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 6 и 10 кВ 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.
Известны силовые кабели на напряжение 6 и 10 кВ частотой 50 Гц, имеющие медные или алюминиевые токопроводящие жилы, расположенные на ней наложенный экструзией экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляцию из сшитого полиэтилена, экран из экструдированной электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, ленту из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, разделительный слой, наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (МЭК 60502-2 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 кВ (Um=1,2 кВ) до 30 кВ (Um=36 кВ). Часть 2. Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ (Um=7,2 кВ) до 30 кВ (Um=36 кВ)).
Однако такие кабели не удовлетворяют требованиям по не растространению горения при прокладке в пучке, по дымовыделения при горении и тлении и по коррозионной активности продуктов дымогазовыделения при горении и тлении (отсутствие галогенов).
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции силового кабеля, не распространяющего горение при прокладке кабеля в пучках, с низким дымовыделением при горении и тлении и не выделяющего галогенов в условиях пожара.
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, на напряжение 6 и 10 кВ, содержащем три медные токопроводящие жилы и последовательно расположенные на каждой из них наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, обмотку лентой из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой, жилы скручены в общий сердечник, разделительный слой и экструдированную наружную оболочку, дополнительно снабжен расположенным в центре сердечника центральным заполнением, выполненным из экструдированной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, и последовательно наложенными поверх межфазного заполнения внутреннюю оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, броню в виде обмотки из двух стальных
оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, при этом межфазное заполнение выполнено из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 55, и наружная оболочка выполнена из экструдированной полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45.
Кабель может также содержать поверх жил скрученных в сердечник скрепляющую полимерную ленту, наложенную с зазором.
В кабеле металлический экран может быть выполнен из медных проволок номинальным диаметром 0,7-1,5 мм, расположенных на расстоянии не более 8,0 мм между соседними проволоками, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок.
в.о.
м.з.
в.о.
м.з.
н.о.
в.о.
н.о.
в.о.
Предпочтительное соотношение между номинальной толщиной внутренней оболочки (δ) и номинальной толщиной межфазного заполнения (δ) составляет δ/δ≥4,67, а номинальной толщиной наружной оболочки (δ) и номинальной толщиной внутренней оболочки (δ) составляет δ/δ≥1,75.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой на напряжение 6 и 10 кВ содержит три медные многопроволочные токопроводящие жилы 1, поверх каждой из которых последовательно расположены наложенные экструзией первый экран 2 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляция 3 из сшитой композиции полиэтилена, второй экран 4 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, обмотку лентой 5 из электропроводящего материала, металлический экран 6 из медных проволок номинальным диаметром 0,7-1,5 мм, расположенных на расстоянии не более 8,0 мм между соседними проволоками, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок, жилы скручены в общий сердечник, вокруг центрального заполнения 7, выполненного из экструдированной полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, поверх сердечника скрепляющую полимерную ленту 8, наложенную с зазором, межфазное заполнение 9 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 55, поверх межфазного заполнения внутреннюю оболочку 10 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, броню 11 в виде обмотки из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, наружную оболочку 12 из экструдированной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45.
в.о.
м.з.
Предпочтительное соотношение между номинальной толщиной внутренней оболочки (δ) и номинальной толщиной межфазного заполнения (δ) составляет
в.о.
м.з.
н.о.
в.о.
н.о.
в.о.
δ/δ≥4,67, а номинальной толщиной наружной оболочки (δ) и номинальной толщиной внутренней оболочки (δ) составляет δ/δ≥1,75.
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 композиция полиэтилена.
В качестве материала центрального заполнения 7 используется полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 35.
В качестве материала межфазного заполнения 9 используется полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 55.
В качестве материала внутренней оболочки 10 используется полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 35.
В качестве материала наружной оболочки 12 используются полимерные композиции, не содержащие галогенов, с кислородным индексом не менее 45.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции выпускаются промышленно.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.
Наложение экструдированных электропроводящих экранов 2 и 4, изоляции 3 и их сшивка осуществляется на наклонных линиях газовой вулканизации, а наложение экструдированного разделительного слоя 8, внутренней оболочки 9 и наружной оболочки 11 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение экрана 6 из медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок, осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение обмотки 5 из ленты электропроводящего материала, скрепляющей 8 полимерной ленты осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Образцы 1-3 (табл.1) предлагаемого кабеля силового были испытаны на нераспространение горения при расположении пучком по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005, на дымовыделение при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005 и на коррозионную активность продуктов дымогазовыделения при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99.
Таблица 1.Кислородные индексы материалов элементов конструкции кабеля
Наименование элемента конструкции
Кислородный индекс материала
Номер образца
1
2
3
Центральное заполнение
35
39
42
Внутренняя оболочка
35
39
45
Межфазное заполнение
55
57
60
Наружная оболочка
45
50
55
Для всех образцов получены одинаковые результаты, которые приведены в табл.2.
Таблица 2.Характеристики кабелей
Наименование характеристики
Технические требования
Кабельное изделие
Известный кабель
Предлагаемый кабель. Образцы 1-3
Нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005
Длина выгоревшего участка не более 2,5 м
не более 1,5 м, соответствует
не более 1,0 м, соответствует
Дымовыделение при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005
Сохранение светопроницаемости не менее 60%
45-50% не соответствует
90-96% соответствует
Коррозионная активность продуктов дымогазовыделения при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99:
- содержание газов галогенсодержащих кислот в пересчете на НСl
не более 5,0 мг/г
29 не соответствует
менее 4,0 соответствует
- проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами дымовыделения
не более 10,0 мкСм/мм
13-20 не соответствует
менее 9,0 соответствует
- показатель рН (кислотное число)
не менее 4,3
2,1-2,5 не соответствует
4,5-4,7 соответствует