3.7. Материалы для изготовления оболочек ок

Сравнительные характеристики полимерных материалов, используемых для изготовления ОК, приведены в табл. 3.18.

Таблица 3.18. Сравнительные характеристики полимерных материалов

Характеристика	ПЭНП	ПЭВП	ПВХ	ПА	ПУ
Стойкость к окислению	+++	+++	+++	+++	+++
Стойкость к высоким температурам	++	+++	++/+++	+++	++
Стойкость к нефтепродуктам	++/+++	++/+++	+	+++	++
Гибкость при низких температурах	+++	+++	-/+	++	++
Стойкость к атмосферным воздействиям	+++	+++	++/+++	+++	++
Стойкость к воздействию озона	+++	+++	+++	+++	+++
Абразивная стойкость	++	+++	+/++	++++	++++
Электрические характеристики	+++	+++	+/++	-	-
Стойкость к горению	-	-	+++	-	-
Стойкость к воздействию радиации	++/+++	++/+++	+	+/++	++
Водопоглощение	+++	+++	+/++	-/+	-/++
Стойкость к воздействию кислот	++/+++	+++	++/+++	-/+	+
Стойкость к воздействию щелочей	++/+++	+++	++/+++	+++	+
Стойкость к воздействию бензина, керосина и др. алифатических гидрокарбонатов	++/+++	++/+++	-	++	-/++
Стойкость к воздействию растворителей	++	++	-/+	+++	-/++
Примечание. ПЭНП — полиэтилен низкой плотности; ПЭВП - полиэтилен высокой плотности, ПВX — поливинилхлоридный пластикат, ПА — полиамид, ПУ – полиуретан, - низкая, + средняя, ++ хорошая, +++ высокая, ++++ превосходная. Приведенные оценки полимеров основаны на усредненных данных материалов общего применения. Характеристики могут быть иными при применении специальных композиций полимеров.

Полиэтилен, широко используемый для изготовления оболочек ОК материал, получает­ся в результате полимеризации этилена. В зависимости от способа полимеризации имеет несколько отличающиеся между собой следующие характеристики:

• полиэтилен низкой плотности ПЭНП (в отечественной литературе преимущественно именуется полиэтилен высокого давления по способу полимеризации — при давле­нии до 1500 кгс/см²) характеризуется высокими электрическими свойствами;

• полиэтилен высокой плотности ПЭВП (в отечественной литературе преимущественно именуется полиэтилен низкого давления по способу полимеризации — при давлении до 150 кгс/см², в присутствии металлоорганических катализаторов) характеризуется высокими механическими свойствами и более худшими, по сравнению с ПЭНП, элек­трическими свойствами;

• полиэтилен средней плотности ПЭСП обладает промежуточными характеристиками по сравнению с ПЭНП и ПЭВП.

Для изготовления оболочек ОК применяют полиэтиленовые композиции, в которые вводят различные компоненты, способствующие повышению стойкости материала к старе­нию, к солнечной радиации и др. В частности, повышение стойкости полиэтилена к солнеч­ной радиации чаще всего обеспечивается за счет введения газовой сажи в объеме около 3 %, в связи с чем наружные полиэтиленовые оболочки ОК имеют преимущественно черный цвет. Одним из недостатков полиэтилена является его горючесть, поэтому ОК с полиэтиле­новыми оболочками используются только для наружной прокладки. Применять их для ка­белей, прокладываемых внутри зданий, в коллекторах и туннелях, нельзя по соображениям пожаробезопасности. Разрывная прочность полиэтилена составляет 10... 12 МПа, относи­тельное удлинение при разрыве 400.. .500 %, температура плавления 110... 130

Полиэтиленовые композиции, обладающие стойкостью к распространению горения, по­лучают преимущественно за счет введения в них достаточно большого объема (до 50 %) три­гидрооксида алюминия . При воздействии температуры более 200_°С тригидрооксид алюминия разлагается на негорючую окись алюминия и воду (в виде водяных паров), благодаря чему температура падает, а концентрация горючих паров и кислорода уменьшается. ОК с такими оболочками относятся к категории кабелей с оболочками, не распространяющи­ми горение, и предназначены для прокладки в туннелях, коллекторах и внутри зданий.

Поливинилхлоридный пластикат применяется преимущественно для изготовления оболо­чек станционных ОК, так как обеспечивает нераспространение горения и позволяет изготав­ливать оболочки ОК высокой гибкости. К недостаткам материала относится возможность ми­грации пластификаторов в другие элементы конструкции, выделение дыма и хлора при воз­действии пламени, с образованием удушающих газов и паров соляной кислоты из-за взаимо­действия выделяющегося при горении хлора с влагой воздуха. Как правило, рабочий диапазон температур ОК с оболочками из ПВХ пластиката составляет -10...+70°С. При более низких температурах жесткость материала резко увеличивается, при более высоких также происхо­дит увеличение жесткости за счет улетучивания пластификаторов из материала.

Полиамид (широко применяемые его торговые названия — капрон, нейлон) применяют как дополнительное покрытие наружной оболочки ОК с целью повышения стойкости к аб­разивному воздействию, к химическим веществам, а также воздействию грызунов и терми­тов. Оболочки из полиамида остаются гибкими при температурах -40…+90°С , размягчение их происходит при температуре более +150°С.

Полиуретаны наиболее дорогостоящие полимеры и поэтому наименее широко приме­няются при изготовлении оболочек ОК. Они характеризуются превосходными механиче­скими характеристиками (разрывная прочность 30...55 МПа, относительное удлинение при разрыве 400...700 %), высокой абразивной стойкостью, высокой гибкостью, стойкостью к химическим материалам, к окислению. Основная область применения — военно-полевые кабели и кабели для подвижных соединений машин и механизмов.

Характеристики некоторых полиэтиленовых композиций, используемых в конструкци­ях ОК связи, приведены в табл. 3.19, 3.20, 3.21.

Таблица 3.19. Марки полиэтиленов

Назначение	ГОСТ, фирма изготовитель	Марка полиэтилена
Для оболочек ОК	ГОСТ 16336-77	102-10К, 153-10К, 178-10К
Для оболочек внутриобьектовых ОК (композиции, не поддерживающие горение)	Фирма Borealis	НЕ 6067, НЕ 6062, ME 6052
Для изоляции жил	То же	FR4810
Для оболочек диэлектрических ОК, подве­шиваемых на опорах ЛЭП (композиции, стойкие к электрокоррозии)	Тоже	ME 6080, ME 6081

Таблица 3.20. Основные технические характеристики полиэтиленов по ГОСТ 16336-77

Параметр	Единица измерения	102-10К	153-10К	178-10К
Плотность	г/см^3	Не нормируется
Показатель текучести расплава	г/10 мин	0,24...,36	0,21... 0,39	1,05...1,95
Предел текучести при растяжении	МПа	≥ 11,3	≥11,3	≥9,3
Предел прочности	МПа	≥ 14,7	≥ 13,7	≥11,7
Относительное удлинение при разрыве	%	≥ 600	≥600	≥600
Стойкость к растрескиванию	ч	≥ 500	≥500	≥2,5
Стойкость к термоокислительному старению	ч	≥ 8	≥8	≥8
Стойкость к фотоокислительному старению	ч	500	500	500

Таблица 3.21. Основные технические характеристики полиэтиленов фирмы Borealis

Параметр	Единица измерения	НЕ6067	НЕ6062	МЕ6052	FR4810	МЕ6080	МЕ6081
Плотность	г/м^3	0,954	0,954	0,944	1,270	1,100	1,100
Показатель текучести расплава	г/10 мин	1,7	0,5	0,7	0,1	0,2	0,4
Предел прочности	МПа	20	25	25	200	20	200
Относительное удлинение при разрыве	%	800	700	700	500	400	500
Стойкость к растрескиванию	ч	1000	2000	2000	1000	1000	2000
Температура хрупкости	°С	-76	-76	-76	-35	-50	-80
Модуль упругости на изгиб	МПа	850	850	600	—	850	—
Удельное объёмное сопротивление	Ом-см	10^16	10^16	10^16		—	—