Podstawowymi funkcjami izolacji przewodów elektrycznych jest ochrona użytkowników przed porażeniem, jak również zapewnienie bezawaryjnego działania instalacji elektrycznej.
Odseparowując przewody fazowe od neutralnych zapewnia się właściwy przepływ prądu. Grubość i rodzaj materiału, z którego została wykonana izolacja, mają również przełożenie na własności elektryczne przewodów, takie jak napięcie znamionowe i temperatura pracy. Izolacja jest narażona na różnego rodzaju uszkodzenia, które mogą doprowadzić do utraty jej ciągłości i w efekcie – zwarcia elektrycznego. Przy braku odpowiednich zabezpieczeń prąd zwarciowy o wysokiej wartości może być niebezpieczny dla zdrowia i życia ludzkiego, doprowadzić do zniszczenia instalacji oraz urządzeń, a nawet pożaru. Ponieważ przewody pracują w różnych warunkach i są narażone na oddziaływanie różnorodnych czynników, istnieją obecnie dziesiątki materiałów izolacyjnych, które różnią się pomiędzy sobą właściwościami.
Od włókna do polwinitu
Choć może trudno w to uwierzyć, pierwsze izolacje przewodów elektrycznych stosowanych jeszcze na początku XIX wieku były wykonywane z materiałów włókienniczych. Dopiero później pojawiły się izolacje z gumy, a następnie – z tworzyw sztucznych. Obecnie najpopularniejszym tworzywem do produkcji rozmaitych powłok przewodów elektrycznych, zarówno indywidualnej izolacji poszczególnych żył, jak i wspólnych powłok chroniących cały przewód wielożyłowy, jest polwinit, oznaczany literą Y. Powstaje on w procesie plastyfikacji (zmiękczenia) polichlorku winylu, który nabiera dzięki temu większej wytrzymałości na zginanie, łamanie czy pękanie. Warto również zaznaczyć, że polwinit wyróżnia się wysoką stabilnością chemiczną i jest niewrażliwy na większość rozpuszczalników.
W celu zwiększenia odporności powłoki na działanie tlenu, ciepła, światła widzialnego i UV doświadczeni producenci stosują ponadto cały szereg dodatków, takich jak na przykład antyutleniacze i stabilizatory. Dobre tworzywa izolacyjne z tego materiału są wzbogacane ponadto o modyfikatory udarności, które znacznie ograniczają ryzyko jego uszkodzeń. Na koniec, izolacja z polwinitu jest odporna na rozprzestrzenianie płomienia. Wszystko to sprawia, że polwinit jest niemalże idealnym materiałem do produkcji izolacji elektrycznych, jednak w trakcie pożaru emituje on trujący, gęsty dym, który może dodatkowo obniżać widoczność w trakcie ewakuacji. Dlatego w dużych obiektach publicznych i miejscach zagrożonych wybuchem czy pożarem zazwyczaj stosuje się inne rodzaje izolacji.
Najlepszym materiałem izolacyjnym jest polwinit, fot. nkt cables
Przewody do zadań specjalnych
Przewody elektryczne mogą stanowić ważny składnik ochrony życia ludzkiego i mienia w czasie pożaru.
– Takie funkcje pełnią przewody bezhalogenowe, które w zależności od składu mogą być produkowane jako niepalne lub nie rozprzestrzeniające ognia. Zamiast polichlorku winylu do ich produkcji używa się tworzyw bezhalogenowych, głównie odpowiednio modyfikowanego polietylenu. W odróżnieniu od przewodów tradycyjnych tworzywa te nie zawierają związków chloru, fluoru, jodu czy bromu, które uwalniane w trakcie pożaru wiążą się w trujące i korozyjne gazy. Dzięki temu przewody bezhalogenowe podczas spalania nie emitują gazów korozyjnych – mówi Mirosław Lazarek, Menadżer Produktu w firmie nkt cables.
Przewody bezhalogenowe nie rozprzestrzeniają płomienia, fot. nkt cables
Spośród tego rodzaju tworzyw najlepsze właściwości pod względem izolacyjnym, cieplnym i elektrycznym posiada polietylen usieciowany, oznaczany literami XLPE. W procesie sieciowania powstają poprzeczne wiązania pomiędzy łańcuchami cząsteczek, co wpływa na poprawę szeregu właściwości tworzywa, przy czym wymagany poziom sieciowania wynosi od 65% do 89%. Polietylen sieciowany jest bardzo wytrzymały na uszkodzenia mechaniczne. Przewody z tego typu izolacją nie zmieniają objętości pod wpływem temperatury i charakteryzują się szerokim zakresem temperatur pracy: od –20 do nawet 90°C. Oprócz budynków, w których występują duże skupiska ludzi i urządzeń, stosowanie przewodów bezhalogenowych jest zalecane również w instalacjach zasilających systemy alarmowe, przeciwpożarowe czy oświetlenia awaryjnego.
