КАБЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к кабелям, предназначенным для передачи электрических сигналов управления и контроля напряжением переменного тока до 500 В (до 750 В постоянного тока) или 660 В (1000 В постоянного тока) частотой в соответствии с ГОСТ 18404.
Известен кабель управления, содержащий покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, индивидуальные экраны для изолированных многопроволочных токопроводящих жил, выполненные в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной пленки, наложенную поверх общей скрутки экранированных токопроводящих жил, и наружную оболочку из полимерного материала, отличающийся тем, что поверх поясной изоляции он дополнительно содержит общий экран, выполненный в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,30 мм, а поверх общего экрана под наружной оболочкой наложена полиэтилентерефталатная пленка, при этом каждый индивидуальный экран выполнен из проволок диаметром 0,12-0,20 мм, а коэффициент поверхностной плотности общего экрана и каждого индивидуального экрана составляет не менее 65%, кроме этого, поверх многопроволочных токопроводящих жил под изоляцией дополнительно наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм, а изоляция многопроволочных токопроводящих жил и наружная оболочка кабеля выполнены из огнестойкой полимерной композиции (Патент RU №1444867, МПК Н01В 7/295, опубликованный 10.09.2014).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля, включающего покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, индивидуальные экраны для изолированных многопроволочных токопроводящих жил (в частных случаях исполнения), наличие разделительного слоя (поясной изоляции), наложенного поверх общей скрутки токопроводящих жил, и наружной оболочки из полимерного материала. Также как прототип, заявляемая полезная модель содержит общий экран из медных проволок с обмоткой по общему экрану из синтетической пленки и обмотку из термически стойких слюдосодержащих лент поверх многопроволочных токопроводящих жил (в частных случаях исполнения), а наружная оболочка кабеля может быть выполнена из огнестойкой полимерной композиции. Кроме того, в зависимых пунктах формулы полезной модели прототипа и заявляемой полезной модели токопроводящие жилы могут быть сначала скручены в пары или тройки или четверки, а затем в общую скрутку.
Причиной, препятствующей получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является наложение разделительного слоя (поясной изоляции) из полимерного материала, совместимого с материалами изоляции и оболочки методом экструзии, а не обмоткой, с заполнением промежутков между токопроводящими жилами и с определенными механическими характеристиками, позволяющими повысить надежность эксплуатации кабеля. Недостатком данного известного кабеля является недостаточная стабильность функциональных и механических параметров в экстремальных условиях.
Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в необходимости разработки надежного в эксплуатации кабеля управления с усиленной защитой от внутренних и внешних повреждений в условиях интенсивных динамических нагрузок.
2
Технический результат достигается тем, что кабель управления и контроля содержит токопроводящие жилы из медных или медных луженых проволок с изоляцией жил из полимерного материала, скрученные между собой (парами или тройками или четверками), а затем в общую скрутку, разделительный слой, общий экран и наружную оболочку, при этом разделительный слой толщиной не менее 0,5 мм нанесен экструзией и выполнен из полимерного материала, совместимого с материалами изоляции и оболочки и характеризуется прочностью при разрыве не менее 4 Н/мм, относительным удлинением при разрыве не менее 50% и кислородным индексом не менее 30. Кроме того, в случае изготовления огнестойкого кабеля исполнения «FR» поверх токопроводящих жил может быть наложен слой в виде обмотки из двух слюдосодержащих лент. Кабель управления может быть выполнен с индивидуальными экранами поверх изолированных жил, скрученных парами, тройками, четверками из медных луженых проволок либо из фольгированного композиционного материала, либо комбинированный экран из фольгированного композиционного материала и оплетки из медных луженых проволок, при этом, под экраном и/или поверх экрана может быть наложен слой из синтетической ленты, а поверх экранированной жилы, пары, тройки, четверки дополнительно может быть наложена индивидуальная внутренняя оболочка из полимерных материалов, соответствующих материалам наружной оболочки. При необходимости дополнительной герметизации кабеля поверх общей скрутки может быть наложен слой из водоблокирующей ленты. Поверх общей скрутки в случае большого диаметра токопроводящей жилы может быть наложена обмотка из синтетических лент для обеспечения круглой формы токопроводящей жилы. Поверх общей скрутки и разделительного слоя наложен общий экран из медных луженых проволок или фольгированного композиционного материала, или фольгированного композиционного материала и оплетки из медных луженых проволок, а поверх экрана из медных луженых проволок наложен слой в виде обмотки пленкой из синтетического материала. Поверх общего экрана, либо обмотки пленкой может быть наложена внутренняя оболочка из материалов соответствующих материалам изоляции и наружной оболочки. А поверх внутренней оболочки для дополнительной защиты от внешних механических повреждений наложена броня из стальных оцинкованных проволок. При этом изоляция может быть выполнена либо из поливинилхлоридного пластиката, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, либо поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с низкой токсичностью продуктов горения, либо из сшитого полиэтилена, либо из кремнийорганической силиконовой резины, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов, а наружная оболочка выполнена либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с низкой токсичностью продуктов горения, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
В современных условиях компьютеризированные средства управления, контроля и передачи данных получают широкое распространение в системах автоматики, телемеханики, измерительно-испытательных комплексах и системах управления в самых различных областях. Надежность и безопасность таких систем определяется надежностью, безопасностью и долговечностью кабельных изделий.
Эксплуатационные свойства электрических кабелей определяются совокупностью его электрических, механических, физических и иных свойств, которые оказывают взаимное влияние друг на друга.
Основной причиной потери электропроводящим оборудованием работоспособности или свойств пожаробезопасности является разрушение защитных покрытий, оболочек, изоляций и пр. Механика разрушения покрытий из полимерных материалов имеет свои закономерности. Разрушение начинается в местах наибольшей концентрации механических напряжений, вызывая разрушение токопроводящих материалов, выход из строя кабеля или пожар.
Механические напряжения и деформации появляются, прежде всего, в местах контактирования токопроводов. Наличие экструдированного разделительного слоя из полимерных материалов, совместимых с материалами изоляции и оболочек, толщиной не менее 0,5 мм значительно увеличивает пробивное напряжение изоляции токопроводящих жил, повышая эксплуатационную надежность изоляции и кабеля в целом. Наложение разделительного слоя из полимерных материалов методом экструзии с заполнением межфазного пространства, позволяет обеспечить полную защиту поверхности материала изоляции жил от свободного доступа кислорода, а также от воздействия ионизирующих лучей и, соответственно, уменьшить скорость деструкции материала изоляции. Такое конструктивное решение позволит повысить срок службы и надежность кабеля в виду полной защиты материала изоляции жил.
Высокая механическая прочность разделяющего элемента из полимерных материалов с указанными характеристиками, нанесенного экструзией, исключает повреждение изоляции (возможное прокалывание ее до токопроводящей жилы) проволоками экрана в виде оплетки (общий экран и/или экран по парам, тройкам, четверкам), что также значительно повышает надежность и срок службы кабеля.
Защитой от внутренних и внешних механических повреждений в зависимости от условий эксплуатации служат также дополнительные внутренние оболочки: поверх экранированной жилы, пары, тройки, четверки или поверх разделительного слоя, либо синтетической пленки, либо общего экрана, а также броня, наложенная поверх общей внутренней оболочки. Применение указанных материалов изоляции, внутренних и наружной оболочек позволяет повысить пожаростойкость кабеля управления, низкий уровень выделения токсичных продуктов горения и дыма, что в свою очередь также повышает надежность эксплуатации кабеля управления в экстремальных условиях эксплуатации.
Таким образом, совокупность приведенных существенных признаков обеспечивает достижение указанного заявителем технического результата. Осуществляется заявленная полезная модель следующим образом.
Токопроводящие жилы изготавливают из медных, либо из медных луженых проволок фиг. 1 и фиг. 2 (1), применяемых для электрических кабелей. Поверх каждой токопроводящей жилы на обмоточном оборудовании накладывают слой из двух слюдосодержащих лент (в случае изготовления кабеля управления огнестойкого) толщиной 0,12 мм с перекрытием. Поверх каждой жилы на экструдере наносят изоляцию из полимерного материала фиг. 1 и фиг. 2(2). Изолированные жилы скручивают в пары, тройки, четверки на крутильном оборудовании фиг. 1 и фиг. 2(3) с обмоткой по скрученной группе фиг. 1 и фиг. 2(4), затем пары, тройки, четверки скручивают в сердечник фиг. 1(5) и фиг. 2(7). В кабелях с индивидуальным экраном поверх изолированных жил, скрученных пар, троек, четверок накладывают экран в виде оплетки или повивом из медных луженых проволок или из фольгированного композиционного материала типа Алюмофлекс, либо из фольгированного композиционного материала типа Алюмофлекс с дренажным однопроволочным проводником из медной луженой проволоки фиг. 2 (5). Под экраном и/или поверх экрана может быть наложен слой из синтетической ленты. Поверх экрана накладывается слой синтетической ленты в случае изготовления кабеля с индивидуальной внутренней оболочкой поверх индивидуальных экранов для предотвращения затекания материала внутренней оболочки между проволок индивидуальных экранов или в случае, когда токопроводящая жила кабеля выполняется без обмотки из синтетических лент поверх общей скрутки, в этом случае она предотвращает затекание материала разделительного слоя между проволоками индивидуальных экранов. Поверх экранированной жилы, пары, тройки, четверки кабелей с индивидуальным экраном, накладывается внутренняя индивидуальная оболочка толщиной 0,5 мм из полимерных материалов, соответствующих материалам оболочки фиг. 2(6).
В кабелях исполнения «в» поверх общей скрутки должен быть наложен слой из водоблокирующей ленты в виде обмотки с перекрытием.
Поверх скрученных неэкранированных, экранированных или экранированных в оболочке жил, пар, троек, четверок накладывается разделительный слой фиг. 1(7) и фиг. 2(9), выпрессованный с одновременным заполнением промежутков между жилами толщиной не менее 0,5 мм из полимерных материалов, совместимых с материалами изоляции и наружной оболочки, либо обмотка из синтетических лент (для придания кабелю круглой формы) фиг. 1(6) и фиг. 2(8), а затем разделительный слой.
Далее поверх разделительного слоя наложен общий экран фиг. 1(8) и фиг. 2(10) в виде оплетки или повивом из медных проволок или фольгированного композиционного материала. Наложение экрана в виде оплетки из медных проволок или фольгированного композиционного материала типа Алюмофлекс с дренажным однопроволочным проводником из медной луженой проволоки осуществляют на оплеточных машинах с заданным параметром поверхностной плотности оплетки не менее 65% из медных или медных луженых проволок и не менее 40% комбинированного экрана.
Поверх общего экрана кабелей, кроме кабелей с экраном из фольгированного композиционного материала, должен быть наложен слой в виде обмотки пленкой из синтетического материала фиг. 2(11).
В бронированных кабелях поверх синтетической пленки, общего экрана из фольгированного композиционного материала или разделительного слоя скрученных жил, пар, троек, четверок должна быть наложена общая внутренняя оболочка минимальной толщиной 0,5 мм из полимерных материалов, совместимых с материалами изоляции и наружной оболочки фиг. 2(12), а затем броня фиг. 2(13).
Поверх общего экрана, брони, скрученных неэкранированных или экранированных жил, пар, троек, четверок накладывается наружная оболочка из указанных полимерных материалов фиг. 1(9) и фиг. 2(14).
Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.