КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 6-35 кВ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям кабелей силовых с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 6-35 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 50°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известен кабель силовой, содержащий три токопроводящие алюминиевые или медные жилы секторной формы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, жилы скручены в сердечник, поверх которого последовательного расположены обмотка лентой из электропроводящего материала, общий металлический экран из медных проволок, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка из композиции полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката и в центре сердечника размещена медная проволока (Патент РФ на полезную модель №50338, 2005).
Однако известный силовой кабель рассчитан только на напряжение 6 кВ.
Поставленная задача состояла в разработке силового кабеля, рассчитанного на расширенный диапазон рабочих напряжений переменного тока.
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем три токопроводящие алюминиевые или медные жилы секторной формы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой полиэтиленовой композиции, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, при этом изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого последовательно расположены скрепляющий слой, металлический экран из медных проволок, соединенных спирально наложенной медной лентой, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка, радиус закругления (r) первого экрана имеет величину в диапазоне от 2,5 до 3,6 мм.
Кабель может дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы слой электропроводящей тканой ленты.
Второй электропроводящий экран в целях удобной разделки кабеля при монтаже или ремонте должен характеризоваться адгезией к изоляции величиной усилия отрыва в диапазоне от 0,35 до 20 Н, приходящегося на 10 мм ширины электропроводящего экрана.
Второй электропроводящий экран предпочтительно выполняют из материала с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 400 Ом*м при 90°С.
Наложенный поверх сердечника скрепляющий слой может быть выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одной электропроводящей полимерной ленты или электропроводящей стеклоленты или электропроводящей водоблокирующей ленты.
Предпочтительно выполнение разделительного слоя, наложенного поверх металлического экрана, обмоткой из стеклоткани или экструзией из высоконаполненного термопластичного материала.
Внутри сердечника может быть размещена металлическая проволока, обмотанная электропроводящей водонабухающей лентой, или жгут из электропроводящего водонабухающего или профильного элемента, выполненного методом экструзии из электропроводящего полимерного материала.
Предпочтительно выполнение изоляции из триингостойкой сшитой полиэтиленовой композиции.
Поверх разделительного слоя кабель может иметь броню в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или в виде спирально наложенных металлических проволок.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором силовой кабель показан в разрезе.
Кабель содержит три токопроводящие жилы 1, слой 2 электропроводящей тканой ленты, первый экран 3, изоляцию 4, второй экран 5, скрепляющий слой 6, металлический экран 7, разделительный слой 8, броню 9, наружную оболочку 10, металлическую проволоку 11, обмотанную электропроводящей водонабухающей лентой, внутри сердечника.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Примененные для изготовления кабеля материалы выпускаются в промышленности так, в частности, в качестве материала изоляции 4 использована сшитая полиэтиленовая композиция. В этом материале длина водного триинга, выросшего в течении 8760 ч и при температуре от 20 до 40°С под напряжением 12 кВ частоты 50 Гц, приложенном к межэлектродному промежутку 1,5 мм при радиусе кривизны острия высоковольтного электрода, выполненного в форме полой иглы и заполненного 03- нормальным водным раствором NaC1, находящимся в пределах от 25 до 50 мкм, не превышает 250 мкм.
Экраны 3 и 5 изготовлены из электропроводящей полимерной композиции.
В качестве материала лент или проволок брони 9 используется оцинкованная сталь.
Наружная оболочка изготовлена из термопластичной полиэтиленовой композиции высокой плотности или поливинилхлоридного пластиката.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной или алюминиевой проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на стандартном крутильном оборудовании.
При изготовлении кабеля используют также обычно используемое в кабельной промышленности экструзионное оборудование и крутильные машины.
Сшивку полимерных материалов осуществляют на наклонных линиях газовой вулканизации.
Экспериментально показано, что при радиусе закругления первого экрана менее 2,5 мм при рабочем напряжении свыше 6 кВ вырастает напряженность электрического поля, что приводит к преждевременному выходу из строя кабеля.
При радиусе закругления свыше 3,6 мм имеет место увеличение материалоемкости кабеля.
Таким образом, технический результат заключается в расширении диапазона напряжений переменного тока, при котором возможна эксплуатация кабеля.