КАБЕЛЬ ГИБКИЙ, ПОВЫШЕННОЙ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ, СТОЙКИЙ К АГРЕССИВНЫМ СРЕДАМ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к гибким кабелям повышенной пожаробезопасности, стойким к агрессивным средам, в том числе и огнестойким, с медными многопроволочными жилами, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов, и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов, и предназначенным для фиксированного монтажа электрооборудования при номинальном переменном напряжении 0,66 и 1 кВ номинальной частотой 50 Гц на геотермальных электростанциях, использующих в качестве топлива геотермальный теплоноситель, содержащий сероводород, и других предприятиях энергетики с агрессивными производственными средами. Кабели могут применяться для передачи и распределения электрической энергии в любых стационарных электротехнических установках на номинальное переменное напряжение 0,66 и 1 кВ.
Известны одножильные и многожильные кабели, не распространяющие горение при групповой прокладке, с низким дымо- и газовыделением (с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS) и безгалогенные (с индексами нг (A)-HF или нг (A)-FRHF), предназначенные для передачи и распределения электрической энергии и электрических сигналов в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении до 1 кВ частотой 50 Гц, содержащие однопроволочные и многопроволочные (2-го класса гибкости) токопроводящие жилы, изоляцию из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов, внутреннюю и наружную оболочку или защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов, бронированные стальными оцинкованными или алюминиевыми лентами или экранированные медными лентами, по ТУ 16.К71-310-2001 «Кабели, не распространяющие горение, с низким дымо- и газовыделением» и ТУ 16.К71-304-2001 «Кабели силовые и контрольные, не распространяющие горение, с изоляцией и оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов», и огнестойкие силовые кабели аналогичной конструкции, но содержащие поверх токопроводящих жил термический (огнестойкий) барьер из слюдосодержащих лент, по ТУ 16.К71-337-2004 «Кабели огнестойкие, не распространяющие горение, с низким дымо- и газовыделением» и ТУ 16.К71-339-2004 «Кабели огнестойкие силовые и контрольные, не распространяющие горение, с изоляцией и оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов» (Информационно-технический сборник, ОАО ВНИИКП, г.Москва, 2004 г., том 1, стр.53, 59, 62 и 73). Радиус изгиба указанных кабелей при прокладке и монтаже - не менее 7,5 диаметров кабеля.
Поставленная задача заключалась в разработке пожаробезопасного кабеля, стойкого к агрессивным средам, как неогнестойкого (вариант 1), так и огнестойкого (вариант 2), и удобного для прокладки и монтажа в помещениях, имеющих ограниченное пространство, а также где кабель при прокладке подвергается большому количеству изгибов по разнообразным кабельным конструкциям.
Технический результат (по обоим вариантам) достигается тем, что:
- повышенная гибкость кабеля обеспечивается за счет того, что токопроводящие жилы изготавливаются из медных мягких проволок, которые соответствуют классу гибкости не ниже 3-го по ГОСТ 22483-77, а в экранированных кабелях экран выполнен в виде оплетки из медных проволок плотностью не менее 70%. В этом случае радиус изгиба кабелей при прокладке и монтаже составляет не менее 5 диаметров кабеля;
- для исключения коррозии в среде сероводорода каждая медная проволока в жиле или экране покрыта слоем олова или оловянно-свинцового припоя. Применение луженых оловом или свинцовым припоем проволок исключает при монтаже концевых разделок операцию лужения жил при пайке наконечников. В условиях агрессивных сред, не содержащих сероводород, лужение проволок не требуется;
- изоляция, внутренняя и наружная оболочки и защитный шланг кабелей выполнены из поливинилхлоридной композиции пониженной пожарной опасности (кабели с индексами нг (A)-LS и нг (A)-FRLS) или полимерной композиции, не содержащей галогенов (кабели с индексами нг (A)-HF или нг (A)-FRHF, стойкие к агрессивным средам, в том числе содержащим сероводород). В кабелях с низким дымо- и газовыделением (с индексами нг (A)-LS и нг (A)-FRLS) изоляция может быть выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, для снижения показателей дымообразования и повышения огнестойкости кабелей с индексом нг (A)-FRLS (увеличения времени для эвакуации людей).
Конструкция кабеля по варианту 1 приведена на примере кабеля марки КГлВВнг (A)-LS 5×6 мк (N,РЕ)-1 в таблице 1.
Таблица 1
Параметры
КГлВВнг (A)-LS 5×6 мк (N,РЕ)-1
Конструкция токопроводящей круглой жилы:
- число проволок и диаметр проволок, мм;
44×0,40
- диаметр токопроводящей жилы, мм
3,1
Толщина изоляции, мм
0,7
Диаметр жгута, мм
3,0
Диаметр по скрутке изолированных жил, мм
12,6
Толщина наружной оболочки, мм
1,8
Наружный диаметр кабеля, мм
16,2
На прилагаемом чертеже (Фигура 1) кабель изображен в разрезе.
Кабель содержит пять токопроводящих жил из медных луженых проволок (1), по каждой токопроводящей жиле наложена изоляция из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (2). Изолированные жилы скручены в сердечник вокруг жгута из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (3). Поверх сердечника кабеля наложена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности (4).
Конструкция кабеля по варианту 2 приведена на примере огнестойкого кабеля марки КГлВБШвнг (A)-FRLS 4×25 мк (N)-1 в таблице 2.
Таблица 2
Параметры
КГлВБШвнг (A) - FRLS 4×25 мк (N)-1
Конструкция токопроводящей круглой жилы:
- число проволок и диаметр проволок, мм;
182×0,40
- диаметр токопроводящей жилы, мм
6,4
Количество и толщина лент огнестойкого барьера, мм:
- 1 слой;
1×0,14
- 2 слой
1×0,12
Толщина изоляции, мм
1,2
Диаметр по скрутке изолированных жил, мм
25,2
Толщина внутренней оболочки, мм
1,2
Число и толщина лент брони, мм
2×0,2
Толщина защитного шланга, мм
2,0
Наружный диаметр кабеля, мм
32,4
На прилагаемом чертеже (Фигура 2) кабель изображен в разрезе.
Кабель содержит четыре токопроводящие жилы из медных луженых проволок (1), по каждой токопроводящей жиле имеется огнестойкий барьер в виде обмотки из двух слоев слюдосодержащих лент (2), поверх огнестойкого барьера наложена изоляция из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (3). Изолированные жилы скручены в сердечник вокруг жгута из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (4). Поверх сердечника кабеля наложена внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности (5), броня из стальных оцинкованных стальных лент (6) и защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (7).
Все материалы, используемые при изготовлении кабелей, соответствуют утвержденной нормативно-технической документации на них.
Стойкость к сероводороду поливинилхлоридных композиций пониженной пожарной опасности и полимерных композиций, не содержащих галогенов, подтверждена их изготовителями (ОАО «Владимирский химический завод» и ООО Фирма «Проминвест Пластик», г.Харьков) на основании положительных результатов испытаний и рецептурой материалов.
Технология изготовления кабеля (по обоим вариантам) базируется на использовании промышленного кабельного оборудования.
2
Кабели имеют номинальное сечение от 1,5 до 240 мм. Кабели изготавливают с числом токопроводящих жил от 1 до 5. Токопроводящие жилы изготавливают многопроволочными из медных луженых проволок или медных проволок. Класс жил должен быть не ниже 3-го по ГОСТ 22483-77. Токопроводящие жилы должны быть круглой формы.
В огнестойких кабелях на Токопроводящие жилы обмоткой накладывается огнестойкий барьер, состоящий из двух слюдосодержащих лент номинальной толщиной не менее 0,12 мм, с перекрытием не менее 40%.
Поверх огнестойкого барьера или токопроводящей жилы накладывается изоляция из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Изолированные жилы кабелей должны иметь отличительную расцветку или цифровую маркировку для удобства монтажа. В кабеле могут быть нулевая жила синего цвета или жила заземления зелено-желтой расцветки.
скр
скр
Изолированные жилы скручивают в сердечник вокруг жгута из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (в зависимости от типа исполнения кабеля с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS, или нг (A)-HF, или нг (A)-FRHF). Шаг скрутки - не более 30D, где D - диаметр окружности, описанной по скрученным жилам, в миллиметрах.
2
Допускается скручивать трех- и четырехжильные кабели с номинальным сечением до 16 мм без жгута.
2
Поверх скрученного сердечника накладывается внутренняя экструдированная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (в зависимости от типа исполнения кабеля с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS, или нг (A)-HF, или нг (А)-FRHF), которая в многожильных кабелях должна заполнять промежутки между жилами для придания кабелю круглой формы. Наружные промежутки между изолированными жилами небронированных кабелей с номинальным сечением до 16 мм включительно могут быть заполнены одновременно с наложением наружной оболочки. Внутреннюю оболочку в этом случае не накладывают.
Поверх внутренней оболочки или скрученного сердечника небронированных и неэкранированных кабелей должна быть наложена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (в зависимости от типа исполнения кабеля с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS, или нг (A)-HF, или нг (A)-FRHF).
Поверх внутренней оболочки экранированных кабелей должен быть наложен экран из медных или медных луженых проволок в виде оплетки плотностью не менее 70%.
Поверх экрана должна быть наложена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (в зависимости от типа исполнения кабеля с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS, или нг (A)-HF, или нг (A)-FRHF).
Поверх внутренней оболочки бронированных кабелей должна быть наложена броня из двух стальных оцинкованных лент.
Поверх брони должен быть наложен экструзией защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или полимерной композиции, не содержащей галогенов (в зависимости от типа исполнения кабеля с индексами нг (A)-LS или нг (A)-FRLS, или нг (A)-НГ, или нг (A)-FRHF).
Проведенные исследования кабелей подтвердили высокие показатели пожарной безопасности. Результаты испытаний приведены в таблице 3.
Таблица 3
Наименование параметров
Нормированное значение
Фактическое значение
Испытание на нераспространение горения при прокладке в пучках (кат. А), время воздействия пламени 40 мин.:
- длина обугленной или поврежденной части образца, измеренная над нижним концом горелки, м, не более
2,5
0,93
Дымообразование при горении и тлении кабелей:
- снижение светопроницаемости в испытательной камере, %, не более
50
40
Испытание кабелей на огнестойкость, мин., не менее
180
180
Проведенные испытания заявленной модели (по обоим вариантам) подтвердили ее соответствие национальному стандарту России ГОСТ Р 53769-2010 и ГОСТ Р 1508-78.
При опытной эксплуатации заявленной модели в условиях повышенной концентрации сероводорода на Мутновской ГеоЭС-1 получен положительный отзыв, а именно:
- на оголенных жилах кабеля отсутствуют следы воздействия сероводорода (коррозии);
- изоляция кабеля достаточно эластична, т.е. подтвердила свою стойкость к воздействию сероводорода;
- многопроволочные жилы позволяют легко и достаточно изгибать кабель, что удобно при монтаже с прокладкой кабеля по разнообразным кабельным конструкциям;
- при монтаже концевых разделок луженые жилы кабеля позволяют не применять дополнительной защиты от воздействия вредных химических факторов (в частности, сероводорода). Пайка наконечников не требует предварительного лужения жил, что уменьшает затраты на ремонт и монтаж (меньший расход припоя и флюсов).