Conductor electric - Tehnologia de obtinere a cablurilor electrice, Izolarea conductorilor electrici

Argument

Utilizarea cablurilor electrice:

Prin definitie, un conductor este format dintr-un singur fir, izolat sau nu, in vreme ce prin cablu se intelege un ansamblu de doua sau mai multe fire izolate intre ele ce sunt izolate de exterior printr-o imbracaminte comuna, numita manta, din material textil, PVC sau alt material izolator.

Clasificare generala

Conductorii se impart in doua mari categorii:

monofilari si multifilari.

Conductorii monofilari (sau blank sau rigizi) sunt dintr-un singur fir masiv, iar cei multifilari (sau litati sau flexibili) sunt alcatuiti din mai multe fire subtiri (lite) puse impreuna si izolate impreuna. Cand vorbim despe sectiunea conductorului ne referim doar la sectiunea partii conductoare (metalului) fara a lua in considerare si izolatia.

La conductorul multifilar se considera sectiunea manunchiului de lite care alcatuiesc partea conductoare. Cand vorbim despre sectiunea unui cablu, ne referim la sectiunea unui singur conductor, toate fiind egale intre ele.

Exista o singura exceptie, si anume cablurile trifazate peste 25 mmp cu conductor de nul, care nul este mai subtire si are o sectiune mentionata separat (vezi codificare).Conductorii pot fi de semnal (suporta tensiuni pana in 50V), de comanda (pana la 100V), de alimentare (pana la 1.000V) sau de putere (peste 1.000V).

Se clasifica de asemenea dupa utilizare: conductori de uz general, de telefonie, pentru antene, pentru minerit etc. In cazul in care campul magnetic generat de curentul care trece printr-un cablu poate produce interferente (cablul se afla in vecinatatea unor cabluri de semnal) se folosesc cabluri armate, adica intre mantaua izolatoare exterioara si izolatiile conductorilor ce alcatuiesc cablul se pune din fabricatie o folie sau o plasa metalica.

Codificare tehnica

Conductorii se codifica prin litere si cifre, cifrele indicand sectiunea conductorului. Conductorii monofilari au codul MY, iar clasa de fabricatie poate fi: 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50 mmp.

Conductorii multifilari au codul MYF si se fabrica in aceeasi clasa avand in plus si conductori de 0,5 si 0,75 mmp. Peste aceste dimensiuni nu se fabrica decat la comanda speciala.

Codificarea cablurilor respecta aceleasi reguli numai ca, in plus, se specifica numarul de conductori continuti de cablu.Cablurile rigide se codifica CYY si se fabrica cu 2 (de 1,5 si 2,5), 3 (1,5; 2,5; 4), 4 ( 1,5; 2,5; 4; 6; 10 si 16) si 5 (1,5; 2,5; 4; 6; 10 si 16) conductori (se scrie, de exemplu, CYY 3×2,5). Se fabrica de asemenea un conductor CYY 3×25 +16 ceea ce inseamna 4 conductori, 3 de 25 mmp si un nul de 16 mmp pentru alimentari de forta.

2.Tehnologia de obtinere a cablurilor electrice:

Obtinerea Pvc-ului:

Izolarea conductorilor electrici se realizeaza prin extrudere din pvc.

Pvc-ul ocupa al doilea loc dupa polietena,in productia mondiala de polimeri pentru materialele plastice.

In tara noastra se fabrica la Combinatul chimic Ramnicu Valcea,combinatul petrochimic Borzesti si intreprinderea chimica Turda.

Pvc-ul se obtine sub forma de pulbere prin polimelizarea radicalica a clorururii de vinil. Particulele(granulele) depvc pot fi compacte,cu suprafata redusa si putere de adsorbtie de plastifiant scazuta sau dimpotriva poroase cu suprafata specifica mare si putere de adsorbtie de plastifiant mare.

Polimerul compact care se obtine cel mai usor in emulsie poate fi prelucrat sub forma de pasta fluida in amestec cu plastifianti pentru obtinerea pietii artificial,a jucariilor.

Polimerii cu porozitate mare obtinuti in primul rand in suspensie si in masa,raman sub forma de pulbere uscata,chiar in amestec cu cantitati mari(10-20%) de plastifiant.

Amestecurile uscate de pvc plastifiant,asa numitele dry blend-uri se prelucreaza usor prin metodele conventionale de extrudere,injective,calandrare,suflare,pentru confectionare de folii,tuburi,butelii.dale pentru pardoseli.

Inafara de porozitate,modul de prelucrare si domeniul de utilizare mai este dictat si de masa molecular, in cazul policlorurii de vinil se obisnuieste ca in locul masei molecular sa se utilizeze valoarea K,sau K-wert,calculate pe baza vascozitatii polimerului in solutie, cu cat valoare k este mai mare si prelucrarea acestuia reclama temperature mai inalta.

Valoarea k pentru sortimente diferite de policlorura de vinil variaza,de regula,intre 58 si 71; exista si sortimente cu valoarea k 80 sau mai mare.

Policlorura de vinil este insolubila in solventi organic uzuali,dar se dizolva in tetrahidrofuran,cetone,dimetilforamida,compusi organic clorurati.

Obiectele de policlorura de vinil se pot intrebuinta pana la temperaturade 60 de grade Celsius. Peste aceasta valoare,proprietatiile fizico-mecanice se inrautatesc rapid.

3Polimelizarea clorurii de vinil:

Procedee de obtinere a pvc-ului:

Masa;

Emulsie;

Suspensie;

Cel mai raspandit procedeu este polimelizarea in suspensie:

Cel mai frecvent,polimelizarea se realizeaza in regim discontinuu,pe sarje.ca initiatori se folosesc,de obicei,peroxizi organic solubili in monomer,cum este peroxidul de lauroil. In ultimul timp se intrebuinteaza initiatori deosebit de active,de exemplu din categoria percarbonatilor,care maresc viteza de polimelizare si,corespunzator,sporesc productivitatea utilajelor de baza-autoclavele.

Masa de polimelizate este constituita din apa,monomer dispersat sub forma de picaturi,agent de stabili zare a picaturilor de monomer si initiator dizolvat in monomer.

Schema instalatiei de polimerizare discontinua in suspensie a clorurii de vinil(figura1):

1rezervor de monomer;

2pompa;

3cantar;

4autoclava;

5 vas de preparare a solutiei de metilceluloza;

6,14 centrifuge;

7 vas pentru corectarea concentratiei solutiei de meticeluloza;

8 vas intermediar;

9vas de masura;

10 condensator;

11 omogenizator;

12 vas de alimentare;

13,22 site;

15 transportor;

16,17 uscator pneumatic;

11,18,19cicloane;

20,21 filtre cu saci;

23 buncar;

Mod de functionare:

Polimelizarea are loc sub agitare continua,la 45-65 de grade Celsius,in functie de masa moleculara dorita in polimer. Cu cat temperature va fi mai inalta,cu atat masa moleculara a polimerului va fi mai mica.

Schema tehnologica a unei instalatii de polimelizare discontinua in suspensie a pvc-ului este prezantata in figura 1.

Pregatirea solutiei de stabilizator de suspensie are loc in vasul5,prevazut cu agitator si manta de incalzire,in care se introduce o anumita cantitate necesara formarii unei solutii de 1%,dupa solubilizarea meticelulozei la cald sub agitare,Solutia se raceste la30-35 grade Celsius si apoi se filtreaza pe centrifuga6,de la care este trimisa in vasul cu agitare7. Aici se corecteaza concentratia exact la valoarea1%.

Din vasul7,Solutia de meticeluloza se trimite in vasul de depozitare8,in care poate fi pastrata timp de 3zile si din care se dozeaza in autoclave,in cantitatea necesara prin intermediul vasului de masura9.

In autoclave de polimelizare 4 se incarca mai intai o anumita cantitate din totalul de apa demineralizata,apoi se adauga solutia de meticeluloza,dozata in vasul de masura9,iar in final prin manlocul autoclavei se introduce initiatorul,de exemplu peroxidul de lauroil solid.

Dupa incarcare,autoclava se inchide etans,si se videaza cu ajutorul unei pompe,pentru indepartarea oxigenului care ar inhiba reactia de polimelizare. Concomitent cu operatiile descriese se executa dozarea cantitatii de clorura de vinil ce urmeaza a fi introdusa in autoclave.

In acest scop,clorura de vinil este pompata din rezervorul 1 in vasul de cantarire automata 3,situate la un nivel mai inalt decat autoclava.

Incarcarea in autoclava are loc prin cadere libera,dupa egalizarea presiunilor in autoclava si in vasul cantar.In final,in autoclava se intoduce o anumita cantitate de azot care impiedica spumarea masei de reactie. Apoi se porneste agitarea si se incepe incalzirea autoclavei prin mantaua exterioara,pana la temperatura de regim.

Durata reactiei variaza de la 6 la 22 de ore,in functie de temperatura de polimelizare si de natura initiatorului.La sfarsitul polimelizarii autoclava se degazeaza,mai intai prin presiune proprie,apoi cu ajutorul pompei de vid,in scopul recuperarii clorurii de vinil nereactionate.

Gazele evacuate din autoclava se trimit mai intai intr-un racitor cu temperatura joasa,unde condenseaza majoritatea clorurii de vinil,care este trimisa la depozit. Suspensia de pvc este evacuate de la partea inferioara a autoclavei4 in vasul de omogenizare 11,care poate prelua 10 sarje de polimelizare,corespunzator unui lot de fabricatie.

Din omogenizatorul 11,suspensia de polimer trece in vasul 12 unde se incalzeste la 70 de grade Celsius apoi prin sita vibratoare 13 merge la centrifuga14. In centrifuga,polimerul este separat si spalat cu apa. Turta de polimer cu 25-30%umiditate este preluata de snecul 15 si transportata la faza de uscare.

Uscarea pvc-ului se realizeaza continuu la uscatorul pneumatic in 2 trepte. Turta umeda este antrenata in conducta 16,care reprezinta trepata 1,de catre un curent de aer filtrat si incalzit la 180 de grade Celsius. La capatul conductei pneumatice 16,curentul de material intra in cilclonul18,unde se separa praful de polimer cu o umiditate de circa 9%.

Acest praf este antranat in conducta17,care reprezinta treapta2 de uscare,de catre un curent de aer filtrat si incalzit la 160 de grade Celsius. La capatul acestei conducte pneumatic curentul de material intra in cilconul 19 unde se separa praful de polimer cu o umiditate de 0,25%.

Din cicloanele 18 si 19 aerul este trecut prin filtrele cu saci 20 si 21,care retin praful de polimer rezidual,pentru a fi reintrodus in circuitul material.

Polimerul uscat trece din ciclonul 19,prin sita vibratoare 22,in buncarul 23,din care este dozat automat la insacuire. Aparatul principal din figura 1(instalatia de pvc in suspensie) este reactorul de tip autoclava4,in care polimelizarea decurge la presiune,iar indeapartarea monomerului rezidual sub vaccum.

4Izolarea conductorilor electrici:

Izolarea conductorilor electrici de realizeaza prin extrudere.

Extruderea este: procedeul prin care materialele in stare plastica sunt fortate sa treaca print-o filiera care le confera forma dorita;

Schema principala de cuplare a capului de extrudere la extruder(figura 2)

1melc;

2cilindru;

3placa cu gauri;

4sita;

5filiera;

Mod de functionare:

O linie tehnologica de extrudere se compune din masina de extrudere si utilajul auxiliar,necesar conditionarii articolului finit.

Dupa malaxare,care are loc datorita cuplului activ melc 1,cilindru2,materialul in stare plastica este trecut printr-o filiera cu gauri3,necesara in principal transformarii curgerii circulare imprimate de rotirea melcului intr-o curgere uniforma in directia axei melcului.

Pentru o omogenitate superioara poate fi folosita si o sita sau un pachet de site 4,montate inaintea placii cu gauri. Aceasta sita poate retine si eventualele particule neinmuiate de material sau eventualele impuritati din acesta. In continuare,materialul in stare plastica este fortat sa treaca printr-o filiera5,de forma dorita.

Instalatie pentru izolarea conductorilor electrici(figura 3)

1a)cu termoplaste;

b)cu elastomeri;

1' dispozitiv de alimentare cu conductor metallic a masinii de extrudere;

2 masina de extrudre;

3tabloul de comanda;

4baia de racire;

5aparat de control al grosimii;

6 dispozitiv de verificare a rezistentei la strapungere;

7 tragator;

8 dispozitiv de infasurare;

9bobina cu conductor neizolat;

10 bobina cu conductor izolat;

11tunel de vulcanizare;(reticluare)

Mod de functionare:

Conductorul de pe bobina 9 este trecut printr-un cap de extrudere special,unde este acoperit cu material de izolatie. Conductorul izolat este trecut prin baia de racire 4,sau tunelul de reticulare 11,cu ajutorul,tragatorului 7 si infasurat in bonina 10.

Intre baia de racire si tragator,conductorul trece prin dispozitivele automate 5 si 6 destinate controlului dimensional si al rezistentei la strapungere.

Norme de protectie a muncii:

La operarea extruderului de catre muncitori se au in vedere urmatoarele aspecte:

. nu se lucreaza cu utilajul defect;

. se verifica functionarea elementelor de siguranta, a aparatelor de masura,control si semnalizare;

. montarea,demontarea si reglarea filierelor se vor efectua numai de lucratori avizati ,cu ajutorul sculelor adecvate si numai sub supravegherea maestrului;

. tabloul electric al extruderului va fi inchis, defectele ivite putand fi remediate numai de electricieni;

. la extruder pot muncii numai persoanele instruite corespunzator ,care vor purta in timpul operarii lui un echipament adecvat;

. nu se vor incalzi alimente pe elementele de incalzire ale extruderului;

. la oprirea extruderului se va deconecta curentul electric de la tablou.

Bibliografie:

Internet

"tehnologia polimerilor- manual pentru licee industrial cu profil chimic,clasele a 9 si a 12 si scolii profesionale.

Autori: M,Letfter.

M. Cochet

M .O .Sebe

I. Diaconescu

Editura didactica si 1792.

Cuprins:  

     Argument............................1-2

     Tehnologia de obtinere a cablurilor electrice......3-4

     Polimelizarea clorurii de vinil................5-10

     Izolarea conductorilor electrici.............11-15

     Norme de protectie a muncii................16

     Bibliografie............................17