КАБЕЛЬ МНОГОЖИЛЬНЫЙ СИЛОВОЙ ОГНЕСТОЙКИЙ С КОМБИНИРОВАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ И ОБОЛОЧКАМИ, НЕ СОДЕРЖАЩИМИ ГАЛОГЕНЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электрическим кабелям, характеризующимся материалом и расположением изоляции. Данные кабели предназначенны для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках при номинальном напряжении 0,66 кВ и 1 кВ частотой тока до 100 Гц, эксплуатируемых в условиях повышенной пожароопасности и взрывоопасности в соответствии с требованиями по нераспространению горения, пониженного выделения хлористого водорода при горении. Кабели могут быть использованы, например, на тепло- и гидроэлектростанциях, на предприятиях нефтегазового комплекса, на химических предприятиях, при строительстве высотных зданий, в метрополитенах и на ряде других объектов, на которых уделяется повышенное внимание пожаробезопасности.
Уровень техники
Известен огнестойкий кабель, включающий несколько токопроводящих жил с комбинированной (огнестойкой и полимерной) изоляцией, а также защитную оболочку, при этом огнестойкая изоляция каждой жилы выполнена в виде экструдированного сплошного концентричного слоя из композиционного материала, который впоследствии при воздействии высокой температуры превращается в керамику, а полимерная изоляция и защитная оболочка выполнены из полимерной безгалогенной композиции (Патент RU №58777 U1, МПК Н01В 7/02, опубликовано: 27.11.2006).
Признаки известного кабеля, являющиеся общими с заявленным техническим решением, заключаются в том, что он содержит несколько токопроводящих жил с комбинированной (огнестойкой и полимерной) изоляцией, а также защитную оболочку, при этом изоляция и защитная оболочка выполнены из полимерной безгалогенной композиции.
Причина, препятствующая получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в том, что композиционный материал, из которого выполнена огнестойкая изоляция жилы, впоследствии при воздействии высокой температуры превращается в керамику.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель пожаробезопасный, содержащий одну или несколько токопроводящих жил, жаростойкую комбинированную изоляцию, экран, заполнение и защитный покров (наружную оболочку), при этом изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена двумя лентами методом совмещенной лентообмотки, нижняя из этих лент - стеклослюдяная, вторая, выполненная из резины на основе борсилоксанового каучука, укладывается поверх стеклослюдяной ленты (Патент RU №73117 U1, МПК Н01В 7/02, опубликовано 10.05.2008).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в том, что кабель содержит несколько токопроводящих жил, пожаростойкую комбинированную изоляцию, наружную оболочку.
Причина, препятствующая получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в выполнении второго слоя изоляции жилы из резины.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности кабеля при его эксплуатации в экстремальных условиях, характеризующихся воздействием высоких температур и механических нагрузок ударного типа.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в повышении прочности и термостойкости сердечника, а также внутренней и наружной оболочек за счет использования материалов с повышенными прочностными характеристиками и повышенной термостойкостью.
Достигается технический результат в заявленной полезной модели тем, что Кабель многожильный силовой огнестойкий с комбинированной изоляцией, который содержит сердечник, а также внутреннюю оболочку и наружную оболочку, при этом упомянутый сердечник содержит изолированные токопроводящие жилы, каждая токопроводящая жила покрыта комбинированной изоляцией, выполненной в виде наложенной непосредственно на токопроводящую жилу обмотки из двух слюдосодержащих лент, поверх которой наложен второй слой изоляции, выполненный из полимерного материала, упомянутая внутренняя оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 42%, а упомянутая наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 32%, прочностью при разрыве не менее 8 МПа, относительным удлинением при разрыве не менее 125%.
Достигается технический результат также тем, что:
1) токопроводящие жилы сердечника выполнены из меди с заполнением промежутков между изолированными токопроводящими жилами из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 42%.
2) изолированные токопроводящие жилы сердечника, скручены вокруг жгута, выполненного из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 32%, прочностью при разрыве не менее 8 МПа; относительным удлинением при разрыве не менее 125%.
Отличительные признаки заявленного кабеля заключаются в выполнении второго слоя комбинированной изоляции жилы и выполнении внутренней оболочки, в выполнении наружного слоя.
Таким образом, выполняя в заявляемой полезной модели внутреннюю и наружную оболочку из безгалогенных композиций с указанными механическими характеристиками и кислородным индексом, достигается необходимый технический результат.
Осуществление полезной модели
Кабель многожильный силовой огнестойкий с комбинированной изоляцией содержит сердечник, а также расположенные снаружи по отношению к этому сердечнику внутреннюю и наружную оболочки.
Внутренняя оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 42%, с показателями коррозионной активности газов: количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, значением рН не менее 4, удельной проводимости не более 20 мкСм/мм.
Наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 32%, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении от 150 до 250, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении от 150 до 250, с показателями коррозионной активности газов: количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, значением рН не менее 4, удельной проводимости не более 20 мкСм/мм, прочность при разрыве не менее 8 МПа; относительным удлинением при разрыве не менее 125%.
Указанный сердечник содержит как минимум две токопроводящие жилы, выполненные одно- или многопроволочными (преимущественно медными), при этом каждая токопроводящая жила покрыта пожаростойкой комбинированной изоляцией, состоящей из двух слоев. Первый слой изоляции токопроводящей жилы выполнен в виде обмотки из двух слюдосодержащих лент, наложенных непосредственно на то ко про водящую жилу в одну сторону по спирали с перекрытием не менее 48%. При этом каждая слюдосодержащая лента выполнена, например, в виде слоистой композиции из слюдяной бумаги и ткани из стеклянных нитей, склеенных между собой кремнийорганическим связующим. Второй слой изоляции токопроводящей жилы наложен поверх первого и выполнен из безгалогенного компаунда характеризующегося кислородным индексом не менее 27%, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении от 150 до 250, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении от 150 до 250, с показателями коррозионной активности газов: количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, значением рН не менее 4,3, удельной проводимости не более 15 мкСм/мм, прочностью при разрыве не менее 9 МПа; относительным удлинением при разрыве не менее 150% или из сшитой композиции полиэтилена. Изолированные таким образом токопроводящие жилы выполнены скрученными с образованием упомянутого сердечника. Поверх сердечника может быть наложена скрепляющая обмотка, выполненная из пластмассовых лент. Промежутки между изолированными токопроводящими жилами сердечника заполнены полимерной композицией, не содержащей галогенов, характеризующегося кислородным индексом не менее 42%, с показателями коррозионной активности газов: количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, значением рН не менее 4, удельной проводимости не более 20 мкСм/мм.
Кроме того, жилы сердечника (в варианте выполнения кабеля с тремя и более жилами) скручены вокруг жгута, выполненного из полимерной композиции, не содержащей галогенов, характеризующейся кислородным индексом не менее 32%, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении от 150 до 250, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении от 150 до 250, с показателями коррозионной активности газов: количество галогеноводородных кислот не более 0,5 мг/г, значением рН не менее 4, удельной проводимости не более 20 мкСм/мм, прочностью при разрыве не менее 8 МПа; относительным удлинением при разрыве не менее 125%.
Поверх внутренней оболочки может присутствовать огнестойкий барьер из лент огнестойких материалов наложенных методом обмотки или из огнестойких полимерных композиций наложенных экструзионным методом.
Металлический экран выполнен в виде обмотки как минимум из одной медной ленты (медной фольги) обеспечивающей сплошность экрана или из медных проволок, поверх которых спирально наложена обмотка как минимум из одной медной ленты, поверх экрана может присутствовать обмотка из полимерного или волокнистого материала.
Металлическая броня может быть выполнена в виде обмотки из стальных оцинкованных лент или из проволок алюминиевых, алюминиевого сплава, стальных оцинкованных.
Изготавливают кабель путем осуществления соответствующих технологических операций, последовательность которых определяется наличием и порядком расположения описанных выше слоев материалов.
Токопроводящие жилы изготавливают из медной проволоки, традиционной для электрических кабелей, при этом скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании. Наложение первого слоя изоляции (слюдосодержащие ленты) на токопроводящую жилу осуществляют на лентообмоточных машинах, после чего методом экструзии поверх первого слоя накладывают второй слой изоляции. Затем изолированные таким образом жилы скручивают повивной скруткой вокруг жгута в одну сторону по всем повивам с образованием сердечника (жгут используют в кабелях с тремя и более жилами). Скрутку изолированных жил осуществляют на машине типа MKRA 3+1×1600. Наложение внутренней и наружной оболочек осуществляют на экструзионной линии. Наложение скрепляющей обмотки осуществляют на обмоточном оборудовании. Наложение огнестойкого барьера осуществляется на обмоточном или экструзионном оборудовании в зависимости от применяемых материалов. Наложение экрана осуществляют на экранировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности. Наложение брони осуществляют на бронировочых машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.
Образцы кабеля были испытаны на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ IEC 60332-3-22 и на огнестойкость по ГОСТ IEC 60331-21. Результаты испытаний приведены в следующей таблице.