КАБЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ И БЛОКИРОВКИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной техники, а именно к конструкции электрических кабелей для систем связи и автоматики преимущественно на железнодорожном транспорте.
Известен силовой электрический кабель для прокладки в трубопроводах (кабелепроводах), в земле, в условиях агрессивной среды, в местах, подверженных механическим воздействиям и находящихся в опасности воздействия электромагнитных полей [1]. Кабель содержит изоляцию из сшитого полиэтилена и металлический экран из проволок алюминия или алюминиевого сплава. Проволоки в металлическом экране дополнительно скреплены лентой из электропроводящего материала. В качестве скрепляющей ленты проволоки в кабеле содержат ленту из алюминия или алюминиевого сплава, или медную ленту, или алюмополимерную ленту.
Недостатком известной конструкции кабеля является низкая защищенность от воздействия внешних электромагнитных полей, что ограничивает его использование для целей сигнализации.
Известен кабель управления, сигнализации и блокировки [2]. Кабель содержит изолированные полимерным материалом токопроводящие жилы или пары, скрученные концентрическими повивами в сердечник, поясную изоляцию из полимерной ленты, с экраном или без экрана, внутреннюю полимерную оболочку, броню и защитную полимерную оболочку. Броня выполнена в виде продольно наложенной гофрированной стальной с нанесенным покрытием ленты, покрытой, по крайней мере, одним внутренним слоем гидрофобного заполнителя. Общий экран и/или экран, по крайней мере, одной из пар выполнен в виде оплетки из медных проволок и дополнительно снабжен скрепляющим элементом, расположенным под экраном. Экран наложен продольно из алюминиевой или из алюмополиэтиленовой ленты металлом внутрь, а медная луженая заземляющая жила проложена под ним. Медные проволоки токопроводящих жил и/или оплетки экрана выполнены лужеными. Свободное пространство внутри сердечника и поверх поясной изоляции дополнительно содержит гидрофобный заполнитель. Стальная гофрированная лента ламинирована с двух сторон и выполнена с цинковым покрытием или луженой. Под защитной оболочкой дополнительно содержится разделительный слой из полимерной пленки, наложенный на внешний слой гидрофобного заполнителя по броне. Защитная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести и дымогазовыделением.
Недостатком кабеля является большой радиус изгиба кабелей при прокладке и монтаже, что затрудняет его укладку в трубопроводах в местах изгиба и часто приводит к нарушению целостности изоляции. Недостатком также является не эффективная защита цепей кабеля от внешних электромагнитных влияний.
Наиболее близок предлагаемой полезной модели кабель для систем связи, автоматики, сигнализации и блокировки, который и выбран в качестве прототипа [3]. Кабель содержит медные токопроводящие жилы, изолированные сплошным, пленко-пористым или пленко-пористо-пленочным полимерным материалом. Изолированные жилы скручены в пары, которые скручены в элементарные пучки, обмотанные скрепляющей нитью или лентой. Пучки скручены в свою очередь в сердечник. На сердечник последовательно наложены поясная изоляция в виде оболочки из полимерного материала и/или из чередующихся слоев полимерных или бумажных лент и лент из водоблокирующего материала, контрольная жила, экран, выполненный в виде металлической ленты, повива из металлических проволок, металлической или металлополимерной ленты, изолирующая оболочка из полимерного материала, броня и защитная оболочка из полимерного материала. Внутреннее пространство сердечника может содержать гидрофобный заполнитель. Внутри свободного пространства сердечника могут быть расположены нити и/или ленты из водоблокирующего материала. Изолирующая и/или защитная оболочка выполнены из светостабилизированного полиэтилена, поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Недостатком прототипа является достаточно высокая жесткость при изгибе, что затрудняет укладку кабеля, особенно в местах изгиба, а также низкая защищенность от воздействия внешних электромагнитных влияний и, как следствие, ограничивает его использование для целей сигнализации.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и повышение надежной работы кабеля в системах связи и автоматики.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента защитного действия кабеля и технологичности его укладки в трубопроводах, в земле, в условиях агрессивной среды, в местах, подверженных механическим воздействиям и находящихся в опасности воздействия электромагнитных полей.
Вариант 1. Технический результат достигается тем, что кабель для систем железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки, содержащий скрученные в пары, изолированные сплошным полимерным материалом медные токопроводящие жилы, которые скручены в элементарные пучки, обмотанные скрепляющей нитью или лентой, скрученные в свою очередь в сердечник, внутреннее пространство которого заполнено гидрофобным заполнителем или ленты из водоблокирующего материала, а также последовательно наложенные на сердечник ленточную поясную изоляцию, экран в виде повива из алюминиевых или медных проволок, изолирующую оболочку из полимерного материала и лент из водоблокирующего материала, броню из стальных лент с защитным покрытием и наружную защитную оболочку, согласно полезной модели, дополнительно содержит изолирующую оболочку, поверх которой наложен алюмополиэтиленовый экран, который выполнен из алюминиевой ленты с двухсторонним полимерным покрытием и наложен поверх поясной изоляции, при этом броня из стальных лент с защитным покрытием наложена непосредственно на внешнюю поверхность изолирующей оболочки из полимерного материала.
Двухстороннее полимерное покрытие алюмополиэтиленового экрана выполнено на основе полиэтилена или его сополимера.
Медные токопроводящие жилы в качестве изоляционного сплошного полимерного материала содержат композицию полиэтилена для изоляции.
Изолирующие полимерные оболочки выполнены из светостабилизированного полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката с пониженной пожарной опасностью или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Наружная защитная оболочка выполнена из светостабилизированного полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката, с пониженной пожарной опасностью или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Вариант 2. Технический результат достигается также тем, что кабель для систем железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки, содержащий скрученные в пары, изолированные сплошным полимерным материалом медные токопроводящие жилы, которые скручены в элементарные пучки, обмотанные скрепляющей нитью или лентой, скрученные в свою очередь в сердечник, внутреннее пространство которого заполнено гидрофобным заполнителем, а также последовательно наложенные на сердечник ленточную поясную изоляцию, экран в виде повива из алюминиевых или медных проволок, броню из стальных лент, покрытых слоем гидрофобного заполнителя и наружную защитную оболочку, согласно полезной модели, дополнительно содержит изолирующую оболочку, поверх которой наложен алюмополиэтиленовый экран, который выполнен из алюминиевой ленты с двухсторонним полимерным покрытием и наложен поверх поясной изоляции, при этом броня из стальных лент с защитным покрытием наложена непосредственно на внешнюю поверхность повива из алюминиевых или медных проволок, при этом дополнительно поверх брони возможна укладка водоблокирующего материала.
Двухстороннее полимерное покрытие алюмополиэтиленового экрана выполнено на основе полиэтилена или его сополимера.
Медные токопроводящие жилы в качестве изоляционного сплошного полимерного материала содержат композицию полиэтилена.
Наружная защитная оболочка выполнена из светостабилизированного полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката, с пониженной пожарной опасностью, или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Защитное покрытие на броне из стальных лент выполнено из хрома или или полимерного материала, например, полиэтилена или его сополимера.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг.1-6.
На фиг.1 представлен вид разделки торца кабеля.
На фиг.2 - лента алюмополиэтиленового экрана (поперечный разрез).
На фиг.3 и 4 представлен соответственно продольный и поперечный разрез кабеля по первому варианту.
На фиг.5 и 6 представлен соответственно продольный и поперечный разрез кабеля по второму варианту.
По первому варианту кабель 1 содержит медные токопроводящие жилы 2 с изоляцией в виде сплошного полимерного материала 3, скрученные в пары 4, которые объединены (скручены) в элементарные пучки 5, обмотанные скрепляющей нитью или лентой 6 и скрученные в свою очередь в сердечник 7, внутреннее пространство которого заполнено гидрофобным заполнителем или водоблокирующим материалом 8; наложенные на сердечник 7 ленточную поясную изоляцию 9; алюмополиэтиленовый экран 15, выполненный из алюминиевой ленты 16 с двухсторонним полимерным покрытием 17 и изолирующую оболочку 12; экран 10 в виде повива из алюминиевых или медных проволок 11, изолирующую оболочку 19, броню 13 из стальных лент с защитным покрытием из хрома или цинка или полимерного материала, в частности, полиэтилена или его сополимера, и наружную защитную оболочку 14.
По второму варианту в кабеле 20 броня 13 из стальных лент с защитным покрытием наложена непосредственно на внешнюю поверхность экрана 10 из повива алюминиевых или медных проволок 11. Защитное покрытие 21 на стальной ленте выполнено из хром или полимера, например, полиэтилена или его сополимера.
Кабель 1 изготавливают с использованием стандартного промышленного оборудования следующим образом.
По первому варианту в кабеле 1 на медные токопроводящие жилы 2 накладывают изоляцию в виде сплошного полимерного материала 3 из композиции полиэтилена. При этом изоляция не должна иметь пузырей и трещин, а относительное удлинение при разрыве медной проволоки в полиэтиленовой изоляции задают в интервале 20-25%. Для идентификации и контроля жил выполняют с цветовой маркировкой в различном исполнении. Жилы 2 скручивают в пары 4, которые далее объединяют в элементарные пучки 5, последние обматывают скрепляющей нитью или лентой 6 с шагом не более 120 мм. Пучки 5 должны иметь диаметр в интервале 7,65-11,06 мм, при этом длина на барабане находится в диапазоне 3, 5-6,6 км в зависимости от диаметра элементарного пучка 5 в скрутке. Затем пучки 5 скручивают в свою очередь в сердечник 7, внутреннее пространство которого заполняют гидрофобным заполнителем или водоблокирующим материалом 8. На скрепленный сердечник 7, накладывают ленточную поясную изоляцию 9 в виде обмотки из лент на основе вспененного полипропилена. Затем укладывают алюмополиэтиленовый экран 15 поверх поясной изоляции 9, который выполняют из алюминиевой ленты 16 ламинированной с двух сторон полимерным покрытием 17 на основе полиэтилена или его сополимера. Поверх изолирующей оболочки 12 укладывают экран 10 в виде брони из алюминиевых или медных проволок 11 сплошным повивом. Изолирующая оболочка 12 выполнена из полиэтилена низкой плотности или пластиката поливинилхлоридного толщиной 1,6 - 2,0 мм, или ПВХ пластиката с пониженной пожарной опасностью, или из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Суммарный просвет между проволоками 11 экрана 10 выполняют не более половины диаметра проволоки, а натяжение проволок 11 на отдающих устройствах с барабанами (на чертеже не показано) устанавливают равным порядка 100 Н. По броне экрана 10 накладывают изолирующую оболочку 19 из полимерного материала, выполненную из полиэтилена низкой плотности или пластиката поливинилхлоридного или ПВХ пластиката с пониженной пожарной опасностью, или из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Поверх изолирующей оболочки 19 непосредственно на внешнюю ее поверхность 18, укладывают броню 13 из стальных лент с защитным покрытием (хром, полимер), а по броне 13 накладывают наружную защитную оболочку из шланга на основе светостабилизированного полиэтилена, или ПВХ пластиката с пониженной пожарной опасностью, или из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Технология изготовления кабеля 20 по второму варианту аналогична технологии производства кабеля 1 по первому варианту, но при этом броню 13 из стальных лент с защитным покрытием накладывают непосредственно на внешнюю поверхность экрана 10 из повива алюминиевых или медных проволок 11. Защитное покрытие из хрома, или цинка, или полимера поверх брони 13 наносят в виде гидрофобного заполнителя или водоблокирующего материала 21. Таким образом, из конструкции этого варианта кабеля исключена дополнительная изолирующая оболочка, что снижает вес погонного метра кабеля, а применение гидрофобного или водоблокирующего покрытия повышает надежность кабеля при сохранении высокого коэффициента защитного действия и механических характеристик.
Разработанные кабели, согласно полезной модели, для железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) соответствуют требованиям ТУ BY 400424686.007-2008 характеризуются высоким качеством, имеют коэффициент защитного действия металлопокровов при продольном ЭДС 30 В/км частотой 0,05 кГц не более 0,1 и выгодно отличаются от аналогов тем, что в конструкции содержат:
- алюмополиэтиленовый экран из алюминиевой ленты, ламинированной с двух сторон полимерным покрытием на основе полиэтилена или его сополимера;
- защитный экран из повива алюминиевых или медных проволок, что значительно улучшает гибкость кабеля и снижает его вес.
- изолирующую и защитную оболочки из поливинилхлоридного пластиката или полимерной композиции, которые свободны от галогенов, вследствие чего кабель обладает пониженной пожароопасностью и дымообразованием, так как не распространяют горение при прокладке в пучках и при этом его светопроницаемость снижается не более чем на 40%.
Источники информации:
1. RU №113862 U1, 27.02.2012.
2. RU №58773 U1, 27.11.2006.
3. RU №109906 U1, 27.10.2011 (прототип).