ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ОГНЕСТОЙКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям герметизированных огнестойких кабелей, предназначенных для эксплуатации в силовых сетях, а также в цепях управления, контроля, сигнализации и межприборных соединений подводных аппаратов.
Основными показателями, характеризующими поведение указанных кабелей в аварийных ситуациях являются:
- огнестойкость, то есть способность кабеля передавать электрическую энергию при воздействии пламени во время пожара;
- радиальная и продольная герметичность, то есть исключение прохождения воды по внутренним пустотам кабеля при воздействии гидростатического давления.
Огнестойкость может быть обеспечена за счет применения огнестойкой изоляции или введения термического барьера дополнительно к рабочей электрической изоляции.
Герметичность может быть обеспечена за счет заполнения всех пустот в кабеле специальными герметизирующими составами, имеющими высокую адгезию к конструктивным элементам кабеля.
Известны технические решения обеспечения огнестойкости изоляции жил за счет применения слюды или покрытия из керамики с добавлением кремнийорганической смолы и растворителя. (Заявка Японии №57-12248 от 21.09.1978 г, и №57-12249 от 21.09.1978 г.)
Известен пожаростойкий электрический кабель, содержащий одну или несколько токопроводящих жил с огнестойкой и полимерной изоляцией, заполнитель, внешнюю оболочку. Кабель отличается тем, что огнестойкая изоляция каждой жилы выполнена в виде обмотки одной или двумя стеклослюдолентами, наложенными с перекрытием в одну сторону, а полимерная изоляция и/или внешняя оболочка выполнены из сшитых материалов. (Патент на полезную модель России №47131, Н 01 В 7/02 от 08.02.2005).
Недостатками данных решений является значительная сложность технологии изготовления кабелей в первом случае и отсутствие продольной герметичности в обоих случаях.
2
Прототипом по первому варианту является кабель герметизированный марки КРНГ-60, который включает токопроводящие жилы сечением 1,5-300 мм, изоляцию и оболочку из резины, все пустоты в кабеле заполнены термореактивными герметизирующими составами (междупроволочный, подизоляционный, междужильный). Кабели предназначены для передачи электрической энергии и электрических сигналов и герметичны в продольном и радиальном направлениях (ТУ 16.К78-11-90 "Кабели и провода силовые и контрольные герметизированные").
2
Прототипом по второму варианту является кабель герметизированный марки СМПВГ-60, который содержит токопроводящие жилы сечением 0,75-2,5 мм, изоляцию из полиэтилена, оболочку из поливинилхлоридного пластиката, все пустоты в кабелях заполнены термопластичным герметизирующим составом. Кабели предназначены для передачи электрических сигналов и герметичны в продольном и радиальном направлениях (ТУ 16.К 71-106-90 "Кабели судовые с пластмассовой изоляцией и оболочкой герметизированные»).
К недостаткам указанных кабелей относится то, что они не огнестойки, т.е. при испытании в стандартном пламени по методике МЭК 60331-21 пробой изоляции происходит через 1-5 минут в зависимости от числа жил, сечения и наличия экрана кабеля, а согласно МЭК 60331-21 минимальное время огнестойкости должно быть 90 мин.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создать такую конструкцию герметизированного, преимущественно огнестойкого кабеля, в которой за счет введения новых элементов, нового их взаимного расположения и применения новых материалов была бы обеспечена работоспособность кабеля во время пожара, а в случае аварийного повреждения или обрыва кабеля отсутствовала бы протечка воды в продольном направлении.
Поставленная задача достигается тем, что в герметизированном, преимущественно огнестойком кабеле по варианту 1, включающем одну или несколько токопроводящих жил, изоляцию из резины, заполнители пустот, оболочку из резины, согласно полезной модели изоляция каждой жилы дополнительно имеет огнестойкий барьер в виде обмотки с перекрытием одной или двумя слюдяными лентами с повышенной механической прочностью, герметизированными вулканизующимся диэлектрическим составом, который заполняет все пустоты под лентой и место перекрытия ленты, а в случае двух лент и пустоты между лентами, а заполнители междупроволочных, подизоляционных и междужильных пустот выполнены из термореактивных герметизирующих составов, вулканизующихся при наложении изоляции и оболочки.
Диэлектрический герметизирующий состав, подизоляционный и междужильный заполнители вулканизуются при повышенной температуре, например, при вулканизации резиновой изоляции или резиновой оболочки.
Поставленная задача достигается тем, что в герметизированном, преимущественно-огнестойком кабеле по варианту 2, включающем одну или несколько токопроводящих жил, изоляцию из полиэтилена, заполнители пустот, ленту под оболочкой, оболочку из поливинилхлоридного пластиката согласно полезной модели изоляция каждой жилы дополнительно имеет огнестойкий барьер в виде обмотки с перекрытием одной слюдяной лентой с повышенной механической прочностью и герметизирована диэлектрическим составом, который заполняет пустоты под лентой и место перекрытия ленты, а заполнители междупроволочных, подизоляционных и междужильных пустот выполнены из термопластичного герметизирующего состава.
Диэлектрический герметизирующий состав не вулканизуется или вулканизуется при температуре ниже температуры размягчения полиэтиленовой изоляции.
Преимуществом указанных вариантов герметизированных, преимущественно огнестойких кабелей является то, что:
- изоляция из слюдяной ленты с электрической прочностью не менее 12 кВ/мм обеспечивает работоспособность кабеля при воздействии пламени в течение не менее 90 мин при рабочем напряжении не менее 700 В;
- диэлектрический герметизирующий состав сохраняет диэлектрические свойства при сгорании во время воздействия пламени, повышая тем самым огнестойкость изоляции из слюдяной ленты;
2
- диэлектрический герметизирующий состав имеет адгезию к медной токопроводящей жиле и слюдяной ленте, заполняет все пустоты не только под лентой, но и в месте перекрытия ленты, обеспечивая тем самым герметичность огнестойкой изоляции при давлении до 60 кгс/см в продольном направлении.
Для повышения герметичности по токопроводящей жиле может быть дополнительно наложен слой подизоляционного герметизирующего состава имеющего более высокую адгезию к медной жиле, чем диэлектрический герметизирующий состав.
Кабель дополнительно может иметь экран каждой жилы и/или общий экран, что значительно повышает помехозащищенность кабеля.
Предложенная полезная модель схематично изображена на фиг.1-3.
На фиг.1 дан продольный разрез отдельно изолированной герметизированной огнестойкой жилы. На фиг.2 дан поперечный разрез трехжильного герметизированного, преимущественно огнестойкого кабеля по варианту 1. На фиг.3 дан поперечный разрез семижильного герметизированного, преимущественно огнестойкого кабеля по варианту 2.
На фигурах показаны: 1 - токопроводящая жила; 2 - междупроволочный и подизоляционный заполнитель; 3 - диэлектрический герметизирующий состав; 4 - междужильный заполнитель; 5 - огнестойкий барьер из слюдяной ленты (лент); 6 - изоляция; 7 - лента; 8 - внешняя оболочка.
Герметизированный, преимущественно огнестойкий кабель по варианту 1 включает одну или несколько токопроводящих жил 1, изоляцию 6 из резины, заполнители 2, 4 междупроволочных, подизоляционных и междужильных пустот, оболочку 8 из резины. В кабеле изоляция 6 каждой жилы 1 дополнительно имеет огнестойкий барьер 5 в виде обмотки с перекрытием одной или двумя слюдяными лентами, герметизированными вулканизующимся диэлектрическим составом 3, который заполняет все пустоты под и между лентами, а также место перекрытия лент.
Герметизированный, преимущественно огнестойкий кабель включает одну или несколько токопроводящих жил 1, изоляцию 6 из полиэтилена, заполнители 2, 4 междупроволочных, подизоляционных и междужильных пустот, синтетическую ленту 7 под оболочкой 8, оболочку 8 из поливинилхлоридного пластиката. В кабеле изоляция 6 каждой жилы 1 дополнительно имеет огнестойкий барьер 5 в виде обмотки с перекрытием одной слюдяной лентой и герметизирована диэлектрическим составом 3, который заполняет пустоты под лентой и место перекрытия ленты.
2
Пример 1. Герметизированный, преимущественно огнестойкий кабель по варианту 1 (фиг.1) содержит три токопроводящих многопроволочных жилы 1 сечением 25 мм. Междупроволочные пустоты каждой жилы 1 заполнены герметизирующим составом 2. По каждой токопроводящей жиле 1 последовательно наложены:
- слой подизоляционного герметизирующего состава 2 на основе каучука;
- слой диэлектрического герметизирующего состава 3 на основе каучука;
- обмотка с перекрытием не менее 25% двумя слюдяными лентами 5;
- слой подизоляционного герметизирующего состава 2 на основе каучука;
- изоляция 6 из резины на основе синтетического каучука.
Междупроволочный, подизоляционный и диэлектрический герметизирующие составы 2, 3 вулканизуются при наложении и вулканизации резиновой изоляции 6.
Три изолированные герметизированные жилы 1 скручены в сердечник, при этом междужильные пустоты заполнены термореактивным герметизирующим составом 4 на основе каучука. Поверх сердечника наложена оболочка 8 из резины на основе хлоропренового каучука. Междужильный герметизирующий состав 4 вулканизуется при наложении и вулканизации резиновой оболочки 8.
2
Пример 2. Герметизированный, преимущественно огнестойкий кабель по варианту 2 (фиг.2) содержит семь токопроводящих многопроволочных жил 1 сечением 1,5 мм. Междупроволочные пустоты каждой жилы 1 заполнены термопластичным герметизирующим составом 2 на основе полиизобутилена. По токопроводящей жиле 1 последовательно наложены:
- слой диэлектрического герметизирующего состава 3 на основе каучука;
- обмотка с перекрытием не менее 50% слюдяной лентой 5;
- слой подизоляционного термоплсютичного герметизирующего состава 2 на основе полиизобутилена;
- изоляция 6 из полиэтилена низкого давления.
Семь изолированных герметизированных жил 1 скручены в сердечник. Междужильные пустоты заполнены термопластичным герметизирующим составом 4 на основе полиизобутилена. Поверх сердечника наложена обмотка синтетической лентой 7 из поливинилхлоридного пластиката и оболочка 8 из поливинилхлоридного пластиката.