ТРУБА ДЛЯ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ЗАЩИТОЙ ОБОЛОЧКИ КАБЕЛЯ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НА КОНЦЕВЫХ УЧАСТКАХ

Назначение и область применения.
Полезная модель относится к области прокладки кабельных линий, в т.ч. кабельных линий передачи электроэнергии, в частности предназначены для использования при прокладке силовых кабельных линий классов напряжения 1кВ и выше в трубах, затянутых в грунт методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).
Предшествующий уровень техники
Кабельные линии являются альтернативой воздушных линий электропередач и обычно используются в местах, где строительство воздушных линий невозможно или затруднено, в частности, в городских условиях. Достоинствами таких линий являются более высокая устойчивость к различным атмосферным воздействиям, высокая степень надежности и безопасности в процессе эксплуатации, что дает возможность широкого применения в сетях электроснабжения потребителей электроэнергии различного класса напряжений.
Известен способ прокладывания одноцепной и многоцепных кабельных линий электропередачи в земле (см. Пантелеев Е.Г. Монтаж и ремонт кабельных линий: Справочник электромонтажника/под ред. А.Д. Смирнова и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - С.72-78 ).
При этом, в  последние годы прокладка силовых кабельных линий классов напряжения 1кВ и выше все чаще осуществляется в трубах, затянутых в грунт методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Применение ГНБ дает возможность сократить сроки и стоимость строительства, снизить объем согласований проекта в различных инстанциях.
Сооружаемые методом ГНБ закрытые переходы кабельных линий устраиваются путем прокладки кабелей в предварительно протянутых, вслед за расширителем, полиэтиленовых трубах-оболочках, соответствующих ГОСТ 18599. Для кабельных линий напряжением до 35 кВ протягиваемые в буровой канал кабельные трубы-оболочки, как правило, формируются в виде пакета  (https://elektro-montagnik.ru/?address=labs/lab2/&page=page4#hcq=jY3Aq7r ).
Однако наличие труб при прокладке кабельных линий данным способом не всегда способно надежно защитить кабель от механических повреждений. Одна из причин деформации и повреждения внешней оболочки кабеля – это воздействие на нее острых краев по концам трубных участков (фиг.1) в месте выхода кабельной линии (кабеля) 2 из трубы 1, которое может происходить, как при затяжке кабеля в трубы, так и в процессе эксплуатации кабельных линий.
В настоящее время, для минимизации рисков повреждения кабеля при его затяжке в трубу на время проведения монтажных работ рядом с торцом трубы , как правило, устанавливают специальный ролик  (https://pikabu.ru/story/prokladka_kabelnoy_linii_110_kv_6228970), предотвращающий трение оболочки об острую кромку торца трубы, однако известны случаи, когда ролик или был установлен неверно, или вовсе отсутствовал.
Также, во избежание повреждения кабеля при его затяжке, на торец трубы возможна установка специальных металлических устройств, напоминающих по внешнему виду конус или воронку, которая предотвращает контакт оболочки кабеля и торца трубы. После монтажа кабеля такое устройство должно быть извлечено.
В процессе эксплуатации кабеля край трубы в месте выхода кабеля также способен воздействовать на его оболочку, например, вследствие опоры кабеля под собственным весом, а также весом грунта и техники на край трубы, вызывая тем самым деформирование оболочки. В таких случаях, для минимизации повреждений оболочки кабеля в месте выхода кабеля из трубы под него подкладывают один или несколько мешков с песком (https://pikabu.ru/story/prokladka_kabelnoy_linii_110_kv_6228970), однако такое решение зарекомендовало себя как ненадежное, из-за возможного оседания слоя песка и т.п.деформаций подушки под воздействием внешних агрессивных среды и неблагоприятных условий эксплуатации, что совместно с продавливанием слоя пены, размещаемой  в торце концевого участка трубы для герметизации входа и фиксации положения кабеля в полости трубного канала, под тяжестью кабеля,  не только не обеспечивает должную защиту целостности оболочки кабеля, но может напротив создать дополнительные условия для истирания, деформации и иного повреждения оболочки кабеля, снижая тем уровень электробезопасности эксплуатации кабельной линии в целом.
Известно также техническое решение, раскрытое в публикации патента США № 4780025, в котором прокладка кабеля проводится способом протяжки через патрубки, которые обладают низкими фрикционными свойствами. Патрубки укреплены с помощью хомута к консоли. Консоль крепится к стойкам и другим устройствам. Однако, данный способ применим в железобетонных туннелях для прокладки кабельных линий, является сложным в технической реализации и неприменим в конструкциях кабельных линий, проложенных в трубах способом ГНБ.
Таким образом, в настоящее время в предшествующем уровне техники отсутствуют сведения о известности технического решения обеспечивающего существенную минимизацию риска повреждения оболочки кабеля на концевых участка трубы на всем протяжении эксплуатации кабельной линии при сохранении простоты конструкции трубного канала в месте выхода кабеля из него. Решение данной проблемы является актуальной задачей в данной области техники.
Сущность заявленной полезной модели.
Техническая проблема и связанная с ней техническая задача, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в предложении простой конструкции защиты кабеля в месте выхода его на концевых участках трубы подземной кабельной линии, проложенной в трубе, предпочтительно способом ГНБ.
При этом технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключатся в  повышении степени защиты оболочки кабеля подземной кабельной линии, проложенной в трубе, преимущественно методом ГНБ, в течении все периода ее эксплуатации, что одновременно и неразрывно повышает электробезопасность и срок эксплуатации данной кабельной линии.
Т
К
Заявленный технический результат достигается тем, что  используют трубу для прокладки кабельной линии, содержащую полый цилиндрический корпус со сквозным, продольным кабель-каналом, ограниченным боковой поверхностью корпуса, и, концевые участки для ввода и вывода кабеля в/из полости кабель-канала, причем, не менее чем один концевой участок трубы снабжен трубчатым торцевым профильным расширителем с  раструбом, сформированным изгибом боковой поверхности корпуса расширителя с плавным расширением раскрыва раструба к свободному концу, где  радиус изгиба боковой поверхности раструба расширителя трубы R по его внутренней  поверхности не превышает наибольший радиус изгиба кабеля Rпод собственным весом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления заявленной полезной модели,  раструб торцевого профильного расширителя корпуса выполнен развальцовкой концевого участка трубы.
Тогда как, в другом предпочтительном варианте осуществления полезной модели , торцевой профильный расширитель может быть выполнен в виде насадки, жестко соединенной с концевым участком трубы, при этом, внутренний диаметр расширителя DВ2 совпадает с внутренним диаметром трубы DВ1.
В одном из возможных вариантов осуществления полезной модели,  соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы выполнено неразъемным, в частности, например,  соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы  может быть выполнено сваркой встык.
В другом возможном варианте осуществления полезной модели,  соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы может быть дополнительно снабжено средствами крепления  и выполнено разъемным. Например, в одном из вариантов осуществления, соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы может быть выполнено посредством муфтового соединения, где средство крепления выполнено в виде муфты снабженной ответными средствами фиксации на торцевом профильном расширителе и корпусе трубы на ее концевом участке, с обеспечением возможности обеспечения герметичности соединения по контуру корпуса трубы.
Согласно заявленной полезной модели, корпус трубы, в одном из возможных вариантов осуществления может быть  выполнен из полимерных материалов, тогда как в другом возможном варианте осуществления  корпус трубы выполнен металлическим, а в еще одном из возможных вариантов осуществления полезной модели корпуса трубы может быть выполнен из композитных материалов.
Согласно заявленному решению полезной модели, по любому из возможных вариантов осуществления, соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы может быть дополнительно снабжено центрирующим уплотнителем, установленным во внутреннем кабель-канале. с обеспечением возможности фиксации кабеля  кабельной линии по центру кабель-канала. Причем, центрирующий уплотнитель, в одном из вариантов,  может  быть выполнен с обеспечением возможности фиксации кабеля  кабельной линии по центру кабель-канала, а в другом возможном варианте осуществления  центрирующий уплотнитель может быть также выполнен с обеспечением возможности фиксации пучка кабелей кабельной линии в срединной области кабель-канала по его продольной оси.
Торцевой профильный расширитель, согласно завяленной полезной модели, в одном из возможных вариантов осуществления, может быть  выполнен торцевой профильный расширитель выполнен фигурной формы с контуром корпуса раструба со стороны выходного отверстием раскрыва  раструба овальной формы.
Кроме того, возможны также варианты осуществления, согласно которым, в одном из них  корпус трубы и торцевого профильного расширителя выполнены из однородных материалов, а в соответствии с другим вариантом они  выполнены из разнородных материалов.
Краткое описание чертежей.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где:
фиг.1 – пример кабельной линии, проложенной в трубе (предшествующий уровень техники);
фиг.2 – пример реализации трубы для прокладки кабельных линий с торцевым профильным расширителем (расширитель) на концевом участке, выполненным развальцовкой (сечение);
фиг.3 – расширитель концевого участка в качестве насадки (сечение);
фиг.4 – пример реализации трубы для прокладки кабельных линий с расширителем на концевом участке, соединенным с трубой сваркой  встык (сечение);
фиг.5 – пример реализации трубы для прокладки кабельных линий с расширителем на концевом участке, соединенным с трубой муфтовым соединением (сечение);
фиг.6 – кабель, проложенный в трубе: (а) створ трубы заполнен пеной (предшествующий уровень техники), б) пример реализации трубы для прокладки кабельных линий, снабженной расширителем на концевом участке  и  центрирующим уплотнителем установленным в кабель-канале в месте соединения трубы и расширителя.
При этом на чертежах указаны следующие позиции:
1 –  труба,
2 – кабель,
3 – кабель-канал,
4  -  боковая поверхность корпуса,
5 – концевой участок трубы,
6 – торцевой профильный расширитель,
7 – изгибный участок трубчатого корпуса торцевого профильного расширителя (раструб),
8 – прямой участок трубчатого корпуса торцевого профильного расширителя,
9 – сварное соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы сваркой встык,
10 – муфтовое соединение,
11 – центрирующий уплотнитель,
12 – пенный уплотнитель.
Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только некоторые  из наиболее предпочтительных вариантов выполнения полезной модели и не могут рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое включает  и другие варианты осуществления.
Осуществимость полезной модели.
Т
К .
Согласно заявленной полезной модели, некоторые варианты осуществления которой представлены на чертежах фиг.2-6,  труба 1 для прокладки кабельной линии (кабеля) 2, содержит полый цилиндрический корпус со сквозным, продольным кабель-каналом 3, ограниченным боковой поверхностью 4 корпуса, и, концевые участки  для ввода и вывода кабеля в/из полости кабель-канала.  Со стороны одного из концевых 5 участков труба 1 снабжена трубчатым торцевым профильным расширителем  6 корпуса с изгибом боковой поверхности трубы, образующим раструб 7 с плавным расширением раскрыва к свободному концу, где  радиус изгиба боковой поверхности раструба 7 расширителя трубы R по ее внутренней  поверхности не превышает наибольший радиус изгиба кабеля  R
Т
К
Наличие трубчатого торцевого профильного расширителя (расширителя) на одном из концевых участков (свободных концов) трубы, обеспечивает плавное закругление и расширение кабель-канала трубы к свободному концу так, что при  выборе радиуса изгиба боковой поверхности раструба 7 расширителя  из условия R ≤ Rпредложенная конструкция трубы для прокладки кабеля позволяет обеспечить защиту оболочки кабеля, как при его  затяжке в трубу, так и в процессе его дальнейшей эксплуатации. Более крутой изгиб  раструба за счет меньшего радиуса изгиба его боковой поверхности в области наружного створа  по сравнению с радиусом изгиба кабеля под собственным весом  на входе или выходе из трубы, исключает касание оболочки кабеля торцевой кромки раструба расширителя на его свободном конце, без применения дополнительных средств защиты (фиг.2). Данный результат будет сохраняться как во время ввода кабеля в кабель-канал (затяжки кабеля), так и в процесс эксплуатации кабельной линии, так как форма изгиба кабеля, даже претерпевая возможные колебания, связанные с изменением  внешних условий эксплуатации, останется более плавной по отношению к изгибу раструба расширителя, а следовательно оболочка кабеля не будет касаться его наружной кромки. При равенстве радиуса изгиба изгибного участка расширителя  радиусу изгиба кабеля под собственным весом, повреждение оболочки кабеля также исключено за счет формирования одинаковых обводов изгиба кабеля и расширителя. В данном случае, внутренняя поверхность раструба в зоне выхода кабеля из трубы кабель-канала образует антифрикционную поддерживающую поверхность, по которой кабель скользит не касаясь наружной торцевой кромки расширителя.
В представленном на чертеже фиг.2 примере осуществления заявленной полезной модели, расширитель выполнен воедино с корпусом трубы, например развальцовкой концевого участка трубы, которая может быть осуществлена, как при промышленном изготовлении трубных элементов , так и по месту эксплуатации кабельный линий по месту планового вывода кабеля из трубы.
Однако, возможен вариант, осуществления заявленного решения полезной модели при котором расширитель выполнен в виде насадки (фиг. 3-6) жестко соединяемой с корпусом трубы. При данном варианте осуществления, возможно промышленное изготовление расширителей  с разным радиусом изгиба раструба, в зависимости от применения кабельных линий с разным диаметром сечения кабеля и его весом, что позволяет осуществлять быстрый подбор требуемых по форме расширителей, без необходимости выполнения дополнительных операций по развальцовке раструба по месту эксплуатации кабельных линий, либо изготовления трубных элементов с расширителем в избыточном количестве и излишней длины. При этом, соединение расширителя с концевым 5 участком трубы может быть как неразъемным, например, выполненным в виде сварного соединения 9 сваркой встык. Данная операция может быть осуществлена по месту эксплуатации  кабельной линии с использованием известного оборудования для сварки труб, используемого в данной области техники.  При этом, как трубы, так и расширитель изготавливаются из однородных или разнородных материалов, пригодных для их соединения сваркой. Сварной шов обеспечивает герметичность конструкции, дополнительно обеспечивающей требуемый уровень электробезопасности эксплуатации кабельной линии.
Вместе с тем, неразъемность соединения расширителя с трубой снижает уровень ремонтопригодности  данного узла, требуя при осуществлении демонтажа расширителя, например, при его повреждении в результате внешнего воздействия, установки заменяющего расширителя нестандартной длины для компенсации  зачистки сварного шва. Выполнение крепления расширителя к трубе съемным соединением, обеспечивающим при этом требуемый уровень герметичности и жесткости соединения, устраняет вышеуказанную проблему при сохранении всех остальных преимуществ заявленного решения. В представленных примерах осуществления на чертеже фиг. 5 приведен вариант  реализации полезной модели с разъемным муфтовым 10 соединением расширителя и трубы. Для обеспечения  надежного и герметичного соединения в качестве такой муфты могут быть применены любые используемые в данной области техники аналогичные решения, обеспечивающие герметичность и жесткость соединения. Как правило, в данном случае муфта расширителя может быть снабжена  ответными средствами фиксации на торцевом профильном расширителе и корпусе трубы на ее концевом участке.
При выполнении расширителя съемным, в виде соединяемой с трубой насадки, предпочтительно выполнение его в форме состоящей из плавно сопряженных прямого 8 и изгибного (раструба) 7 участков (фиг. 3) трубчатого корпуса торцевого профильного расширителя. Наличие прямого участка позволяет осуществлять соединение расширителя и трубы наиболее комфортным образом, обеспечивая точное позиционирование  расширителя на корпусе трубы, за счет выполнения прямого участка трубы, предпочтительно тождественной трубе конфигурации, и по меньше мере, с совпадающим внутренним диаметром DВ2  расширителя с внутренним диаметром трубы в месте их соединения. Длина прямого участка L2  (фиг.3), при этом, как уже указывалось ранее, должна обеспечивать возможность беспрепятственной сварки встык с основной трубой или установки соединительной муфты.
Для более точного позиционирования кабеля в трубе, в месте его выхода из кабель-канала, а также усиления зазора между изгибом расширителя и изгибом кабеля под собственным весом в зоне раскрыва раструба расширителя на открытом (свободном) конце, соединение торцевого профильного расширителя с концевым участком трубы дополнительно может быть снабжено центрирующим уплотнителем 11 (фиг.6 б), установленным во внутреннем кабель-канале. с обеспечением возможности фиксации кабеля  кабельной линии по центру кабель-канала. Сопоставление заявленного решения с традиционно применяемым известным в предшествующем уровне техники решении пенным уплотнителем 12  (фиг. 6а) демонстрирует эффективность заявленного решения, обеспечивающего безопасный выход кабеля из трубы без соприкосновения с кромкой трубы, обеспечивая тем самым защиту оболочки кабеля от механических повреждений за счет истирания или деформации оболочки, что в свою очередь неразрывно повышает электробезопасность  и срок эксплуатации кабельной линии.
Заявленное решение полезной модели является актуальным для всех типов кабельных линий и всех типов труб (металлических, полиэтиленовых, полимерных, пластмассовых и др.). при этом, возможно выполнение труби расширителя из однородных и разнородных материалов, что позволяет учитывать условия эксплуатации конструкции. Возможно также применение заявленного решения для прокладки пучка кабелей, при этом, форма раструба расширителя может быть выполнена фигурной с овальной формой корпуса со стороны раскрыва.
Таким образом, заявленное решение полезной модели, за счет применения торцевого профильного расширителя с изгибным раструбом с радиусом скругления внутренней поверхности меньшим или равным наибольшему радиусу изгиба кабеля под собственным весом, обеспечивает защиту оболочки кабеля от механического повреждения, неразрывно обеспечивая тем самым повышение электробезопасности срока эксплуатации кабельной линии.