ V ZÁVISLOSTI OD KONKRÉTNEHO TYPU A PREVÁDZKOVÉHO PROSTREDIA KÁBLA. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL VLASTNOSTI VYBRANÝCH IZOLAČNÝCH A PLÁŠŤOVÝCH MATERIÁLOV Izolačné materiály sú vo všeobecnosti spolu s jadrami najdôležitejšia konštrukčná a materiálová súčasť vodičov a káblov. Rozdelenie izolačných materiálov na základe jedného univerzálneho kritéria je náročné. Možno ich rozdeliť na základe viacerých kritérií, ako napríklad podľa:  pôvodu  chemického zloženia  ich chovania pri zaťažení teplotou a tlakom  charakterom ich chemickej reakcie V rámci prednášky použijeme nasledovné delenie izolačných materiálov: - TERMOPLASTY - REAKTOPLASTY (TERMOSETY) - ELASTOMÉRY - KOMPOZITNÉ ZMESOVÉ A ANORGANIKA Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL TERMOPLASTY Termoplastická izolácia má schopnosť mäknúť pri zohrievaní a tvrdnúť pri ochladzovaní v určitom teplotnom intervale pričom tento proces je možné opakovať. Sú teda opakovane teplom tvarovateľné. Polyvinylchlorid (PVC) (- CH2 – CHCl -)n je v súčasnosti jedným z najrozšírenejších plastov. Napr. väčšina autokáblov, ale aj bežných domových inštalácií. Horí pri priamom kontakte s ohňom (keď je podporovaný dodávaním tepla) , ale zhasína - tzv. samozhášavý. - mäkčený PVC Použitie elektrotechnike najmä pri výrobe izolovaných vodičov a silnoprúdových káblov (celoplastové káble). Špeciálny (napr. autokáble) max. do 110 °C, bežný PVC do 70 °C. - nemäkčený PVC Použitie rúry, tyče, dosky a výlisky Polyetylén (PE) (- CH2 – CH2 -) n sa vyrába polymerizáciou nenasýteného uhľovodíka etylénu. Podľa podmienok pri polymerizácii (tlak, teplota, druh a koncentrácia iniciátorov, resp. katalyzátorov, čas polymerizácie) dostávame polyetylén s rôznou relatívnou molekulovou hmotnosťou HDPE, LDPE, použitie do 60 – 70°C. Polypropylén (PP) ( - CH2 – CH –) n CH2 sa vyrába polymerizáciou propylénu. Je to bezfarebná, priesvitná, húževnatá, pružná a tvrdá látka. Vysoká teplota plasticity (okolo 165 °C). Skôr sa používa pre doplnkové predmety a zariadenie pre káble. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL Polytetrafluoretylén (PTFE) (- CF2 – CF2 -)n známy ako TEFLON, použitie až do 300°C. Výborné izolačné vlastnosti, môže sa používať v širokom rozsahu frekvencií, nedá sa striekať ako izolácia, používa sa technológia ovíjania a následného zlinovania. Použitie špeciálne vodiče pre vysoké teploty, vodiče pre vysoké frekvencie (jadrá Cu sa postriebrujú) Fluorovaný etylén-propylén (FEP) kopolymér (niekedy komerčne označovaný ako Teflon FEP) teplotná odolnosť – 270°C až + 205 °C, priehľadný dá sa striekať ako izolácia Polychlórtrifluoretylén (PCTFE) je termoplast, ktorého vlastnosti sa do určitej miery dajú porovnať s vlastnosťami PTFE. Je polárny, preto sa nedá použiť pri vyšších frekvenciách. Na rozdiel od PTFE sa ľahšie spracúva. Používa sa všade tam, kde sa uplatňujú jeho špecifické vlastnosti, najmä odolnosť k vlhkosti a vode, tepelná stálosť a pružnosť v rozpätí od -200 do 190 °C. Všetky fluoropolyméry sa vyznačujú - nehorľavosťou (samozhášavosťou) - vysokou elektrickou pevnosťou - extrémne vysokým izolačnýmodporom - vysokou lubricitou - veľmi nízkou hodnotou relatívnej permitivity - chemickou inertnosťou Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL Polyuretán (PUR) (-O – CO- NH-)n extrémne dobrá odolnosť voči oteru, tvrdosť, vysoká elasticita, odolnosť voči olejom a rozpúšťadlám , a pod. pre extrémne podmienky – oteruschopnosť – bane, kameňolomy, špeciálna technika, autovodiče, teplotná odolnosť od – 40 do 100 °C Polyamidy (PA) Vyrába sa z 1,6-diaminohexane, NH2 (CH2)6 NH2 a sebacoyl chloridu, ClCO(CH2)8COCl opakovaný reťazec –NH(CH2)6NH–CO(CH2)8CO– teplotná odolnosť 80 – 100°C, krátkodobo 170°C väčšinou ako konštrukčný materiál , napr. zdrhovačky a pod. Polyimidy (PI) sú plasty, vyznačujúce sa veľmi dobrou kombináciou vlastností, najmä zvýšenou tepelnou odolnosťou až do 300 °C. Hlavnou oblasťou ich použitia v elektrotechnike je laková izolácia a impregnácia vodičov. Vo forme fólií slúžia ako izolácia v točivých strojoch určených na zvýšené namáhanie (trakčné motory a pod.). Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL Polykarbonáty (PC) sú v podstate polyestery, ktoré sa pripravujú polykondenzáciou. Sú to tvrdé, húževnaté a priezračné látky, vyznačujúce sa schopnosťou pracovať v širokom rozmedzí teplôt od: - 100 do +135 °C, ε r = 2,9, tg0,01 Polyetyléntereftalát ( PET, PTE, PETE, PETP resp. PET-P) je termoplast zo skupiny polyesterov Použitie ako fólie s vysokou pevnosťou a dobrými dielektrickými vlastnosťami. Používa sa na ovíjanie duše dátových a aj silových káblov. Polybutylentereftalát (PBT) Je to semikryštalický termoplast, vlastnosťami sa podobá PET (krátkodobá tvarová stálosť do 165 °C) ale lepšia zpracovatelnost. Používa sa v elektrotechnike (napr. pro konektory). Jeho vlastnosti sú upravované prídavkom skleněných vlákien, minerálmi, retardérmi horenia a pod. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL REAKTOPLASTY Reaktoplastová izolácia sa v procese výroby pri vytvrdzovaní teplom alebo vplyvom iných faktorov napríklad radiácie, katalyzátorov a podobne nevratne mení na netaviteľný a nerozpustný materiál. Definícia zosietenej izolácie: Zosietená izolácia je izolácia z termoplastického materiálu, kopolyméru alebo zo zmesí týchto materiálov, ktorých vnútorná štruktúra sa mení pri vytvrdzovaní chemickou reakciou, ako zosietením alebo vulkanizáciou a/alebo fyzikálnym postupom, napr.ožiarením. XPE zosietený polyetylém Vzniká zosietením PE. Má skratku XPE, resp. XLPE. Zosieťovanie PE chemické - silány, peroxidy a radiačné. Významne iné vlastnosti ako lineárny PE, ktorý je len do 60 °C. XPE odolný trvale do 90°C, krátkodobo 130°C až do 250°C. Odolný voči rozpúšťadlám, VN a špeciálne vodiče, výhrevné vodiče a pod. zmršťovačky (pamäťová vlastnosť) Nezosietený polyetylén a znázornenie mechanizmu vzniku zosieteného polyetylénu Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL XPVC zosietený PVC je to zosietená forma PVC s výbornými vlastnosťami od – 18°C do cca 105°C. Výhodou je nešírenie plameňa. Používa sa na špeciálne vodiče, napr. špeciálne autokáble a na plášte káblov. Chlórovaný Poletylén (CPE) je to forma PVC, ale zosietená, s výbornými vlastnosťami od – 18°C do cca 105°C. Výhodou je nešírenie plameňa. Používa sa na špeciálne vodiče a na plášte káblov. Epoxidy (EP) Patria medzi často používané materiály. Má dobré mechanické, elektrické a adhézne vlastnosti. Používa sa vysokoteplotne odolné vodiče pre vinutia so skleným vláknom, resp. tkaninou. Živica sa po vytvrdení (zosietení) pomocou polyadičnej reakcie s vhodným vytvrdzovadlom. Vytvrdzovadlo rozhoduje aj o konečných vlastnostiach živíc. Teplotná odolnosť v závislosti od typu až od -60 do + 260 °C. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL ELASTOMÉRY Elastomérová izolácia je deformovateľná pri malom mechanickom namáhaní, pričom sa vracia do pôvodného stavu po uvoľnení tohto namáhania. Využitie elastomérov je najmä pri aplikáciách ohybných káblov alebo šnúr, ale nielen tam. Zástupcom elastomérov je vulkanizovaný lineárny polymér – kaučuk. Kedysi bol ako jediným kaučukom prírodný kaučuk, ktorý je však už v dnešnej dobe plne nahradený syntetickým kaučukom. Butadiénstyrénový kaučuk je kopolymérom butadiénu a styrénu. Je to najrozšírenejší syntetický kaučuk. Vulkanizuje sa sírou a dá sa veľmi dobre spracovať. Používa sa najmä na izoláciu káblov do napätia 1 kV. Etylénpropylénový kaučuk (EPR) je kopolymér etylénu s propylénom. Je prakticky nepolárny, preto sa v porovnaní s inými druhmi vyznačuje veľmi dobrými elektrickými vlastnosťami. Vulkanizuje sa organickými peroxidmi. Odoláva teplotám od -50 do 100 °C. Neodoláva účinkom minerálnych olejov a nepolárnych organických rozpúšťadiel. Silikónové kaučuky sa s ohľadom na svoje špecifické zloženie (ich základný reťazec je zložený z atómov O a Si ) významne odlišujú od predošlých druhov. Vulkanizácia sa robí pomocou organických peroxidov, možno však použiť aj vhodné ionizujúce žiarenie. Teploty do 180 °C, krátkodobo až do 350 °C. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL KOMPOZITNÉ ZMESOVÉ A ANORGANIKA  Kompozitné zmesové izolácie sa používajú na úpravu niektorých vlastností izolácií ako napríklad samozhášavosť, dymivosť, odkvapkávanie, atď. Najbežnejším typom retardérov horenia, ktoré sa pridávajú do polymérov je hydroxid hlinitý Al(OH)3 (známy ako ATH) a hydroxid horečnatý Mg(OH)2 (známy ako MGH). Pri zvýšených teplotách sa rozkladajú a tvorí sa voda, ktorá spomaľuje horenie.  Anorganické materiály úzko súvisia s teplotnou odolnosťou vodičov a káblov.  Napríklad sklosľudová páska sa používa sa ako prídavná vrstva na vodiče, ktorej úloha je odolávať priamemu ohňu v prípade požiaru po stanovenú dobu.(15 až 180 minút). Je vyrobená zo sľudového papiera, sklenej tkaniny a silikónovej živice. Sľudový papier je vyrobený z flogopitu alebo muskovitu, sklenená tkanina obsiahnutá prispieva lepšími mechanickými vlastnosťami (ťah a ohyb) a živica prispieva celistvosťou a elektrickou pevnosťou. Sklosľudové pásky, vľavo s muskovitom vpravo s flogopitom Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL   Vodiče s minerálnou izoláciou, ktorých izolácia pozostáva zo zlisovaného minerálneho prášku MgO (oxid horečnatý). Dosahujú vysokú teplotnú odolnosť teoreticky až teploty tavenia medi. Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL VLASTNOSTI VYBRANÝCH PLASTICKÝCH MATERIÁLOV Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL  ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ Metalické a optické vodiče a káble INTERNÝ MATERIÁL