КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ОДНОЖИЛЬНЫЙ

Область техники
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей силовых одножильных с резиновой изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 30, 35 кВ номинальной частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью.
Уровень техники
Известен кабель силовой на напряжение 20 и 35 кВ, содержащий медную или алюминиевую токопроводящую жилу, покрытую бумажной пропитанной изоляцией, экраном из электропроводящей бумаги, свинцовую или алюминиевую оболочку и защитные покровы (ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией», дата введения-01.01.75).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии токопроводящей жилы, покрытой изоляцией, экрана и оболочки.
Причина, препятствующая получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в выполнении изоляции и экрана из кабельной бумаги.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой, содержащий токопроводящую медную или алюминиевую жилу, изолированную не менее чем тремя слоями экструдированного сшитого полиэтилена (первый слой - из электропроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена, второй слой - из изоляционного сшитого полиэтилена, третий слой - из электропроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена), на изолированные жилы наложен слой из электропроводящих лент, на слой электропроводящих лент наложен металлический экран из алюминия или алюминиевого сплава, разделительный слой и защитная оболочка (патент RU №119928 U1 М. кл. H01B 9/02, опубликовано 27.08.2012).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля с одной металлической жилой, на которую последовательно наложены первый электропроводящий слой, изоляция, второй электропроводящий слой, слой из электропроводящих лент, металлический экран, внутренняя оболочка и наружная оболочка.
Причиной, препятствующей получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является выполнение изоляции токопроводящих жил из сшитого полиэтилена.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении пропускной способности кабеля, повышении его надежности и в упрощении его прокладывания.
Технический результат, обусловливающий решение указанной задачи, заключается в возможности работы кабеля в номинальном режиме с температурой жилы до 105°C, в повышении гибкости изоляции (по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена), а также в создании возможности прокладывания кабеля при температуре до -40°C.
Указанный технический результат достигается тем, что кабель силовой одножильный содержит токопроводящую жилу, поверх которой последовательно наложены слои, а именно, первый электропроводящий экран, изоляция, второй электропроводящий экран, слой из электропроводящей ленты, металлический экран, разделительный слой и внутренняя оболочка, кроме того, поверх внутренней оболочки либо наложена наружная оболочка, либо последовательно наложены броня из проволок алюминия или алюминиевого сплава и наружная оболочка, при этом упомянутая изоляция выполнена из этиленпропиленовой резины с усиливающим гидрофобным наполнителем, а упомянутые первый и второй электропроводящие экраны выполнены из этиленпропиленовой резины, содержащей сажу.
Технический результат также достигается тем, что металлический экран выполнен либо в виде множества медных проволок, поверх которых наложена либо медная лента, выполненная в виде обмотки, либо пасьма из медных проволок, выполненная в виде обмотки, либо в виде множества проволок из алюминия или алюминиевого сплава, обмотанных лентой, выполненной из алюминия или алюминиевого сплава.
Достигается технический результат также тем, что внутренняя оболочка выполнена либо из резины или из ПВХ пластиката с температурой морозостойкости от -50°C до -60°C, либо из ПВХ пластиката пониженной горючести с кислородным индексом не менее 32, либо из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32.
Достигается технический результат также тем, что наружная оболочка выполнена либо из не содержащей галогенов полимерной композиции с кислородным индексом не менее 32, либо из ПВХ пластиката пониженной горючести с кислородным индексом не менее 32, либо из ПВХ пластиката с температурой морозостойкости от -50°C до -60°C, либо из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 35.
Признаки заявленной полезной модели, отличительные от прототипа, заключаются в выполнении изоляции жилы из этиленпропиленовой резины с усиливающим гидрофобным наполнителем и в выполнении электропроводящих экранов этиленпропиленовой резины, содержащей сажу.
Осуществление полезной модели
Кабель содержит одну токопроводящую жилу, выполненную из медной или алюминиевой проволоки. При этом указанная жила может быть выполнена многопроволочной. Поверх жилы расположен первый электропроводящий экран, который выполнен из электропроводящей резины на основе этиленпропиленового каучука, содержащего высоко-проводящую сажу. Поверх первого электропроводящего экрана расположена изоляция, выполненная из резины на основе этиленпропиленового каучука, содержащего усиливающий гидрофобный наполнитель. Поверх изоляции расположен второй электропроводящий экран, который выполнен из того же материала, что и первый электропроводящий экран. Поверх второго электропроводящего экрана расположен слой из электропроводящей ленты, представляющей собой электропроводящую бумагу или электропроводящую полимерную ленту. Поверх электропроводящей ленты расположен металлический экран, выполненный либо в виде множества медных проволок, поверх которых наложена либо медная лента, выполненная в виде обмотки, либо пасьма из медных проволок, выполненная в виде обмотки, либо в виде множества проволок из алюминия или алюминиевого сплава, обмотанных лентой, выполненной из алюминия или алюминиевого сплава. Поверх металлического экрана расположен разделительный слой, выполненный из ленты крепированной или кабельной бумаги, либо полипропиленовой ленты, либо ленты нетканого полотна, или прорезиненной ткани. Поверх разделительного слоя расположена внутренняя оболочка, которая выполнена либо из резины или из ПВХ пластиката с температурой морозостойкости от -50°C до -60°C, либо из ПВХ пластиката пониженной горючести с кислородным индексом не менее 32, либо из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32. Кабель может содержать броню, расположенную поверх внутренней оболочки, которая выполнена из проволок алюминия или алюминиевого сплава. Поверх внутренней оболочки (или поверх брони) расположена наружная оболочка, выполненная из полимерной композиции, не содержащей галогенов или из ПВХ пластиката пониженной горючести с кислородным индексом не менее 32, или из ПВХ пластиката с температурой морозостойкости от -50°C до -60°C, или из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 35.
Изготовление кабеля заключается в поочередном накладывании перечисленных слоев в соответствующем порядке. При этом первый экран накладывают на жилу методом экструзии, а его (экрана) назначение заключается в равномерном распределении напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции. Затем накладывают изоляцию, служащую основным электроизоляционным элементом и предназначенную для выдерживания воздействия электрического поля. Затем накладывают второй электропроводящий экран, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном. Поверх второго электропроводящего экрана накладывают слой из электропроводящей ленты, служащий для выравнивания электрического поля в кабеле. Затем накладывают металлический экран, основным назначением которого является защита от воздействия электромагнитных помех, а также отвод токов короткого замыкания. Затем накладывают разделительный слой, выполненный из ленты крепированной или кабельной бумаги, или полипропиленовой ленты, или ленты нетканого полотна, или прорезиненной ткани, служащий для предотвращения затекания материала внутренней оболочки между проволоками металлического экрана. Поверх разделительного слоя накладывают внутреннюю оболочку. Затем может быть наложена броня, выполненная из проволок алюминия или алюминиевого сплава и служащая для защиты от значительных растягивающих усилий, после чего либо поверх внутренней оболочки, либо поверх брони накладывают наружную оболочку.
Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства. Использование изоляции из этиленпропиленовой резины (резины на основе этилепропиленового каучука с содержанием усиливающего гидрофобного наполнителя), обладающей высокой электрической и термической стойкостью, а также использование первого и второго электропроводящего слоя из этиленпропиленовой резины (резины на основе этиленпропиленового каучука) с содержанием высокопроводящих саж, позволяет выдерживать токовую нагрузку на 15-20% больше относительно кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Благодаря высоким термомеханическим характеристикам указанной резины изгиб кабеля вызывает незначительные механические напряжения слоев изоляции, что значительно снижает вероятность неравномерного распределения электрической напряженности в толщине изоляции.