Со временем ухудшается качество изоляции любой кабельной продукции. Поэтому, проектируя систему электроснабжения, следует учитывать срок службы электропроводки. Согласно требованиям ГОСТ 31947-2012, минимальный срок службы кабелей и проводов должен составлять 15 лет.
Этот срок может сократиться из-за воздействия самых разных факторов. Причём выход проводника из строя может вызвать пожар или привести к электротравме. Разберём, как можно предотвратить влияние различных факторов на старение изоляции.
Почему изоляция быстро стареет?
Как можно развивать производство, если приходится ждать, что через некоторое время с выпускаемой продукцией могут быть проблемы? Например, может произойти короткое замыкание или поражение человека электрическим током из-за разрушения изоляции кабеля? Разумеется, жить в доме, зная, что может в любой момент произойти короткое замыкание, также никто не захочет.
Низкокачественную продукцию выпускать никто не будет. Это просто невыгодно производителю. Наоборот, любой производитель кабельной продукции очень заинтересован в том, чтобы его марка была признана потребителями как наиболее качественная и надёжная.
Для этого инженеры применяют различные инновационные решения и материалы. Однако даже у самого качественного кабеля, изоляция может начать быстро стареть и разрушаться. Понятно, что причина заключена совсем не в качестве материала или технологического процесса, а совсем в другом.
Причина, по которой возникают проблемы с изоляцией, заключается в воздействии внешних факторов. Кроме того, при эксплуатации они будут воздействовать на изоляцию совместно, что, конечно же, будет многократно усиливать эффект. Поэтому крайне важно правильно эти факторы определить и принять меры к недопущению их разрушительного воздействия.
Влияние температуры
Что будет, если попытаться заварить чайный пакетик в воде, имеющей комнатную температуру? Да ничего хорошего из этого не выйдет! Это знает любая домохозяйка.
А что произойдёт с изоляцией кабеля, если её нагреть? Разумеется, что она будет быстрее деградировать. Из собственного опыта, а также из школьного курса физики или химии нам хорошо известно, что с увеличением температуры, будет возрастать и скорость реакции.
Мы хорошо знаем, что количество различных электроприёмников в квартирах и частных домах растёт из года в год. Как это отражается на проводке? Конечно, высокие нагрузки приводят к повышенному нагреву проводников.
Известно, что любой практически изоляционный материал обладает своим, чётко определённым пределом термической стойкости. Разумеется, что при высоких нагрузках проводники нагреваются, кроме того, возможен нагрев и при ослаблении винтовых соединений, поэтому важно следить за этими параметрами.
Повышение температуры отрицательно сказывается на сроке службы любого проводника. Совсем неважно, где проложена проводка – в помещении или на улице. Впрочем, на уличную электропроводку будет воздействовать ещё перепад температур и воздействие солнечного света, что также может привести к быстрому выходу из строя.
Если попробовать, примерно представить, что будет происходить с изоляцией проводника, то мы увидим следующую картину.
Во-первых, перепады температур приведут к образованию микротрещин в изолирующем покрытии, которые обусловлены расширением и сжатием изоляции. Также резкие перепады температуры способны привести к образованию конденсата внутри провода или кабеля.
Во-вторых, повышение температуры повлияет на скорость химической реакции, происходящей в изолирующем покрытии.
Как уже говорилось выше, все факторы будут воздействовать на изоляцию комплексно, усиливая при этом своё разрушительное действие. Поэтому соблюдение требуемой температуры, является важным условием для длительного срока эксплуатации электропроводки.
Влияние влажности воздуха
Наверное, все знают про негативное влияние повышенной влажности воздуха, да, впрочем, как и просто воды на работу электропроводки. Вода проводит электрический ток, а также может вызвать коррозию проводников и контактных соединений. Все эти факторы, вместе или по отдельности, способны сократить срок службы любого кабеля или провода.
Высокая влажность воздуха также сокращает срок службы. Ведь она приводит к появлению конденсата, который, в свою очередь, также разрушает изолирующее покрытие и вызывает коррозию в любом проводнике. Нельзя забывать и о том, что вода является хорошей средой для размножения различных грибков. Кстати, некоторые виды плесени вредны для здоровья человека.
Влияние механических повреждений
Что же ещё может повлиять на срок службы электропроводки? Разумеется, что ошибки, допущенные при монтажных работах, удары, воздействие вибрации, а также различных животных и насекомых, иначе говоря, механические повреждения очень отрицательно сказываются на сроке эксплуатации.
При этом такие повреждения могут быть весьма коварными. Ведь некоторые повреждения очень хорошо невооружённым глазом, а некоторые могут быть микроскопическими, совсем незаметными. Для поиска таких повреждений придётся использовать специальные приборы.
Воздействие агрессивной среды
Любая агрессивная химическая среда, например, щелочная или кислотная, а также растворители, машинное масло и нефтепродукты разрушают изоляцию. Поэтому кабельная продукция, предназначенная для бытовых целей, не подходит для использования в агрессивных средах. Применять следует только специальную кабельную продукцию.
Влияние солнечного света и других видов излучения
Все мы знаем, что изоляция проводов или кабелей, проложенных на открытом воздухе, должна обладать необходимой стойкостью к солнечному излучению. Однако это правило справедливо и для электропроводки, находящейся внутри помещений.
Таким мощным источником ультрафиолетового излучения могут быть ксеноновые или ртутные лампы и т. п., применяемые в различных производственных процессах. Ультрафиолетовое излучение негативно влияет на эластичность изоляции, а также может вызвать изменение окраски проводников и даже снизить прочность изоляции.
Одновременное влияние нескольких факторов
Для наилучшего понимания все факторы сначала рассматривались отдельно. Однако в жизни очень часто на проводку влияет сразу несколько различных факторов.
Например, при длительной эксплуатации электропроводки на открытом воздухе, снижаются защитные свойства изоляции электропроводки. Также возможны перепады температур, ускоряющие эти процессы и вызывающие появление микротрещин.
Затем в образовавшиеся микротрещины попадает влага, которая разрушает изоляцию, а воздействие ультрафиолетовых лучей или других видов излучения, только ускоряет процессы деградации изоляции. Наконец, различного рода механические повреждения, также приводят к снижению срока службы.
Способы диагностики
Для измерения величины деградации изоляции применяются такие неразрушающие методы, как ультразвуковые измерения, рентген и цифровая радиография, тепловизионный контроль и электрические испытания. Однако при любом способе измерения появляется необходимость интерпретации полученных значений. Так вот, для определения величины старения используются относительные величины, где единицей измерения является старение при нормальных условиях.
Для измерения этого применяют специальные методы: рентгенография, цифровая радиография, визуальный и измерительный контроль, ультразвуковой контроль, тепловые методы, электрический контроль.
Кроме инструментальных способов, при нормальных условиях эксплуатации можно воспользоваться так называемым «восьмиградусным правилом», которое гласит, что если произойдёт повышение температуры на 8 ℃, то скорость старения изоляции увеличится в 2 раза.
Например, температура в помещении, где проложена электропроводка, составляет 40 ℃. Допустим, что температура повысилась до 48 ℃, значит, проводка будет стареть в 2 раза быстрее. Если же допустить, что температура стала 56 ℃, то проводка будет стареть быстрее в 4 раза, по сравнению с нормальными условиями.
Заключение
Скорость старения изоляции зависит от условий эксплуатации. Поэтому один и тот же кабель, но проложенный в разных условиях, может выйти из строя по-разному, порой задолго до окончания срока службы. Причиной этого может стать повышение температуры, воздействие агрессивных сред или повышенная влажность, влияние ультрафиолетового излучения, вибрация и разного рода механические повреждения.
Для своевременного ремонта необходима диагностика состояния изоляции. Современные методы позволяют проводить диагностику без разрушения самой изоляции, используя различные методы, например, рентген, ультразвук, тепловизионные методы или испытание повышенным напряжением. Разумеется, что такие методы требуют дорогостоящего оборудования и квалифицированного персонала, но ведь они помогают сохранить жизнь и здоровье людей и предотвратить различные возгорания и пожары.
Автор статьи — Илья Корчагин.