КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 6-35 кВ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям кабелей силовых с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 6-35 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 40°C до плюс 50°C и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°C.
Известен кабель силовой, содержащий три токопроводящие алюминиевые или медные жилы секторной формы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой полиэтиленовой композиции, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, при этом изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого последовательно расположены скрепляющий слой, металлический экран из медных проволок, соединенных спирально наложенной медной лентой, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка, отличающийся тем, что радиус закругления (r) первого экрана имеет величину в диапазоне от 2,5 до 3,6 мм (патент РФ на полезную модель 128773 от 27.05.2013).
В известном силовом кабеле с изоляцией из полиэтилена не возможно для регулирования свойств использовать различные наполнители с большим их содержанием.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель заключается в расширении функциональных возможностей кабеля за счет использования в качестве изоляции этиленпропиленовой резины.
Этиленпропиленовые резины (ЭПР) отличаются от полиэтилена тем, что полимерная основа более полярна, как следствие - лучше совместима с различными наполнителями и допускает их большее содержание. В результате ЭПР допускает регулирование свойств в более широких пределах, чем полиэтилен. В частности, удается сделать ЭПР с повышенными рабочими температурами - как длительно допустимой (105°C), так и кратковременно допустимой (140°C). ЭПР, как и сшитый полиэтилен, может быть триингостойкой (т.е. стойкой к водным триингам). Может сочетать указанные свойства.
За счет введения в ЭПР некоторого количества тщательно подобранных мелкодисперсных антипиренов (или антипиренов, растворимых в этиленпропиленовом каучуке) возможно придание ЭПР свойств нераспространения горения (пожаробезопасных свойств), что невыполнимо для изоляции кабелей среднего напряжения на основе полиэтилена.
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем три токопроводящие алюминиевые или медные жилы секторной формы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции с радиусом закругления (r) в диапазоне от 2,5 до 3,6 мм, изоляция, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, при этом изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого последовательно расположены скрепляющий слой, металлический экран из медных проволок, соединенных спирально наложенной медной лентой, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка, изоляция выполнена из этиленпропиленовой резины.
Кабель может дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы слой электропроводящей тканой ленты.
Второй электропроводящий экран в целях удобной разделки кабеля при монтаже или ремонте должен характеризоваться адгезией к изоляции величиной усилия отрыва в диапазоне от 0,35 до 20 Н, приходящегося на 10 мм ширины электропроводящего экрана.
Второй электропроводящий экран предпочтительно выполняют из материала с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 400 Ом*м при 90°C.
Наложенный поверх сердечника скрепляющий слой может быть выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одной электропроводящей полимерной ленты или электропроводящей стеклоленты или электропроводящей водоблокирующей ленты.
Предпочтительно выполнение разделительного слоя, наложенного поверх металлического экрана, обмоткой из стеклоткани или экструзией из высоконаполненного термопластичного материала.
Внутри сердечника может быть размещена металлическая проволока, обмотанная электропроводящей водонабухающей лентой, или жгут из электропроводящего водонабухающего или профильного элемента, выполненного методом экструзии из электропроводящего полимерного материала.
Предпочтительно выполнение изоляции из триингостойкой этиленпропиленовой резины
Поверх разделительного слоя кабель может иметь броню в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или в виде спирально наложенных металлических проволок.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором силовой кабель показан в разрезе.
Кабель содержит три токопроводящие жилы 1, слой 2 электропроводящей тканой ленты, первый экран 3, изоляцию 4, второй экран 5, скрепляющий слой 6, металлический экран 7, разделительный слой 8, броню 9, наружную оболочку 10, металлическую проволоку 11, обмотанную электропроводящей водонабухающей лентой, внутри сердечника.
Примененные для изготовления кабеля материалы выпускаются в промышленности так, в частности, в качестве материала изоляции 4 использована этиленпропиленовая резина. Экраны 3 и 5 изготовлены из электропроводящей полимерной композиции.
В качестве материала лент или проволок брони 9 используется оцинкованная сталь.
Наружная оболочка изготовлена из термопластичной полиэтиленовой композиции высокой плотности или поливинилхлоридного пластиката.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной или алюминиевой проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на стандартном крутильном оборудовании.
При изготовлении кабеля используют также обычно используемое в кабельной промышленности экструзионное оборудование и крутильные машины.
Сшивку полимерных материалов осуществляют на наклонных линиях газовой вулканизации.
Экспериментально показано, что при радиусе закругления первого экрана менее 2,5 мм при рабочем напряжении свыше 6 кВ вырастает напряженность электрического поля, что приводит к преждевременному выходу из строя кабеля.
При радиусе закругления свыше 3,6 мм имеет место увеличение материалоемкости кабеля.