КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ТРЁХЖИЛЬНЫЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Область техники
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей силовых трехжильных с изоляцией из сшитого полиэтилена, не распространяющих горение, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 3,6/6, 6/10, 8,7/15, 12/20, 18/30, 20/35 кВ номинальной частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью.
Уровень техники
Известны силовые кабели на напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц, имеющие три токопроводящие жилы и последовательно расположенные на каждой из них наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой из электропроводящего материала, металлический экран, экранированные жилы скручены в общий сердечник вокруг центрального заполнения, межфазное заполнение и экструдированную наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (кабель марки ПвВнг(А)-LS по ТУ 16.К71-335-2004 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20, 35 кВ». Информационно-технический справочник Изделия кабельные. Том 1. Кабели, провода и шнуры силовые. Часть 1. М.: ОАО «ВНИИКП», 2006 г., стр. 138).
Однако такие кабели не удовлетворяют требованиям ГОСТ Р МЭК 61034-2 по дымовыделению при горении и тлении, а также требованиям по коррозионной активности продуктов дымогазовыделения при горении и тлении (отсутствие галогенов).
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой, содержащий три токопроводящие жилы и последовательно расположенные на каждой из них наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой из электропроводящего материала, металлический экран, экранированные жилы скручены в общий сердечник вокруг центрального заполнения, межфазное заполнение и экструдированную наружную оболочку, отличающийся тем, что центральное заполнение выполнено из экструдированной полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30, межфазное заполнение выполнено из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40 и наружная оболочка выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 (RU 86035 U1, опубликованный 20.08.2009).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля на напряжение 10 и 20 кВ, с тремя металлическими жилами, на каждую из которых наложены первый электропроводящий слой, изоляция, второй электропроводящий слой, слой из электропроводящих лент, металлический экран, изолированные экранированные жилы скручены в сердечник вокруг центрального заполнения, межфазное заполнение и наружная оболочка.
Причиной, препятствующей получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является выполнение центрального заполнения из экструдированной полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении арсенала кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, в снижении себестоимости кабеля, упрощении технологии изготовления с улучшением показателей по нераспространению горения при прокладке в пучках, с низким дымовыделением при горении и тлении и не выделяющего галогенов в условиях пожара полимерных композиций, не содержащих галогенов и используемых в межфазном заполнении, внутренней и наружной оболочках.
Технический результат, обусловливающий решение указанной задачи, заключается в получении трехжильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с более низкой себестоимостью, с улучшенными показателями по пожарной безопасности кабеля, изготавливаемый по более простой технологии (что также влияет на себестоимость).
Указанный технический результат достигается тем, что кабель силовой трехжильный, в котором поверх каждой токопроводящей жилы, выполненной многопроволочной, последовательно наложены слои, а именно, первый экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляция из сшитой композиции полиэтилена, второй экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, слой из электропроводящих лент из электропроводящей бумаги, либо из электропроводящих полимерных лент, либо из нетканого полотна и металлический экран, выполненный из медных проволок с наложением спирально медной ленты поверх этих проволок, указанные токопроводящие жилы с перечисленными слоями скручены в сердечник вокруг центрального заполнения, затем наложена внутренняя оболочка с межфазным заполнением и экструдированная наружная оболочка, при этом центральное заполнение выполнено из жгута, выпрессованного из мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси, внутренняя оболочка и межфазное заполнение выполнено из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 47%, а наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 33%, с содержанием количества галогенводородных кислот не более 0,5 мг/г. Кроме того, в некоторых частных случаях поверх внутренней оболочки дополнительно может быть наложена броня из стальных оцинкованных лент.
Осуществление полезной модели
Кабель содержит три многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из медных или алюминиевых проволок. Поверх каждой жилы наложен экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции полиэтилена. Поверх первого электропроводящего экрана по каждой токопроводящей жиле наложена изоляция из сшитого полиэтилена. Поверх указанной изоляции наложен второй экструдированный экран из электропроодящей сшитой полимерной композиции. Поверх второго электропроводящего экрана каждой жилы расположен слой из электропроводящей ленты, представляющей собой электропроводящую бумагу или электропроводящую полимерную ленту или нетканое полотно. Поверх электропроводящей ленты каждой жилы расположен металлический экран, выполненный из медных проволок, поверх которых спирально наложена медная лента, выполненная в виде обмотки, либо пасма из медных проволок.
Изолированные и экранированные токопроводящие жилы скручены в сердечник с заполнением промежутков между жилами. Центральное заполнение выполнено из жгута, выпрессованного из мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси. Центральное заполнение, выполняемое из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов (как в прототипе) технологически более сложное, выполняется на более сложном и дорогом оборудовании с малой скоростью и высоким процентом брака, в то же время центральное заполнение из жгута, выпрессованного из мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси более технологично, выполняется на стандартном оборудовании, с более высокой скоростью и меньшим количеством брака, при этом выполняется условие по нераспространению горения при прокладке в пучках, с низким дымовыделением при горении и тлении, т.к. данные условия обеспечиваются прежде всего материалом межфазного заполнения, внутренней и наружной оболочек, при этом снижается себестоимость кабеля в целом.
Заполнение наружных промежутков между жилами для придания кабелю круглой формы осуществляется одновременно с наложением экструдированной внутренней оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 47%. Поверх внутренней оболочки кабеля наложена наружная оболочка, выполненная из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 33%, при этом показатели коррозионной активности газов материалов внутренней и наружной оболочек находятся на достаточно низком уровне, т.е. количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, рН не менее 4,3, а максимальная оптическая плотность дыма при горении не более 100 у внутренней оболочки и межфазного заполнения и не более 180 у наружной оболочки.
Кабель может содержать броню, расположенную поверх внутренней оболочки, при этом броня выполнена из стальных оцинкованных лент.
Изготовление кабеля заключается в поочередном накладывании перечисленных слоев в соответствующем порядке. При этом первый экран накладывают на каждую жилу методом экструзии, а его (экрана) назначение заключается в равномерном распределении напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции. Затем на каждую жилу накладывают изоляцию, служащую основным электроизоляционным элементом и предназначенную для выдерживания воздействия электрического поля. Затем накладывают второй электропроводящий экран, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном. Поверх второго электропроводящего экрана накладывают слой из электропроводящей ленты, служащий для выравнивания электрического поля в кабеле. Затем накладывают металлический экран, основным назначением которого является защита от воздействия электромагнитных помех, а также отвод токов короткого замыкания. После этого жилы скручивают в сердечник вокруг центрального заполнения из жгута, выпрессованного из мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси. Затем накладывают внутреннюю оболочку одновременно с заполнением наружных промежутков между жилами. Затем в частных случаях может быть наложена броня, служащая для защиты от значительных растягивающих усилий. После этого накладывают наружную оболочку.
Конструкция кабеля успешно опробована в условиях производства.