Огнестойкий электрический кабель

Область техники
Полезная модель относится к кабельной технике и может быть применена в огнестойких многожильных электрических кабелях, эксплуатируемых в силовых цепях напряжением 0,6/1,0 кВ.
Уровень техники
Известен огнестойкий электрический кабель (прототип), содержащий токопроводящие жилы, покрытые изоляцией, междужильный заполнитель, поясную изоляцию и оболочку [RU 160825].
В прототипе изоляция каждой жилы выполнена из слюдосодержащей ленты и наложенной поверх нее полимерной изоляции. В качестве заполнителя промежутков между изолированными жилами применена полимерная композиция. Поясная изоляция, наложенная поверх скрученных изолированных жил, выполнена из полимерной ленты, а оболочка - из безгалогенной полимерной композиции.
Недостаток прототипа - наличие дыма, коррозионно-активных и токсичных выделений и запахов в условиях пожара, а также сокращенный срок службы, обусловленные наличием полимерных элементов изоляции, старение которых сопровождается ухудшением электрических параметров и стойкости кабеля к механическим воздействиям.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - повышение огнестойких характеристик согласно требованиям пожарной безопасности (отсутствие дыма, токсичных выделений и запахов, коррозионно-активных продуктов в условиях возникновения пожара), а также увеличение срока службы кабеля по стойкости к механическим и радиационным воздействиям.
Этот результат достигается благодаря выполнению элементов конструкции кабеля из негорючих материалов, мало подверженных старению (без использования полимеров). При этом снижаются дымовые и токсичные выделения и запахи при пожаре, а в отсутствии пожара повышается длительность сохранения необходимых электрических параметров и стойкость к внешним воздействиям с соответствующим увеличением срока службы кабеля.
Предметом полезной модели является огнестойкий электрический кабель, содержащий токопроводящие жилы, изоляцию жил, междужильный заполнитель, поясную изоляцию и оболочку, отличающийся тем, что изоляция жил выполнена в виде многослойной намотки из слюдолент общей толщиной не менее 0,55 мм, междужильный заполнитель выполнен из огнестойких неорганических волокон, поясная изоляция выполнена из огнестойкой неорганической ленты, а оболочка - в виде металлической гофрированной трубы.
Это позволяет получить указанный технический результат.
Полезная модель имеет развития, состоящие в том, что:
- токопроводящие жилы выполнены медными, алюминиевыми или из сплава на основе алюминия;
- по меньшей мере, часть токопроводящих жил имеют секторные или сегментные сечения;
- по меньшей мере, одна токопроводящая жила имеет круглое сечение;
- токопроводящие жилы выполнены однопроволочными или многопроволочными;
- в качестве неорганических волокон междужильного заполнителя использованы стекложгуты, или базальтовые нити, или асбестовые жгуты;
- в качестве огнестойкой ленты поясной изоляции использована стеклолента, или слюдолента, или базальтолента
- металлическая гофрированная труба выполнена из меди, или алюминия, или металлического сплава, или биметалла, или нано-структурированного металлического композита.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитой
Конструкцию предлагаемого кабеля иллюстрирует чертеж, на котором в качестве примера показан заявляемый кабель с четырьмя жилами секторного сечения и одной жилой круглого сечения.
Кабель содержит токопроводящие жилы 1, которые могут быть выполнены медными, алюминиевыми или из сплава на основе алюминия. Жилы 1 могут быть одно- или многопроволочными, иметь круглое или фасонное, например секторное или сегментное сечение.
Каждая жила 1 покрыта изоляцией 2, которая выполнена в виде многослойной намотки из слюдолент общей толщиной не менее 0,55 мм. Ленты наматывают с перекрытием не менее 5%.
Междужильный заполнитель 3 промежутков между покрытыми изоляцией 2 жилами 1 выполнен из огнестойких неорганических волокон, например, стекложгутов или базальтовых нитей, или асбестовых жгутов.
Покрытые изоляцией 2 жилы 1, скрученные в сердечник вместе с заполнителем 3, охвачены поясной изоляцией 4, выполненной из огнестойкой неорганической ленты (например, стеклоленты, или слюдоленты, или базальтоленты).
Поверх огнестойкой поясной изоляции 4 расположена гибкая оболочка в виде металлической гофрированной трубы 5 из меди или алюминия, или металлического сплава (например, нержавеющей стали), или биметалла, или нано-структурированного металлического композита.
Металлическая гофрированная труба 5 обеспечивает повышенную долговечность, негорючесть, герметичность и достаточную гибкость оболочки кабеля. Кроме того гофрированная труба 5 обеспечивает лучшую механическую защиту, препятствует излучению электромагнитных помех, создаваемых током силового кабеля, и может быть использована в качестве проводника заземления.
Технология изготовления кабеля базируется на использовании промышленного кабельного оборудования и заключается в следующем.
Изоляцию 2 выполняют на лентообмоточных машинах путем многослойной обмотки жил 1 тонкими слюдосодержащими лентами с перекрытием не менее 5%. Общая толщина изоляции 2 должна быть не менее 0,55 мм.
Жилы 1, покрытые изоляцией 2, вместе с нитями или жгутами заполнителя 3 скручивают, образуя заготовку для последующих технологических операций. Далее заготовку охватывают поясной изоляцией 4, формируя сердечник кабеля.
Поясную изоляцию 4 выполняют из стеклоленты, или слюдоленты, или базальтоленты толщиной не менее 0,1 мм, наложенной с перекрытием не менее 5%.
Формирование металлической гофрированной трубы 5 осуществляют следующим образом. Металлическую ленту толщиной 0,45+2,0 мм накладывают поверх поясной изоляции 4 и формируют в трубу, проваривая продольный шов между кромками ленты. После этого на трубе формируют кольцевой или спиральный гофр по известной технологии, например, с помощью гофропрокатного механизма. Степень гофрирования (отношение наружных диаметров по выступам и впадинам) выбирают в пределах 1.1÷1,25, а шаг гофров в пределах 0,3÷0,5 от наружного диаметра выступов. Механическую и тепловую защиту изоляции жил 1 при формировании металлической гофрированной трубы 5 обеспечивает поясная изоляция 4.
Гарантированный срок службы заявляемого кабеля составляет не менее 50 лет, что превышает срок службы прототипа (40 лет).
Проведенные испытания заявляемого кабеля, предназначенного для работы в цепях напряжением 0,6/1,0 кВ, показали, что он выдерживает в течение 10 минут испытательное напряжение 2500 вольт промышленной частоты, приложенное как между токоведущими жилами 1, так и между токоведущими жилами 1 и металлической трубой 5 оболочки.
Это подтверждает необходимую электрическую прочность кабеля при предлагаемом выполнении изоляции 2 жил 1 и поясной изоляции 4, что в совокупности с предлагаемым выполнением междужильного заполнителя 3 и выполнением оболочки кабеля в виде гибкой металлической гофрированной трубы 5 обеспечивает достижение заявленного технического результата.