КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОГНЕСТОЙКИЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям электрических огнестойких кабелей с пластмассовой изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии и электрических сигналов в стационарных установках при эксплуатации на объектах повышенной опасности с сохранением работоспособности при воздействии открытого пламени в течение 3 часов.
Известны конструкции огнестойких силовых, контрольных и малогабаритных электрических кабелей, а также кабелей управления по техническим условиям ТУ 16.К71-337-2004, год ввода 2004, Россия, содержащие одну или несколько медных токопроводящих жил (ТПЖ), каждая из которых покрыта одним или несколькими слоями слюдосодержащей ленты марки Элмикатекс по ТУ 3492-023-50157149-2004, год ввода 2004, Россия, изоляцией из поли-винилхлоридного (ПВХ) пластиката пониженной пожарной опасности или из сшитого полиэтилена и медным экраном или без него, разделительный слой из стеклоленты или слюдосодержащей ленты или без него, внутреннюю оболочку из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности или без нее, экран медный по внутренней оболочке или без него и наружную оболочку из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности. Слюдосодержащая лента Элмикатекс представляет собой слоистую композицию из слюдяной бумаги и электроизоляционной стеклоткани из алюмоборосиликатного волокна, склеенных между собой и пропитанных кремнеорганическим связующим. Максимальная температура длительной эксплуатации стеклоткани из алюмоборосиликатного волокна не превышает 500°C. При более высокой температуре в условиях механического воздействия и вибраций стеклоткань разрушается, что приводит к разрушению термического барьера ТПЖ и его пробою электрическим током. Недостатками данных кабелей являются:
- пониженная термостойкость термического барьера ТПЖ (не более 500°C);
- пониженная технологичность изготовления термического барьера ТПЖ из-за низкой прочности слюдосодержащей ленты Элмикатекс;
- ограниченная область применения;
- пониженная надежность.
2
Температура в открытом пламени при пожарах может достигать значений более 500°C. В связи с чем возникает необходимость использования в конструкции огнестойких кабелей изоляционных материалов с температурой длительной эксплуатации более 500°C. В конструкции огнестойкого электрического кабеля по патенту №91463 (прототип), Россия, в качестве термического барьера ТПЖ использована слюдинитовая лента, содержащая в своем составе стеклоткань из кварцевого стекла. Максимальная температура длительной эксплуатации такой стеклоткани составляет 1200°C. Однако получение волокон из кварцевого стекла чрезвычайно трудоемкий и дорогостоящий процесс из-за высокой температуры расплава. К тому же волокна из кварцевого стекла, содержащие более 99% SiO (двуокись кремния) имеют повышенную ломкость из-за наличия микротрещин.
Недостатки огнестойкого кабеля по прототипу:
- пониженная технологичность;
- повышенная стоимость.
Технической задачей полезной модели является разработка кабеля электрического огнестойкого, не уступающего прототипу по основным характеристикам, и в то же время более технологичного, качественного и экономичного, предназначенного для стационарной прокладки в любых условиях. Технический результат достигается тем, что слюдосодержащая лента содержит в своем составе минеральную ткань из кремнеземного или базальтового волокна или их смесей, в том числе модифицированных оксидами редких или редкоземельных металлов, или полупроводниковых материалов или их смесей.
Общим признаком прототипа и предлагаемого технического решения является наличие одной или нескольких медных токопроводящих жил, каждая из которых покрыта одним или несколькими слоями слюдосодержащей ленты, полимерной изоляцией и медным экраном или без него, разделительного слоя из стеклоленты или слюдосодержащей ленты или без него, внутренней оболочки из полимерных композиций пониженной пожарной опасности или без нее, медного экрана по внутренней оболочке или без него и наружной оболочки из полимерных композиций пониженной пожарной опасности. В то же время предложенный кабель отличается от известного тем, что слюдосодержащая лента содержит в своем составе минеральную ткань из кремнеземного или базальтового волокна или их смесей, в том числе модифицированных оксидами редких или редкоземельных металлов, или полупроводниковых материалов или их смесей.
2
Минеральная ткань из базальтового волокна имеет максимальную температуру длительной эксплуатации 800°C. В отличие от кварцевого волокна базальтовое волокно более технологичное, эластичное и имеет меньшую стоимость. Наибольшее качество, технологичность и экономичность имеет минеральная ткань из кремнеземного волокна с содержанием SiO (94-96)%. Авторами полезной модели разработана лента стеклослюдяная кабельная марки ЛСК по ТУ 3492-049-50289046-2013, год ввода 2013, Россия, на основе слюдяной бумаги и стеклоткани из кремнеземного волокна. Максимальная температура длительной эксплуатации ленты ЛСК составляет 1000°C. Кабель с лентой ЛСК выдержал длительное испытание на огнестойкость (не менее трех часов) по существующей методике. Для удешевления минеральной ткани без потери ее качества и технологичности могут быть использованы смеси кремнеземного волокна с базальтовым. Модификация кремнеземного или базальтового волокна или их смесей оксидами редких или редкоземельных металлов, или полупроводниковых материалов или их смесей до 1% по массе существенно повышает прочность, эластичность и термостойкость волокна.
Кабель электрический огнестойкий по полезной модели (фиг.) содержит одну или несколько медных токопроводящих жил 1, термический барьер 2 по каждой жиле из одного или нескольких слоев слюдосодержащей ленты, полимерную изоляцию 3 по каждой жиле, экран 4 по каждой жиле из медных проволок или медной ленты или без него, разделительный слой 5 по изолированным и скрученным жилам из стеклоленты или слюдосодержащей ленты или без него, внутреннюю оболочку 6 из полимерных композиций пониженной пожарной безопасности или без нее, общий экран 7 по внутренней оболочке из медных проволок или медной ленты или без него, наружную оболочку 8 из полимерных композиций пониженной пожарной опасности. Токопроводящие жилы огнестойких кабелей могут быть однопроволочными или многопроволочными, круглыми, секторными или сегментными. Предложенный авторами полезной модели огнестойкий силовой многожильный экранированный кабель изготавливается по следующей технологии. Токопроводящие жилы 1 скручивают на крутильной машине из одного или нескольких концентрических повивов круглых медных проволок, по спирали в чередующихся направлениях с определенным шагом скрутки. При этом одну проволоку размещают в центре жилы. Верхний повив проволок должен иметь левое направление кручения. Во время скрутки ТПЖ может уплотняться обжимными роликами. При уплотнении жилы снижается диаметр кабеля и повышаются его эксплуатационные характеристики. На каждую токопроводящую жилу накладывается обмоткой в одном направлении с перекрытием не менее 40% термический барьер 2 из двух стеклослюдяных лент марки ЛСК номинальной толщиной 0,14 мм. Поверх термического барьера каждой жилы наносится экструзией изоляция 2 из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности марки Лоусгран ППИ 30-35 по ТУ У24.1-30989828-002-2001, год ввода 2001, Украина. Изолированные токопроводящие жилы скручиваются вместе на крутильной машине. Направление скрутки жил - правое. Поверх скрученных жил наносится экструзией внутренняя оболочка 6 из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности марки Лоусгран ППВ 28 по ТУ У24.1-30989828-002-2001 толщиной не менее 0,5 мм. При этом внутренняя оболочка должна заполнять промежутки между жилами и придавать кабелю круглую форму. Внутренняя оболочка должна свободно отделяться от изоляции жил без повреждения изоляции. Поверх внутренней оболочки кабеля накладывается общий экран 7 в виде обмотки из медной ленты или фольги толщиной не менее 0,06 мм с перекрытием 25%, обеспечивающим сплошность экрана при изгибах кабеля. Допускается изготовление экрана из повива медных проволок, скрепленных медной лентой. Поверх общего экрана наносится экструзией наружная оболочка 8 из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности марки Лоусгран ППО 25-40 по ТУ У24.130989828-002-2001.
Применяемые для изготовления предлагаемого кабеля материалы выпускаются серийно.
Преимущества нового кабеля:
- высокая технологичность при изготовлении;
- высокие эксплуатационные характеристики;
- повышенная надежность и долговечность;
- более широкая область применения;
- пониженная стоимость.
Кабели электрические огнестойкие по полезной модели с термическим барьером жил, выполненным из стеклослюдяной ленты марки ЛСК на основе слюдяной бумаги и стеклоткани из кремнеземного волокна, прошли всесторонние испытания на кабельных заводах РФ с положительными результатами. Налажено производство данных кабелей.