КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОГНЕСТОЙКИЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к огнестойким электрическим кабелям, характеризующимся материалом и расположением изоляции, а также использованием материалов изоляции, стойких к воспламенению.
Уровень техники
Известен огнестойкий кабель, включающий одну или несколько токопроводящих жил с огнестойкой и полимерной изоляцией, а также защитную оболочку; при этом огнестойкая изоляция каждой жилы выполнена в виде экструдированного сплошного концентричного слоя из композиционного материала, который впоследствии при воздействии высокой температуры превращается в керамику, а полимерная изоляция и защитная оболочка выполнены из полимерной безгалогенной композиции (Патент RU №58777 U1, МПК Н01В 7/02, опубликовано: 27.11.2006 Бюл. №33).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что он содержит одну или несколько токопроводящих жил с комбинированной (огнестойкой и полимерной) изоляцией, а также защитную оболочку.
Причина, препятствующая получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решением, заключается в том, что композиционный материал, из которого выполнена огнестойкая изоляция жилы, впоследствии при воздействии высокой температуры превращается в керамику.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель электрический огнестойкий (силовой), который содержит от одной до пяти скрученных токопроводящих медных жил, термический барьер, выполненный, по меньшей мере, из одной слюдосодержащей ленты, спирально наложенной с перекрытием не менее 40% поверх токопроводящих медных жил, изоляцию из сшитого полимера, расположенную поверх термического барьеpa, внутреннюю экструдированную оболочку из термопластичной полимерной композиции, наложенной с заполнением промежутков между изолированными жилами, и наружную оболочку из термопластичной полимерной композиции, при этом упомянутая изоляция выполнена из сшитого полиэтилена или из экструдированной сшитой полимерной композиции на основе полиолефина, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30, внутренняя экструдированная оболочка выполнена из термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45, а наружная оболочка выполнена из экструдированной термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 (Патент RU №40527 U1, МПК Н01В 9/00, опубликовано 10.09.2004 Бюл. №25).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что его система изоляции включает слой термического барьера, содержащий одну спирально наложенную слюдосодержащую ленту.
Причина, препятствующая получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решением, заключается в том, что упомянутая слюдосодержащая лента наложена с перекрытием не менее 40%.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости сокращения времени формирования упомянутого термического барьера при фиксированной (т.е. без увеличения) скорости вращения обмотчика. Очевидно, что указанное сокращение времени можно осуществить за счёт увеличения ширины ленты. Однако, с другой стороны, по технологическим причинам ширину ленты увеличивать нельзя, так как это приводит к снижению качества термического барьера. Таким образом, техническая проблема заключается в противоречивых требованиях к ширине ленты: ширину ленты надо увеличивать для сокращения времени формирования термического барьера и ширину ленты увеличивать нельзя, так как это приведёт к снижению качества термического барьера.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в применении виртуальной ленты шириной Н, состоящей из двух слюдосодержащих (физических) лент одинаковой ширины N, наложенных с частичным взаимным перекрытием, так что 2N>Н>N. При этом каждая физическая лента наложена спирально с зазором, в то время как виртуальная лента наложена спирально с перекрытием (обычно 40% и более), что в сочетании с условием, выраженным неравенством 2N>Н>N, обусловливает искомое сокращение времени формирования термического барьера без увеличения ширины слюдосодержащей ленты и без увеличения её расхода.
Достигается технический результат в заявленном техническом решении тем, что система изоляции кабеля включает слой термического барьера, содержащий первую и вторую спирально наложенные слюдосодержащие ленты с взаимным частичным перекрытием указанных слюдосодержащих лент с образованием виртуальной ленты, при этом каждая слюдосодержащая лента имеет ширину N и наложена с шагом Z, а виртуальная лента имеет ширину Н, так что выполняются следующие отношения:
Z>N>(Z-N),
2N>H>N.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показан пример трёхжильного кабеля (продольный разрез); на фиг. 2 схематично показан спрямлённый фрагмент одного слоя термического барьера.
Осуществление полезной модели
2
Кабель содержит одну или несколько медных токопроводящих жил 1 (например, скрученные в сердечник три жилы, как показано на фиг. 1), а также систему изоляции, включающую термический барьер 2 и изоляцию 3 каждой жилы, внутреннюю оболочку 4 из термопластичной полимерной композиции, наложенную на изолированные жилы с заполнением промежутков между жилами, а также наружную оболочку 5. Система изоляции может, кроме того, содержать экран 6 в виде обмотки из медной фольги или медной ленты, наложенный с перекрытием поверх внутренней оболочки 4 (или, вместо экрана, броню 6 из двух стальных лент толщиной не менее 0,3 мм, наложенную поверх внутренней оболочки 4), и обмотку 7, выполненную по меньшей мере из одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты с поверхностной плотностью не менее 160 г/см, наложенной поверх внутренней оболочки 4.
Термический барьер 2 включает как минимум один слой. При этом оптимальным является выполнение термического барьера из двух слоев, когда второй слой непосредственно наложен на первый (на фиг. 2 показан вариант выполнения термического барьера из одного слоя).
Слой 2 термического барьера выполнен из двух слюдосодержащих лент 8 и 9, наложенных спирально на токопроводящую жилу 1 (фиг. 2). При этом слюдосодержащие ленты 8 и 9 наложены с их взаимным частичным перекрытием с образованием виртуальной ленты 10. Каждая слюдосодержащая лента 8 и 9 имеет ширину N и наложена с шагом Z, а виртуальная лента 10 имеет ширину Н, так что выполняются следующие отношения:
Z>N>(Z-N);
2N>H>N.
Отношение Z>N>(Z-N) означает, что каждая слюдосодержащая лента 8 и 9 наложена с зазором (Z-N)>0 и с частичным взаимным перекрытием [2N-(Z-N)]. Отношение 2N>Н>N означает, что виртуальная лента 10 шириной Н, образованная слюдосодержащими лентами 8 и 9, наложена с перекрытием.
Сведения, подтверждающие возможность изготовления кабеля. При изготовлении кабеля первоначально поверх токопроводящей жилы 1 формируют термический барьер 2. С этой целью в обмотчик устанавливают две слюдосодержащие ленты 8 и 9, которые затем синхронно с взаимным частичным перекрытием обеих слюдосодержащих лент и с зазорами для каждой слюдосодержащей ленты укладывают на токопроводящую жилу 1 с образованием виртуальной ленты 10. При этом последнюю укладывают с перекрытием не менее 40%. В результате образуется первый (возможно единственный) слой термического барьера. При необходимости поверх образованного таким способом первого слоя термического барьера может быть сформирован второй слой термического барьера с применением таких же технологических операций. Возможно последовательное формирование более двух слоев. Затем формируют другие элементы изоляции, которые могут иметь разное выполнение. Так, в качестве материала изоляции 3 может быть использован сшитый полиэтилен или сшитая полимерная композиция на основе полиолефина, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 30. В качестве материала внутренней оболочки 4 может быть использована полимерная композиция на основе полиолефина, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 45. В качестве материала наружной оболочки 5 может быть использована полимерная композиция на основе полиолефина, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 45. Применяемые для изготовления такого кабеля полимерные композиции выпускаются отечественной промышленностью. Что касается электропроводящих жил 1, то их изготавливают из медной или алюминиевой проволоки, традиционной для электрических кабелей, а скрутку изолированных жил многожильного кабеля производят на обычном крутильном оборудовании. Для наложения изоляции 3, внутренней 4 и наружной 5 оболочек используют экструзионное оборудование. Наложение экрана 6 из медной ленты или медной фольги (или брони 6 из стальной оцинкованной ленты) осуществляют на известном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.