КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ОГНЕСТОЙКИЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых высоковольтных с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 45-500 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 65°С до плюс 60°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известен силовой высоковольтный кабель на напряжение 45-500 кВ по патенту РФ на полезную модель № 159914 (от 25.08.2015 опубл. 20.02.2016) и силовой высоковольтный кабель на напряжение 45-330 кВ по патенту РФ на полезную модель № 161088 (от 15.10.2014 опубл. 10.04.2016)
Недостатком кабелей по патентам №№ 159914 и 161088 является то, что такие кабели не обладают огнестойкостью при пожаре. Данные кабели не могут использоваться на объектах, где необходимо сохранение работоспособности при пожаре.
Известен силовой кабель на среднее напряжение 6-35 кВ по патенту РФ на полезную модель № 180838 (от 22.12.2017 опубл. 28.06.2018) – принят за прототип.
Кабель по патенту № 180838 обладает огнестойкостью, но данный кабель является кабелем среднего класса напряжения 6-35 кВ и его нельзя применять в высоковольтных кабельных системах 45-500 кВ.
Задачей полезной модели является разработка конструкции огнестойкого силового кабеля, рассчитанного на напряжение 45-500 кВ и сохраняющего работоспособность при воздействии пламени в течение времени не менее 180 мин, что соответствует пределу огнестойкости (ПО) класса 1 по ГОСТ 31565-2012.
Технический результат заключается в повышении показателя огнестойкости кабеля.
Технический результат достигается тем, что кабель силовой высоковольтный огнестойкий содержит одну токопроводящую жилу, поверх которой последовательно расположены обмотка лентой из электропроводящего материала, первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляция из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего материала, металлический экран, обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего вспененного материала,  обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего материала и экструдированная наружная оболочка, выполненная из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, марки HZ01EP/8000.
Жила может быть выполнена многопроволочной круглой или типа «MILLIKEN», скрученной из 6 одинаковых сегментов, образованных внешним цилиндрическим профилем и сердечником.
Металлический экран кабеля может быть выполнен из медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой.
Кабель вместо обмотки лентой из электропроводящего материала по жиле может содержать обмотку лентой из электропроводящего водоблокирующего материала.
Кабель может дополнительно содержать поверх обмотки лентой из электропроводящего материала по жиле обмотку скрепляющей электропроводящей лентой.
Кабель может дополнительно содержать в конструкции жилы герметизирующие ленты и нити.
Кабель может дополнительно содержать поверх медного экрана скрепляющий слой в виде обмотки медной лентой.
Также кабель может дополнительно содержать поверх обмотки лентой из электропроводящего водоблокирующего материала по экрану алюмополимерную ленту, наложенную продольно.
Также кабель может дополнительно содержать поверх наружной оболочки полупроводящий слой из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов.
Также кабель может дополнительно содержать последовательно расположенные поверх обмотки лентой из электропроводящего водоблокирующего материала по экрану экструдированную внутреннюю оболочку, броню в виде спирально наложенных металлических проволок, поверх которых наложена обмоткой полимерная лента.
Осуществление полезной модели
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой содержит токопроводящую жилу 1, скрученную из шести сегментов и сердечника, с герметизирующими элементами 2 внутри, поверх которой последовательно расположены обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего материала 3, скрепляющий слой из обмотки лентой из электропроводящего материала 4,  первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции 5, изоляция из сшитой композиции полиэтилена 6, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции 7, обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего материала 8, металлический экран 9, медная лента 10, обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего вспененного материала 11,   обмотка лентой из электропроводящего водоблокирующего материала 12, алюмополимерная лента 13, экструдированная внутренняя оболочка 14, броня 15 в виде спирально наложенных металлических проволок, поверх которых наложена обмоткой полимерная лента 16, экструдированная наружная оболочка 17, полупроводящий слой 18.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
В качестве токопроводящей жилы 1 и металлического экрана 9 используется медная катанка.
В качестве герметизирующих элементов 2 токопроводящей жилы используются водоблокирующие ленты и нити.
Электропроводящая водоблокирующая лента 3 предназначена для продольной герметизации жилы.
Электропроводящая лента 4 используется в качестве скрепляющего слоя по жиле 1.
В качестве материала для электропроводящих экранов 5 и 7 используется электропроводящая сшитая полимерная композиция.
В качестве материала изоляции 6 кабеля используется сшитая композиция полиэтилена.
Электропроводящая водоблокирующая лента 8 под экраном 9 используется в качестве разделительного слоя и поперечной герметизации.
Медная лента 10 используется в качестве скрепляющего слоя для экрана 9.
Электропроводящая водоблокирующая вспененная лента 11 используется в качестве разделительного слоя и поперечной герметизации по экрану 9.
Электропроводящая водоблокирующая лента 12 используется в качестве скрепляющего слоя и поперечной герметизации по экрану 9.
Алюмополимерная лента 13 используется в качестве поперечной герметизации экрана 9.
В качестве материала внутренней оболочки 14 используется полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов, марки HZ01BED, производимая фирмой Cabopol.
В качестве материала проволок брони 15 используется алюминий или алюминиевый сплав.
В качестве скрепляющего слоя   для брони 15 используется полимерная лента 16.
В качестве материала наружной оболочки 17 используется полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов, марки HZ01EP/8000, производимая фирмой Cabopol.
В качестве материала полупроводящего слоя 18 используется полупроводящая полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля материалы выпускаются промышленно и широко используются при изготовлении силовых кабелей.
Сегменты и сердечник для токопроводящей жилы 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку в жилу с добавлением в нее герметизирующих элементов 2 производят на обычном крутильном оборудовании.
Наложение электропроводящих экранов 5 и 7 и изоляции 6 и их сшивка осуществляется на линиях непрерывной вулканизации, а наложение алюмополимерной ленты 13, внутренней оболочки 14, наружной оболочки 17, полупроводящего слоя 18, осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение металлического экрана 9 и брони 15, состоящей из спиралеобразно наложенных металлических проволок, осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Обмотку электропроводящими водоблокирующими лентами 3, 8, 12, электропроводящей лентой 4, медной лентой 10, электропроводящей водоблокирующей вспененной лентой 11, скрепляющей полимерной лентой для брони 16, осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Предлагаемый кабель силовой был испытан на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22, на определение оптической плотности дыма при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005 и на сохранение работоспособности в условиях воздействия пламени на оборудовании по ГОСТ Р МЭК 60331-11. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Основываясь на результатах испытаний, представленных в таблице 1, можно сделать вывод, что предлагаемая конструкция кабеля обеспечивает не только соответствие требованиям по нераспространению горения в пучках и дымовыделению, но и удовлетворяет классу ПО-1 по сохранению работоспособности кабельной линии при пожаре в течение времени более 180 мин.
Заявляемый огнестойкий силовой кабель рассчитан на напряжение 45-500 кВ частотой 50 Гц, эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 65°С до плюс 60°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С и сохраняет работоспособность при воздействии пламени в течение времени не менее 180 мин.