Кабель судовой герметизированный с пластмассовой изоляцией и оболочкой

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции кабелей судовых с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для эксплуатации на надводных и подводных судах и объектах, береговых и плавучих сооружениях.
В соответствии с ГОСТ Р 55025-2012 герметизированный кабель - это кабель, содержащий водоблокирующие элементы в целях препятствия проникновению воды в кабель и ее продольному распространению. Водоблокирующие элементы - это элементы конструкции кабеля (ленты или нити), обладающие свойством многократного увеличения своего объема при воздействии воды.
Известны конструкции герметизированных кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой марок LWD, PLWDC производства LEONI group, внутри которых размещены водонабухающие ленты, нити, жгуты, либо сердечники которых заполнены гидрофобными гелеобразными массами. .
Такие кабели не могут гарантированно обеспечить стойкость к проникновению и продольному перемещению воды и газов высокого давления, вследствие наличия воздушных пустот и отсутствия адгезии между конструктивными элементами кабеля.
Согласно ГОСТ 15845-80 «Изделия кабельные. Термины и определения», герметизированный кабель - это кабель, свободное пространство между конструктивными элементами которого заполнено герметизирующим составом, с целью препятствия проникновению влаги в кабель и ее продольному перемещению.
Известен судовой герметизированный кабель, включающий токопроводящие медные жилы с заполнителем и термопластичной изоляцией, изолированные жилы, скрученные в сердечник с заполнителем, и наружную термопластичную оболочку, в котором заполнитель токопроводящей жилы выполнен из герметизирующего состава с прочностью связи контакта «медь - заполнитель» и «заполнитель - изоляция» от 0,1 до 0,6 кН/м, а заполнитель сердечника выполнен из герметизирующего состава с прочностью связи контакта «заполнитель - изоляция» от 0,2 до 0,6 кН/м, а контакта «заполнитель - оболочка» от 0,3 до 0,8 кН/м (Патент РФ на полезную модель №115552, М. кл. Н01В 7/02, 08.11.2011 г.).
Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков.
К недостаткам известного кабеля следует отнести то, что в нем не решены вопросы обеспечения гибкости (эластичности) кабеля при его прокладке и монтаже с малыми радиусами изгибов в ограниченных условиях судна, т.к. наличие в кабеле герметизирующего заполнителя ухудшает эластичность кабеля.
Герметизирующий состав для заполнителя должен обязательно обладать пластоэластичностью - устойчивостью к деформациям изгиба кабеля с малыми радиусами без разрывов и отслоений герметизирующего состава (смеси) от элементов кабеля.
Пластоэластические свойства герметизирующих составов (смесей) определяются по стандартизованной методике ГОСТ 415-75.
Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании оптимальной конструкции судового герметизированного кабеля с применением заполняющих составов (адгезивных смесей) с требуемой пластичностью для повышения гибкости (эластичности) кабеля и обеспечения его длительной работоспособности при воздействии радиального и продольного гидростатического давления до 10 МПа, что гарантирует защиту подключенного электрооборудования от проникновения воды и газов по воздушным промежуткам между элементами кабеля в случае аварийного повреждения его оболочки или полного обрыва кабеля.
Поставленная задача решается тем, что в судовом герметизированном кабеле с пластмассовой изоляцией и оболочкой, содержащем многопроволочные токопроводящие медные жилы с заполнителем из термопластичной адгезивной смеси и термопластичной изоляцией, изолированные жилы, скрученные в сердечник с заполнителем из термопластичной адгезивной смеси, и наружную термопластичную оболочку, согласно полезной модели заполнитель токопроводящей жилы выполнен из термопластичной адгезивной смеси с пластичностью от 0,75 до 0,80, заполнитель сердечника выполнен из термопластичной адгезивной смеси с пластичностью от 0,55 до 0,60, при этом адгезивная смесь содержит высокомолекулярный и низкомолекулярный полиизобутилен, а также наполнители.
Следует учитывать, что чрезмерно высокая пластичность (эластичность) адгезивной смеси для заполнителя, а также и чрезмерно низкая не допустимы.
При высоком значении пластичности адгезивная смесь может вытекать из кабеля при вертикальной прокладке (особенно при повышенной температуре), а также выдавливаться из кабеля при высоком продольном (радиальном) давлении воды или газа, что приведет к потере герметичности изделия.
При низком значении пластичности адгезивная смесь будет иметь чрезмерную жесткость, что также недопустимо при производстве и эксплуатации кабеля, т.к. при нескольких изгибах кабеля в одном и том же месте может нарушаться целостность конструктивных элементов, вследствие механических напряжений, вызванных жесткостью адгезивной смеси.
Поэтому опытным путем установлен ограниченный диапазон (верхний и нижний предел) пластичности адгезивных смесей.
Требуемое значение пластичности адгезивной смеси для заполнителя обеспечивается оптимальным соотношением в смеси адгезивов (высокомолекулярного и низкомолекулярного полиизобутилена) и наполнителей.
Преимуществом и полезным эффектом предлагаемого кабеля является то, что благодаря использованию заполнителей с оптимальными пластическими свойствами для каждого конкретного конструктивного элемента кабеля, существенно облегчается его прокладка и монтаж с малыми радиусами изгибов в ограниченных условиях судна, отсутствует вытекание герметизирующих составов при максимальной рабочей температуре кабелей 70°С, при этом обеспечивается продольная и радиальная герметичность кабеля при высоком (до 10 МПа) гидростатическом давлении и защита подключенного электрооборудования от проникновения воды и газов по воздушным промежуткам между элементами кабеля в случае аварийного повреждения его оболочки или полного обрыва кабеля.
Изолированные жилы перед скруткой в сердечник могут быть предварительно скручены в пары и скреплены общей изоляцией из полиэтилена, при этом под общей изоляцией наложен заполнитель из термопластичной адгезивной смеси с пластичностью от 0,75 до 0,80.
Поверх каждой изолированной жилы и общей изоляции пары жил может быть наложен экран из медных проволок с заполнением термопластичной адгезивной смесью с пластичностью от 0,75 до 0,80.
Под изоляцией каждой токопроводящей жилы может быть наложен огнестойкий элемент из стеклослюдоленты в виде обмотки с перекрытием с заполнением термопластичной адгезивной смесью с пластичностью от 0,75 до 0,80.
Под оболочкой могут быть наложены общий экран из медных проволок с заполнением термопластичной адгезивной смесью с пластичностью от 0,75 до 0,80.
Изоляция жил может быть выполнена из полиэтилена, преимущественно, высокой плотности.
Термопластичная оболочка может быть выполнена из поливинилхлоридного пластиката, преимущественно, с низким запахом.
Предложенная полезная модель кабеля схематично изображена на фиг. 1-4.
На фиг. 1 дан поперечный разрез 4-х жильного судового герметизированного кабеля.
На фиг. 2 дан поперечный разрез 8-ми жильного судового герметизированного кабеля, где изолированные жилы скручены в 4 пары, каждая пара имеет общую изоляцию и экран, с общим экраном под оболочкой.
На фиг. 3 дан поперечный разрез 2-х жильного кабеля судового герметизированного кабеля с огнестойким элементом по каждой жиле.
На фиг. 4 дан поперечный разрез 3-х жильного судового герметизированного кабеля с экраном по каждой жиле и с общим экраном поверх оболочки.
На фигурах показаны: 1 - токопроводящая медная жила, 2 - изоляция из полиэтилена, 3 - оболочка из поливинилхлоридного пластиката, 4 и 5 - заполнитель из термопластичной адгезивной смеси, 6 - общая изоляция пары жил из полиэтилена, 7 - экран жилы (пары жил) из медных проволок, 8 - общий экран из медных проволок, 9 - огнестойкий элемент из стеклослюдоленты.
Кабель судовой герметизированный с пластмассовой изоляцией и оболочкой содержит токопроводящие медные жилы 1 с заполнителем 4 и термопластичной изоляцией 2, изолированные жилы 1, скрученные в сердечник с заполнителем 5, и термопластичную оболочку 3. Заполнитель 4 токопроводящей жилы 1 выполнен из термопластичной адгезивной смеси с пластичностью 0,75-0,80, заполнитель сердечника 5 выполнен из термопластичной адгезивной смеси с пластичностью 0,55-0,60, при этом адгезивная смесь содержит высокомолекулярный и низкомолекулярный полиизобутилен, а также наполнители.
2
Пример 1. Судовой герметизированный кабель (фиг. 2) содержит 8 токопроводящих многопроволочных медных жил 1 сечением 0,5 мм каждая. По каждой токопроводящей жиле 1 наложена изоляция 2 из полиэтилена марки 271-70К по ГОСТ 16336. Пустоты под изоляцией 2 и между проволоками каждой жилы 1 заполнены термопластичной адгезивной смесью 4 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,78. Изолированные токопроводящие жилы 1 скручены в четыре пары. По каждой паре наложена общая изоляция 6 из полиэтилена марки 153-02К по ГОСТ 16336. Пустоты под общей изоляцией 6 пары заполнены термопластичной адгезивной смесью 4 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,78. Поверх общей изоляции 6 каждой пары наложен экран 7 в виде оплетки из медных проволок. Четыре экранированные герметизированные пары скручены в сердечник, при этом пустоты сердечника заполнены термопластичной адгезивной смесью 5 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,57. Поверх сердечника наложена скрепляющая синтетическая лента, общий экран 8 в виде оплетки из медных проволок и оболочка 3 из поливинилхлоридного пластиката с низким запахом марки ОНЗ-40 по ГОСТ 5960, при этом все пустоты под оболочкой 3 и между проволоками экрана 8 заполнены термопластичной адгезивной смесью 4 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,78.
2
Пример 2. Судовой герметизированный кабель (фиг. 3) содержит две токопроводящие многопроволочные медные жилы 1 сечением по 1,5 мм. По каждой токопроводящей жиле 1 наложен огнестойкий элемент 9 в виде обмотки с перекрытием стеклослюдолентой толщиной 0,12 мм и изоляция 2 из полиэтилена марки 271-70К по ГОСТ 16336. Пустоты под изоляцией 2 и огнестойким элементом 9, а также между проволоками каждой жилы 1 заполнены термопластичной адгезивной смесью 4 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,78.
Две изолированные герметизированные жилы 1 скручены в сердечник, поверх которого наложена скрепляющая синтетическая лента и оболочка 3 из поливинилхлоридного пластиката с низким запахом марки ОНЗ-40 по ГОСТ 5960, при этом все пустоты в сердечнике заполнены термопластичной адгезивной смесью 5 (герметизирующим составом) с пластичностью 0,57.
Предложенная полезная модель кабеля судового герметизированного может изготавливаться на стандартном оборудовании кабельного производства и обладает промышленной применимостью на объектах судостроения и морской техники.
Планируемые в настоящей полезной модели характеристики кабеля (гибкость при прокладке и монтаже, не вытекание заполнителя из кабеля при нормальной и максимальной рабочей температуре, стойкость к повышенному продольному и радиальному гидростатическому давлению) подтверждены соответствующими испытаниями.