ОГНЕСТОЙКИЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к кабелям, способным сохранять работоспособность в условиях, когда они подвергаются воздействию открытого огня.
Из патентной публикации RU 80270U1, H01B 7/00, 27.01.2009 известен огнестойкий кабель, содержащий группу скрученных изолированных токопроводящих жил. Каждая изолированная токопроводящая жила, представляет собой проводник, снабженный обмоткой из слюдосодержащей ленты и выполненной поверх нее полимерной изоляцией. Изолированные токопроводящие жилы кабеля заключены во внешнюю полимерную оболочку.
Слюдосодержащая лента, как правило, представляет собой основу из стекловолокна или полимера с закрепленным на ней слоем слюды. Обмотка, выполненная при помощи слюдосодержащей ленты, позволяет известному кабелю выдерживать воздействие открытого огня в течение длительного времени, в то время как изоляция и другие его внешние слои уничтожены огнем. Такое качество известного кабеля обеспечивается за счет слюды, не разрушающейся под воздействием высоких температур и создающей барьер между проводниками, когда их изоляция перестает выполнять свою функцию.
Данный кабель обеспечивает достаточную огнестойкость, однако, при этом имеет большой диаметр поперечного сечения. Кроме того, воздушные полости между внешней оболочкой и изолированными токопроводящими жилами способствуют прохождению воздуха, что при определенных условиях может привести к взрыву.
Из патентной публикации RU 104371U1, H01B 7/29, 10.05.2011 известен огнестойкий кабель, содержащий группу скрученных изолированных токопроводящих жил. Каждая изолированная токопроводящая жила, представляет собой проводник, снабженный полимерной изоляцией, причем предусмотрен вариант с предварительной обмоткой проводника слюдосодержащей лентой. На группу изолированных токопроводящих жил наложен заполнитель, поверх которого выполнена внешняя оболочка. Заполнитель занимает все внутренние полости кабеля, предотвращая возможное перетекание воздуха. Недостатком данного кабеля, отличающегося огнестойкостью и взрывобезопасностью и выбранного в качестве прототипа заявленной полезной модели, является значительный размер его поперечного сечения. Однако в ряде случаев необходимо обеспечить компактность огнестойкого кабеля.
Задачей полезной модели является уменьшение диаметра поперечного сечения огнестойкого кабеля, а также упрощение технологии его производства.
Для решения поставленной задачи предложен кабель, содержащий, по меньшей мере, две скрученные изолированные токопроводящие жилы, заключенные в полимерную оболочку. Изоляция проводника каждой изолированной токопроводящей жилы выполнена в виде наложенной на него, по меньшей мере, одной слюдосодержащей ленты, а полимерная оболочка заполняет, по существу, все полости между изолированными токопроводящими жилами.
Полимерная оболочка может быть выполнена из ПВХ-пластиката, безгалогенной композиции на основе полиолефина или этиленпропиленовой резины. Однако предпочтительным является случай, в котором полимерная оболочка выполнена из кремнийорганической резины.
В предпочтительном случае полезной модели изоляция проводника каждой изолированной токопроводящей жилы выполнена в виде двух слюдосодержащих лент, последовательно наложенных с перекрытием 30-50%.
В частном случае полезной модели изоляция проводника каждой изолированной токопроводящей жилы выполнена в виде одной слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием 50-66,6%.
В частном случае полезной модели кабель используется в качестве группы изолированных жил в составе сложных кабелей.
Осуществление полезной модели будет пояснено ссылками на фигуры:
фиг.1 - поперечное сечение известного кабеля (прототипа);
фиг.2 - поперечное сечение кабеля, выполненного согласно полезной модели.
Известный кабель, поперечное сечение которого представлено на фиг.1, содержит группу скрученных между собой изолированных токопроводящих жил 1, состоящих из металлического проводника 2, на который наложена слюдосодержащая лента 3 и полимерная изоляция 4. Группа изолированных токопроводящих жил заключена во внешнюю полимерную оболочку 5, причем все полости между изолированными токопроводящими жилами и внешней оболочкой заполнены заполнителем 6. С целью предотвращения растрескивания внешней оболочки при изгибе, она выполняется сравнительно небольшой толщины, при этом для заполнителя выбирается более пластичный материал.
Слюдосодержащая лента, обеспечивающая огнеупорный барьер для проводника, в совокупности с наложенной сверху полимерной изоляцией приводит к увеличению диаметра изолированной токопроводящей жилы, а значит - и диаметра всего кабеля. Однако в результате проведенных исследований было установлено, что слюдосодержащая лента сама по себе обладает хорошими изолирующими свойствами. Данный факт лег в основу конструкции предложенного кабеля.
На фиг.2. представлено поперечное сечение кабеля, выполненного согласно полезной модели, проводники которого имеют такой же диаметр, как и у кабеля, изображенного на фиг.1.
Каждая изолированная токопроводящая жила 7 состоит из одно- или многопроволочного проводника 8 и наложенной на него слюдосодержащей ленты 9, выполняющей одновременно функции изоляции и огнеупорного барьера. Группа, содержащая, по меньшей мере, две скрученные изолированные токопроводящие жилы, заключена в полимерную оболочку 10, предпочтительно выполненную из ПВХ-пластиката или из имеющей полиолефиновую основу безгалогенной композиции, модифицированной антипиреном. В результате исключения полимерной изоляции, изолированные токопроводящие жилы, изоляция проводников которых обеспечена только слюдосодержащей лентой, имеют малый диаметр, что предопределяет малый диаметр всего кабеля.
Следует отметить, что в данной конструкции необходима строгая фиксация изолированных токопроводящих жил друг относительно друга для предотвращения трения и вызванного этим повреждения слюдосодержащих лент. Такая фиксация обеспечена скруткой изолированных токопроводящих жил, а также внешней оболочкой, заполняющей все полости между ними и не допускающей их взаимное смещение. Выполнение внешней оболочки в указанном виде позволяет также обеспечить взрывобезопасность кабеля.
Поскольку группа изолированных токопроводящих жил имеет малый поперечный размер, то оболочка, заключающая в себе изолированные токопроводящие жилы, также имеет сравнительно малую толщину. При такой толщине оболочки обеспечивается ее механическая устойчивость к изгибным нагрузкам, таким образом, отпадает необходимость включения в конструкцию сердечника из более пластичного материала.
В частном случае внешняя оболочка выполнена из ПВХ-пластиката, однако, предпочтительно, если внешняя оболочка выполнена из безгалогенной композиции на основе полиолефина с добавкой антипирена. Оба материала не поддерживают горение, однако, указанная безгалогенная композиция при сгорании не выделяет токсичных веществ. Возможно также использование для изготовления внешней оболочки этилепропиленовой резины, обеспечивающей устойчивость к абсорбции влаги и высокие термомеханические характеристики. В другом предпочтительном случае внешняя оболочка выполнена из кремнийорганической резины, керамизирующейся при нагревании, что значительно повышает огнестойкость кабеля.
Изоляция проводника каждой изолированной токопроводящей жилы может быть выполнена в виде двух слюдосодержащих лент, последовательно наложенных на проводник с перекрытием 30-50%, или в виде одной слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием 50-66,6%.
Специалисту в данной области ясно, что огнестойкость кабеля в обоих случаях одинакова, поскольку огнеупорный барьер проводника в каждом случае обеспечивается двумя слоями слюдосодержащей ленты. Однако выполнение изоляции при помощи двух лент может быть предпочтительнее для кабелей, предназначенных для более высокого напряжения, поскольку в таком случае изолирующий слой получается толще, и эффективность изоляции повышается.
Как следует из описанной выше конструкции, при использовании полезной модели достигаются следующие технические результаты:
- обеспечивается уменьшение диаметра огнестойкого кабеля;
- повышается технологичность производства огнестойкого кабеля, что обусловлено снижением количества технологических операций и номенклатуры используемых материалов, а также их расхода.
Однако испытания кабеля, выполненного согласно полезной модели, показали, что достигается еще и неожиданный технический результат - повышение огнестойкости кабеля относительно прототипа. Предположительно данный эффект объясняется следующим.
При воздействии открытого огня на кабель, являющийся прототипом полезной модели (фиг.1), полимерные изоляция 4, внешняя оболочка 5 и заполнитель 6 выгорают. Проводники оказываются разнесенными в пространстве, и их огнеупорные барьеры в виде слюдосодержащих лент 3 более не имеют механической фиксации извне, что приводит к их сравнительно скорому разрушению.
В предложенном кабеле (фиг.2) при выгорании внешней оболочки 10 скрученные изолированные токопроводящие жилы остаются в контакте друг с другом, что способствует внешней механической фиксации слюдосодержащих лент 9, выполняющих функции изоляции проводников и их огнеупорных барьеров. Дополнительная внешняя опора замедляет разрушение огнеупорных барьеров и, таким образом, повышает огнестойкость кабеля.
Предложенный кабель может быть использован как самостоятельное изделие, однако возможно его использование в виде группы изолированных жил в составе сложных кабелей, содержащих несколько таких групп, объединенных общей внешней оболочкой.