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 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 50°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известны силовые кабели, 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 имеют круглые токопроводящие жилы, имеют большие наружные габариты и обладают большой массой, что затрудняет работу с ними при монтаже кабельных линий, а их применение увеличивает пожарную нагрузку в кабельных сооружениях, что вызывает необходимость применения дополнительных мер по огнезащите, кроме того такие кабели не обладают продольной герметичностью.
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции силового кабеля, имеющего уменьшенные наружный диаметр и допустимый радиус изгиба при монтаже, меньшую массу, а также удовлетворяющие современным требованиям по не распространению горения при групповой прокладке в кабельных сооружениях без применения дополнительных мер по огнезащите.
Технический результат достигается тем, что кабель силовой на напряжение 6 кВ, содержащий медные или алюминиевые токопроводящие жилы, поверх каждой из которых последовательно расположены наложенные экструзией экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляция из сшитой композиции полиэтилена и поверх нее экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, жилы скручены в общий сердечник, поверх которого последовательно расположены обмотка лентой из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка из композиции полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката, содержит токопроводящие жилы выполнены фасонными в виде сектора с углом (119-120)°, причем радиальная толщина (а) электропроводящих слоев определена соотношением
0,3 мм≤а≤1,0 мм, а радиальная толщина (b) изоляции определена соотношением 2,15 мм≤b≤3,6 мм, в центре сердечника кабеля размещена медная проволока.
Кабель может также дополнительно содержать под наружной оболочкой броню из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием.
Кабель может также дополнительно содержать поверх разделительного слоя внутреннюю оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40, а наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40
Кабель может также дополнительно содержать жгуты заполнения из электропроводящего материала, размещенные в промежутках между жилами.
Кабель может дополнительно содержать поверх медной проволоки, расположенной в центре сердечника, обмотку из водоблокирующей электропроводящей ленты или нити, жгуты заполнения из водоблокирующего электропроводящего материала, размещенные в промежутках между жилами, а обмотка сердечника выполнена из водоблокирующей электропроводящей ленты.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой на напряжение 6 кВ по п.1 содержит медные или алюминиевые многопроволочные токопроводящие жилы 1, выполненные фасонными с углом сектора (119-120)°, поверх каждой из которых последовательно расположены наложенные экструзией экран 2 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, радиальной толщиной (а), определенной соотношением 0,3 мм≤а≤1,0 мм, изоляцию 3 из сшитой композиции полиэтилена, радиальной толщиной (b), определенной соотношением 2,15 мм≤b≤3,6 мм и экран 4 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена радиальной толщиной (а), определенной соотношением 0,3 мм≤а≤1,0 мм, жилы скручены в общий сердечник, в центре которого размещена медная проволока 5, обмотка 6 лентой из электропроводящего материала, металлический экран 7 из медных проволок, разделительный слой 8 и экструдированная наружную оболочку 9 из композиции полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.
Кабель силовой может также дополнительно содержать под наружной оболочкой броню 10 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием.
Кабель силовой может также дополнительно содержать поверх разделительного слоя внутреннюю оболочку 11, выполненную из полимерной композиции, не содержащей
галогенов, с кислородным индексом не менее 45 или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40, а наружная оболочка 9 выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40.
Кабель силовой может также дополнительно содержать жгуты заполнения 12 из электропроводящего материала, размещенные в промежутках между жилами.
Кабель силовой может дополнительно содержать поверх медной проволоки, расположенной в центре сердечника, обмотку 13 из водоблокирующей электропроводящей ленты или нити, жгуты заполнения 12 из водоблокирующего электропроводящего материала, размещенные в промежутках между жилами, а также обмотку 6, выполненную из водоблокирующей электропроводящей ленты.
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 разделительного слоя 8 используется крепированная бумага, или экструдированная наполненная полимерная композиция, или невулканизованная высоконаполненная резиновая смесь.
В качестве материала наружной оболочки 9 кабеля применяется термопластичная полиэтиленовая композиция, поливинилхлоридный пластикат, или полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 45, или поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40.
В качестве материала внутренней оболочки 11 кабеля применяется полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 45, или поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 40.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции выпускаются промышленно.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной или алюминиевой 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 (в случае использования экструдированной наполненной полимерной композиции, или невулканизованной высоконаполненной резиновой смеси), внутренней оболочки 11 и наружной оболочки 9 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение экрана из медной проволоки 7 осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение обмотки 6 из ленты электропроводящего или водоблокирующего электропроводящего материала, разделительного слоя 8 (в случае использования крепированной бумаги) и обмотку 13 медной проволоки водоблокирующей электропроводящей лентой или нитью осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Образцы предлагаемого кабеля силового были изготовлены и испытаны
2
Результаты испытаний типового представителя кабеля силового на напряжение 6 кВ с тремя алюминиевыми жилами сечением 240 мм с наружной оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 приведены в таблице 1.
2
Результаты испытаний типового представителя продольно герметичного кабеля силового на напряжение 6 кВ с тремя алюминиевыми жилами сечением 240 мм с наружной оболочкой из поливинилхлоридного пластиката приведены в таблице 2.
Таблица 1
Наименование характеристики
Технические требования
Кабельное изделие
Известный кабель
Предлагаемый кабель
Наружный диаметр кабеля, мм
69
56
Допустимый радиус изгиба кабеля, мм
15(D<sub>н</sub>+d),где D<sub>н</sub> - расчетный наружный диаметр кабеля, мм; d - диаметр жилы кабеля, мм
1352
1133
Масса кабеля, кг/км
6932
4757
Соответствие кабелей требованиям пожарной безопасности:
- нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 332-3-96, категория А
Длина выгоревшего участка не более 2,5 м
более 2,5 м, не соответствует
не более 1,5 м, соответствует
- дымовыделение при горении и тлении по МЭК 61034-2
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 галогеновых кислот в пересчете на НС1
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
Удельная теплота сгорания, МДж/км
71369
55539
Таблица 2
Наименование характеристики
Технические требования
Кабельное
изделие
Известный кабель
Предлагаемый кабель по п.1
Наружный диаметр кабеля, мм
69
56
Допустимый радиус изгиба кабеля, мм
15(D<sub>н</sub>+d),где D<sub>н</sub> - расчетный наружный диаметр кабеля, мм; d - диаметр жилы кабеля, мм
1352
1133
Масса кабеля, кг/км
6932
4757
Стойкость к продольной водопроноцаемости
Длина проникновения воды через 5 суток не более 1,5 м влево и вправо от места подачи воды
более 3,0 м, не соответствует
0,5 м, соответствует