Sistem koruması ve can güvenliği için kablolarda izolasyon kritik önem taşımaktadır. Kablonun kullanacağı alana ve kullanım yerine göre göre farklı izolasyon malzemeleri kullanılmaktadır. Kablo izolasyon malzemesi çeşitlerini ve izolasyonu etkileyen faktörleri sizler için inceledik.
1) Plastik
►Polivinil Klorür (PVC); Çeşitli uygulamalarda kullanılan , kablo yalıtım malzemesi olarak da kullanılır. Kokusuz, tatsız bir bileşendir. Uygun fiyatı ve kolay işlenebilen PVC -55oC ve 105 oC arası sıcaklıklarda kullanılır. Nem ve aşınmaya dayanıklıdır. Aşındırma özelliği olan maddelere örnek olarak ozon, asitler ve çözücü maddeler verilebilir. Kalsit ve kaolin gibi malzemeler eklenerek sıcaklığa dayanımı artırılmış olur. PVC bileşiminde bulunan klor, yandığı zaman siyah ve yoğun bir duman oluşturur. Bu dezavantajından dolayı tünel ve kapalı ortamlarda tercih edilmez. Düşük sıcaklıklarda kırılgan yapısı vardır.
►Yarı-sert PVC; Birincil yalıtım malzemesi olarak kullanılır. Aşınmaya çok dayanıklı olan yarı-sertleştirilmiş PVC’ler ısı, su ve asitlere dayanıklıdır. Alev geciktirici özelliği vardır. 80oC’de 300V’a kadar dayanıklıdır.
►Polietilen (PE); PVC’ye göre dielektrik katsayısı (1,5) küçük olduğu için kayıplar artar. Bu özelliğinden dolayı yüksek hızlı veri aktarım kabloları ve yüksek gerilim hatlarında kullanılır. Uygun fiyatlıdır. Polietilen bağları oluşturulurken çapraz bağlar ile birbirlerine bağlanarak yüksek sıcaklıklarda erimeleri engeller ve direnç sağlanır. Bu özelliğin dezavantajı yüksek kayıpları sahip olmasıdır. -65 oC – 80 oC çalışma aralığı vardır. Katkı maddeleri eklenerek alev geçirmez hale getirilir.
►Polipropilen (PP); Polietilene benzer yapısı vardır. Ancak çok yüksek dielektrik kayıpları vardır.
►Poliüretan (PUR); Düşük sıcaklıklarda bile esnek bir kullanım vardır. Kimyasal maddelere ve neme karşı mükemmel dayanıklıdır. Elastik bir yapısı vardır. PVC türüne göre daha yüksek performanslı, dayanıklı ve hareket esnekliğine sahiptir. Sanayi tesislerinin yağlı zeminleri, mekaniksel strese maruz kalmaları, değişken ortam sıcaklıkları gibi nedenlerden dolayı poliüretan kablolar kullanılır. İdeal çalışma sıcaklık aralığı -50 oC – 90 oC’ dır. 450/750 V gerilime dayanıklı yapısı vardır.
►Klorlu polietilen (CPE); Isı, yağ, hava ve karşı direnci yüksektir. Düşük maliyetli ve çevre dostudur. Çapraz bağ yapılı olan türü vardır. Yangınlara karşı dayanıklıdır. Güç ve kontrol kablolarında, fiziksel özelliklerinin dayanımı yüksek olduğu için endüstriyel alanda da kullanılır.
2) Kauçuk
►Termoplastik kauçuk (TPR); Plastik ve kauçuk maddelerinin birleşiminden oluşur. Yapısında bozulma olmadan ısı ve neme dayanıklıdır. İzolasyon, kılıf veya dolgu malzemesi olarak kullanılır.
►Etilen Propilen Dien Monomer (EPDM); Sentetik kauçuktan üretilen bu yalıtkan madde kimyasal maddelere ve aşındırıcı özellikte ki maddelere karşı dirençleri yüksektir. Düşük sıcaklıklarda esnek yapılarını kaybetmezler ve dielektrik kayıplar azdır. -55 oC ve 150 oC arası nominal çalışma sıcaklıkları vardır.
►Chlorosulfonated Polietilen (CSPE); Alçak gerilim kablolarında kullanılan CSPE yalıtımı, UV ışınları ve kimyasallara karşı dayanıklıdır. Bobin uçları, trafo kabloları ve motor bağlantı kablo yalıtımlarında kullanılır.
►Neopren (Polikloropren); Neopren, sentetik termoset kauçuk türüdür. Fiziksel koşullara ve kimyasallar dirençlidir. Alev geçirmezliği yüksektir. Uzun dayanım ömrü ve sıcaklık aralığı geniş olduğu için askeri ve petrol sanayisinde kullanılır.
►Etilen Propilen Kauçuk (EPR); Yüksek gerilim kablolarında kullanılan EPR iyi bir özelliğe sahiptir. Diğer maddelere göre daha yumuşak ve esnektir bir malzemedir. Hava şartları, su ve kimyasallara direnci yüksektir. -50 oC – 160 oC sıcaklık değerleri arasında kullanılır. Madenlerde de kullanımı vardır
3) Floropolimerler
►PFA; Köpük şeklinde olan yalıtım malzemesidir. PFA bileşeni oluşturulurken içine eklenen katkı maddeleri ile köpürür. Bu köpüğün avantajı dielektrik katsayının düşük olmasıdır. Yani kayıplar azdır. Yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklıdır. 260 oC’ ye kadar dirençlidir. Ayrıca kimyasal maddelere karşı da yüksek dirence sahiptir. Askeri ve enerji alanlarında kullanılır. Pahalı bir yalıtım türüdür.
►Politetrafloroetilen (PTFE); Sentetik bir madde olan PTFE, teflon adıyla da anılır. Termoplastik bir yapısı vardır. Sıcaklık değişimlerine ve kimyasal maddelere karşı dayanıklı, elektriksel özellikleri yüksektir. Yaygın olarak askeri, havacılık sektöründe kullanılır. 204 oC sıcaklığa kadar dayanır.
►Florlanmış etilen Propilen (FEP); Köpük halinde üretilen FEP, kimyasallara dayanımı yüksektir. Köpüklü ve köpüksüz olarak bulunabilen FEP, köpüklü olanın daha iyi yalıtım özelliği vardır. karşı dirençlidir. Bina yalıtımları içinde kullanılır.
►Termoplastik elastomerler (TPE); Plastik ve kauçuk maddelerin birleştirilmesiyle oluşturulur. İki maddenin avantajları tek bir madde de toplanması amaçlanmıştır. Kauçuk ile esneklik sağlanırken, plastik ile geri dönüşüm sağlanmış olur. Kolay işlenebilir. Otomotiv sektöründe kullanılır. Dezavantaj olarak yüksek maliyet ve kimyasal maddelere karşı dayanımı düşüktür.
►Halar ve Tefzel; PFA ve FEP yalıtım malzemelerine göre daha esnektir. Köpüklü yapı oluşturularak ağırlığı azaltılır. Elektronik, sağlık sektörlerinde kullanılır.
4) Kağıt;
Enerji dağıtım kablolarında ve endüstriyel tesislerde yalıtımda kullanılır. Kağıt, reçine veya yağa batırılarak izolasyon malzemesi olması sağlanır. Kurşun kılıf kullanılarak kimyasal maddelere ve neme karşı dayanımı artırılır. 10 Kv kablolarda kullanılır.
İzolasyonu Azaltan Faktörler
Kablolara uygulanan yalıtımlar belirli kullanımlar için uygundur. Aşağıdaki maddeler değişken durumlarda oluşan etkilerdir.
►Elektriksel stres: Kablodan geçen anlık yüksek ve düşük gerilimler kablo yalıtımda delinmelere yol açabilir.
►Mekanik stres: Kablo oluşan hasarlar, tesislerinde bulunan makinelerin çalışma ve durma anlarında oluşan titreşimler yalıtım üzerinde istenmeyen etkilere yol açabilir.
►Kimyasal etkenler: Yağ, asitler, yakıtlar kablo yalıtımlarında erimelere yol açabilir.
►Termal stres: Değişken sıcaklık durumlarında kabloda sertleşme, kırılmalara ve kablo kullanım süresinin azalmasına neden olur.
►Çevresel kirlilik: Kemirgen hayvanlar tarafından kablolarda oluşan hasarlardan dolayı kaçak akımlar ve kısa devre oluşabilir.
10.03.2016
1) Plastik
►Polivinil Klorür (PVC); Çeşitli uygulamalarda kullanılan , kablo yalıtım malzemesi olarak da kullanılır. Kokusuz, tatsız bir bileşendir. Uygun fiyatı ve kolay işlenebilen PVC -55oC ve 105 oC arası sıcaklıklarda kullanılır. Nem ve aşınmaya dayanıklıdır. Aşındırma özelliği olan maddelere örnek olarak ozon, asitler ve çözücü maddeler verilebilir. Kalsit ve kaolin gibi malzemeler eklenerek sıcaklığa dayanımı artırılmış olur. PVC bileşiminde bulunan klor, yandığı zaman siyah ve yoğun bir duman oluşturur. Bu dezavantajından dolayı tünel ve kapalı ortamlarda tercih edilmez. Düşük sıcaklıklarda kırılgan yapısı vardır.
►Yarı-sert PVC; Birincil yalıtım malzemesi olarak kullanılır. Aşınmaya çok dayanıklı olan yarı-sertleştirilmiş PVC’ler ısı, su ve asitlere dayanıklıdır. Alev geciktirici özelliği vardır. 80oC’de 300V’a kadar dayanıklıdır.
►Polietilen (PE); PVC’ye göre dielektrik katsayısı (1,5) küçük olduğu için kayıplar artar. Bu özelliğinden dolayı yüksek hızlı veri aktarım kabloları ve yüksek gerilim hatlarında kullanılır. Uygun fiyatlıdır. Polietilen bağları oluşturulurken çapraz bağlar ile birbirlerine bağlanarak yüksek sıcaklıklarda erimeleri engeller ve direnç sağlanır. Bu özelliğin dezavantajı yüksek kayıpları sahip olmasıdır. -65 oC – 80 oC çalışma aralığı vardır. Katkı maddeleri eklenerek alev geçirmez hale getirilir.
►Polipropilen (PP); Polietilene benzer yapısı vardır. Ancak çok yüksek dielektrik kayıpları vardır.
►Poliüretan (PUR); Düşük sıcaklıklarda bile esnek bir kullanım vardır. Kimyasal maddelere ve neme karşı mükemmel dayanıklıdır. Elastik bir yapısı vardır. PVC türüne göre daha yüksek performanslı, dayanıklı ve hareket esnekliğine sahiptir. Sanayi tesislerinin yağlı zeminleri, mekaniksel strese maruz kalmaları, değişken ortam sıcaklıkları gibi nedenlerden dolayı poliüretan kablolar kullanılır. İdeal çalışma sıcaklık aralığı -50 oC – 90 oC’ dır. 450/750 V gerilime dayanıklı yapısı vardır.
►Klorlu polietilen (CPE); Isı, yağ, hava ve karşı direnci yüksektir. Düşük maliyetli ve çevre dostudur. Çapraz bağ yapılı olan türü vardır. Yangınlara karşı dayanıklıdır. Güç ve kontrol kablolarında, fiziksel özelliklerinin dayanımı yüksek olduğu için endüstriyel alanda da kullanılır.
2) Kauçuk
►Termoplastik kauçuk (TPR); Plastik ve kauçuk maddelerinin birleşiminden oluşur. Yapısında bozulma olmadan ısı ve neme dayanıklıdır. İzolasyon, kılıf veya dolgu malzemesi olarak kullanılır.
►Etilen Propilen Dien Monomer (EPDM); Sentetik kauçuktan üretilen bu yalıtkan madde kimyasal maddelere ve aşındırıcı özellikte ki maddelere karşı dirençleri yüksektir. Düşük sıcaklıklarda esnek yapılarını kaybetmezler ve dielektrik kayıplar azdır. -55 oC ve 150 oC arası nominal çalışma sıcaklıkları vardır.
►Chlorosulfonated Polietilen (CSPE); Alçak gerilim kablolarında kullanılan CSPE yalıtımı, UV ışınları ve kimyasallara karşı dayanıklıdır. Bobin uçları, trafo kabloları ve motor bağlantı kablo yalıtımlarında kullanılır.
►Neopren (Polikloropren); Neopren, sentetik termoset kauçuk türüdür. Fiziksel koşullara ve kimyasallar dirençlidir. Alev geçirmezliği yüksektir. Uzun dayanım ömrü ve sıcaklık aralığı geniş olduğu için askeri ve petrol sanayisinde kullanılır.
►Etilen Propilen Kauçuk (EPR); Yüksek gerilim kablolarında kullanılan EPR iyi bir özelliğe sahiptir. Diğer maddelere göre daha yumuşak ve esnektir bir malzemedir. Hava şartları, su ve kimyasallara direnci yüksektir. -50 oC – 160 oC sıcaklık değerleri arasında kullanılır. Madenlerde de kullanımı vardır
3) Floropolimerler
►PFA; Köpük şeklinde olan yalıtım malzemesidir. PFA bileşeni oluşturulurken içine eklenen katkı maddeleri ile köpürür. Bu köpüğün avantajı dielektrik katsayının düşük olmasıdır. Yani kayıplar azdır. Yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklıdır. 260 oC’ ye kadar dirençlidir. Ayrıca kimyasal maddelere karşı da yüksek dirence sahiptir. Askeri ve enerji alanlarında kullanılır. Pahalı bir yalıtım türüdür.
►Politetrafloroetilen (PTFE); Sentetik bir madde olan PTFE, teflon adıyla da anılır. Termoplastik bir yapısı vardır. Sıcaklık değişimlerine ve kimyasal maddelere karşı dayanıklı, elektriksel özellikleri yüksektir. Yaygın olarak askeri, havacılık sektöründe kullanılır. 204 oC sıcaklığa kadar dayanır.
►Florlanmış etilen Propilen (FEP); Köpük halinde üretilen FEP, kimyasallara dayanımı yüksektir. Köpüklü ve köpüksüz olarak bulunabilen FEP, köpüklü olanın daha iyi yalıtım özelliği vardır. karşı dirençlidir. Bina yalıtımları içinde kullanılır.
►Termoplastik elastomerler (TPE); Plastik ve kauçuk maddelerin birleştirilmesiyle oluşturulur. İki maddenin avantajları tek bir madde de toplanması amaçlanmıştır. Kauçuk ile esneklik sağlanırken, plastik ile geri dönüşüm sağlanmış olur. Kolay işlenebilir. Otomotiv sektöründe kullanılır. Dezavantaj olarak yüksek maliyet ve kimyasal maddelere karşı dayanımı düşüktür.
►Halar ve Tefzel; PFA ve FEP yalıtım malzemelerine göre daha esnektir. Köpüklü yapı oluşturularak ağırlığı azaltılır. Elektronik, sağlık sektörlerinde kullanılır.
4) Kağıt;
Enerji dağıtım kablolarında ve endüstriyel tesislerde yalıtımda kullanılır. Kağıt, reçine veya yağa batırılarak izolasyon malzemesi olması sağlanır. Kurşun kılıf kullanılarak kimyasal maddelere ve neme karşı dayanımı artırılır. 10 Kv kablolarda kullanılır.
İzolasyonu Azaltan Faktörler
Kablolara uygulanan yalıtımlar belirli kullanımlar için uygundur. Aşağıdaki maddeler değişken durumlarda oluşan etkilerdir.
►Elektriksel stres: Kablodan geçen anlık yüksek ve düşük gerilimler kablo yalıtımda delinmelere yol açabilir.
►Mekanik stres: Kablo oluşan hasarlar, tesislerinde bulunan makinelerin çalışma ve durma anlarında oluşan titreşimler yalıtım üzerinde istenmeyen etkilere yol açabilir.
►Kimyasal etkenler: Yağ, asitler, yakıtlar kablo yalıtımlarında erimelere yol açabilir.
►Termal stres: Değişken sıcaklık durumlarında kabloda sertleşme, kırılmalara ve kablo kullanım süresinin azalmasına neden olur.
►Çevresel kirlilik: Kemirgen hayvanlar tarafından kablolarda oluşan hasarlardan dolayı kaçak akımlar ve kısa devre oluşabilir.
10.03.2016