Linie kablowe mają wiele zalet: są bezpieczne, mniej awaryjne, trwałe i nie psują krajobrazu. Inwestycja wiąże się ze znacznymi kosztami, dlatego tak ważne jest, aby żywotność linii kablowej wynosiła kilkadziesiąt lat. Konieczne okazuje się więc dobieranie kabli o właściwej konstrukcji i parametrach technicznych – duże znaczenie ma między innymi dobra izolacja, dlatego warto przyjrzeć się zaletom i wadom różnych materiałów izolacyjnych.

Budowa kabli elektroenergetycznych

Warto zacząć od tego, z czego składa się kabel elektroenergetyczny. Do jego części należą: jedna lub kilka żył, które mogą (ale nie muszą) być pokryte warstwą ochronną i (czasami) osłoną ochronną. Kabel może składać się również z żył izolowanych, znajdujących się w powłoce/osłonie ochronnej i pancerzu. Właśnie dlatego, niezbędny staje się obierak do kabli, który pozwala na zdjęcie powłok zewnętrznych. Kabel elektroenergetyczny różni się od przewodu, ponieważ posiada żyłę powrotną.

Do produkcji kabli elektroenergetycznych wykorzystuje się bardzo różne materiały, tak samo jest w przypadku izolacji. Jest wykorzystywana do odizolowania poszczególnych części od siebie nawzajem oraz od elementów uziemienia. Najprościej mówiąc, izolację wykonuje się na dwa sposoby. Wykonuje się obwoje z papieru nasyconego syciwem – takie kable są nazywane kablami z izolacją tradycyjną, czasem też kablami masowymi. Izolację można wykonywać również w formie wytłoczenia – wtedy wykorzystywane są polietylen i polietylen usieciowany.

Różne rodzaje izolacji do kabli elektroenergetycznych

Podczas układania linii kablowych bardzo ważne jest zabezpieczenie ich przed uszkodzeniem. Warto dbać o to na każdym etapie: od produkcji kabli o odpowiedniej izolacji, przez ostrożność podczas transportu (dlatego zastosowanie znajduje np. przyczepa do bębnów), po odpowiednie techniki układania. To szeroki temat, ale w tym artykule skupimy się na bezpieczeństwie na pierwszych etapach, czyli podczas produkcji kabli elektroenergetycznych.

Izolacja papierowa

Wykorzystuje się tutaj papier kablowy nasycony syciwem nieściekającym (nazywanym też zagęszczonym). Do wykonania takiego papieru wykorzystuje się celulozową masę siarczanową, produkowaną z drewna świerkowego lub sosnowego. Duże znaczenie ma stopień rozdrobnienia masy, ponieważ to razem z nim zmieniają się właściwości gotowego papieru. Im mniej rozdrobnione włókna, tym są wytrzymalsze i bardziej nasiąkliwe, ale też papier w większym stopniu przepuszcza powietrze. Znaczenie ma oczywiście również wytrzymałość elektryczna, która rośnie razem z gęstością, czystością masy i równomiernym rozłożeniem włókien. Niestety, wysoka przepuszczalność powietrza, która pojawia się przy niewielkim rozdrobnieniu włókien, obniża wytrzymałość elektryczną. Papier spełnia określone wymagania techniczne, między innymi jego grubość musi mieścić się w przedziale 0,12-0,008 mm, a obciążenie zrywające w kierunku poprzecznym nie powinno być niższe od 59 N.

Ważny jest nie tylko sam papier, ale też substancje wykorzystywane do jego nasycania. W przypadku kabli o napięciach znamionowych do 18/30 kV, wykorzystuje się dwa rodzaje syciw izolacyjnych olejowych: zwykłe i nieściekające. Syciwo zwykłe produkuje się z oleju kablowego i kalafonii sosnowej. Jego zaletą jest przede wszystkim niska lepkość.

Nieco inaczej produkuje się syciwo nieściekające, które powstaje z oleju kablowego zagęszczanego woskami syntetycznymi i poliizobutylenem. Do syciwa dodaje się również kalafonię sosnową, która pełni funkcję stabilizatora. Woski i poliizobutylen zwiększają elastyczność. Warto jednak pamiętać, że jak każde inne rozwiązanie, syciwa nieściekające również mają wady. Jeżeli olej pochodzi z destylacji ropy naftowej, niestety charakteryzuje się wysokim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Coraz częściej stosuje się jednak syciwa nieściekające syntetyczne, które mają współczynnik rozszerzalności cieplnej zbliżony do syciwa zwykłego.

Zalety i wady izolacji papierowej

Do największych zalet izolacji papierowej należą niski koszt i wysoka trwałość. Mają jednak również sporo wad, przede wszystkim: są ciężkie i sztywne, co utrudnia montaż oraz powoduje konieczność zastosowania dodatkowej powłoki ołowianej lub aluminiowej. Hamulcem w ich stosowaniu są też względy ekologiczne, ponieważ ich wykorzystanie wiąże się z ryzykiem zanieczyszczenia środowiska. Jeżeli pojawi się uszkodzenie metalicznej powłoki kabla, związki wykorzystywane do produkcji syciwa przedostają się do otoczenia. Jest to jeden z głównych powodów, dlaczego coraz częściej wykorzystuje się izolację z tworzyw syntetycznych.

Podczas układania linii kablowych stosuje się specjalistyczny sprzęt, taki jak chociażby pompa hydrauliczna nożna. Nie można jednak zapominać o podstawach, czyli samych kablach, w tym również wykorzystywanych do ich produkcji materiałach izolacyjnych. Izolacje w formie wytłoczenia zastępują obwoje, nie tylko ze względu na swoje parametry techniczne, ale też ochronę środowiska przed szkodliwymi substancjami.