СЕРДЕЧНИК КАБЕЛЯ ОГНЕСТОЙКОГО

Область применения
Заявленная полезная модель относится к деталям силовых кабелей, снабженных средствами защиты от воспламенения, и может быть использована в системах пожарной сигнализации, системах оповещения и управления эвакуацией, системах автоматического пожаротушения, системах противодымной защиты, автоматических системах безопасности и жизнеобеспечения, Могут использоваться в сетях, работающих по таким стандартам, как RS-485, Profibus, CAN, LON.
Предшествующий уровень техники
Известен, выбранный в качестве ближайшего аналога, сердечник кабеля контрольного терморадиационностойкого, содержащий скрученные между собой изолированные токопроводящие медные жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из сшитой полимерной композиции, а поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки с перекрытием - (публикация RU 29610U1, кл. МПК H01B 7/00, опубл. 20.05.2003)
2
Полимерные композиции слабо защищают медные жилы от воздействия крутящих и изгибающих нагрузок при монтаже кабеля. В результате, в местах приложения нагрузок на медной жиле возникают остаточные напряжения. Кроме того, изоляция медной жилы, выполненная из полимерной композиции, при монтаже не всегда плотно прилегает к медной жиле, особенно при отклонении оси указанного кабеля от прямолинейного положения на угол от 45° до 90°. В результате между изоляцией и медной жилой могут скапливаться водяные пары и воздух, содержащий кислород, проникающие вглубь изолированной жилы. В результате присутствия кислорода, содержащегося в воздухе сернистого газа (SO) и водяных паров коррозионная стойкость меди значительно уменьшается. Вышеперечисленные факторы в результате могут привести к возникновению стресс-коррозии. Стресс-коррозия - один из наиболее опасных видов коррозии, т.к. имеет остро локализованный характер и распространяется мгновенно. Стресс-коррозия возникает при одновременном воздействии различных нагрузок или пластической деформации, вызывающих остаточные напряжения в металле и агрессивной среды. Иными словами основными причинами стресс-коррозии являются остаточные напряжения и воздействие агрессивной среды. В отдельных случаях перечисленные выше негативные факторы могут вызывать стресс-коррозию глубиной проникновения в медную жилу до 5 мм, что приводит к полному разрыву указанной жилы.
Основным недостатком известного сердечника является отсутствие в нем защиты от стресс-коррозии.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является повышение устойчивости токопроводящих жил к стресс-коррозии.
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание сердечника кабеля огнестойкого, в котором токопроводящие жилы будут герметично изолированы от окружающей среды, и в которых не будут возникать остаточные напряжения при сохранении возможности отклонения оси указанного сердечника от прямолинейного положения при монтаже и хранении на угол не менее 90°.
Технический результат достигается тем, что в сердечнике кабеля огнестойкого, содержащем скрученные между собой изолированные токопроводящие медные жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из сшитой полимерной композиции, которая является огнестойкой кремнийорганической резиной марки SE9275, а поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки с перекрытием, диаметр одной токопроводящей жилы относится к диаметру изоляции той же жилы как 1 к 1,75-3.
Описание чертежей
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей, представленных на фиг. 1-3.
На фиг. 1 показан сердечник кабеля огнестойкого в осевом разрезе.
На фиг. 2 показан сердечник кабеля огнестойкого в радиальном разрезе.
На фиг. 3 показан сердечник кабеля огнестойкого в составе указанного кабеля, у которого ось отклонена от прямолинейного положения на угол 90°.
Осуществление полезной модели
Заявленный сердечник кабеля огнестойкого содержит медные токопроводящие жилы 1, каждая из которых покрыта изоляцией 2, из сшитой полимерной композиции, а поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки 3 с перекрытием.
Заявленный сердечник кабеля огнестойкого реализуется следующим образом.
При монтаже кабеля, содержащего заявленный сердечник, приходится изгибать его (кабель), как правило, так, что его ось отклоняется от своего положения на углы не более 90°. При изгибании кабеля образуется кольцевой сегмент, дуга которого с внешним большим радиусом является внешней стороной 5 изгиба, а дуга с меньшим радиусом является внутренней стороной 6 изгиба.
На внешней стороне 5 изгиба, как показано на фиг. 3, происходит максимальное растяжение изоляции 2 каждой токопроводящей жилы 1, обмотки из полиимидной пленки 3 и внешней оболочки 4. На внутренней стороне 6 изгиба происходит максимальное сжатие изоляции 2 каждой токопроводящей жилы 1, обмотки из полиимидной пленки 3 и внешней оболочки 4. Во время указанного изгиба изоляцию 2 каждой токопроводящей жилы 1, обмотку из полиимидной пленки 3 и внешнюю оболочку 4 на внутренней стороне 6 изгиба можно сжимать только до нарушения целостности внешней оболочки 4, что не происходит при выполнении изгиба вручную. При этом при минимальном радиусе изгиба кабеля в токопроводящих жилах 1 отсутствуют остаточные напряжения. Кроме того, изоляция 2 каждой токопроводящей жилы 1 дополнительно прижимается к самой жиле 1 посредством полиимидной пленки 3 и герметично изолирует поверхность каждой токопроводящей жилы 1. Таким образом, следует отметить, что полиимидная пленка 3 не только препятствует распространению горения в кабеле, но и служит средством дополнительного прижимания изоляции 2 к токопроводящей жиле 1, что, в свою очередь обеспечивает герметичную изоляцию поверхности каждой токопроводящей жилы 1. Возможность обеспечения отсутствия остаточных напряжений в токопроводящих жилах 1 в месте изгиба и сохранения герметичной изоляции поверхности каждой токопроводящей жилы 1 обеспечивается за счет сочетания материалов и соотношений размеров сердечника кабеля огнестойкого, выбранных опытным путем.
Для достижения заявленного технического результата изоляция 2 каждой токопроводящей жилы 1 выполнена из сшитой полимерной композиции, которая является огнестойкой кремнийорганической резиной марки SE9275. При этом диаметр одной токопроводящей жилы 1 относится к диаметру изоляции 2 той же жилы как 1 к 1,75-3.
Для подтверждения влияния сочетания материала изоляции 2 и соотношений диаметра токопроводящей жилы 1 и диаметра изоляции 2 на заявленный в данной полезной модели технический результат были изготовлены образцы сердечника кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, описанные в приведенных ниже примерах.
Пример 1
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 1,2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки SE9275, равен 2,1 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 35 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре не изменялось, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы плотно прилегает к медной жиле без зазоров.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XATRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции остаточных напряжений в медных жилах не выявлено.
Пример 2
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки SE9275, равен 6 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 150 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре не изменялось, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы плотно прилегает к медной жиле без зазоров.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции остаточных напряжений в медных жилах не выявлено.
Для сравнения были изготовлены кабели, у которых соотношения размеров не соответствуют описанным выше, в настоящей полезной модели.
Пример 3
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 1,2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки SE9275, равен 1,8 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 150 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре не изменялось, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы плотно прилегает к медной жиле без зазоров.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции в медных жилах выявлены остаточные напряжения.
Пример 4
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки SE9275, равен 6,5 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 150 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре достигало максимального значения 0,22 МПа, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы неплотно прилегает к медной жиле, между медной жилой и ее изоляцией образовались зазоры.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции остаточных напряжений в медных жилах не выявлено.
Для сравнения были изготовлены сердечники кабелей силовых огнестойких, у которых соотношения размеров соответствуют описанным выше, в настоящей полезной модели, но изоляция, выполнена из огнестойкой кремнийорганической резины, отличной от описанной в заявленной полезной модели и отличная от описанной в примерах 1-2.
Пример 5
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 1,2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки KERAMISIL3770, равен 2,1 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 35 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре не изменялось, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы плотно прилегает к медной жиле без зазоров.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции в медных жилах выявлены остаточные напряжения.
Пример 6
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки SILMIX RCG 70021, равен 6 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 150 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре не изменялось, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы плотно прилегает к медной жиле без зазоров.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции в медных жилах выявлены остаточные напряжения.
Пример 7
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 1,2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки EL 512/70, равен 2,1 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 35 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре достигало максимального значения 0,25 МПа, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы неплотно прилегает к медной жиле, между медной жилой и ее изоляцией образовались зазоры.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции остаточных напряжений в медных жилах не выявлено.
Пример 8
Был изготовлен сердечник кабеля огнестойкого в соответствии с настоящей полезной моделью, содержащий две медные токопроводящие жилы. Диаметр каждой токопроводящей жилы равен 2 мм, диаметр каждой жилы с изоляцией, выполненной из огнестойкой кремнийорганической резины марки Пентасил 2750, равен 6 мм. Жилы скручены между собой с шагом скрутки 150 мм. Поверх скрученных изолированных жил наложена обмотка из полиимидной пленки толщиной 20 мкм с 30%-м перекрытием.
У отрезков изготовленного сердечника данного примера отклоняли ось на угол 90°. Конец каждой жилы попеременно при помощи специальной насадки соединяли с выходным патрубком компрессорного насоса. При этом к противоположному концу той же жилы при помощи специальной насадки подключали манометр. После чего от компрессорного насоса нагнетали воздух под давлением 0,3 МПа в выходной патрубок в течение 10 с, при этом давление на манометре достигало максимального значения 0,2 МПа, что свидетельствует о том, что изоляция каждой жилы неплотно прилегает к медной жиле, между медной жилой и ее изоляцией образовались зазоры.
Затем медные жилы очищали от изоляции и при помощи дифрактометра (XSTRESS 3000 G3R) методом рентгеновской дифракции, определяли наличие остаточных напряжений. В результате методом рентгеновской дифракции в медных жилах выявлены остаточные напряжения.
Таким образом, как можно видеть из приведенных выше описания и примеров, за счет сочетания соотношения размеров и материала, из которого изготовлена изоляция каждой токопроводящей жилы, в сердечнике кабеля огнестойкого, токопроводящие жилы герметично изолированы от окружающей среды, а также в указанных жилах не возникают остаточные напряжения, при сохранении возможности отклонения оси указанного кабеля от прямолинейного положения при монтаже и хранении на угол не менее 90°.