КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ НА СРЕДНЕЕ И ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых с резиновой изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 3,6/6; 6/10 кВ частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью.
Кабель силовой герметизированный может применяться во взрывоопасных зонах всех классов.
Известен герметизированный огнестойкий многожильный кабель, включающий в себя сердечник из, по меньшей мере, двух многопроволочных жил, изолированных резиной, в которых междупроволочные пустоты заполнены герметизирующим составом, а также внешнюю оболочку из резины, отличающийся тем, что герметизирующий состав выполнен на основе полимерных связующих, изоляция каждой многопроволочной жил выполнена на основе кремийорганической керами-зирующейся резины, на сердечник наложен водоблокирующий слой, а внешняя оболочка выполнена из маслостойкой безгалогенной резины. (Патент RU №181342, МПК Н01В 7/295, опубликованный 11.07.2018).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении герметизированного огнестойкого многожильного кабеля с резиновой изоляцией, наружной оболочкой и герметизацией. В частных случаях исполнения кабеля поверх сердечника наложен водоблокирующий слой, внутренняя оболочка из безгалогенной резины, водоблокирующий слой, экран и наружная оболочка.
Причиной, препятствующей получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является наличие внутреннего, наружного электропроводящих экранов и медного экрана по каждой токопроводящей жиле, герметизация токопроводящей жилы герметизирующим составом, а не синтетическими нитями, жгута в сердечнике из невулканизированной резины.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости разработки герметизированного силового кабеля широкого диапазона применения для стационарной одиночной и групповой прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях, где возможны механические воздействия на кабель, где есть требования по ограничению воздействия коррозионно-активных газов, в том числе во взрывоопасных зонах.
Технический результат достигается тем, что кабель силовой, содержит три токопроводящие жилы, герметизированные синтетическими нитями, на токопроводящие жилы наложены внутренний электропроводящий экран, резиновая изоляция и наружный электропроводящий экран, герметизирующий слой, медный экран, при этом изолированные и экранированные токопроводящие жилы скручены в сердечник вокруг жгута из невулканизированной резины, а поверх наложены внутренняя и наружная оболочки.
При этом, внутренний и наружный электропроводящие экраны по токопроводящей жиле изготовлены из электропроводящей резины или электропроводящей сшиваемой полимерной или резиновой композиции.
Герметизирующий слой поверх экрана по изоляции может быть выполнен из лент электропроводящей бумаги или из электропроводящей полимерной ленты, нетканого полотна или электропроводящей водобло-кирующей ленты. Внутренняя оболочка может быть двухслойной, а поверх внутренней оболочки может быть наложена броня с подушкой под броню. Внутренняя и наружная оболочки выполнены либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности в холодостойком исполнении, либо из этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов, либо этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении, либо из полимерных композиций пониженной горючести, стойких к навиванию при температурах -40°С. Внутренняя оболочка также может быть выполнена из мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси или высоконаполненного ПВХ пластиката или ПВХ для заполнения, а наружная оболочка из маслобензостойких полимерных композиций. Изоляция может быть выполнена из высокомодульной резины, а в жгут из невулканизированной резины как упрочняющий элемент добавлены синтетические нити. Для защиты от электрических помех и механических повреждений поверх внутренней оболочки может быть наложена двухслойная броня из стальных оцинкованных лент или стальных оцинкованных проволок. Между слоями брони может быть наложена лента из нетканого полотна для герметизации бронепокрытия. По наружной оболочке может быть наложен полупроводящий слой для защиты от статического электричества. Наружная оболочка кабеля наложена с дальнейшим обжатием для исключения пузырьков воздуха.
Главными условиями взрывобезопасности, как следует из гл. 7.3 ПУЭ и ГОСТа Р 51330.13-99 (МЭК 60079-14-96) являются два условия:
1. Герметичность кабеля, исключающая проникновение взрывоопасных смесей внутрь полостей кабеля;
2. Искробезопасность.
Таким образом, для того, чтобы изготовить силовой кабель, который возможно использовать во взрывоопасных зонах, прежде всего, необходимо обеспечить герметичность всех конструктивных элементов кабеля, исключающую проникновение взрывоопасных воздушных смесей внутрь полостей кабеля. Герметичность токопроводящих жил в данном случае обеспечивается использованием синтетических нитей. Синтетические нити заполняют воздушное пространство между проволоками в токопроводящих жилах, исключая проникновение воздушных включений. Использование в сердечнике при скрутке токопроводящих жил жгута из невулканизированной резины обеспечивает заполнение промежутков в междужильном пространстве, т.к. невулканизированная резина очень пластична и при скрутке деформируется, заполняя все междужильное пространство. Также герметизацию осуществляют герметизирующий слой поверх наружного электропроводящего экрана из лент электропроводящей бумаги или из электропроводящей полимерной ленты, нетканого полотна или электропроводящей водоблокирующей ленты и лента из нетканого полотна, проложенная между лентами брони (в случае бронированного кабеля). Внутренняя оболочка из пластичной мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси или высоконаполненного ПВХ пластиката или ПВХ для заполнения также накладывается с одновременным заполнением промежутков между жилами, а изготовление кабеля с обжатием по наружной оболочке для вытеснения воздушных пузырьков исключает проникновение взрывоопасных воздушных включений внутрь полости кабеля. Проверку кабеля на соответствие требованию продольной герметизации проводят на образцах длиной 0,5 м по ГОСТ IEC 60079-14.
9
11
o
Условие по искробезопасности позволяет выполнить полупроводящий слой по наружной оболочке, защищающий кабель от статического электричества. Поверхностное электрическое сопротивление при этом составляет не более 10 Ом при относительной влажности (50±5)% и не более 10 Ом при относительной влажности (30±5)%. Уровень частичных разрядов, измеренный на строительной длине кабеля при переменном напряжении 2U частотой 50 Гц - не более 10 пКл.
Огнестойкость кабеля повышается за счет изготовления внутренней и наружной оболочек из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности в холодостойком исполнении. В том случае, где есть требования по ограничению воздействия коррозионно-активных газов, силовой кабель изготавливается с внутренней и наружной оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении, либо из этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов, либо этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении.
Для дополнительной защиты от механических воздействий и электрических помех дополнительно может накладываться броня. Заявляемый силовой кабель обеспечивает стойкость к воздействию механических ударов по ГОСТ 30630.1.10 с энергией удара 50 Дж.
Таким образом, предложенная конструкция герметизированного силового кабеля отвечает всем требованиям поставленной технической задачи: силовой кабель можно применять для стационарной одиночной и групповой прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях, где возможны механические воздействия на кабель, где есть требования по ограничению воздействия коррозионно-активных газов, в том числе во взрывоопасных зонах.
Осуществляется заявляемая полезная модель следующим образом. Кабель силовой герметизированный выполнен в многожильном варианте. Токопроводящие жилы, герметизированные синтетическими нитями соответствуют классам 1 или 2 по ГОСТ 22483. На токопроводящие жилы методом экструзии накладывают первый электропроводящий экран, выполненный из электропроводящей резины или электропроводящей полимерной или резиновой композиции, а его (экрана) назначение заключается в равномерном распределении напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции. Затем на каждую жилу накладывают резиновую изоляцию, служащую основным электроизоляционным элементом и предназначенную для выдерживания воздействия электрического поля. Затем накладывают второй электропроводящий экран из того же материала, что и первый, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном. Поверх второго электропроводящего экрана накладывают слой из лент электропроводящей бумаги или из электропроводящей полимерной ленты, нетканого полотна или электропроводящей водоблокирующей ленты, служащий для выравнивания электрического поля в кабеле и дополнительной герметизации кабеля. Затем накладывают 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. Основным назначением металлического экрана является защита от воздействия электромагнитных помех, а также отвод токов короткого замыкания. После этого жилы скручивают в сердечник. Изолированные экранированные жилы многожильных кабелей скручиваются правосторонней скруткой вокруг жгута из невулканизированной резины, который при скрутке деформируется и заполняет внутренний промежуток между изолированными жилами, повторяя его форму. Затем накладывают внутреннюю оболочку из пластичной мелонаполненной невулканизированной резиновой смеси или высоконаполненного ПВХ пластиката или ПВХ, либо из материала, аналогичного материалу наружной оболочки для заполнения наружных промежутков междужильного пространства. В бронированных кабелях поверх внутренней оболочки накладывается выпрессованая подушка под броню из материалов, аналогичных материалам внутренней или наружной оболочек. Затем накладывается броня из двух стальных оцинкованных лент, служащая для защиты от значительных растягивающих усилий. Для герметизации брони между слоями брони прокладывается лента из нетканого полотна. После этого накладывают наружную оболочку. Внутренняя и наружная оболочки кабеля могут быть выполнены из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности в холодостойком исполнении, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении, либо из этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов, либо этиленпропиленовой резины, не содержащей галогенов в холодостойком исполнении.
Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.