ПЛИТА ДЛЯ ЗАКРЫТИЯ КАБЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для защиты от случайного повреждения электрических кабелей, прокладываемых в траншеях и работающих под напряжением от 0,4 до 35 кВ.
Проложенные в грунте электрические кабели, а также трубопроводы различного назначения небольших диаметров, нуждаются в механической защите от случайных повреждений при проведении строительных, монтажных, ремонтных, землеройных работ в зоне расположения таких кабелей или трубопроводов. Такая защита обычно обеспечивается закрытием электрического кабеля сверху плитами или глиняным обыкновенным кирпичом, что предусмотрено в действующей нормативной документации - Правилах устройства электроустановок (раздел 2.3.83).
На сегодняшний день плиты для закрытия кабеля более популярны, так как их использование значительно удешевляет стоимость проекта и скорость проведения монтажных работ: одна стандартная плита для закрытия кабеля в траншее 240×480×16 мм массой 1,5 кг имеет размер 4-х кирпичей массой 14 кг.
Известна плита для закрытия кабеля (патент РФ №174811, опубликовано 03.11.2017 г.), имеющая прямоугольную форму в плане и выполненная из материала, включающего термопластичный полимер, песок в качестве минерального наполнителя, железоокислый пигмент. На лицевой стороне такой плиты для людей выполняется предупредительная надпись о возможности поражения электрическим током при работе в непосредственной близости от кабельных линий высокого напряжения: «ОСТРОЖНО КАБЕЛЬ!», «ВНИМАНИЕ КАБЕЛЬ!» или «КАБЕЛЬ!».
Наличие песка в материале плиты повышает устойчивость плиты к деформации и образованию трещин, повышает ударопрочность, изгибающее напряжение плиты, ее вязкость и твердость. Наличие железоокислого пигмента в материале плиты также способствует улучшению механических свойств полимеров.
Однако указанные плиты больше предназначены для использования на территории с низкой сейсмической активностью. При использовании в условиях высокой сейсмичности (7-9 баллов по шкале Рихтера) такие плиты не обладают необходимой прочностью и эластичностью, что при землетрясениях и сдвигах земной коры приводит к появлению на них трещин, смещению с места установки и оголению проложенного кабеля, что, в свою очередь, создает повышенную опасность для рабочего персонала и людей, которые могут оказаться в этой зоне, а также в случае проведения строительных и прочих земляных работ может привести к повреждению кабеля.
Такими же недостатками обладают плиты для закрытия кабелей по патенту РФ №95187 (опубликовано 10.06.2010 г.), патенту РФ №158516 (опубликовано 10.01.2016 г.).
Известна плита для закрытия кабеля (патент РФ №173092, опубликовано 10.08.2017 г.), имеющая многоугольную форму в плане и выполненная из материала, включающего термопластичный полимер, измельченное стекло или смесь измельченного стекла с песком.
Данное решение, помимо своего прямого назначения, также решает проблему утилизации отходов в виде битого измельченного стекла и бытовых отходов (банок, пленок, пакетов, стрейч-пленок и т.д.), что сказывается на улучшении экологической обстановки.
Однако рассмотренная плита также не может быть использована в зонах с повышенной сейсмической активностью.
Известна плита для закрытия кабеля (патент РФ №172285, опубликовано 04.07.2017 г.), принятая за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, имеющая многоугольную форму в плане и выполненная из материала, включающего термопластичный полимер и резиновую крошку из автомобильных шин. При этом плита имеет толщину от 15 до 20 мм.
Данное решение, помимо своего прямого назначения, также решает проблему утилизации отходов в виде отработанных шин, что улучшает экологическую ситуацию. При этом плита обладает ударопрочностью, эластичностью, морозостойкостью при сохранении механической и электрической прочности.
Однако такие плиты для закрытия кабеля также не могут быть использованы на территории с повышенной сейсмичностью, так как за счет наличия только резиновой крошки и полимера в составе материала плиты она не обладает необходимой жесткостью для сохранения ее формы при эксплуатации. При землетрясениях и сдвигах земной коры форма такой плиты может непредсказуемо измениться, что приведет к ее смещению, оголению проложенного кабеля и его дальнейшему повреждению.
Аналогичными недостатками обладает плита для закрытия кабеля по патенту РФ №172599 (опубликовано 14.07.2017 г.).
Технической проблемой настоящей полезной модели является создание плиты для закрытия кабеля, которая может быть использована в условиях с высокой сейсмичностью.
Техническим результатом полезной модели является повышение жесткости плиты для закрытия кабеля при сохранении ее эластичности за счет включения в состав материала плиты соответствующих компонентов, а также выполнения плиты необходимой толщины.
Технический результат достигается при использовании плиты для закрытия кабеля, имеющей прямоугольную форму в плане и выполненной из материала, содержащего полимер, песок с измельченным стеклом, резиновую крошку, пигмент в соотношении, мас. %:
полимер - 49-51
песок - 43-45
измельченное стекло - 0,5-1,5
резиновая крошка - 3-5
пигмент - 0,5-1,5,
при этом плита для закрытия кабеля имеет толщину 20±0,1 мм.
В качестве полимера могут быть использованы пластиковые бытовые отходы, образующиеся в ходе работы мусоросортировочного комплекса.
В качестве измельченного стекла может быть использовано битое измельченное стекло.
В качестве песка может быть использован строительный, речной, кварцевый, вулканический черный песок.
В качестве пигмента может быть использован железоокислый пигмент, диоксид титана или любой аналогичный пигмент для окрашивания плиты в требуемый цвет.
Наличие в составе наполнителя материала плиты для закрытия кабеля как резиновой крошки, так песка с измельченным стеклом и пигмента позволяет обеспечить как достаточную эластичность и пластичность изделия, так и необходимую жесткость конструкции плиты и ее устойчивость к различным деформирующим воздействиям при повышенных вибрациях и нагрузках, вызванных землетрясениями в 7-9 баллов по шкале Рихтера.
В процессе термообработки при изготовлении плиты полимер, резиновая крошка, песок, стекло и пигмент вместе образуют единую, однородную пластичную массу, которая при остывании имеет ровную поверхность одинаковой толщины, сохраняет свою стабильную форму в широком диапазоне температур, но при этом может сгибаться и скручиваться в различных направлениях без образования трещин.
Материал плиты для закрытия кабеля с указанным соотношением компонентов позволяет получить изделие с необходимыми улучшенными механическими свойствами. Увеличение количества полимера (пластика) при толщине плиты в 20±0,1 мм приведет к получению менее пластичного изделия, а уменьшение - получению менее прочного изделия. Увеличение количества песка при толщине плиты в 20±0,1 мм приведет к получению менее прочного изделия, а уменьшение - получению недостаточного жесткого изделия. Увеличение количества измельченного стекла при толщине плиты в 20±0,1 мм приведет к получению более хрупкого изделия, а уменьшение - получению изделия с неровной поверхностью с последующим неравномерным распределением нагрузки на разных участках плиты. Увеличение количества резиновой крошки при толщине плиты в 20±0,1 мм приведет к получению изделия с неконтролируемыми деформациями ввиду излишне высокой эластичности, а уменьшение - к недостаточной пластичности изделия для равномерного распределения различных воздействующих внешних нагрузок. Увеличение количества пигмента при толщине плиты в 20±0,1 мм приведет к получению изделия более насыщенного цвета, но и менее прочного, а уменьшение количества пигмента сделает цвет плиты менее насыщенным.
Толщина плиты, равная 20±0,1 мм, является необходимой и достаточной для того, чтобы использовать изделие в районах с высокой сейсмичностью, надежно закрывать электрический кабель при значительных внешних воздействиях без неконтролируемого смещения и деформаций. При этом увеличение толщины до 20 мм по сравнению со стандартной толщиной плит в 16 мм незначительно увеличит массу плиты, но при этом обеспечит на 25% больше защиты кабеля.
Заявляемая плита для закрытия кабеля в итоге представляет собой эластичное изделие с ровной поверхностью, равномерно распределяющее по всей его поверхности различные виды нагрузок на сгиб, кручение, растяжение и т.д., возникающих при землетрясениях и сдвигах земной коры.
Результаты исследований заявляемой плиты для закрытия кабеля приведены в таблице 1.
Результаты, полученные экспериментальным путем, убедительно доказывают высокие эксплуатационные свойства заявляемой плиты.
Способ изготовления плиты для закрытия кабеля заключается в следующем.
Дробленый пластик перемешают в смесителе с песком и измельченным битым стеклом. При этом пластиковое сырье может быть получено в ходе работы мусоросортировочного комплекса. Такой подход, как и в случае с рассмотренными выше аналогами, позволяет в целом улучшить экологическую ситуацию.
Далее добавляют резиновую крошку мелкой фракции 1 мм, 2-3 мм, 5 мм и затем добавляют железоокислый или другой пигмент.
Полученную смесь подают в плавильный агрегат, где при высокой температуре получают пластилинообразную однородную массу, которую дозированно укладывают в гидравлический пресс с вставленной пресс-формой. После термообработки достают готовые изделия.
В матрицу пресс-формы можно установить съемные буквы и цифры для нанесения надписи на фронтальной поверхности плиты, что при эксплуатации в процессе раскопки кабеля показывает принадлежность кабельной линии, откуда и куда идет кабель и т.д., что сокращает сроки принятия решения при проведении земляных работ в охранной зоне кабельной линии.
При прокладке кабеля над ним и под ним укладывается слой из песка высотой около 10 см. Затем поверх песочного слоя укладывается заявляемая плита, которая засыпается грунтом.
Следует отметить, что заявляемая плита благодаря наличию резиновой крошки обладает противоскользящими свойствами даже при низких температурах, что делает ее пригодной для использования в качестве:
- тротуарной плитки для устройства площадок, тротуаров;
- дорожной плитки для устройства временных и постоянных заездов, стоянок, площадок и дорог.
Также заявляемая плита может быть использована для садовых ограждений для клумб, дачных грядок.