КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, используемых для прокладки в кабельных сооружениях, помещениях и в сооружениях метрополитенов, в том числе в пожароопасных и взрывоопасных зонах при отсутствии растягивающих усилий в процессе эксплуатации.
Известен кабель с бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим составом, содержащий токопроводящие жилы с изоляцией и экранами, вспомогательную жилу с пропитанной бумажной изоляцией и жилу заземления, скрученные между собой; по скрученным жилам наложена скрепляющая обмотка; по скрепляющей обмотке наложена металлическая оболочка; поверх металлической оболочки наложены конструкции и типы защитного покрова, в том числе наружные защитные покровы из ПВХ пластикатов различных марок, конструкция кабеля не имеет поясной изоляции и выполнена по экранированному типу, т.е. по токопроводящим жилам наложен электропроводящий экран, по изоляции наложен электропроводящий экран (см. Патент РФ №72093 «Кабель силовой», опубл. 27.03.2008).
Известен кабель силовой, содержащий скрученные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным или нестекающим составом, поясную изоляцию, свинцовую оболочку, поверх которой расположен слой битума, полиэтилентерефталатная лента, подушка под броню, броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с перекрытием, и наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката, в котором подушка под броню и внешняя оболочка выполнены из поливинилхлоридного пластиката с кислородном индексом не менее 35 и количеством выделяемого при горении и тлении HCl не более 15% (см. патент РФ на полезную модель №30028 «Кабель силовой», опубл. 10.06.2003 г.).
К недостаткам известных кабелей следует отнести несоответствие существующих конструкций возросшим требованиям потребителей параметрам надежности и безопасности кабеля в процессе эксплуатации, в том числе токсичности продуктов горения.
11
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой конструкции является кабель силовой, который содержит многопроволочную медную или алюминиевую токопроводящую жилу круглой формы, покрытую пропитанной вязким или нестекающим составом бумажной изоляцией, свинцовую или алюминиевую оболочку и наружную оболочку, выполненную из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, характеризующегося удельным объемным электрическим сопротивлением при (20±2)°C не менее 5⋅10Ом⋅см, прочностью при разрыве не менее 12 МПа, относительным удлинением при разрыве не менее 240%, кислородным индексом не менее 35%, максимальной плотностью дыма при горении не более 200Дм и количеством выделяющегося при горении хлористого водорода не более 14%. Кроме того, в случае алюминиевой оболочки для кабеля на напряжение 1-3 кВ, поверх нее накладывается слой битума, две ленты полиэтилентерефталатной пленки с перекрытием, а затем защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности. В случае изготовления кабеля со свинцовой оболочкой на напряжение 1 кВ поверх металлической оболочки накладывается также слой битума и две ленты полиэтилентерефталатной пленки, затем дополнительно внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, затем броня из двух стальных оцинкованных лент и наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности (см. патент РФ на полезную модель №162465 «Кабель силовой одножильный пониженной пожароопасности на напряжение 1-3 кВ», опубл. 10.06.2016 г.).
Основным недостатком известного кабеля является несоответствии параметрам надежности и безопасности кабеля в процессе эксплуатации, в том числе по токсичности продуктов горения, так как применяемые в известной конструкции материалы выделяют значительное количество токсичных и вредных для человека продуктов горения, что является одним из источников отравления и гибели людей при пожаре.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в разработке конструкции более надежного и безопасного силового кабеля, имеющего более низкое значение токсичности продуктов горения, а также в повышении надежности кабеля при его эксплуатации при экстремальных условиях.
Технический результат достигается в повышении стойкости силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией к распространению горения, а также в повышении огнестойкости и сохранении их работоспособности в экстремальных условиях пожара и более низкой токсичности продуктов горения.
12
3
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом с пропитанной бумажной изоляцией, содержащем токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим изоляционным составом, поясную изоляцию, свинцовую оболочку, подушку под броню, броню и наружную оболочку, при этом наружная оболочка выполнена из материала пониженной пожарной опасности с низкой токсичностью продуктов горения, характеризующегося удельным объемным электрическим сопротивлением при (20±2)°C не менее 1⋅10 Ом⋅см, прочностью при разрыве не менее 10,5 МПа, относительным удлинением при разрыве не менее 200%, кислородным индексом не менее 35%, максимальной плотностью дыма при горении не более 120 Дм, количеством выделяющегося при горении хлористого водорода не более 14%, значением показателя токсичности продуктов горения более 120 г/м.
В предлагаемую конструкцию кабеля силового дополнительно введены термические барьеры, которые наложены поверх каждой токопроводящей жилы и поверх подушки под броню, при этом термические барьеры выполнены из слюдосодержащих материалов, а токопроводящие жилы могут быть выполнены медными или алюминиевыми круглой или секторной формы.
Основной отличительной особенностью предлагаемой конструкции кабеля силового, которая заключается в повышении эксплуатационной надежности и сохранении работоспособности в экстремальных условиях пожара и более низкой токсичности продуктов горения, за счет выполнения наружной оболочки из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низкой токсичностью продуктов горения, а также введением в конструкцию кабеля термических барьеров, наложенных поверх каждой токопроводящей жилы, и поверх подушки под броню, и выполнение их из слюдосодержащих материалов.
Заявителю не известны конструкции кабелей силовых, представляющих совокупность всех признаков, характеризующую конструкцию предлагаемой полезной модели, что говорит о новизне заявляемого объекта.
Предложенная конструкция полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором представлен предлагаемый вариант кабеля силового в поперечном сечении.
Кабель силовой с пропитанной бумажной изоляцией содержит три медные токопроводящие жилы 1, каждая из которых покрыта бумажной изоляцией 3, пропитанной вязким или нестекающим изоляционным составом, поясную изоляцию 4, свинцовую оболочку 5, подушку под броню 6, броню 8 и наружную оболочку 9.
12
3
Наружная оболочка 9 выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низкой токсичностью продуктов горения, характеризующегося удельным объемным электрическим сопротивлением при (20±2)°C не менее 1⋅10 Ом⋅см, прочностью при разрыве не менее 10,5 МПа, относительным удлинением при разрыве не менее 200%, кислородным индексом не менее 35%, максимальной плотностью дыма при горении не более 120 Дм, количеством выделяющегося при горении хлористого водорода не более 14%, значением показателя токсичности продуктов горения более 120 г/м.
В кабель силовой дополнительно введены термические барьеры 2 и 7. Поверх каждой токопроводящей жилы 1 наложены термические барьеры 2, а поверх подушки под броню наложен термический барьер 7, при этом термические барьеры 2 и 7 выполнены из слюдосодержащих материалов.
Токопроводящие жилы 1 выполнены медными или алюминиевыми круглой или секторной формы.
Предлагаемая конструкция кабеля силового соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна на базе известного оборудования, материалов и технологий, существующих в кабельной промышленности.
Технология изготовления силового кабеля с пропитанной бумажной изоляцией заключается в следующем:
- изготовление медных токопроводящих жил на волочильной машине или машине скрутки и уплотнение многопроволочных жил;
- наложение термического барьера и производится методом обмотки на обмоточной машине;
- наложение изоляции производится методом обмотки жилы бумажными лентами определенной ширины на горизонтальных изолировочных машинах;
- скрутка изолированных жил, наложение поясной изоляции производится на машине общей скрутки;
- пропитка заготовки вязким или нестекающим изоляционным составом производится в пропиточных котлах;
- наложение свинцовой оболочки производится на прессовом оборудовании;
- наложение защитного покрова (подушка под броню, термический барьер, броня и наружная оболочка) производится на машине наложения защитных покровов и экструзионных линиях.
Использование предлагаемой конструкции позволит значительно повысить стойкость силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией к распространению горения, а также повысить огнестойкость и сохранить работоспособность, обеспечить более низкую токсичность продуктов горения при пожаре, а в целом, эксплуатационную надежность в различных экстремальных ситуациях.