Кабель силовой

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям силовых кабелей для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках на напряжение до 35 кВ включительно.
Уровень техники
В качестве наиболее близкого аналога выбран известный силовой кабель, содержащий одну или три круглые медные или алюминиевые токопроводящие жилы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, поверх которого наложены последовательно обмоткой с перекрытием первый разделительный слой из электропроводящего материала, металлический экран в виде повива из алюминиевых проволок, плакированных медью, и далее, в зависимости от количества жил и конструктивного исполнения, содержащего различные элементы конструкции (полезная модель РФ №149728). Данный известный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в сетях на номинальное напряжение 6-35 кВ. Недостатком конструкции данного известного средства является недостаточная стойкость к перегибам проволок экрана, что повышает вероятность повреждений при монтаже концевой и соединительной арматуры и при дальнейшей эксплуатации кабеля.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в разработке силового кабеля, обладающего известными техническими и эксплуатационными характеристиками аналога, при этом имеющего более технологичный при монтаже и надежный при эксплуатации металлический экран.
Настоящая полезная модель обеспечивает достижение следующего технического результата: обеспечение высоких технических и эксплуатационных характеристик силового кабеля при повышении технологичности монтажа и надежности при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что кабель силовой содержит одну токопроводящую жилу, поверх которой последовательно расположены первый экран из полимерной электропроводящей композиции, изоляция, второй экран из полимерной электропроводящей композиции, первый разделительный слой, экран из металлических проволок, второй разделительный слой и наружная оболочка, упомянутые металлические проволоки выполнены из алюминиевых проволок, плакированных медью, которые обладают стойкостью к не менее, чем десяти циклам перегиба на угол 90 градусов от исходного положения в обе стороны, временным сопротивлением не менее 75 МПа и значением относительного удлинения при разрыве от 2% до 20%.
Указанный технический результат достигается также тем, что металлические проволоки соединены спирально наложенной медной лентой.
Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция выполнена из сшитой полиэтиленовой композиции или из этиленпропиленовой резины.
Указанный технический результат достигается также тем, что первый разделительный слой выполнен из, по меньшей мере, одной электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты или электропроводящей водоблокирующей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что второй разделительный слой выполнен из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что второй разделительный слой выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одного материала, выбранного из группы: электропроводящая бумага, электропроводящая полимерная лента, водоблокирующая лента, электропроводящая водоблокирующая лента.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх второго разделительного слоя дополнительно расположена металлополимерная лента, наложенная обмоткой с перекрытием или продольно с перекрытием.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх второго разделительного слоя наложена внутренняя оболочка из полимерного материала.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх внутренней оболочки расположена броня в виде обмотки из металлических лент или в виде спирально наложенных металлических проволок.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх внутренней оболочки расположена обмотка с перекрытием из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что внутренняя оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением.
Указанный технический результат достигается также тем, что наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением.
Отличительной особенностью настоящей полезной модели является улучшение технологических и прочностных свойств металлического экрана и совершенствование конструкции кабеля среднего напряжения в целом.
Перечень фигур чертежей
На Фиг. 1 показан поперечный разрез кабеля.
Осуществление полезной модели Современные кабельные линии на среднее напряжение выполняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые имеют в своей конструкции металлические экраны в виде спирально наложенных металлических проволок, обеспечивающие их функционирование в нормальных и аварийных режимах работы. Под средним напряжением понимается электрическое напряжение в диапазоне от 6 кВ до 35 кВ. При этом международными документами не установлены конкретные типы материала проволок экрана. Наиболее широко для этих целей применяются медные проволоки, обладающие удовлетворительным сочетанием электрических и физико-механических характеристик. Однако высокая стоимость и масса приводит к необходимости поиска альтернативных вариантов. Настоящая полезная модель основана на применении алюмомедных проволок, представляющих собой алюминиевые проволоки, плакированные медью. При этом, такие проволоки в исходном состоянии не обладают необходимым комплексом физико-механических свойств, требуемым для качественного осуществления монтажа концевой и соединительной арматуры и для обеспечения надежности и стабильности заземления экранов кабелей в различных режимах эксплуатации в течение заданного срока службы.
Важным показателем для применимости конкретного типа материала в качестве проволок металлического экрана является стойкость проволок экрана к перегибам на угол 90 градусов, определяемая в соответствии с ГОСТ 1579-93, до появления растрескивания, видимого невооруженным глазом.
Настоящая полезная модель основана на усовершенствовании конструкции кабеля среднего напряжения в сочетании с типом и материалом проволок металлического экрана.
Силовой кабель содержит одну токопроводящую жилу 1, поверх которой последовательно наложены (например, методом экструзии) первый экран 2, изоляция 3 и второй экран 4. Токопроводящая жила 1 с наложенными на нее элементами 2, 3 и 4 образует сердечник кабеля.
Поверх сердечника последовательно расположены первый разделительный слой 5, экран из металлических проволок 6, второй разделительный слой 7 и наружная оболочка 10.
Металлические проволоки 6 экрана выполнены из алюминиевых проволок, плакированных медью, и обладают стойкостью к не менее, чем десяти циклам перегиба на угол 90 градусов от исходного положения в обе стороны, временным сопротивлением не менее 75 МПа (предпочтительно до 170 МПа) и значением относительного удлинения при разрыве от 2% до 20%. Такие свойства алюмомедная проволока приобретает в результате термической обработки (операции отжига), что в сочетании с другими элементами конструкции кабеля обеспечивает необходимые свойства и достижение указанного технического результата. Указанная технологическая операция отжига проволоки может осуществляться как после волочения, так и во время волочения в случае применения соответствующего оборудования, широко используемого в кабельной промышленности.
Первый экран 2 может быть выполнен из электропроводящей полимерной композиции. Изоляция 3 может быть выполнена из сшитой полиэтиленовой композиции или из этиленпропиленовой резины.
Металлические проволоки 6 целесообразно соединить спирально наложенной медной лентой.
Второй экран 4 может быть выполнен из электропроводящей полимерной композиции с определенной степенью адгезии к материалу изоляции 3, характеризующейся величиной усилия отрыва в диапазоне от 0,35Н до 20Н, приходящегося на 10 мм ширины электропроводящего экрана 4.
Поверх сердечника наложен обмоткой первый разделительный слой 5, выполненный из, по меньшей мере, одной электропроводящей ленты. Для защиты от проникновения и продольного распространения воды в случае нарушения герметичности наружной оболочки разделительный слой 5 может быть выполнен из, по меньшей мере, одной электропроводящей водоблокирующей ленты.
В этом случае второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из влагонабухающей или электропроводящей влагонабухающей ленты. Дополнительно для защиты от проникновения воды поверх второго разделительного слоя может быть наложена обмоткой с перекрытием или продольно с перекрытием металлополимерная лента, например, алюмополимерная. В этом случае второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты.
Для защиты от механических повреждений в процессе прокладки или эксплуатации кабель дополнительно может содержать броню 9 в виде обмотки из металлических лент из немагнитного материала или в виде спирально наложенных металлических проволок из немагнитного материала, наложенных поверх внутренней оболочки 8, которая выполняется экструзией из полимерного материала.
В целях обеспечения требований пожарной безопасности второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты. Внутренняя оболочка 8 может быть выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 35, с максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении и тлении (Д макс.) не более 120 и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 50 мг/г.Кабель дополнительно может содержать поверх внутренней оболочки 8 обмотку с перекрытием из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Наружная оболочка кабеля также может быть выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением с кислородным индексом не менее 35, с максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении и тлении (Дмакс.) не более 150 и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 100 мг/г.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Токопроводящая жила 1, которая может быть как однопроволочной, так и многопроволочной, изготавливается из медной или алюминиевой катанки или проволоки, традиционной для электрических кабелей.
Наложение лент для разделительных слоев 5 и 7, и проволок экрана 6 производят на стандартном крутильном оборудовании.
Наложение брони 9 осуществляется на бронировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.
Примененные для изготовления кабеля полимерные материалы для электропроводящих экранов 2, 4, изоляции 3, внутренней оболочки 8 и наружной оболочки 10 выпускаются промышленно.
При изготовлении кабеля используют традиционное экструзионное оборудование, применяемое в кабельной промышленности.