1. Высокие механические свойства за счет цельной металлической (медной) оболочки:

  • так предел прочности на растяжение (разрыв) для меди при температуре 20°С составляет 230–395 МПа, в то время, как для полимеров он ниже более чем в 10 раз: 10–35 МПа для ПВХ (поливинилхлорид), 11-22 МПа для PEX (сшитый полиэтилен) и 20-31 МПа для фторопласта (политетрафторэтилен, тефлон).
  • твердость, как и прочность, существенно выше: 55-110НВ для меди, 0.1-35 для полимеров при Т=20°С.
  • при этом пластичность меди весьма высокая до 45-55% относительное удлинение. Для примера, медная трубка не боится замораживания в заполненном водой состоянии благодаря высокой пластичности.

Кроме этого, все термопласты (ПВХ, РЕХ) и фторопласты (тефлон) характеризируются:

  • резким ухудшением механических свойств при повышении температуры (так при Т=100°С ПВХ теряет прочность более чем в 100 раз, РЕХ и фторопласты в 3-5 раза, температура размягчения для ПВХ равна 80°С, для РЕХ 130°С).
  • ухудшением пластичности при понижении температуры, что часто накладывает ограничения на выполнение монтажных работ при минусовых температурах.

Таким образом, механические свойства кабеля с минеральной изоляцией и медной металлической оболочкой на порядок превышают таковые для кабелей с полимерной изоляцией. Поскольку основным видом неисправности нагревательного кабеля с полимерной изоляцией является его механическое повреждение (случайный надрез оболочки, локальное сдавливание, перегиб с малым радиусом и т.п.) возникшее на этапе монтажа либо эксплуатации. То надежность и безопасность кабелей с минеральной изоляцией в медной металлической оболочкой на порядок выше.

Этот результат подтвержден как результатами испытаний, так и длительной практикой эксплуатации подобных кабелей в самых суровых условиях. Так, например, результаты экспериментов японских ученых из Ashiya University и Cobelco RLD Institute и анализ разрушений, выполненный на месте землетрясения 1995 года в японском городе Кобе, подтвердил: “При воздействии на трубопроводы для воды, газа и кабели с различной оболочкой, критических ударных, вибрационных и продольно-поперечных нагрузок, медные трубопроводы и кабели с медной оболочкой проявили наилучшие показатели устойчивости к таким нагрузкам и не разрушились при деформации за что и были классифицированы как ”сейсмоустойчивые”.

 

2. Широкий температурный интервал применения
 
Благодаря тому, что оболочка кабелей с минеральной изоляцией выполнена из различных металлов, а в качестве изолятора использован оксид магния MgO с температурой плавления 2800°С кабели имеют широкую температуру применения:
  • оболочка из меди: -200°С ¸ +250°С;
  • оболочка из никель –медного сплава: +400°С;
  • оболочка из нержавеющей стали: до +600°С;
  • оболочка из жаропрочной стали: до +800°С;

Для использования в системах теплый пол используется преимущественно кабеля с медной оболочкой. Благодаря большому запасу по максимальной температуре применения кабеля с минеральной изоляцией и медной оболочкой (температура плавления меди составляет 1084°С), значительно меньше боятся локального перегрева кабеля.

 

3. Абсолютная стойкость и герметичность кабеля в различных средах (воде, агрессивных жидкостях и газах)

Поскольку в кабелях с минеральной изоляцией используется цельнометаллическая медная оболочка, то кабеля данного типа абсолютно непроницаемые для газов, влаги, различных агрессивных растворов, масел и т.п. Как известно, медь – химически малоактивный метал, не взаимодействует с водой, с растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. В то время, как, например, кислород может проникать (диффундировать) сквозь изоляцию из любых полимеров (полипропилен, полиэтилен, ПВХ, фторопласт и т.п.), что приводит к окислению полимеров и как следствие к деструкции. Кроме того, кабеля с силиконовой оболочкой активно разрушаются в маслосодержащей среде.

 

4. Устойчивость к действию УФ- излучения.
 Медная оболочка кабелей с минеральной изоляцией не подвержена действию УФ излучения при наружном открытом применении, тогда как у всех полимеров под действием УФ излучения происходят процессы деградации механических и физических свойств за счет фотохимической деструкции (процесс представляет собой разрушение “С-С” связей основной цепи макромолекул полимера), что значительно сокращает срок службы данного типа кабеля. Таким образом, кабели с полимерной изоляцией нуждаются в дополнительной защите от УФ-излучения, что приводит к увеличению затрат.

 

5. Высокая теплопроводность кабеля с минеральной изоляцией и медной оболочкой.

Применение в конструкции кабеля изолятора из MgO и цельной медной оболочки наделяет их самой высокой по отношению к другим видам кабелей теплопроводностью.

Для примера, теплопроводность меди при 20°С составляет 390Вт/мК, а полимеров 0,2Вт/мК для ПВХ, 0,45Вт/мК для РЕХ, 0,2-0,3 Вт/мК для фторопласта, что практически в 1000 раз ниже.

Это свойство позволяет:

  • Снизить температуру нагревательной жили кабеля при аналогичной температуре внешней поверхности.
  • Снизить тепловую инерцию нагревательного кабеля – уменьшить время выхода на заданную температуру и увеличить точность поддержания температуры.
  • Резко снизить вероятность локального перегрева кабеля: иногда в процессе монтажа или эксплуатации нагревательного кабеля на локальных участках кабеля возникает неравномерность теплоотвода (воздушная полость в бетонной стяжке, контакт с теплоизолирующим материалом и т.п.). в этом случае при низкой теплопроводности полимерная изоляция может нагреваться до критических температур, а металлическая оболочка позволяет “распределить” температуру по длине кабеля равномерно.

 

6. Наивысший уровень пожарной безопасности.

Кабели с минеральной изоляцией и металлической оболочкой изначально конструировались для тяжелых условий эксплуатации, в том числе, на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Эти высокие требования достигаются, прежде всего, за счет выбора материала для конструкции кабеля: метал для проводника и оболочки плюс минеральная изоляция. Все материалы негорючие, до 1000°С не плавятся, не выделяют никаких продуктов распада, нет эффекта передачи горения вдоль кабеля. Поэтому только данные кабели применяют во всем мире в системах безопасности, противопожарных системах зданий, для нагрева горючих жидкостей и взрывоопасных газов, на объектах повышенной опасности (больницы, школы, отели, туннели, ж/д станции, аэропорты).

 

7. Максимальная защита от электромагнитного излучения.

Поскольку кабеля с минеральной изоляцией имеют цельную металлическую (медную) оболочку, то они имеют максимальный коэффициент экранирования электромагнитного излучения. Стандартный экран в обычных кабелях с полимерной изоляцией имеет оплетку из медной проволоки, что обеспечивает покрытие токоведущей жилы максимум на 40-60%, при этом коэффициент экранирования такой системы составляет 40-55Дб. Цельная медная оболочка кабеля с минеральной изоляцией имеет покрытие 100%, и соответственно коэффициент экранирования  практически в 2 разы выше: 85-90Дб. Как следствие, достигается уменьшение уровня электромагнитного излучения в 100 раз.

Это означает, что кабели с минеральной изоляцией и цельной медной оболочкой имеют минимальный уровень электромагнитного излучения для достижения наивысшего уровня безопасности людей и приборов.

 

8. Очень низкий коэффициент линейного расширения.

Благодаря медной металлической оболочке кабели с минеральной изоляцией имеют очень низкий коэффициент температурного линейного расширения. Для примера, линейное расширение оболочки из меди кабеля длиной 50 м при изменении температуры на 50°С составляет всего порядка 40 мм, что в 5-12 раз ниже чем для полимеров (для РЕХ оно составит 500 мм, ПВХ 200 мм).

Кроме того, использование в конструкции кабелей с минеральной изоляцией материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения (медь для токоведущей жилы и медь для оболочки) и порошкообразного компактированого минерального изолятора не создает разницы в температурном расширении жилы и оболочки. В то время как в кабелях с полимерной оболочкой жила металлическая, а оболочка – полимерная. Возникающие вследствие неравномерности линейного расширения напряжения накапливаются, что может служить причиной образования трещин в оболочке и преждевременного выхода из строя кабеля.

 

9. Высокая погонная мощность кабеля с минеральной изоляцией.

Общая конструкция и применяемые материалы позволяют эксплуатировать кабели с минеральной изоляцией и металлической оболочкой при очень высоких значениях погонной мощности. Так, например, она может достигать 300 Вт/м.п., в то время, как, граница возможностей кабелей с полимерной изоляцией ограничена 50-80 Вт/м.п. Это, несомненно, расширяет сферу применения данных кабелей и служит весомым доказательством надежности кабелей с минеральной изоляцией и металлической оболочкой.

 

10. Длительный срок службы.

Таким образом, как, вывод из вышеизложенных преимуществ, кабели с минеральной изоляцией и металлической медной оболочкой имеют по сравнению с другими видами кабелей, самый длительный срок службы – в среднем он составляет 60¸80 лет. Это достигается как их конструкцией, так и применяемыми материалами. Для сравнения, срок службы медного трубопровода для горячей воды составляет порядка 200 лет, полимерного – порядка 25-30 лет.

Кроме того, общеизвестно, что общий срок службы нагревательного кабеля определяется общим уровнем надежности конструкции и применяемыми материалами, а она у кабеля с минеральной изоляцией и металлической оболочкой – неоспоримо самая высокая.

 

Copyright© 1999-2018 г.
ООО "Инженерная компания – САС"

03142, Украина, г. Киев, ул. Семашко 13, оф.105, 106
тел/факс: +38 (044) 424-25-03 / +38 (044) 423-82-99
e-mail: info@sasua.com.ua