Мир глазами инженера Блог о технике и науке

10Мар/184

Книга. Руководство по материалам электротехники ч.8 Дао Изоленты

Продолжаем. Дао Изоленты - наиболее полный в рунете обзор видов изолент

Когда речь заходит об изоленте — первая мысль, которая приходит в голову, это синяя ПВХ изолента времен СССР. Именно синяя изолента — повод для шуток и написания комментариев, не несущих никакой ценности в некоторых онлайн сообществах.  Но изоленты выпускаются не только на базе ПВХ пленки, есть и множество других типов изолент и ниже список самых популярных изолент. Тип изоленты подбирается исходя из задач, условий эксплуатации, требований к надёжности.

Гора различных видов изоляционных и не очень лент, речь о которых пойдет ниже.

Прорезиненная тканевая изолента

До сих пор выпускается и продается артефакт советской эпохи — тканевая изолента (ГОСТ 2162-97) — хлопчатобумажное полотно пропитанное резиной. Из достоинств — при нагреве не плавится, а обугливается. На этом её достоинства заканчиваются. Со временем высыхает, теряя клейкость. Пользуется особой любовью у олдфагов.

Тканевая прорезиненная изолента современного производства.

Стоит дополнительно отметить — такая изолента не обеспечивает герметичной сплошной изоляции, резиновая пропитка не сплошная и содержит поры. Итогом служит способность накапливать и удерживать влагу, электрическая стойкость слоя изоленты эквивалентна такому же слою воздуха.

Видимые на просвет поры в тканевой изоленте.

Тканевые изоленты

Прорезиненную ХБ ленту упомянутую выше не стоит путать с современными тканевыми изолентами. Такие ленты используются не для электрической изоляции, а для крепления и организации проводов.

Представляют собой ткань или нетканное полотно с нанесенным слоем клея.

Лента из плотного синтетического тканного полотна. Видно переплетение нитей, делающее ее прочной. Рядом образец шлейфа, собранного в жгут при помощи такой ленты. Высокая гибкость этой ленты позволяет сохранить высокую  гибкость жгута, избегая заломов и и пузырей.

Разобрав ноутбук наверняка вы найдете что-либо закрепленное такой лентой. Другой разновидностью тканевой ленты является рыхлая тканевая лента для жгутования проводов в автомобилях, она обеспечивает целостность жгута, и в отличие от ПВХ изоленты при вибрации не "гремит", ткань хорошо гасит звуки от соприкосновений.

Лента из нетканного прошитого полотна, оно менее прочное, более рыхлое и гораздо дешевле. Рядом кусок автомобильного шлейфа, обмотанного подобной лентой

Макрофотография, показывающая отличие в структуре тканевых лент, описанных выше.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "harness wiring tape".

Резиновые самовулканизирующиеся изоленты

Иногда называются самослипающимися изолентами. Представляют собой толстую (0,5–1 мм) резиновую ленту с защитным слоем. При изоляции соединения удаляется защитная лента, изолента с натягом наматывается внахлест. От контакта с воздухом места нахлеста самосвариваются, образуя монолитный слой. Такую намотку потом не размотать, только разрезать.

Рулон самослипающейся (самовулканизирующейся) изоленты. Защитный тонкий слой удаляется во время намотки, а сама лента натягивается, плотно обвивая соединение.

Силиконовые самослипающиеся ленты

Аналогичны резиновым, но из силиконового полимера. Это отечественные ленты ЛЭТСАР (РЭТ-САР - с армирующим слоем из стеклоткани). После намотки внахлест за пару дней
крепко слипаются. Силиконы в отличии от резины более термостойки, стойки к химическим воздействиям, на морозе сохраняют эластичность.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "self fusing silicone tape".

Рулон самослипающейся силиконовой изоленты. Защитный тонкий слой удаляется во время намотки, а сама лента натягивается, плотно обвивая соединение.

Полиимидная лента

Известна также как "термоскотч", "каптон лента". (Каптон, также как и тефлон — зарегистрированная торговая марка, ставшая местами нарицательным.) Желтая прозрачная термостойкая лента, часто можно увидеть в телефонах, ноутбуках — ей закрепляются шлейфы, провода

Рулон самоклеящейся термостойкой изоляционной ленты.

Термостойкая (не плавится паяльником), не тянется, на морозе не дубеет как ПВХ. За пределами электронной техники встречается редко. Используется при ремонте аппаратуры, при пайке феном такой лентой можно заклеить элементы не подлежащие пайке, чтобы не сдуть их случайно. Отменная термостойкость (до  260°С) позволяет применять такие ленты вместо слюды для изоляции нагревательных элементов от корпуса.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "polyimide tape".

Полиэфирная лента

Изоляционная лента из пленки полиэтилентерефталата (ПЭТ, он же лавсан, он же майлар). Часто используется как изоляционная лента в трансформаторах бытового назначения (Часто имеет желтый цвет).

Такая лента практически не растягивается, имеет термостойкость большую, чем у ПВХ (130–160°С, против 90–105 °С, у ПВХ). Для увеличения прочности может армироваться стекловолокном.

Рулон полиэфирной ленты с небольшими трансформаторами, межслойная изоляция которых выполнена такой же лентой разных цветов.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "mylar tape" или "polyester tape".

Стеклотканевая лента с фторопластовой пропиткой

Обладает отличной термостойкостью (до 260°С), благодаря покрытию из фторопласта отлично скользит, к ее поверхности ничего не прилипает, устойчива к агрессивным реагентам. Применяется для покрытия нагревательных поверхностей упаковочных машин, изоляции там, где важна химическая устойчивость.

Рулон стеклоармированной ленты из политетрафторэтилена.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "ptfe adhesive tape".

Мастичные ленты

Представляют собой ленту из толстого слоя смолы (мастики), применяются для для изоляции, набивки, выравнивания изоляции. Толстый слой липкой пластичной мастики позволяет заполнить большие зазоры меньшим количеством слоев изоленты, при этом мастика хорошо слипается и обеспечивает герметичное соединение без нагрева. Так как мастика не высыхает, то такая изоляция не склонна к образованию трещин и щелей. Многим напоминает битумную ленту, используемую в кровельном деле.

Рулон резино-мастичной изоляционной ленты.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "mastic tape".

ПВХ изоленты

Самый распространенный тип изолент. Говорим "изолента" — на уме сразу синяя ПВХ изолента. Лента из пластифицированного ПВХ с клеевым слоем. Не боится влаги, соединение заизолированное такой лентой не боится изгибов. Качество изолент варьируется от "не липнет" у плохо хранившихся старых отечественных, до "одно удовольствие работать" у фирменной продукции 3М или Tesa.

Разные расцветки изолент.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "electrical pvc adhesive tape" или просто "electrical tape".

Плюшки

Единственная изолента с широкой палитрой цветов: чёрная, зеленая, красная, коричневая, серая... на любой цвет и вкус, а под заказ есть даже розовая, фиолетовая и оранжевая. Также есть полосатая желто-зеленая — всё для цветовой маркировки проводников согласно ПУЭ. И только клинический идиот замотает все соединения желто-зеленой изолентой для PE проводников.

Хорошо тянется — есть возможность заизолировать сложные соединения без складок и пузырей.

Недостатки

Боится нагрева. При перегреве стекает, правда в след за изоляцией проводов. При длительном небольшом нагреве (80–100°С) теряет эластичность и выкрашивается.

Боится солнца. На солнце теряет окраску и эластичность.

Ползет. Это недостаток всех изолент с несохнущим липким слоем. Если изоленту намотать с большим усилием, она постепенно "ползет" по клеевому слою.

Деформированные рулоны изоленты в магазине.

На морозе дубеет. Недостаток присущий ПВХ, если попытаетесь замотать соединение при температуре наружного воздуха -5°С можете столкнуться с тем что изолента не липнет, а при суровых уральских морозах в -35°С изолента может выпасть из руки и разбиться. Некоторые производители выпускают специальные морозостойкие изоленты, которыми можно работать при низких температурах.

Канцелярская липкая лента «скотч»

Scotch — это торговая марка, но как и термос, ксерокс, акваланг и другие марки стала именем нарицательным для прозрачной клейкой ленты. Хоть такая липкая лента не используется в электротехнике стоит о ней сказать.

Изготавливается чаще всего из БОПП — Биаксиально Ориентированного ПолиПропилена. Скотч прозрачен, достаточно прочен и является хорошим диэлектриком. К сожалению, такая клейкая лента склонна к «эффекту расстегивающейся молнии» и наличие порезов позволяет ленте разорваться с минимальным усилием.

Рулоны канцелярской липкой ленты

Один слой скотча выдерживает напряжение порядка 1000В переменного тока, так что если необходимо заизолировать соединение, а под рукой вообще ничего другого нет, то это можно сделать скотчем, хотя качество и надежность такой изоляции будет низкой.

Duct tape

Очень популярная зарубежом липкая лента, набирающая популярность у нас. Представляет собой полиэтиленовую пленку, покрытую толстым слоем клея и армированную тканью. Отлично липнет, легко рвется руками поперек, не боится воды, благодаря армированию тканью не растягивается и обладает хорошей прочностью на разрыв. Именно этой лентой заклеивают рот жертве злодеи в голивудских фильмах.

Рулон армированной липкой ленты

Чаще всего применяется для экстренного ремонта вещей, может применяться и для временной электрической изоляции, но в установках невысокого напряжения — алюминиевая пудра, придающая серый цвет ленте делает электроизоляционные свойства ленты невысокими. Неплохо горит, что для электрической изоляции крайне нежелательно.

Проводящие ленты

Иногда могут понадобиться "антиизоленты" — проводящие ленты для задач электромагнитного экранирования. Наиболее доступный вариант — алюминиевая самоклеющаяся фольга в виде ленты, используется для заклеивания стыков в тепло- и пароизоляции и продается в строительных магазинах. Иногда может быть армирована стекловолокном. Обладает отличной светостойкостью.

Рулоны алюминиевой и медной липкой ленты

Также существуют самоклеющиеся ленты из медной фольги. Выбор материала ленты зависит от окружения, и для исключения гальванических пар, лента должна быть из того же материала, что и окружающие ее проводники.

При необходимости обеспечения гибкости экранирующего покрытия может использоваться лента из металлизированной ткани — волокна в такой ленте покрыты тонким слоем металла.

Рулон металлизированной ткани. Рядом образец шлейфа, экранированного такой лентой.

Ключевые слова для поиска в интернет-магазинах "copper shielding tape" если вам нужна медная фольга, и "conductive fabric shielding tape" если вам нужна металлизированная ткань.

Изоляционные трубки

Иногда использование в качестве диэлектрика трубок предпочтительнее изолент — в силу трудоемкости использования при массовой сборке аппаратуры, для гарантированной герметичности, при трудностях в доступности соединения для намотки изоленты.

Жаргонное название изоляционных трубок — "кембрик".

Трубка из ПВХ

Была широко распространена в СССР для изоляции соединений проводов к клеммам, соединений проводов меж собой, везде, где сейчас используются термоусадочные материалы.

Места пайки провода к разъему закрыты кембриками.

До сих пор продается и используется. Обладает малой эластичностью, поэтому нужно принимать меры, чтобы трубка не соскочила и не скользила по проводу.

В отдельных случаях вполне можно использовать в качестве изолирующей трубки различные ПВХ шланги, в т.ч. для компрессоров, аквариумов и т. д. Все преимущества и недостатки поливинилхлорида остаются прежними и описаны в разделе выше посвященном ПВХ.

ПВХ трубка набухшая в ацетоне рядом с исходной трубкой. Диаметр трубки увеличился почти на треть.

Во время СССР не была так широко доступна термоусадочная трубка, как сейчас, и иногда использовался приём, как замачивание ПВХ трубки в ацетоне. ПВХ трубка от ацетона набухает, увеличиваясь в размере. Такую трубку натягивали к примеру на ручки пассатижей, бокорезов и другого ручного инструмента. По мере высыхания такая трубка скукоживалась, формируя прочное пластиковое покрытие на ручках гораздо эстетичнее, чем просто ручки обмотанные изолентой. К сожалению от вымачивания в ацетоне ПВХ теряет пластификатор и становится жестче. Но в отличии от термоусадочной трубки, такое покрытие ручек инструмента не склонно деформироваться и требовать повторного осаждения. (если какую либо активно использующуюся рукоятку затянуть в термоусадку, то со временем от использования термоусадка вытягивается и соскальзывает, что требует повторного нагрева для осаждения.)

Фторопластовая трубка

Используется как термостойкая изоляция, особенно в паре с проводом МГТФ. Так же как и фторопласт не любит длительные механические нагрузки, но зато держит довольно высокую температуру. Скользкая и не эластичная.

 

Фторопластовая изоляционная трубка. В центре отрезок пневматической фторопластовой трубки.

В механизмах подачи пластика 3Д принтеров, в качестве термобарьера используется фторопластовая трубка для пневмосистем (диаметр наружный 4 мм, внутренний 2 мм). При подачи филамента пластика через такую трубку в экструдер важную роль играет скользкость фторопласта.

Армированные трубки

Существуют нескольких видов, в зависимости от материала армирования. (Подробнее можно ознакомиться в ГОСТ 17675-87).

Трубка из хлопчатобумажного чулка пропитанного лаком носит названия "линоксиновая трубка" (тип 110 по ГОСТ 17675-87)., "Трубка изоляционная ТЛВ", "трубка изоляционная  лаковая", и имеет характерный желтый цвет с видимой текстурой плетения. Используется для изоляции мест соединений обмоток электрических машин с многожильными  проводами.

Там, где есть постоянный нагрев — чайники, утюги, тепловентиляторы, термопоты и т. д. используется более термостойкий вариант — "стеклоармированная изоляционная трубка". Представляет собой силиконовую трубку, покрытую снаружи стеклотканевым чулком, или сам чулок пропитанный силиконом. Силикон сам по себе термостоек и достаточен для изоляции, но стеклоткань добавляет прочности и препятствует прилипанию. Врочем силиконовые трубки без армирования иногда встречаются в качестве изоляционных.

Стеклотканево-силиконовые термостойкие изоляционные трубки.  Стеклотканевый армирующий слой может быть как внутри трубки, так и  снаружи.

Стоит отметить, что при использовании таких трубок необходимо принимать во внимание их фиксацию на месте, при неудачном расположении такая трубка может "сьехать" по
проводу и оголить соединение.

Термоусадочная трубка

Широко используется для изоляции соединений и практически полностью вытеснила со своих позиций ПВХ кембрик, так как удобна в работе. Представляет собой  полимерную  (Конкретный тип полимера зависит от производителя, к сожалению нельзя однозначно указать что это только полиэтилен к примеру.) трубку с памятью формы — трубка после  изготовления растягивается в холодном (На самом деле температурные режимы при изготовлении несколько сложнее но для удобства будем считать что в холодном состоянии) состоянии, что создает внутренние напряжения. При нагреве до температуры размягчения, (но не плавления) полимер стремится восстановить свою форму и трубка  «скукоживается», уменьшаясь в диаметре весьма значительно. Термоусадочная трубка плотно обхватывает соединения, гарантируя, что трубка не соскочит и не съедет.

Выпускается в множестве цветов, диаметров, типов.

Различные отрезки термоусадочной трубки.

Для герметизации сложных соединений, например при разделке силового кабеля, выпускаются термоусадочные муфты (полужаргонное название "перчатка", в некоторых каталогах значится именно как "термоусаживаемая перчатка"). Такая муфта не позволит влаге попадать в зазор между наружной и внутренней изоляцией кабеля.

Термоусаживаемая муфта для силового кабеля. Муфта изнутри покрыта слоем  термоклея для лучшей адгезии и герметичности.

Работа с термоусадкой проста — отрезать, надеть, нагреть.

Паяное соединение, надвигаем подходящую по диаметру термоусадочную трубку и нагреваем. После усадки трубка надежно зафиксирована.

 

Для обеспечения герметичного соединения выпускаются термоусадочные трубки с клеевым слоем — они покрыты изнутри слоем клея, который при нагреве и осаживании намертво приклеивает трубку к поверхности провода. Такое соединение может понадобиться, например, при наращивании провода погружного насоса.

Иногда корпус прибора вообще состоит из одной термоусадки.

Термоусадку при наличии сноровки вполне реально растянуть на дополнительный миллиметр в диаметре когда подходящей под рукой нет, а та, что есть, не налезает ну совсем чуть чуть.

Если термоусадочную трубку нагреть сильно и «защипнуть» конец, то она слипнется, таким образом можно заглушить концы кабелей от попадания влаги.

Нагревать термоусадочную трубку следует феном с регулировкой температуры. При некоторой сноровке удается неплохо усаживать трубку газовой горелкой. В нагретом состоянии
термоусадочная трубка мягкая и склонна рваться, если ей пытаются покрыть острые выступающие элементы.

Комментарии (4) Пинги (0)
  1. Есть ещё и теплопроводный двусторонний скотч.


Leave a comment

Нет обратных ссылок на эту запись.