КАБЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной промышленности, в частности - к конструкции гибких кабелей, предназначенных для передачи электрических сигналов переменного тока напряжением до 500 В и частотой 1 МГц и электрических сигналов постоянного тока напряжением до 750 В, и может быть использована для дистанционного управления исполнительными механизмами в различных помещениях, на открытом воздухе, в каналах, туннелях и метро.
Известен кабель управления по патенту на полезную модель RU №31174, МПК H01B 7/04, опубл. 20.07.2003. Кабель управления содержит покрытые изоляцией из поливинилхлоридного пластиката многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из медных луженых проволок и скрученные концентрическими повивами сначала в пару, а затем повивной скруткой - в общий сердечник. Поверх сердечника и наружных повивов токопроводящих жил спирально наложена скрепляющая лента из полиэтилентерефталата. На скрученные в пары токопроводящие жилы наложены последовательно экран из фольгированного лавсана и оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Под экраном продольно размещена медная луженая проволока. Конструкция кабеля защищает электрические цепи от взаимного влияния и от влияния внешних сигналов, а также имеет повышенную стойкость к воздействию агрессивных компонентов внешней среды. Однако, кабель по патенту RU №31174, имея экран из фольгированного лавсана, не обладает достаточной гибкостью и подвержен механическим повреждениям при многократных изгибах, из-за чего снижается помехоустойчивость от внешних факторов. Вследствие этого, кабель не обеспечивает стабильности электрических параметров при передаче сигналов управления.
Известны два варианта кабеля управления по патенту на полезную модель RU №45554, МПК H01B 7/04, опубл. 10.05.2005, которые обладают повышенной стабильностью передачи сигналов управления и более удобны в эксплуатации в сравнении с предыдущим аналогом.
По первому варианту кабель управления по RU №45554 содержит покрытые изоляцией из поливинилхлоридного пластиката многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из медных луженых проволок и скрученные в пару, а затем - в кабель, концентрическими повивами. Каждая пара имеет свой шаг скрутки, при этом их шаги скрутки взаимно согласованы. Изоляция жил в паре отличается по цвету. Кроме этого, и пары отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Поверх пар жил наложен экран, который выполнен с коэффициентом поверхностной плотности не менее 70% в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,15 мм. Поверх экрана последовательно расположены поясная изоляция из фторопласта-4 или из полиэтилентерефталатной пленки и оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести.
Второй вариант кабеля по RU №45554 имеет те же существенные признаки, что и кабель в первом варианте, но дополнительно содержит еще проволочную броню в виде оплетки из стальной оцинкованной проволоки с коэффициентом поверхностной плотности повива не менее 70% и внутреннюю оболочку, наложенную поверх поясной изоляции. Броня усиливает помехозащищенность и механическую стойкость кабеля управления.
За прототип для всех вариантов заявляемой полезной модели принят первый вариант кабеля управления по RU №45554, как наиболее близкий. В кабеле управления, принятом за прототип, выполнение экрана в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, наличие поясной изоляции, а также выполнение шагов скрутки пар различными и взаимно согласованными позволяют повысить гибкость кабеля. Гибкость кабеля обеспечивает защиту токопроводящих жил от механических повреждений и помех и тем самым обеспечивает стабильность передачи сигналов управления. Отличие изоляции жил в паре и пар друг от друга по цвету создает удобства в эксплуатации кабеля по RU №45554. Однако кабель по прототипу имеет недостаточную надежность при эксплуатации в условиях повышенной пожарной опасности. В свою очередь указанный факт, а также наличие только парных скруток токопроводящих жил сужает область применения кабеля по прототипу.
Задача полезной модели согласно предложенным вариантам состоит в том, чтобы одновременно с сохранением достоинств кабеля по прототипу повысить его надежность и живучесть в условиях распространения опасных факторов пожара, а также расширить область применения кабеля.
Технический результат заключается в обеспечении стабильности передачи сигналов управления и в повышении пожаробезопасности и огнестойкости кабеля.
Задача и технический результат достигаются следующим образом.
По первому варианту кабель управления, как и прототип, содержит покрытые изоляцией из поливинилхлоридного пластиката многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные между собой концентрическими повивами, и наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката.
В отличие от прототипа кабель управления по первому варианту дополнительно содержит наложенную поверх скрученных изолированных токопроводящих жил нетканую водоблокирующую ленту, а поверх последней - полиэтилентерефталатную пленку. Наружная оболочка в кабеле управления по первому варианту выполнена из морозостойкого негорючего поливинилхлоридного пластиката.
Токопроводящие жилы могут быть выполнены из медных проволок или из медных проволок, луженых оловом или оловянно-свинцовым припоем. Для усиления огнестойкости кабеля поверх многопроволочных токопроводящих жил под изоляцией может быть наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. В частном случае для большей эксплуатационной надежности и защищенности от внешних электромеханических воздействий под наружной оболочкой может быть выполнена броня в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм. Коэффициент поверхностной плотности оплетки брони составляет не менее 65%. Кроме этого, поверх полиэтилентерефталатной пленки под броней наложена внутренняя оболочка из негорючего поливинилхлоридного пластиката.
По второму варианту заявляемый кабель управления, как и кабель по прототипу, содержит покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, экран, наложенный поверх токопроводящих жил и выполненный в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, поясную изоляцию, наложенную поверх экрана, и наружную оболочку из полимерного материала.
В отличие от прототипа коэффициент поверхностной плотности экрана составляет не менее 65%, причем он выполнен из проволок диаметром не более 0,30 мм, а изоляция токопроводящих жил и наружная оболочка кабеля выполнены из огнестойкой полимерной композиции.
Поясная изоляция может быть выполнена из фторопласта-4 или из полиэтилентерефталатной пленки, а под экраном поверх токопроводящих жил может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента. В последнем случае под термически стойкой слюдосодержащей лентой может быть наложена и полиэтилентерефталатная пленка.
В частных случаях выполнения изолированные токопроводящие жилы, выполненные из медных или медных луженых проволок, скручены сначала или в пары, или в тройки, или в четверки с согласованным шагом, а затем указанные скрутки токопроводящих жил скручены между собой в кабель, при этом каждая пара, или тройка, или четверка имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. Кроме того, скрученные пары, тройки, четверки токопроводящих жил отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Для усиления огнестойкости кабеля поверх многопроволочных токопроводящих жил может быть наложена сначала обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм, а затем, на обмотку, - изоляция.
Так же, как и в первом варианте, кабель управления по второму варианту может под наружной оболочкой содержать дополнительно броню, которая выполнена в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм. Коэффициент поверхностной плотности оплетки брони составляет не менее 65%. Под броней поверх поясной изоляции наложена внутренняя оболочка из огнестойкой полимерной композиции.
По третьему варианту кабель управления, как и прототип, содержит покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, экран, наложенный поверх этих жил и выполненный в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, поясную изоляцию, наложенную поверх экрана, и наружную оболочку из полимерного материала.
В отличие от прототипа кабель управления по третьему варианту имеет экран с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%, причем экран выполнен из проволок диаметром не более 0,30 мм. Изоляция токопроводящих жил и наружная оболочка кабеля по третьему варианту выполнены из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Поясная изоляция выполнена из фторопласта-4 или из полиэтилентерефталатной пленки.
Под экраном дополнительно может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента. В последнем случае под термически стойкой слюдосодержащей лентой может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка.
В частных случаях изолированные токопроводящие жилы, выполненные из медных или медных луженых проволок, скручены сначала или в пары, или в тройки, или в четверки с согласованным шагом, а затем указанные скрутки токопроводящих жил скручены в кабель. При этом каждая пара, или тройка, или четверка имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. Кроме того, скрученные пары, тройки, четверки токопроводящих жил отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Кабель управления может также под наружной оболочкой содержать броню в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности оплетки не менее 65%. Под броней поверх поясной изоляции наложена внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Использование безгалогенной полимерной композиции снижает дымо- и газовыделение при горении и тлении полимерных материалов.
По всем предложенным вариантам полезной модели кабель управления, как и кабель по прототипу, обладает гибкостью, которая обеспечивает защиту токопроводящих жил от механических повреждений и помех, и тем самым повышает стабильность передачи сигналов управления. При этом наличие брони усиливает механическую защиту и защиту от помех, что обеспечивает стабильность передачи электрических сигналов. При наличии скруток изоляция токопроводящих жил отличается по цвету, и сами скрутки отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Это создает удобства в эксплуатации кабеля. Во всех вариантах полезной модели для изоляция и для наружной оболочки использованы материалы огнестойкие и пониженной горючести, что обеспечивает соответствие кабеля управления требованиям пожарной безопасности и в сравнении с прототипом повышает его огнестойкость, пожаробезопасность и надежность. В зависимости от области применения и назначения кабеля он может быть выполнен и из одиночных токопроводящих жил, и из скрученных парами, тройками, четверками, что расширяет эксплуатационные возможности кабеля. Таким образом, все три варианта заявляемой полезной модели объединены единым творческим замыслом, поскольку они направлены на достижение одного и того же технического результата, решают одну и ту же задачу одним и тем же путем.
Далее полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено поперечное сечение кабеля по первому варианту.
На фиг. 2 - поперечное сечение кабеля по первому варианту при наличии брони (частный случай).
На фиг. 3 - поперечное сечение кабеля по второму и третьему варианту со скрученными одиночными токопроводящими жилами.
На фиг. 4 - поперечное сечение кабеля по второму и третьему варианту с парной скруткой токопроводящих жил.
На фиг. 5 - поперечное сечение кабеля по второму и третьему варианту с парной скруткой токопроводящих жил при наличии брони.
На фиг. 6 - поперечное сечение кабеля по второму и третьему варианту со скрученными тройками токопроводящих жил.
На фиг. 7 - поперечное сечение кабеля по второму и третьему варианту со скрученными четверками токопроводящих жил.
2
2
2
2
Кабель управления по всем вариантам (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) содержит многопроволочные токопроводящие изолированные жилы 1. Токопроводящие жилы 1 выполнены из медных проволок или медных проволок, луженых оловом или оловянно-свицовым припоем не ниже ПОС-61, и соответствуют ГОСТ 22483 не ниже класса 3 для токопроводящих жил сечением 0,5; 0,75; 1,0; 1,2; 1,5; 2,5; 4,0 мм и не ниже класса 4 для токопроводящих жил сечением 0,35 мм. Номинальная толщина изоляции для токопроводящих жил: сечением от 0,35 до 0,75 мм - 0,5 мм, сечением от 1,0 до 2,5 мм - 0,6 мм, сечением 4,0 мм - 0,7 мм.
Токопроводящие жилы 1 кабеля управления по первому варианту (фиг. 1) покрыты изоляцией из поливинилхлоридного пластиката 2 и скручены между собой концентрическими повивами. Количество токопроводящих жил в зависимости от назначения и области применения может быть от 1 до 61 (на фиг. 1 показано поперечное сечение кабеля с 7 токопроводящими жилами). Под изоляцией поверх многопроволочных токопроводящих жил может быть наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. Сверху скрученных изолированных токопроводящих жил наложена нетканая водоблокирующая лента 3, а поверх нее - полиэтилентерефталатная пленка 4. Наружная оболочка 5 кабеля управления по первому варианту выполнена из морозостойкого негорючего поливинилхлоридного пластиката. Под наружной оболочкой 5 в кабеле управления по первому варианту (фиг. 2) может быть выполнена броня 6 в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм. Коэффициент поверхностной плотности оплетки брони 6 должен составлять не менее 65%. Броня 6 усиливает механическую защиту кабеля и его защиту от внешних электромеханических воздействий, повышая надежность. Поверх полиэтилентерефталатной пленки 4 под броней 6 наложена внутренняя оболочка 7, которая выполнена из негорючего поливинилхлоридного пластиката.
2
В кабеле управления по второму варианту токопроводящие жилы 1 (фиг. 3, 4, 5, 6, 7) покрыты изоляцией 2 из огнестойкой полимерной композиции. Поверх многопроволочных токопроводящих жил может быть наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. Количество изолированных токопроводящих одиночных жил 1 может быть от 1 до 61 (на фиг. 3 показано 7). Изолированные токопроводящие жилы 1 могут быть также скручены сначала в пары 8 (фиг. 4, 5), или в тройки 9 (фиг. 6), или в четверки 10 (фиг. 7) с согласованным шагом. Скрутки 8, 9, 10 токопроводящих жил 1 скручены между собой в кабель. Каждая пара 8, или тройка 9, или четверка 10 имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. При этом шаги скрутки пар 8, или троек 9, или четверок 10 взаимно согласованы. Кроме того, скрученные пары 8, тройки 9 и четверки 10 токопроводящих жил 1 отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. В зависимости от технического назначения кабеля число пар токопроводящих жил может быть от 1 до 27 (на фиг. 4, 5 приведен пример для 7 пар токопроводящих жил), троек - от 1 до 19 (на фиг. 6 приведен пример для 7 троек токопроводящих жил), четверок - от 1 до 4 (на фиг. 7 приведен пример для 4 четверок токопроводящих жил). Номинальное сечение четверок, мм: 0,35; 0,5; 0,75; 1,0. Поверх общей скрутки пар 8, троек 9, четверок 10 наложен экран 11. Экран 11 выполнен в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%. Поверх экрана 11 наложена поясная изоляция 12. Поясная изоляция 12 выполнена из фторопласта-4 или из полиэтилентерефталатной пленки. В частном случае под экраном может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента 13. Возможно наложение под экраном поверх общей скрутки токопроводящих жил сначала полиэтилентерефталатной пленки, а затем уже термически стойкой слюдосодержащей ленты.
Кабель по второму варианту покрыт оболочкой 5 из огнестойкой полимерной композиции. Под наружной оболочкой 5 дополнительно может быть выполнена броня 14 (фиг. 5), выполненная в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%, а под броней 14 поверх поясной изоляции 12 - внутренняя оболочка 15, выполненная из огнестойкой полимерной композиции. Конструкция кабеля с броней 14 показана на примере кабеля с парной скруткой токопроводящих жил 1 (фиг. 5). Расположение брони 14 и внутренней оболочки 15 в кабеле со скруткой токопроводящих жил в виде тройки 9 и четверки 10 осуществляется аналогично.
Кабель управления по третьему варианту, как и кабель по второму варианту, содержит токопроводящие жилы 1 (фиг. 3), парные скрутки 8 (фиг. 4), тройки 9 токопроводящих жил 1 (фиг. 6), четверки 10 токопроводящих жил 1 (фиг. 7). Изоляция токопроводящих жил в кабеле по третьему варианту выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Каждая пара 8, или тройка 9, или четверка 10 имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. Кроме того, скрученные пары 8, тройки 9 и четверки 10 токопроводящих жил 1 отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. В зависимости от технического назначения кабеля число пар 8 (фиг. 4, 5) может быть от 1 до 27, троек 9 (фиг. 6) - от 1 до 19, четверок 10 (фиг. 7) - от 1 до 4. Номинальное сечение четверок 10, мм: 0,35; 0,5; 0,75; 1,0. Поверх общей скрутки пар 8, троек 9, четверок 10 наложен экран 11. Экран 11 выполнен в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%. Поверх экрана 11 наложена поясная изоляция 12. Поясная изоляция 12 выполнена из фторопласта-4 или из полиэтилентерефталатной пленки. В частном случае под экраном может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента 13. Возможно наложение под экраном поверх общей скрутки токопроводящих жил сначала полиэтилентерефталатной пленки, а затем - термически стойкой слюдосодержащей ленты.
Наружная оболочка 5 кабеля по третьему варианту выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Как и в кабеле по второму варианту, под наружной оболочкой 5 дополнительно может быть выполнена броня 14 (фиг. 5). Броня 14 выполнена в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%, а под броней 14 поверх поясной изоляции 12 наложена внутренняя оболочка 15, выполненная из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Технология изготовления заявляемого кабеля по каждому из трех вариантов проста, не вызывает трудностей у специалистов кабельной промышленности и не требует сложного специального оборудования. Производство кабеля начинают с изготовления из проволок токопроводящих жил 1. Затем токопроводящие жилы покрывают изоляционным материалом и скручивают в общую скрутку. Или вначале осуществляют скрутку токопроводящих жил 1 в пары 8, или в тройки 9, или в четверки, а затем выполняют их общую скрутку. На общую скрутку (в зависимости от конкретной конструкции) накладывают все остальные элементы кабеля и на последнем этапе накладывают на кабель оболочку 5. Для изготовления кабеля используются известные специалистам кабельной промышленности отечественные и зарубежные материалы. Скрутку элементов конструкций кабеля осуществляют на обычных крутильных машинах, наложение изоляции - на экструзионном оборудовании. Для наложения экрана, брони используют оплеточные машины, для наложения пленок - обмоточное оборудование.
Образцы кабелей были испытаны на соответствие требованиям ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Получены положительные результаты. Кабели управления по всем вариантам соответствуют требованиям пожарной безопасности.