Vplyv UV žiarenia na vlastnosti PVC a FRNC káblov  – 2.časť

Starnutie materiálov je fenomén, ktorý determinuje životnosť káblov. Pripravili sme článok na túto tému. Jeho prvú časť si môžete prečítať tu.

Klimatické podmienky v mieste skúšky v sledovanom období 30.11.2020 – 1.12.2022 boli zadefinované podľa SHMU. Výber hodnotených vzoriek bol zhodný s výberom typov káblov, na ktorých sa hodnotilo zrýchlené starnutie a je uvedený v Tab.1.

Tab. 1 Konštrukcia hodnotených káblov

Harmonogram odberu vzoriek a skúšok vzoriek: Nasadené 30.11.2020 

Obr.1 Umiestnenie vzoriek v prvý deň sledovania 30. 11. 2020

Postupne boli vzorky odoberané v ďalších termínoch v zmysle nastaveného plánu odberu vzoriek uvedeného v Tab.2.

Tab. 2 Plán odberu vzoriek prirodzeného starnutia

Obr.2 Vzorky káblov po 2 ročnom starnutí v prirodzených klimatických podmienkach v regióne Bratislava

Plášte PVC káblov so stabilizátorom vyhovujú 

Záverom môžeme skonštatovať, že ani pri jednej z kontrolovaných vzoriek neboli pri stacionárnom uložení zaznamenané po dvojročnom uložení  vo vonkajšom nechránenom prostredí vystaveného vplyvu prirodzenej atmosféry žiadne praskliny plášťa. Absencia UV stabilizátora v oranžových vzorkách ovplyvnila degradačný proces farebného masterbachu, čo sa prejavilo vyblednutím pôvodnej oranžovej farby až skoro do bielej. Potvrdenie degradačného procesu vplyvom vonkajšieho prostredia, predovšetkým UV žiarenia je dokázané vyhodnocovacími meraniami pevnosti v ťahu a ťažnosti plášťa a izolácie. Degradačný proces sa najviac prejavil na vzorkách s UV nestabilizovaným plášťom (oranžové vzorky č.6 a č.7), čo potvrdzuje, že z dlhodobého pôsobenia vonkajšej atmosféry má najrozhodujúcejší vplyv UV žiarenie. Pokles ťažnosti nestabilizovaných plášťových zmesí bol pod úroveň 50 % z pôvodnej hodnoty. 

Bez stabilizátorů v plášti raději NE

Táto hodnota je z hľadiska funkčnosti kábla neakceptovateľná, pretože akékoľvek mechanické namáhanie môže viesť k prasknutiu plášťa a tým k strate elektrickej pevnosti, čo má za následok ukončenie bezpečnej prevádzky kábla. Platí to aj pri pevnej inštalácii, kde takéto mechanické namáhanie môže byť spôsobené tepelnou rozťažnosťou v rámci zmeny klimatických, hlavne tepelných podmienok v priebehu roka. Problém nie je taký akútny pri čiernych plášťoch, kde čierne farbivo je riešené väčšinou prímesami sadzí, ktoré zabezpečujú UV stabilizáciu. Niektorí výrobcovia pridávajú do plášťov UV stabilizátory, ale vzhľadom na to, že to nie je všeobecné pravidlo, prítomnosť UV stabilizátorov pri projektovaní musí byť individuálne posudzovaná pre všetky projektované káble.

Obe vyhotovenia PVC plášťov (Pb, Ca-Zn) vykazujú v čiernom UV stabilizovanom vyhotovení veľmi dobrú stabilitu proti vplyvom vonkajšieho prostredia. Problémom PVC materiálov je ich obmedzené použitie v rámci súčasnej legislatívy z požiarneho hľadiska, kde rozhodujúcim obmedzujúcim faktorom je prítomnosť halogénových prvkov a tým neplnenie požiadavky normy EN 60754-1 (Skúška plynov vznikajúcich pri horení materiálov z káblov. Časť 1: Stanovenie obsahu halogénovodíka).

A ako dopadli HFFR káble? 

Plášťové HFFR materiály čiernej farby (UV stabilizované prítomnosťou sadzí vo farbive) taktiež vykazujú veľmi dobrú stabilitu vplyvom vonkajšieho prostredia a spĺňajú všetky požiadavky z hľadiska legislatívy na požiarnu bezpečnosť.

UV nestabilizované plášte vykazujú už po dvoch rokoch výrazný pokles ťažnosti a nie sú vhodné na voľné uloženie vo vonkajšom nechránenom prostredí.

Zosieťovaný PE na izolácii zostáva vynikajúci

Všetky zmesi izolácií, vzhľadom na ich vysokú mieru ochrany vonkajším plášťom pred vonkajšími vplyvmi si počas celej doby zachovali v podstate nemenné vlastnosti. Spomedzi týchto materiálov vyniká predovšetkým izolácia zo sieťovaného PE.

Tento príspevok vznikol s podporou Slovenskej agentúry pre výskum a vývoj (APVV) podľa zmluvy          č. APVV-18-0028, . APVV-18-0029, APVV-19-0049.

Ing. Milan Daniš, Ing. Rastislav Valach

[email protected]; [email protected]