Elektrik enerjisi, havai sistem veya yeraltı kabloları ile iletilebilir veya dağıtılabilir. Kablolar esas olarak gereksinime göre tasarlanmıştır. Kablolar genelde bütün bir kılıf ile bir arada tutulan, bir ya da daha fazla tek tek izole edilmiş elektrik iletkenlerinin bir birleşimidir. Kablolar esas olarak; iletken, yalıtkan, iç kılıf, zırh ve dış kılıftan meydana gelir.
 

► İlginizi Çekebilir: Kontrol Kabloları ve Uygulama Örnekleri

İletkenler, kablolardaki tek güç taşıma yoludur. İletkenlerin malzemeleri farklıdır. Esas olarak kablo endüstrisinde güç kabloları için bakır (ATC, ABC) ve alüminyum iletkenler kullanılmaktadır. Sınıf 1; katı, Sınıf 2; bükülü, Sınıf 5; esnek, Sınıf 6; Ekstra esnek (çoğunlukla şerit kablolar) olmak üzere farklı sınıflarda kullanılırlar.
 

Kablonun her iletkeninde PVC (Poly Vinyl Cloride), Polietilen (PE), silikon ve kauçuk gibi malzemeler ile izolasyon sağlanır. İzolasyon malzemesi çalışma sıcaklığına bağlıdır.
 

İç kılıf, çoğunlukla damarlı kablolarda kullanılır. Çok damarlı güç kablolarında yalıtılmış iletkenler için bağlayıcı olarak çalışır ve zırh sağlar. Kablonun bu kısmı ağırlıklı olarak PVC, kauçuk vb. tarafından oluşur. İç kılıfın hemen üzerinde zırh bulunur. Kablolarda zırhlama esasen akım taşıyan iletkenlere topraklama kalkanı sağlamak ve kablo emniyeti amacına yönelik olarak kullanılan bir işlemdir. İletkende herhangi bir yalıtım hatası olduğunda, arıza akımı zırhın içinden akar. Ekstra mekanik koruma ve kabloya sağlamlık sağlar.

Dış kılıf PVC, kauçuk, HFFR (Halojensiz Alev Geciktirici), PE (Polietilen), TPU (Termoplastik Poliüretan) gibi çoğu zaman yatak takımı ile aynı malzemeden yapılmış olan kablonun en dıştaki kısmıdır. Zırhın üzerinde mekanik, hava, kimyasal ve elektriksel olarak tamamen korunma sağlanır. Dış kılıf daha çok mekanik koruma sağlar.

İzolasyon iletken olmayan bir malzemedir veya elektrik akımı akışına dirençli bir malzemedir. Radyo frekans kablolarına genellikle dielektrik denir. İzolasyon elektrik kaçağına karşı dayanıklıdır, telin akımının diğer iletkenlerle temas etmesini önler ve su ve ısı gibi çevresel tehditlere karşı koruyarak telin malzeme bütünlüğünü korur. Telin güvenliği ve etkinliği onun izolasyonuna bağlıdır.

Aşağıda, her bir seçenek için tipik kullanımlar, avantajlar ve dezavantajlar hakkında bilgi içeren bir yalıtım malzemesi listesi verilmiştir.

 

PVC kılıf, çeşitli uygulamalarda kullanılma potansiyeline sahip, nispeten ucuz ve kullanımı kolay bir malzemedir. Maksimum sıcaklık aralığı genellikle -55 ° C ila 105 ° C'dir. Alev, nem ve aşınmaya karşı dayanıklıdır. Aynı zamanda benzin, ozon, asitler ve çözücülere karşı dayanıklıdır. Kokusuz, tatsız ve toksik olmadığı için tıbbi ve gıda ile ilgili amaçlar için de kullanılabilir. PVC ceketler hem ağır hem de ince duvar uygulamalarında kullanılabilir. Esneklik ve düşük sıcaklıklarda uzatılmış esnek bir ömür gerektiğinde PVC kullanılmamalıdır.

► Yarı Sert PVC (SR-PVC) 

SR-PVC esas olarak birincil yalıtım olarak kullanılır ve aşınmaya dayanıklıdır. SR-PVC ısı, su, asit ve alkali dayanıklılığının yanı sıra alev geciktiricidir.

► Plenum Polivinil Klorür (Plenum PVC) 

Plenum PVC, hava sirkülasyonuna izin vermek için açık bırakılan tavanların veya yükseltilmiş zeminlerin arkasındaki bina boşluklarında kullanıma uygundur. Standart PVC, plenum alanlarında güvenli kullanım için gerekli nitelikleri göstermediğinden plenum dışı bir yalıtım seçeneği olarak kabul edilir. Genel plenum yalıtım için daha sıkı yangın güvenliği düzenlemelerine uygunluk gerekir.

► Polietilen (PE) 

Bu bileşik, örnek niteliğindeki elektrik kalitesi nedeniyle, en çok koaksiyal ve düşük kapasitans kablolarında kullanılır. Uygun maliyetlidir ve dielektrik sabiti köpürtme yöntemi ile havanın dielektrik sabitine yaklaşabilir. Bu da onu yüksek hızlı iletim gerektiren kablolar için cazip bir seçenek haline getirir. Polietilen ayrıca çatlama, kesilme, lehimleme ve çözücülere karşı yüksek direnç sağlamak için çapraz bağlanabilir(XLPE). Polietilen, -65 °C ila 90 °C arasında değişen sıcaklıklarda kullanılabilir. Tüm polietilen yoğunlukları sert, sert ve esnek değildir. Malzeme ayrıca yanıcıdır. Alev geciktirici yapmak için katkı maddeleri kullanılabilir ancak bu dielektrik sabitini feda edip güç kaybını artıracaktır.

► Polipropilen (PP) 

Bu malzeme Polietilene çok benzer. -30 ° C ila 105 ° C daha geniş bir sıcaklık aralığına sahiptir. Esas olarak ince duvar birincil izolasyonları için kullanılır. Polipropilen elektrik özelliklerini iyileştirmek için köpürtülebilir.

► Poliüretan (PUR) 

Poliüretan, düşük sıcaklıklarda bile yüksek mekanik mukavemeti, esnekliği ve esneklik ömrü ile bilinir. Ayrıca kimyasal, su ve aşınma direnci için mükemmel derecelere sahiptir. Bu materyal, retraktil kord uygulamalarında iyi çalışır ve tuz-spreyi ve düşük sıcaklıkta askeri amaçlar için iyi bir seçenek olabilir. Poliüretan yanıcı bir malzemedir. Alev geciktirici versiyonu mukavemet ve yüzey kalitesini kaybeder. Bununla birlikte, poliüretanın ana dezavantajı, zayıf elektriksel özellikleridir.

► Klorlu Polietilen (CPE) 

CPE çok iyi ısı, yağ ve hava koşullarına dayanıklılık gösterir. Çoğu zaman CPE, CSPE'ye daha düşük maliyetli, daha çevre dostu bir alternatif olarak hizmet vermektedir. Yangına maruz kaldığında güvenilir performansı da PVC yalıtımına olumlu bir alternatif oluşturmaktadır. Klorlu Polietilen, güç ve kontrol kablolarında ve endüstriyel enerji santrali uygulamalarında yaygın olarak bulunur.

► Naylon 

Naylon genellikle daha yumuşak yalıtım bileşikleri üzerine geçirilir. Özellikle ince duvar uygulamalarında güçlü aşınma, kesilme ve kimyasal direnç gösteren sert bir ceket görevi görür. Ayrıca son derece esnektir. Naylonun bir dezavantajı, bazı elektrik özelliklerini bozan nemin emmesidir.

Kauçuklar

► Termoplastik Kauçuk (TPR) 

Birçok uygulamada, TPR gerçek termoset lastiği değiştirmek için kullanılır. Geliştirilmiş renklendirilebilirlik, daha yüksek işlem hızları ve daha geniş kullanılabilir sıcaklık aralığı vardır. Aynı zamanda sertleşmeden mükemmel ısı, hava ve nem direnci de gösterir. TPR kesilmeye dirençli değildir, ancak kauçuğun diğer özelliklerinin tercih edildiği uygulamalarda kullanılabilir.

► Neopren (Polikloropren) 

Neopren istenilen niteliklerini elde etmek için sertleştirilebilen sentetik bir termoset lastiktir. Yüksek aşınma, kesilme, yağ ve çözücü direnci sergiler. Neopren, uzun ömrü ve geniş sıcaklık ve kullanılabilirlik değerleri ile de bilinir. Yüksek alev geciktiricidir ve kendiliğinden söner. Askeri kablolar genellikle Neopren içerir.

► Stiren Butadien Kauçuk (SBR) 

Bu, Neoprene benzer niteliklere sahip bir termoset bileşiğidir. -55 °C ila 90 °C sıcaklık aralığına sahiptir. SBR esas olarak Mil-C-55668 kablolarında kullanılır.

► Silikon 

Bu malzeme son derece ısıya dayanıklı ve alev geciktiricidir ve yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir. Orta derecede aşınmaya dayanıklıdır. Silikon ayrıca son derece esnektir. Faydaları, uzun bir depolama ömrü ve birçok elektrik uygulamasında gerekli olan iyi birleştirme özelliklerini içerir.

► Fiberglas 

Fiberglas en çok kullanılan cam yalıtımdır. Bu malzeme yüksek ısıya, nem ve kimyasallara dayanıklıdır. Ortak uygulamaları arasında ısı işleme, cam ve seramik fırınları, dökümhaneler ve alüminyum işlemede kapsamlı uygulamalar yer alır.

► Etilen Propilen Kauçuk (EPR) 

EPR, mükemmel termal özellikleri ve elektriksel özellikleriyle bilinir. Diğer kablolarla aynı yük taşıma kapasitesi için daha küçük bir kesit alanına izin verir. Yüksek voltajlı kablolarda yaygın olarak kullanılır. Bu malzemenin esnekliği, onu aynı zamanda madencilik endüstrisindeki geçici tesisler ve uygulamalar için de uygun hale getirir. Bu kauçuklar ayrıca ısı, oksidasyon, ayrışma, su, asit, alkol ve alkali direnci için değerlidir. EPR, -50 °C ila 160°C sıcaklık aralığında kullanılabilir. EPR diğer yalıtım seçenekleri kadar yırtılmaya karşı dayanıklı değildir. Ayrıca nispeten yumuşaktır ve hasar görmemesi için kurulum sırasında daha fazla dikkat gerektirebilir.

► Kauçuk 

Kauçuk yalıtımı genel olarak, her biri çok çeşitli uygulamalarda kullanılmak üzere çeşitli formüllerde bulunan hem doğal kauçuk hem de SBR bileşikleri anlamına gelir. Formüller değiştiğinden, sıcaklık aralıkları ve bazı diğer temel özellikler de değişir. Bu tip yalıtım, zayıf yağ ve ozon direncine sahip olsa da, düşük sıcaklık esnekliği, iyi su ve alkol direnci, iyi elektrik özellikleri ve mükemmel aşınma direnci sergiler.

► Klorosülfonlanmış Polietilen (CSPE) 

CSPE düşük voltajlı yalıtım olarak iyi çalışır. Geniş bir sıcaklık aralığında, kimyasallara ve UV ışınlarına karşı iyi direnci ile bilinir. Bu yalıtım malzemesi, cihaz giriş çıkış telleri, bobin uçları, trafo uçları ve motor giriş çıkış telleri içinde bulunabilir.

► Etilen Propilen Dien Monomer (EPDM) 

Bu sentetik kauçuk yalıtım, olağanüstü ısı, ozon, hava ve aşınma direncini gösterir. EPDM ayrıca mükemmel elektriksel özellikler sergiler. Diğer avantajları, yüksek ve düşük sıcaklıklarda -55 ° C ila 150 ° C arasında mükemmel esneklik ve iyi dielektrik dayanımını içerir. EPDM, bazı uygulamalarda silikon kauçuğun yerini alır.

Floropolimerler

 

► PFA 

PFA, 250 °C ila 65 °C arasında değişen sıcaklık derecelerine sahiptir. Aynı zamanda çok düşük bir yayılma faktörüne sahiptir. Bu özelliği, onu elektrik açısından verimli bir seçenek haline getirir. PFA, büyük uzunluklarda işlenebilmesine rağmen pahalı bir malzemedir.

► Politetrafloroetilen (PTFE) 

PTFE, -73 °C ila 204 °C arasında geniş bir sıcaklık aralığında kullanılabilen termoplastik bir malzemedir. Su, yağ, kimyasal ve ısıya karşı dayanıklı olduğu gibi son derece esnektir. PTFE'nin mekanik özellikleri diğer plastiklere göre düşüktür.

► Florlu Etilen Propilen (FEP) 

Bu malzeme, işleme özellikleri ve geniş uygulama alanları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda yüksek derecede aleve dayanıklıdır. FEP plenum kablo ve askeri uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

► ETFE Tefzel ve ECTFE Halar 

Bu malzemeler, PFA veya FEP'den daha güçlü ve daha esnektir ve ışınlama yoluyla termoset haline gelebilir. Köpük ECTFE ve ETFE, veri iletimini iyileştirir ve ağırlığı azaltır. ETFE ve ECTFE, FEP'in birçok elektrik avantajından yoksundur.

► Poliviniliden Florür (PVDF) 

PVDF, esnek, hafif ve termal olarak kararlı, ayrıca kimyasallara, ısıya, havaya, aşınmaya ve yangına dayanıklıdır. Aynı zamanda nispeten düşük maliyetli bir yalıtım seçeneğidir. Bu yalıtım, çok çeşitli endüstri ve uygulamalarda kullanılmaktadır. Genelde UL Standart 910 Plenum Kablo Alev Testini karşılayan kablolarda, genellikle binanın tavanlarında hava akışını önlemek için uygun olan kabloları göz önünde bulundurarak, genellikle düşürülmüş tavanların veya yükseltilmiş zeminlerin arkasında bulunur.

► Termoplastik Elastomerler (TPE) 

Termoplastik elastomerler, her bir malzemenin faydalarını bir yalıtım ürününe birleştirmek için tipik olarak bir plastik ve kauçuktan oluşan bir polimer karışımından oluşur. TPE, bir plastiğe benzer şekilde kalıplanabilir, uzatılabilir ve yeniden kullanılabilir. Ayrıca esnekliği ve lastik gerilmesini korur. TPE, geleneksel elastomerlerin gerekli fiziksel özellik yelpazesini sağlayamadığı uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Otomotiv uygulamalarında ve ev aletlerinde giderek daha fazla oranda bulunmaktadırlar. TPE'nin dezavantajları arasında zayıf kimyasal ve ısı direnci, düşük termal kararlılık ve diğer yalıtım tiplerinden daha yüksek maliyet bulunmaktadır.

 

Kablolarda Zırhlama Malzemeleri

Kablolarda iletken, yalıtkan ve kılıf gibi ana bileşenlerden biri makanik koruma sağlamak amacıyla yapılan zırhlamadır. Zırhlama, bir ara kılıf, dolgu veya başka bir ayırıcı üzerine uygulanır. Kablo, zırhlama ile darbe, kesme, ezme ve kemirgen gibi dış etkenlere karşı korunur. Zırhlama tipleri kullanılan malzeme ve kapama oranına göre çeşitlilik gösterir. Birçok insan zırhlı kablonun sadece metal korumasına sahip olduğunu düşünebilir. Tam olarak, zırh malzemesinin metal olması gerekmez. Malzeme lif ipliği, cam ipliği, polietilen vb. olabilir. En yaygın zırh malzemeleri birbirine geçmeli galvanizli çelik, kilitli alüminyum, oluklu ve kaynaklı alüminyumdur.

► Çelik 

Bu malzeme ezilme ve darbelere dayanıklıdır. Alüminyumdan daha güçlüdür, ancak % 10-40 daha ağırdır. Yüksek akım uygulamalarında çelik, elektromanyetik parazitlenmeyi engellemede alüminyumdan daha etkilidir.

►  Alüminyum 

Alüminyum, çelik zırhtan yaklaşık beş kat daha iletkendir ve çeliğe göre daha hafiftir. Darbelere karşı dayanıklıdır, ancak çelikle aynı ezilme direncine ulaşmak için, alüminyum zırh beş milimetre daha kalın olmalıdır. Düşük akım uygulamalarında, alüminyum kabloları elektromanyetik girişimden daha korur.



Kaynak: