ОГНЕСТОЙКИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям электрических кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 1 кВ номинальной частотой до 100 Гц при температуре окружающей среды от минус 50°С до плюс 50°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известен электрический кабель, имеющий медные токопроводящие жилы, содержащие огнестойкий барьер в виде обмотки из слюдосодержащих лент, полимерную изоляцию и наружную оболочку из поливинилхлоридной композиции пониженной пожарной опасности (кабель марки ВВГнг(А)-FRLS по ГОСТ Р 53769-2010 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ»).
6
Такой кабель удовлетворяет комплексу основных характеристик пожарной безопасности, в том числе, требованию по огнестойкости. Однако у такого кабеля есть ряд недостатков. В связи с тем, что изоляция изготовлена из поливинилхлоридной композиции пониженной пожарной опасности, при воздействии на этот кабель открытого пламени происходит выделение газообразных хлорсодержащих продуктов горения, резко снижающих электрическое сопротивление изоляционной системы кабеля и увеличивающих вероятность пробоя. Электрическое сопротивление такого кабеля при воздействие на него открытого пламени с температурой (750-800)°С составляет около 10 Ом на один метр длины. Также показано, что проводимость водного раствора газов, выделяющихся при горении изоляции таких кабелей, лежит в пределах 60-70 мкСм/мм.
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции огнестойкого электрического кабеля с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с повышенными значениями электрического сопротивления изоляционной системы в процессе горения кабеля.
Технический результат достигается тем, что в электрическом кабеле, содержащем по крайней мере одну токопроводящую жилу, содержащую последовательно расположенные обмотку из, по крайней мере, одной слюдосодержащей ленты, наложенные экструзией полимерную изоляцию и наружную оболочку, выполненную из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 35, изоляция выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30.
Кабель может дополнительно содержать поверх скрученных токопроводящих жил разделительный слой в виде обмотки из скрепляющей ленты.
Кабель может дополнительно содержать поверх скрученных токопроводящих жил разделительный слой в виде обмотки из полимерной ленты.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 28.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 28 и металлический экран из медных лент или медных проволок.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 и металлический экран из медных лент или медных проволок.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 28 и броню в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или металлических проволок, наложенных спирально или в виде оплетки.
Также кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил, полимерной или скрепляющей ленты экструдированную внутреннюю оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 и броню в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или металлических проволок, наложенных спирально или в виде оплетки.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан кабель в разрезе (рис.1).
Кабель содержит токопроводящие жилы 1, поверх каждой из которых последовательно расположены обмотка из стеклослюдосодержащих лент 2 и изоляция 3. Жилы скручены в общий сердечник, поверх сердечника кабель содержит обмотку полимерной или скрепляющей лентой 4, внутреннюю оболочку 5, металлический экран 6 в виде обмотки из медных лент или медных проволок, броню 7 в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или в виде продольно наложенных металлических проволок, наружную оболочку 8.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
В качестве материала лент 2 используются стеклослюдосодержащие ленты.
В качестве материала изоляции 3 кабеля используются полимерные композиции, не содержащие галогенов, с кислородным индексом не менее 30.
В качестве материала ленты 4 используются синтетические ленты.
В качестве материала внутренней оболочки 5 кабеля используются поливинилхлоридные композиции пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 35 или полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45.
В качестве материала наружной оболочки 8 кабеля используются поливинилхлоридные композиции пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 30.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.
Металлический экран 6 изготавливают из проволоки или ленты, традиционной для электрических кабелей.
Броню 7 изготовляют из стальных оцинкованных проволок или ленты, традиционной для электрических кабелей.
Наложение изоляции 3, внутренней оболочки 5 и наружной оболочки 8 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение металлического экрана 6 и брони 7, состоящих из проволок, осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение обмотки 2 из стеклослюдосодержащих лент, обмотки лентой 4, экрана 6 и брони 7, состоящих из металлических лент, осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
8
9
Образцы кабеля были подвергнуты испытаниям на огнестойкость в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60331-21. Огнестойкость кабеля составила не менее 180 минут. Также были проведены испытания по определению электрического сопротивления кабеля при воздействии открытого пламени с температурой (750-800)°С и определена проводимость водного раствора газов, выделяющихся при горении изоляции при испытаниях по ГОСТ Р МЭК 60754-2. Электрическое сопротивление изоляционной системы такого кабеля при воздействии на него открытого пламени составляет 10-10 Ом на один метр длины. Проводимость водного раствора газов, выделяющихся при горении изоляции, составляет 1-3 мкСм/мм.
Основываясь на предоставленных результатах испытаний можно сделать вывод, что предлагаемая конструкция кабеля обладает высокими электрическими характеристиками в условиях воздействия открытого пламени. Большее значение электрического сопротивления и меньшая проводимость водного раствора газообразных продуктов горения свидетельствует о том, что кабель имеет низкую вероятность отказа в случае возникновения пожара.
Основываясь на результатах испытаний, а также рекомендациях, изложенных в ГОСТ Р 53315-2009, предлагаемый кабель может быть использован для кабельных линий питания оборудования систем безопасности АЭС, электропроводок цепей систем пожарной безопасности (цепей пожарной сигнализации, питания насосов пожаротушения, освещения запасных выходов и путей эвакуации, систем дымоудаления и приточной вентиляции, эвакуационных лифтов), а также для электропроводок в операционных отделениях больниц, цепей аварийного электроснабжения и питания оборудования (токоприемников), функционирующих при пожаре.
Технический результат заключается в повышении надежности кабели при работе в условиях открытого пламени.