КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, 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 64/110 кВ и выше частотой 50 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 силовой кабель, имеющий одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентами из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной с зазором медной лентой, экструдированную внутреннюю оболочку из поливинил-хлоридного пластиката и экструдированную наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (кабель марки АПвВнг по ТУ 16-705-495-2006 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ» Информационно-технический справочник Изделия кабельные. Том 1. Кабели, провода и шнуры силовые. Часть 1. М.: ОАО «ВНИИКП» стр.219, 2009 г.).
Однако такой кабель не удовлетворяет требованиям ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 по нераспространению горения по категории А, а также обладает повышенной коррозионной активностью продуктов дымогазовыделения в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60754-1-99.
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции силового кабеля, не распространяющего горение при прокладке кабеля в пучках по категории А и обладающего пониженным выделением хлористого водорода при горении.
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентами из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной с зазором медной лентой, экструдированную внутреннюю оболочку и экструдированную наружную оболочку, внутренняя оболочка выполнена из экструдированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 8% и наружная оболочка выполнена из экструдированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 35% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 15%.
Внутренняя оболочка кабеля также может заполнять межпроволочные промежутки металлического экрана.
Кабель может также дополнительно содержать поверх металлического экрана разделительный слой в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной органической или неорганической ленты.
В этом случае кабель может дополнительно содержать поверх внутренней оболочки термический барьер в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.
Кабель может также дополнительно содержать поверх внутренней оболочки термический барьер в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.
По всем вариантам выполнения кабель может также дополнительно содержать на поверхности наружной оболочки электропроводящее покрытие из полимерной композиции или графита.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой содержит токопроводящую жилу 1, поверх каждой из которых последовательно расположены наложенные экструзией первый экран 2 из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляция 3 из сшитой композиции полиэтилена, второй экран 4 из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой 5 из электропроводящего материала, металлический экран 6. Поверх металлического экрана наложен разделительный слой 7, выполненный обмоткой из по меньшей мере одной органической или неорганической ленты; внутренняя оболочка 8 из экструдированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 8%; термический барьер 9 в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием; наружную оболочку 10 из экструдированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 35% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 15%; электропроводящее покрытие 11 из полимерной композиции или графита.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
В качестве материала изоляции 3 кабеля использована сшитая композиция полиэтилена.
В качестве материала для экструдированных электропроводящих слоев 2 и 4 используется электропроводящая сшитая полимерная композиция.
В качестве материала внутренней оболочки 8 используется поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 8%.
В качестве материала наружной оболочки 10 используется поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 35% и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 15%.
В качестве материала покрытия 11 используются электропроводящие полимерные композиции или графит.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции и поливинилхлоридные пластикаты выпускаются промышленно.
Токопроводящую жилу 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей.
Наложение экструдированных электропроводящих экранов 2 и 4, изоляции 3 и их сшивка осуществляется на линиях непрерывной вулканизации, а наложение экструдированной внутренней оболочки 8 и наружной оболочки 10 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение металлического экрана 6 осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение обмотки 5 из ленты электропроводящего материала, разделительного слоя 7 из лент и термического барьера 9 из стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Образцы 1-3 (табл.1) предлагаемого кабеля силового были испытаны на нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А) и на определение массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, по ГОСТ Р МЭК 60754-1-99.
Для всех образцов получены одинаковые результаты испытаний, которые приведены в табл.2.
Основываясь на результатах испытаний, представленных в таблице 2, можно сделать следующие выводы:
1. Предлагаемый кабель не распространяет горение при групповой прокладке с суммарным объемом неметаллических элементов кабелей 7 л на 1 м прокладки (категория А по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22), что соответствует наиболее высокому показателю по нераспространению горения, установленному ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Таким образом, предлагаемый кабель допускается прокладывать без применения дополнительных мер по огнезащите, в то время как известный кабель в случае его групповой прокладки необходимо защищать специальными огнезащитными составами.
2. Результаты испытаний предлагаемого кабеля показывают, что уровень выделения хлористого водорода практически в два раза меньше по сравнению с результатами, полученными при испытании материалов известного кабеля, что в значительной мере снижает воздействие газообразных продуктов горения на металлоконструкции и электрооборудование.
Учитывая вышеизложенное, очевидно, что предлагаемый кабель обладает улучшенными показателями пожарной безопасности, что позволяет в значительной мере снизить риск пожара в кабельных коммуникациях и минимизировать издержки, вызванные воздействием продуктов горения на окружающую среду в случае локальных загораний.
Таким образом, технический результат заключается в повышении показателей пожарной безопасности кабеля.
Таблица 1.Кислородные индексы материалов элементов конструкции кабеля
Наименование элемента конструкции
Массовая доля хлористого водорода, выделяющегося при горении, %
Кислородный индекс материала
Номер образца
Номер образца
1
2
3
1
2
3
Внутренняя оболочка
5
8
7
28
29
28
Наружная оболочка
13
15
14
36
35
35
Таблица 2.Характеристики кабелей
Наименование характеристики
Технические требования
Кабельное изделие
Известный кабель
Предлагаемый кабель. Образцы 1-3
Нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А)
Длина обугленной или поврежденной пламенем части не более 2,5 м
более 2,5 м, не соответствует
менее 1,5 м, соответствует
Массовая доля хлористого водорода по ГОСТ Р МЭК 60754-1-99
-
более 28%
менее 15%