КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ОГНЕСТОЙКИЙ, НЕ РАСПРОСТРАНЯЮЩИЙ ГОРЕНИЕ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям силовых огнестойких кабелей, не распространяющих горение, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии на напряжение 1-3 кВ переменного тока, которые могут применяться, в частности, в сооружениях метрополитена, АЭС и на других объектах, к которым предъявляются повышенные требования по обеспечению работоспособности кабеля в условиях пожара.
Уровень техники
Известен силовой кабель, содержащий от одной до пяти токопроводящих жил, термический барьер по жиле, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, внутреннюю оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, термический барьер, наложенный поверх внутренней оболочки, наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов (см. RU 42349 U1, опубл. 27.11.2004, МПК 7 Н 01 В 9/00).
Недостатком данного силового кабеля является отсутствие нормированного предела пожаростойкости.
Сведения, раскрывающие сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании конструкции силового кабеля, отвечающего требованиям пожаробезопасности по огнестойкости и не распространению горения.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в повышении огнестойкости силового кабеля, а именно, обеспечении предела пожаростойкости кабеля от 60 мин до 240 мин при температуре 750°-800°С и сохранении его работоспособности в условиях пожара.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение, содержит одну медную токопроводящую жилу, термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40,
температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, внутреннюю оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер, наложенный поверх внутренней оболочки и состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С и наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14
Отличительными особенностями заявляемой полезной модели являются:
выполнение термического барьера по жиле состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С;
выполнение изоляции из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14;
выполнение внутренней оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14
выполнение термического барьера по внутренней оболочки состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С; выполнение наружной оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14.
При воздействии открытого пламени на наружную оболочку кабеля, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, процесс горения кабеля и распространения пламени как по длине кабеля, так и во внутрь кабеля замедляется за счет образования на поверхности кабеля прочного коксового остатка.
Выполнение термического барьера по внутренней оболочке состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С обеспечивает защиту внутренней оболочки от воздействия пламени и замедляет процесс распространения горения по длине кабеля и проникновения пламени во внутрь кабеля за счет образования на поверхности внутренней оболочки защитного слоя.
При горении внутренней оболочки, выполненной из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40,
температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, и изоляции, выполненной из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, протекают физико-химические процессы аналогичные горению наружной оболочки, что также замедляет процесс распространения горения по длине кабеля и проникновение пламени во внутрь кабеля.
Термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, обеспечивает работоспособность кабеля в пожаре при термической деструкции полимерной изоляции.
Высокий интегральный кислородный индекс конструкции кабеля затрудняет горение кабеля при горении в атмосферных условиях, а термические барьеры замедляют проникновение пламени во внутрь кабеля.
Таким образом, совокупность приведенных существенных признаков обеспечивает достижение указанного заявителем технического результата. Применение указанных материалов позволяет повысить предел пожаростойкости кабеля и одновременно обеспечить низкий уровень выделения токсичных продуктов горения и дыма, что упрощает задачу по тушению возгорания и спасения людей из горящих
сооружений.
В частном случае реализации полезной модели силовой кабель дополнительно содержит броню, расположенную между термическим барьером, наложенным поверх внутренней оболочки и наружной оболочкой.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, силовой кабель дополнительно содержит медный экран, расположенный поверх изоляции.
В результате проведения поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности "новизна".
Осуществление полезной модели
Кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение, (фиг.1) содержит токопроводящую медную жилу 1, термический барьер 2 по жиле, который состоит, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, изоляцию 3 по жиле, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 35,
температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, внутреннюю оболочку 4, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер 5 по внутренней оболочке, который состоит, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, наружную оболочку 6, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14. Дополнительно силовой кабель (фиг.2) может содержать медный экран 3а, который расположен поверх изоляции 3 и броню 5а, расположенную поверх термического барьера 5. Броня 5а может быть выполнена из стальных оцинкованных лент.
В качестве полимерной композиции, не содержащей галогенов, для изготовления изоляции 3 может быть использована, например, композиция марки Megolon IN200 или Megolon S642, а для изготовления внутренней и наружной оболочки может быть использована, например, композиция марки Megolon S642.
Для изготовления термических барьеров 2 и 5 может быть использована, например, лента марки Megotape D145 или Megotape FR21/103, причем термический барьер 2 по жиле может состоять, например, из четырех лент, наложенных
с перекрытием не менее 15%, а термический барьер 5 по внутренней оболочке может состоять, например, из двух лент.
Кабель изготавливают следующим образом.
Токопроводящую жилу 1 изготавливают из медной проволоки известными в кабельной промышленности способами. Термический барьер 2 по токопроводящей жиле накладывается на оборудовании для наложения изоляции из бумажных лент. Изоляцию 3, внутреннюю оболочку 4 и наружную оболочку 6 накладывают на экструзионном оборудовании. Наложение термического барьера 5 поверх внутренней оболочки 4 и брони 5а осуществляют на оборудовании для наложения защитных покровов. Наложение медного экрана 3а осуществляют на оборудовании для наложения элементов конструкции ленточного типа.
Предложенная конструкция силового огнестойкого кабеля, не распространяющего горения, обеспечивает предел пожаростойкости кабеля (ППСТ) от 60 мин до 240 мин при температуре 750°-800°С, что подтверждено результатами испытаний, которые проводились в соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ248-97 (Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытания.). Максимальное время до пробоя изоляции кабеля в условия пожара при температуре пламени 750°С-800°С было зафиксировано на
уровне 240 мин, что соответствует показателю ППСТ1 указанных норм.
Таким образом, в условиях горения предложенный силовой кабель, изготовленный с использованием указанных материалов, будет сохранять работоспособность в течение длительного времени, а процесс горения будет сопровождаться низким газо-дымо выделением.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку, его реализацию возможно осуществить с использованием известных средств производства, материалов и технологий.