Vplyv UV žiarenia na vlastnosti PVC a FRNC káblov

Tento príspevok vznikol s podporou Slovenskej agentúry pre výskum a vývoj (APVV) podľa zmluvy č.  APVV-19-0049 a APVV-21-0078.

Starnutie materiálov je fenomén, ktorý determinuje životnosť káblov. Dôsledkom starnutia dochádza k zmene vlastností materiálov, ktorá ovplyvňuje rozhodujúce parametre, ktoré sú nevyhnutné pre posúdenie bezpečnej funkčnosti kábla v prevádzke. Strata resp. zníženie hodnoty týchto parametrov znamená ukončenie bezpečnej prevádzky kábla. Na starnutie kábla má vplyv množstvo faktorov z ktorých najrozhodujúcejšie sú teplota, rôzne typy žiarenia vrátane UV, vlhkosť, pôsobenie chemických látok, mechanické zaťaženie.

 Vonkajšie vplyvy spôsobujú rôzne veľké zmeny, ktoré môžu mať vratný, prechodný alebo nevratný charakter. Za vratné zmeny považujeme návrat vlastností do pôvodného stavu po ukončení pôsobenia vonkajšieho činiteľa. Napríklad sú to zmeny vlastností izolantov spôsobené teplotou. Pri zvýšenej teplote sa mení vnútorný odpor, dielektrické straty, elektrická pevnosť, mechanické vlastnosti atď. Prechodný charakter zmien znamená, že sa vlastnosti upravia na pôvodnú hodnotu, hneď po poklesnutí degradačného činiteľa pod kritickú hodnotu. Napríklad znehodnotenie povrchových vlastností izolantu vo vlhkej atmosfére.

Zmeny vlastností elektroizolačných materiálov, ktoré sa ani po odznení pôsobenia vonkajšieho činiteľa nevrátia do pôvodného stavu, nazývame trvalé zmeny. Sú to teda zmeny s nevratným charakterom. Trvalé zmeny nie sú závislé len od intenzity, ale aj od dĺžky pôsobenia vonkajších faktorov. Trvalé zmeny sa označujú aj ako starnutie, keďže skoro vždy vedú k zhoršeniu funkčných vlastností.

Vo VUKI a.s. sme sa zaoberali vplyvom vonkajšieho prirodzeného atmosférického prostredia na starnutie izolácie a plášťa vybraných konštrukcií káblov a vykonali sme skúšky na niekoľkých PVC a FRNC kábloch v priebehu 2 rokov.

Účelom tohto sledovania bolo sledovať mechanické vlastnosti rôznych izolačných a plášťových zmesí aplikovaných na rôznych typoch káblov v podmienkach prirodzeného starnutia, ktoré môže porovnať životnosť rôznych konštrukcií inštalačných káblov do 1 kV pri ich použití v exteriéroch. Vzorky určené na prirodzené starnutie v rôznom usporiadaní a mechanickom zaťažení ako je torzia, ohyb na definovaný polomer a podobne boli umiestnené na streche budovy VUKI na Rybničnej ulici.

Sledované vlastnosti v prirodzenom prostredí najviac ovplyvňuje pôsobenie UV žiarenia, teplota a pôsobenie vody v dôsledku dažďa.

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

Text: Ing. Milan Daniš, Ing. Rastislav Valach/ VUKI a.s. 

Foto: VUKI a.s.