КАБЕЛЬ МОНТАЖНЫЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЗРЫВОПОЖАРОБЕЗОПАСНЫЙ, В ТОМ ЧИСЛЕ ДЛЯ ИСКРОБЕЗОПАСНЫХ ЦЕПЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно: к конструкциям монтажных многожильных кабелей, предназначенных для фиксированного межприборного монтажа электрических устройств промышленных предприятий, в том числе, во взрывоопасных зонах всех классов при использовании различных методов взрывозащиты, включая «искробезопасную электрическую цепь i» по ГОСТ Р 51330.10-99, ГОСТ Р 51330.13-99, ГОСТ Р 52350.11-2005, ГОСТ Р 52350.14-2005, ГОСТ Р МЭК 60079.14-2008.
Известен кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, по полезной модели RU №91464, МПК-Н01В 7/04. Кабель содержит сердечник, скрученный из многопроволочных токопроводящих мерных или медных луженых жил, с концентрической диэлектрической изоляцией, одиночных или предварительно скрученных в группы - пары или тройки, или четверки, снабженных, соответственно, индивидуальными или групповыми экранами, имеющими каждый, соответственно индивидуальную или групповую поясную изоляцию, выполненную из диэлектрических лент с перекрытием или в виде экструдированного концентрического сплошного слоя, заполнитель и влагозащитную оболочку. Отличительными особенностями таких кабелей являются наложение заполнителя поверх сердечника с целью обеспечения круглой формы в поперечном сечении и выбор толщины индивидуальной или групповой поясной изоляции такой, чтобы она выдерживала испытание переменным напряжением частотой 50 Гц не менее 500 В, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми экранами.
Описанный кабель в основном применяется в искробезопасных цепях, для которых при наличии экранов в обязательном порядке требуется организация схем заземления по индивидуальным, групповым и общим экранам по п.12.2.2.3 ГОСТ Р 51330.13-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок)», п.12.2.2.3 ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008 «Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок». До 2010 года вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь i» считался единственно приемлемым для взрывоопасных зон класса «0» и широко применялся во взрывоопасных зонах классов «1» и «2» (Приложение 1, п.1.1 ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008).
Но, начиная с 2010 года, было расширено применение других видов взрывозащиты (п.5.4.1 таблица 2 ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008), среди которых широкое распространение имеют виды взрывозащиты «герметизация компаундом m» и «взрывонепроницаемые оболочки d». Для кабелей, используемых в этих видах взрывозащиты требование наличия индивидуальных и групповых экранов является редко применяемым, основная масса кабелей либо не имеет экранов вообще, либо имеет только общий экран. В соответствии с разделом 9.4. ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008 кабели в трубах должны прокладываться с трубными уплотнительными устройствами (кольцами) в местах входа и выхода из взрывоопасных зон для предотвращения проникновения или утечки газов или жидкостей из взрывоопасной зоны в невзрывоопасную зону. А для того, чтобы герметизация в этих местах была оптимальной кабель должен иметь круглую цилиндрическую форму.
Такой же метод прокладки возможен и для отделения помещения (невзрывоопасного), в котором, в том числе, может присутствать резкий неприятный запах, от соседних помещений.
Выберем конструкцию кабеля по полезной модели RU №91464, МПК-Н01В 7/04 в качестве прототипа.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании кабеля монтажного, преимущественно взрывопожаробезопасного, в том числе для искробезопасных цепей, имеющего круглую цилиндрическую форму для обеспечения оптимальной герметизации на входе и выходе из взрывоопасной зоны с использованием уплотнительных колец в кабельных вводах.
Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, состоящий не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что заполнитель накладывается поверх сердечника с целью обеспечения круглой цилиндрической формы кабеля. Причина заключается в том, что при наложении экструзией относительно тонкого слоя оболочки, рельеф сердечника проявляется на поверхности оболочки. Рельеф можно уменьшить, если накладывать более толстый слой оболочки, но при этом резко возрастает жесткость кабеля и ухудшается холодостойкость (повышается нижний предел рабочей температуры кабеля), так как толстые слои полимеров более подвержены трещинообразованию при изгибах и пониженной температуре окружающей среды. Применение обмоток сердечника поясной изоляцией или экранными лентами изменяет форму поверхность, но не приводит к круглой цилиндрической форме кабеля (возникают неоднородности в виде острых углов и плоских граней). Использование промежуточного слоя в виде заполнителя из очень пластичного полимера, как правило, однородного с материалами изоляции и влагозащитной оболочки, но наполненного добавками смягчающими структуру позволяет добиться желаемого результата. При наложении экструзионным способом под давлением полимерный заполнитель затекает в углубления на поверхности сердечника, а его наружная поверхность сохраняет округлую форму технологического инструмента (матрицы). Накладываемая поверх заполнителя влагозащитная оболочка также придает поверхности кабеля круглую цилиндрическую форму, при этом заполнитель практически не сказывается на жесткости и холодостойкости кабеля, а кабель получается цилиндрической формы, практически идеально круглого поперечного сечения.
Данная полезная модель относится к комплексным, в зависимости от приспособленности кабеля к условиям эксплуатации. Поэтому формула полезной модели составлена в виде вариантов.
Для обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник.
Как правило, материалы изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки выбирают одинаковыми, руководствуясь, в первую очередь, требованиями пожарной безопасности.
При условии одиночной прокладки кабеля выбирают традиционный поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом, находящимся в диапазоне от 20 до 25.
При условии групповой прокладки кабеля (пучком) выбирают специальный поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30 (для заполнителя в соответствии с особенностями его химического состава, обусловленными большим количеством наполнителя, допускается не менее 28).
С введением в действие ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний» к кабелям, прокладываемым пучком в пределах производственных, бытовых и административных помещений стали предъявлять требования к пониженному дымогазовыделению. Для общей группы кабелей, прокладываемых вне производственных, бытовых и административных помещений, присвоили индекс «нг», для группы кабелей с пониженным дымогазовыделением - индекс «нг-LS». Согласно ГОСТ Р 53315-2009 дымообразование кабельных изделий с индексом «нг-LS» при испытании по ГОСТ Р МЭК 61034-2 не должно приводить к снижению светопроницаемости более чем на 50%.
При прокладке кабелей в помещениях оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой предъявляют дополнительное требование по выделению в процессе горения и/или тления коррозионно-активных газов, паров галогенных кислот в пересчете на HCl не более 5,0 мг/г. Для таких кабелей выбирают безгалогенную полимерную композицию с кислородным индексом не менее 35.
Общие показатели пожарной безопасности с учетом требований ГОСТ Р 53315-2009 представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Наименование материала
Кислородный индекс, %, не менее
Снижение светопроницаемости при дымообразовании,  %, не более
Массовая доля НСl, выделяющегося при горении %, не более
Традиционный поливинилхлоридный пластикат
20-25
80
40
Специальный поливинилхлоридный пластикат
30
80
40
Специальный поливинилхлоридный пластикат с пониженным дымогазовыделением
30
50
15
Безгалогенная полимерная композиция
35
25
0,5
Для изоляции, заполнителя, влагозащитной оболочки кабелей, применяемых для подвижного монтажа (например: переносные лампы, электроинструмент, сварочные установки) выбирают кабельную резину.
В этом случае кислородных индекс требуется не выше 25.
Для условий прокладки кабелей при требовании повышенной гибкости выбирают полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29. При этом полиолефиновый термопластичный эластомер дешевле полиуретанового, но полиуретановый термопластичный эластомер выдерживает до 1 миллиона изгибов при температуре минус 30°С.
Для условий прокладки кабелей при требовании повышенной гибкости и дополнительном требовании повышенной маслобензостойкости выбирают изоляцию, заполнитель и влагозащитную оболочку из силиконовой резины. При предъявлении дополнительного требования огнестойкости выбирают керамизирующуюся силиконовую резину.
В случае обеспечения передачи по группам (парам) высокочастотных сигналов, с целью снижения коэффициента затухания, целесообразно выполнять изоляцию из сшитого полиэтилена, разрешенного к применению во взрывоопасных зонах техническим циркуляром Ассоциации «Росэлектромонтаж» №14/2006 от 16.10.2006 г «О применении кабелей из сшитого полиэтилена в кабельных сооружениях, в том числе во взрывоопасных зонах», одобренном Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). В этом случае экструдированная поясная изоляция, заполнитель, влагозащитная оболочка выполняются из других материалов, отвечающих иным требованиям. Например: повышенным требованиям пожарной безопасности.
При предъявлении к кабелям требования огнестойкости дополнительно поверх токопроводящих жил целесообразно наложить не менее одной слюдинитовой ленты обмоткой по спирали с перекрытием, для формирования основного огнестойкого барьера.
Также поверх сердечника целесообразно наложить дополнительно поясную изоляцию не менее чем из одной слюдинитовой ленты обмоткой по спирали с перекрытием слюдяным слоем внутрь, для формирования огнестойкого бандажа, сохраняющего структуру кабеля в условиях длительного воздействия открытого пламени с температурой не менее 750°С в течении 45-180 мин в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60331-11-2003, ГОСТ Р 53315-2009.
При этом в обоих случаях слюдинитовая лента обычно представляет собой слоистую композицию из слюдяной бумаги и электроизоляционной стеклоткани, пропитанных и склеенных между собой кремнийорганическим связующим.
Для обеспечения идентификации изолированных токопроводящих жил в группах и сердечнике, а также групп между собой целесообразно ввести индивидуальную расцветку изоляции, позволяющую однозначно определять каждую жилу в пределах группы и в сердечнике, а также группы между собой.
Исходя из требования помехозащищенности целесообразно установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаг скрутки жил в группы следующим образом: в группу из двух жил (в пару) - не более 0,1 м, из трех - не более 0,15 м; из четырех жил - не более 0,2 м.
С целью предупреждения возможного оплавления изоляции токопроводящих жил при наложении заполнителя на сердечник экструзионным способом целесообразно на каждую группу наложить обмотку не менее чем из одной полимерной ленты с перекрытием.
Поверх сердечника целесообразно наложить поясную изоляцию из диэлектрических лент, причем для выполнения функции скрепления сердечника и теплового барьера, предохраняющего изоляцию токопроводящих жил от расплавления при наложении заполнителя, поясная изоляция должна быть выполнена из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольно.
С целью защиты от электромагнитных воздействий целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном. При этом для защиты от внутренних электромагнитных воздействий и с целью организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить экраны индивидуальными, наложенными на отдельную токопроводящую жилу или групповыми, наложенными на отдельную группу. Для защиты от внешних электромагнитных воздействий целесообразно выполнить экран общим, наложенным на сердечник.
Для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот целесообразно изготавливать экран в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок.
Для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне высоких частот целесообразно изготавливать экран не менее чем из одной металлополимерной ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой.
Для защиты от электромагнитных воздействий в широком диапазоне частот целесообразно изготавливать экран в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, дополнительно проложив под оплетку или обмотку металлом кверху с перекрытием металлополимерную ленту продольно или обмоткой по спирали.
Преимущественно для искробезопасных кабелей на каждый индивидуальный или групповой экран целесообразно наложить экструзионным способом полимерную оболочку или поясную изоляцию в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, причем толщину названных полимерной оболочки и поясной изоляции по индивидуальным и групповым экранам выбрать такой, чтобы она выдерживала испытание напряжением не менее 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, что соответствует требованиям п.12.2.2.1 ГОСТ Р 51330.13-99 и п.12.2.2.1 ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008.
Материал для экструдированной полимерной оболочки, по индивидуальным и групповым экранам, как правило, выбирают из тех же соображений, что и материал для изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки.
В кабелях, предназначенных для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d» целесообразно произвести частичную продольную герметизацию названных групп и сердечника за счет введения заполнителя в воздушные полости с целью значительного снижения распространения взрывоопасных газов и жидкостей по сердечнику кабеля.
При отсутствии в процессе эксплуатации воздействия на кабель значительных раздавливающих усилий (например: для кабелей, подвешиваемых вдоль стен зданий и заборов) с целью снижения массы кабеля и экономии материалов целесообразно изготавливать заполнитель вспененным.
С целью идентификации в процессе эксплуатации целесообразно оболочку кабелей для искробезопасных цепей окрашивать в синий цвет.
В диапазоне отрицательных температур есть критическая температура, при которой свойства обычных материалов резко меняются. Обычно это происходит при температуре минус 60°С. Для того, чтобы диэлектрический материал не трескался при низких температурах, в него вводят специальные добавки.
Второй вариант заключается в следующем. Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что заполнитель накладывается поверх сердечника с целью обеспечения круглой цилиндрической формы кабеля, а для изоляции и влагозащитной оболочки использованы холодостойкие материалы с температурой хрупкости не выше минус 60°С, полученные из традиционных материалов с применением специальных добавок.
Так же, как и для первого варианта, для второго варианта характерно, что для обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник, для выбора материалов изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки руководствуются требованиями пожарной безопасности в соответствии с таблицей 1 и требованиями гибкости и маслобензостойкости, для обеспечения огнестойкости целесообразно дополнительно накладывать на токопроводящую жилу и на сердечник обмотку не менее чем из одной слюдинитовой ленты, для обеспечения идентификации изолированных жил в кабеле использовать индивидуальную расцветку изоляции, для обеспечения требования помехозащищенности установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаги скрутки жил в группы. С целью предупреждения возможного оплавления изоляции наложить на каждую группу и/или поверх сердечника поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты, наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольно. Для защиты от электромагнитных влияний и организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном, индивидуальным - наложенным на отдельную жилу, групповым - наложенным на отдельную группу, общим - наложенным на сердечник, для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот - выполненным в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, в диапазоне высоких частот - не менее чем из одной металлической ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой, в широком диапазоне частот - в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок с дополнительно проложенной под оплеткой или обмоткой металлом кверху с перекрытием металлополимерной лентой продольно или обмоткой по спирали, преимущественно для искробезопасных цепей - с наложением по индивидуальным или групповым экранам экструдированной полимерной оболочки или поясной изоляции в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, с толщиной, выбранной из условия обеспечения выдерживания испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц: приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, с дополнительной частичной продольной герметизацией для кабелей для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d», с дополнительной возможностью выполнения заполнителя вспененным, с оболочкой синего цвета с целью идентификации для кабелей для искробезопасных цепей.
В диапазоне положительных температур также есть критическая температура, при которой свойства обычных материалов резко меняются. Для ряда широко применяемых полимерных материалов такой температурой является плюс 80°С. В то же время существуют аварийные режимы, при которых кабель должен некоторое время оставаться работоспособным при повышенной температуре (например: плюс 100°С). Для того чтобы кабели отвечали такому требованию в полимеры вводят специальные добавки. В то же время полиолефиновые и полиуретановые термопластичные выдерживают температуру плюс 125-150°С в обычном исполнении, а силиконовая резина - плюс (180-200)°С в обычном исполнении.
Третий вариант заключается в следующем. Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что заполнитель накладывается поверх сердечника с целью обеспечения круглой цилиндрической формы кабеля, а для изоляции и влагозащитной оболочки использованы теплостойкие материалы с температурой плавления не ниже 105°С, полученные из традиционных материалов с применением специальных добавок.
Так же как и для первого варианта для третьего варианта характерно, что для обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник, для выбора материалов изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки руководствуются требованиями пожарной безопасности в соответствии с таблицей 1 и требованиями гибкости и маслобензостойкости, для обеспечения огнестойкости целесообразно дополнительно накладывать на токопроводящую жилу и на сердечник обмотку не менее чем из одной слюдинитовой ленты, для обеспечения идентификации изолированных жил в кабеле использовать индивидуальную расцветку изоляции, для обеспечения требования помехозащищенности установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаги скрутки жил в группы. С целью предупреждения возможного оплавления изоляции наложить на каждую группу и/или поверх сердечника поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты, наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольною. Для защиты от электромагнитных влияний и организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном, индивидуальным - наложенным на отдельную жилу, групповым - наложенным на отдельную группу, общим - наложенным на сердечник, для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот -выполненным в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, в диапазоне высоких частот - не менее чем из одной металлической ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой, в широком диапазоне частот - в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок с дополнительно проложенной под оплеткой или обмоткой металлом кверху с перекрытием металлополимерной лентой продольно или обмоткой по спирали, преимущественно для искробезопасных цепей - с наложением по индивидуальным или групповым экранам экструдированной полимерной оболочки или поясной изоляции в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, с толщиной, выбранной из условия обеспечения выдерживания испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, с дополнительной частичной продольной герметизацией для кабелей для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d», с дополнительной возможностью выполнения заполнителя вспененным, с оболочкой синего цвета с целью идентификации для кабелей для искробезопасных цепей.
Четвертый вариант заключается в следующем. Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что заполнитель накладывается поверх сердечника с целью обеспечения круглой цилиндрической формы кабеля, а под влагозащитную оболочку наложена броня.
Причина введения этого варианта заключается в следующем. Согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок (ПУЭ), шестое издание, С-Пб, издательство «ДЕАН», 2004 г.) кабели небронированные преимущественно прокладываются в трубах, кабели бронированные - прокладываются открыто. Однако, при переходе через стену, разделяющую невзрывоопасную зону от взрывоопасной в стену вставляется отрезок трубы, через который пропускается бронированный кабель. И все, что относится к уплотнению входа и выхода в трубе, в которой прокладывается небронированный кабель, распространяется на установку уплотнения в трубе в месте перехода бронированного кабеля и, соответственно, к бронированному кабелю так же предъявляется требование к круглой цилиндрической форме.
Так же как и для первого варианта для четвертого варианта характерно, что для обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник, для выбора материалов изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки руководствуются требованиями пожарной безопасности в соответствии с таблицей 1 и требованиями гибкости и маслобензостойкости, для обеспечения огнестойкости целесообразно дополнительно накладывать на токопроводящую жилу и на сердечник обмотку не менее чем из одной слюдинитовой ленты, для обеспечения идентификации изолированных жил в кабеле использовать индивидуальную расцветку изоляции, для обеспечения требования помехозащищенности установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаги скрутки жил в группы. С целью предупреждения возможного оплавления изоляции наложить на каждую группу и/или поверх сердечника поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты, наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольно. Для защиты от электромагнитных влияний и организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном, индивидуальным - наложенным на отдельную жилу, групповым - наложенным на отдельную группу, общим - наложенным на сердечник, для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот - выполненным в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, в диапазоне высоких частот - не менее чем из одной металлической ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой, в широком диапазоне частот - в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок с дополнительно проложенной под оплеткой или обмоткой металлом кверху с перекрытием металлополимерной лентой продольно или обмоткой по спирали, преимущественно для искробезопасных цепей - с наложением по индивидуальным или групповым экранам экструдированной полимерной оболочки или поясной изоляции в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, с толщиной, выбранной из условия обеспечения выдерживания испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, с дополнительной частичной продольной герметизацией для кабелей для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d», с дополнительной возможностью выполнения заполнителя вспененным, с оболочкой синего цвета с целью идентификации для кабелей для искробезопасных цепей.
При эксплуатации кабелей в условиях воздействия радиальных (раздавливающих) усилий целесообразно под влагозащитную оболочку наложить броню из стальных проволок обмоткой по спирали или в виде оплетки.
При эксплуатации кабелей в условиях воздействия продольных (растягивающих) усилий целесообразно под влагозащитную оболочку наложить броню из стальных лент обмоткой по спирали или продольно из предварительно гофрированной стальной ленты ламинированной полимером.
С целью предотвращения продольного распространения воды под броней в случае нарушения целостности влагозащитной оболочки при эксплуатации во влажной среде под броню целесообразно дополнительно проложить слой водоблокирующего материала.
Для улучшения технологии и предотвращения возможного разрушения заполнителя в момент наложения брони целесообразно под броню наложить экструзионным методом промежуточную оболочку из полимерного материала однородного с материалом названной влагозащитной оболочки или обмотку не менее чем одной полимерной лентой с перекрытием. Выбор между промежуточной оболочкой и обмоткой осуществляется на основании степени разрушающего воздействия брони в процессе наложения и из экономических соображений.
Пятый вариант заключается в следующем. Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что он обеспечен броней для открытой прокладки во взрывоопасных помещениях, и заполнителем, наложенным поверх сердечника, что позволяет получить круглую цилиндрическую форму кабеля для оптимальной герметизации в местах пересечения раздела взрывоопасной и невзрывоопасной зон, а также материалы изоляции и влагозащитной оболочки выбраны с добавками, обеспечивающими работоспособность кабеля при температуре ниже минус 60°С.
Так же как и для первого варианта для пятого варианта характерно, что для обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник, для выбора материалов изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки руководствуются требованиями пожарной безопасности в соответствии с таблицей 1 и требованиями гибкости и маслобензостой кости, для обеспечения огнестойкости целесообразно дополнительно накладывать на токопроводящую жилу и на сердечник обмотку не менее чем из одной слюдинитовой ленты, для обеспечения идентификации изолированных жил в кабеле использовать индивидуальную расцветку изоляции, для обеспечения требования помехозащищенности установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаги скрутки жил в группы. С целью предупреждения возможного оплавления изоляции наложить на каждую группу и/или поверх сердечника поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты, наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольно. Для защиты от электромагнитных влияний и организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном, индивидуальным - наложенным на отдельную жилу, групповым - наложенным на отдельную группу, общим - наложенным на сердечник, для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот - выполненным в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, в диапазоне высоких частот - не менее чем из одной металлической ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой, в широком диапазоне частот - в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок с дополнительно проложенной под оплеткой или обмоткой металлом кверху с перекрытием металлополимерной лентой продольно или обмоткой по спирали, преимущественно для искробезопасных цепей - с наложением по индивидуальным или групповым экранам экструдированной полимерной оболочки или поясной изоляции в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, с толщиной, выбранной из условия обеспечения выдерживания испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, с дополнительной частичной продольной герметизацией для кабелей для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d», с дополнительной возможностью выполнения заполнителя вспененным, с оболочкой синего цвета с целью идентификации для кабелей для искробезопасных цепей.
Также для условий эксплуатации в условиях воздействия радиальных (раздавливающих) усилий целесообразно выполнить броню в виде оплетки или обмотки из круглых стальных проволок, а в условиях воздействия продольных (растягивающих) усилий целесообразно выполнить броню из стальных лент обмоткой по спирали или продольно из предварительно гофрированной стальной ленты ламинированной полимером, для предотвращения продольного распространения воды под броней в случае нарушения влагозащитной оболочки при эксплуатации во влажной среде под броню целесообразно проложить слой водоблокирующего материала, с целью предотвращения возможного разрушения заполнителя в процессе наложения брони целесообразно под броню наложить экструзионным методом промежуточную оболочку из полимерного материала однородного с материалом названной влагозащитной оболочки или обмотку не менее чем одной полимерной лентой с перекрытием.
Шестой вариант заключается в следующем. Технический результат достигается тем, что предлагается кабель монтажный, преимущественно взрывопожаробезопасный, в том числе для искробезопасных цепей, содержащий сердечник, не менее чем из одной многопроволочной токопроводящей медной или медной луженой жилы, покрытой концентрическим слоем диэлектрической изоляции, или не менее чем одной группы названных жил, предварительно скрученных в пару или тройку, или четверку, заполнитель и влагозащитную оболочку. Кабель отличается тем, что он обеспечен броней для открытой прокладки во взрывоопасных помещениях, и заполнителем, наложенным поверх сердечника, что позволяет получить круглую цилиндрическую форму кабеля для оптимальной герметизации в местах пересечения раздела взрывоопасной и невзрывоопасной зон, а также материалы изоляции и влагозащитной оболочки выбраны с добавками теплостойкими с температурой плавления не ниже 105°С для обеспечения работоспособности кабелей в аварийных режимах.
Так же как и для первого варианта для шестого варианта характерно, что ля обеспечения компактности сердечника при числе жил или групп более одной целесообразно скрутить их между собой в сердечник, для выбора материалов изоляции, заполнителя и влагозащитной оболочки руководствуются требованиями пожарной безопасности в соответствии с таблицей 1 и требованиями гибкости и маслобензостойкости, для обеспечения огнестойкости целесообразно дополнительно накладывать на токопроводящую жилу и на сердечник обмотку не менее чем из одной слюдинитовой ленты, для обеспечения идентификации изолированных жил в кабеле использовать индивидуальную расцветку изоляции, для обеспечения требования помехозащищенности установить при скрутке согласованные шаги у смежных групп (неравные и некратные), а также ограничить шаги скрутки жил в группы. С целью предупреждения возможного оплавления изоляции наложить на каждую группу и/или поверх сердечника поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной, или полиэтиленовой, или полиамидной ленты, наложенной с перекрытием в виде обмотки по спирали или продольно. Для защиты от электромагнитных влияний и организации схем заземления по экранам целесообразно выполнить кабель не менее чем с одним экраном, индивидуальным - наложенным на отдельную жилу, групповым - наложенным на отдельную группу, общим - наложенным на сердечник, для защиты от электромагнитных воздействий в диапазоне низких частот - выполненным в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, в диапазоне высоких частот - не менее чем из одной металлической ленты, наложенной металлом внутрь с перекрытием обмоткой по спирали или продольно с проложенной под экраном экранной проволокой, в широком диапазоне частот - в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок с дополнительно проложенной под оплеткой или обмоткой металлом кверху с перекрытием металлополимерной лентой продольно или обмоткой по спирали, преимущественно для искробезопасных цепей - с наложением по индивидуальным или групповым экранам экструдированной полимерной оболочки или поясной изоляции в виде обмотки по спирали с перекрытием полимерной лентой, с толщиной, выбранной из условия обеспечения выдерживания испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми, или общим экранами, с дополнительной частичной продольной герметизацией для кабелей для взрывозащиты вида «взрывонепроницаемая оболочка d», с дополнительной возможностью выполнения заполнителя вспененным, с оболочкой синего цвета с целью идентификации для кабелей для искробезопасных цепей.
Также для условий эксплуатации в условиях воздействия радиальных (раздавливающих) усилий целесообразно выполнить броню в виде оплетки или обмотки из круглых стальных проволок, а в условиях воздействия продольных (растягивающих) усилий целесообразно выполнить броню из стальных лент обмоткой по спирали или продольно из предварительно гофрированной стальной ленты ламинированной полимером, для предотвращения продольного распространения воды под броней в случае нарушения влагозащитной оболочки при эксплуатации во влажной среде под броню целесообразно проложить слой водоблокирующего материала, с целью предотвращения возможного разрушения заполнителя в процессе наложения брони целесообразно под броню наложить экструзионным методом промежуточную оболочку из полимерного материала однородного с материалом названной влагозащитной оболочки или обмотку не менее чем одной полимерной лентой с перекрытием.
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, представленным чертежом поперечного сечения кабеля с жилами, скрученными в группы (пары).
Изображенный кабель состоит из многопроволочных токопроводящих медных или медных луженых жил 1, изолированных поливинилхлоридным пластикатом 2 с кислородным индексом от 20 до 25, скрученных между собой в три пары, а пары, в свою очередь скручены в сердечник, наложенного поверх сердечника заполнителем 3, а поверх него броней в виде оплетки из круглых стальных проволок 4 и влагозащитной оболочкой 5.
Технология изготовления кабелей согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.
Медные проволоки для токопроводящих жил 1 изготавливаются из медной проволоки «катанки», как правило, диаметром 8 мм методом волочения. В зависимости от диаметра готовой проволоки могут использоваться следующие операции: грубое и среднее волочение или грубое, среднее и тонкое волочение.
Для обеспечения мягкости проволоку подвергают отжигу в специальных печах отжига или на проход на операции волочения. Для получения луженых проволок отжиг не требуется. Лужение производится горячим способом, в результате чего проволока становится мягкой.
Токопроводящие жилы 1 скручиваются из необходимого количества проволок на крутильных машинах сигарного, рамочного или фонарного типа.
Изоляция 2 из поливинилхлоридного пластиката или специального поливинилхлоридного пластиката, или безгалогенной полимерной композиции, или термопластичного эластомера наносится экструзионным способом на экструзионных линиях и на линиях непрерывной вулканизации - при использовании резины или силиконовой резины.
Скрутка изолированных жил в группы - пару, тройку или четверку производится обычно на машинах рамочного типа.
Электрический экран в виде оплетки или обмотки накладывается на оплеточных или обмоточных машинах. Предварительно возможна тростка (объединение) проволок в пучки на тростильных машинах.
Электрический экран из металлопластмассовой ленты накладывается обмоткой по спирали с перекрытием на обмоточных машинах или продольно с перекрытием на операции наложения влагозащитной оболочки. Экран накладывается металлом внутрь, а под него подпускают продольно медную луженую дренажную жилу. Возможно продольное наложение экрана из металлопластмассовой ленты металлом внутрь с подпуском медной луженой дренажной жилы при одновременном наложении экструдированного слоя поясной изоляции из поливинилхлоридного пластиката или специального поливинилхлоридного пластиката, или безгалогенной полимерной композиции, или термопластичного эластомера на экструзионной линии или резины или силиконовой резины на линии непрерывной вулканизации.
При изготовлении комбинированного электрического экрана металлопластмассовую ленту подпускают продольно с перекрытием металлическим слоем кверху под оплетку или обмотку на оплеточной или обмоточной машине, соответственно.
Поясная изоляция из диэлектрических лент изготавливается методом обмотки по спирали с перекрытием на обмоточных машинах или продольно с перекрытием с применением дополнительно нитеобмотчика или лентообмотчика для скрепления пучком нитей или узкой пластмассовой лентой по спирали.
Поясную изоляцию в виде экструдированного слоя накладывают из поливинилхлоридного пластиката или специального поливинилхлоридного пластиката, или безгалогенной полимерной композиции, или термопластичного эластомера на экструзионных линиях или из резины или силиконовой резины на линиях непрерывной вулканизации.
Заполнитель 3 из поливинилхлоридного пластиката или специального поливинилхлоридного пластиката, или безгалогенной полимерной композиции, или термопластичного эластомера производится экструзионным способом на экструзионных линиях и на линиях непрерывной вулканизации при использовании резины или силиконовой резины.
Вспенивание материала заполнителя производится химическим или физическим способом. В первом случае к гранулам основного материала в бункер экструзионной линии добавляют гранулированный, вспенивающий реагент, во втором случае вводят неактивный газ (например: азот) в формирующийся заполнитель с помощью установки физического вспенивания.
Промежуточную оболочку и влагозащитную оболочку 5 накладывают экструзионным способом на экструзионных линиях при использовании поливинилхлоридного пластиката или специального поливинилхлоридного пластиката, или безгалогенной полимерной композиции, или термопластичного эластомера и на линиях непрерывной вулканизации при использовании резины или силиконовой резины.
Водоблокирующий слой накладывается водоблокирующей лентой обмоткой по спирали на обмоточной машине.
Броня 4 из круглых стальных оцинкованных проволок накладывается в виде оплетки или обмотки на оплеточных или бронировочных машинах, из стальных лент - по методу обмотки по спирали с перекрытием на лентообмоточных бронировочных машинах. При использовании ламинированных стальных лент броню накладывают продольно с использованием специальной гофрирующей и свертывающей установки совместно с наложением влагозащитной оболочки.
2
Были изготовлены три образца кабелей длиной по 100 м каждый следующей конструкции. Гибкие токопроводящие жилы, скрученные из семи мягких медных проволок, сечением 1,0 мм, изолированные поливинилхлоридным пластикатом с кислородным индексом от 20 до 25. Изолированные жилы скручены в три группы - пары с шагом скрутки 50 - 70 мм. Пары скручены между собой в сердечник с шагом 300 мм.
Поверх сердечника наложен заполнитель, изготовленный из материала на основе поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25, а поверх него - влагозащитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25.
Также были изготовлены три образца кабелей длиной по 100 м каждый с дополнительно наложенной под влагозащитной оболочкой броней в виде оплетки из круглой стальной проволоки диаметром 0,3 мм. Остальные элементы конструкции и параметры совпадают с элементами и параметрами вышеописанных конструкций.
У образцов кабелей проводили измерения диаметров в десяти случайно выбранных сечениях по ГОСТ 12177-79, результаты свели в таблицу 2.
Критерий круглой формы в поперечном сечении формулируется так: «Кабели в сечении должны иметь круглую форму. При этом максимальное и минимальное значения диаметра, измеренные в одном сечении должны быть в пределах допусков на диаметр кабелей в соответствии с конструкторской документацией».
Таблица 2.
Наименование параметров
Тип конструкции
Нормируемые значения
Результаты испытаний образца, номер
1
2
3
Максимальный и минимальный диаметры кабелей по оболочке, мм
Небронированные
13,72-17,29
13,95-16,07
14,11-15,87
15,13-17,09
Бронированные
14,92-18,49
15,31-17,96
15,02-18,17
14,98-18,38
Результаты испытаний, представленные в таблице 2 подтверждают достижение технического результата.