КАБЕЛЬ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В ПОЖАРООПАСНЫХ И ВЗРЫВООПАСНЫХ УСЛОВИЯХ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к конструкциям электрических кабелей, которые предназначены для прокладывания в кабельных сооружениях и помещениях, в пожароопасных и взрывоопасных зонах при отсутствии растягивающих усилий в процессе эксплуатации на номинальное переменное напряжение до 1 кВ.
Уровень техники
Известен кабель, содержащий несколько скрученных в сердечник токопроводящих жил, покрытых изоляцией из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, поверх которых последовательно наложены внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, защитный покров и оболочка из поливинилхлоридного пластиката марки 0-40 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией по ГОСТ 16442-80).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии изолированных токопроводящих жил, скрученных в сердечник, внутренней и внешней оболочек из поливинилхлоридного пластиката.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в использовании материалов, свойства которых существенно меняются под действием высокой температуры.
11
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой, содержащий покрытые изоляцией из сшитого полиэтилена скрученные токопроводящие жилы, поверх которых последовательно расположены внутренняя и наружная оболочки из поливинилхлоридного пластиката, при этом в качестве материала изоляции использован полиэтилен, сшитый силанами, в качестве материала внутренней и наружной оболочек поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 35, удельным объемным сопротивлением не менее 5,10 Ом·см и количеством выделяемого при горении и тлении HCl не более 15% (Патент RU №30026 U1, МПК H01B 9/00, опубликовано 10.06.2003).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии покрытых изоляцией из сшитого полиэтилена скрученных в сердечник токопроводящих жил, а также внутренней и наружной оболочек из поливинилхлоридного пластиката.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в использовании материалов, свойства которых существенно меняются под действием высокой температуры и ударных накрузок.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности кабеля при его эксплуатации в экстремальных условиях, характеризующихся воздействием высоких температур и ударных нагрузок.
Технический результат заключается в снижении дымовыделения при горении и тлении, в снижении выделения хлористого водорода при горении и в повышении прочностных характеристик кабеля.
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Достигается технический результат в первом варианте полезной модели тем, что кабель для эксплуатации в пожароопасных и взрывоопасных условиях содержит токопроводящий сердечник, выполненный из скрученных трех, четырех или пяти изолированных токопроводящих жил, а также последовательно наложенные на токопроводящий сердечник слои материалов, представляющие собой либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, броню, обмотку из полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, броню и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, броню, обмотку из полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, броню и наружную оболочку, при этом токопроводящие жилы выполнены из меди или алюминия, изоляция токопроводящих жил выполнена из силанольносшитого полиэтилена, броня выполнена из стальных оцинкованных лент, скрепляющая обмотка выполнена из одной или двух пластмассовых лент, наружные промежутки между изолированными токопроводящими жилами заполнены поливинилхлоридным пластикатом пониженной пожароопасности, из которого также выполнена внутренняя оболочка и который характеризуется кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F, а наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, характеризующегося кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F, так что A≥28%, A≥35%; B≤200, B≤200; C≤200, C≤200; D≤140 мг/г, D≤140 мг/г; E≥3 Мпа, E≥12 Мпа; F≥190%, F≥240%.
Достигается технический результат в первом варианте полезной модели также тем, что упомянутый токопроводящий сердечник выполнен из жил, скрученных вокруг жгута, выполненного из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности.
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Достигается технический результат во втором варианте полезной модели тем, что кабель для эксплуатации в пожароопасных и взрывоопасных условиях содержит одну изолированную токопроводящую жилу, а также последовательно наложенные на нее слои материалов, представляющие собой либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, броню, обмотку из полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, броню и наружную оболочку, при этом токопроводящая жила выполнена из меди или алюминия, изоляция токопроводящей жилы выполнена из силанольносшитого полиэтилена, броня выполнена из стальных оцинкованных лент, внутренняя оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, характеризующегося кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F, а наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, характеризующегося кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F, так что A≥28%, A≥35%; B≤200, B≤200; C≤200, C≤200; D≤140 мг/г, D≤140 мг/г; E≥3 Мпа, E≥12 Мпа; F≥190%, F≥240%.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Основные отличительные признаки всех вариантов и модификаций заявленной полезной модели заключаются: 1) в наличии брони, расположенной между внутренней и наружной оболочками, 2) в выполнении внутренней и наружной оболочек из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, характеризующегося соответствующими параметрами A≥28%, A≥35%; B≤200, B≤200; C≤200, C≤200; D≤140 мг/г, D≤140 мг/г; E≥3 Мпа, E≥12 Мпа; F≥190%, F≥240%.
Осуществление полезной модели
2
Кабель для эксплуатации в пожароопасных и взрывоопасных условиях по первому варианту полезной модели является многожильным (3, 4 или 5 жил) и имеет четыре модификации. Кабель по первой модификации первого варианта полезной модели содержит токопроводящий сердечник, выполненный из скрученных вокруг жгута трех, четырех или пяти изолированных силанольносшитым полиэтиленом токопроводящих жил сечением 1,5-240 мм(медных или алюминиевых). Поверх токопроводящего сердечника наложена скрепляющая обмотка из одной или двух пластмассовых лент, наложенных с зазором. Поверх скрепляющей обмотки наложена внутренняя оболочка толщиной не менее 1,0 мм с заполнением наружных промежутков между изолированными жилами материалом внутренней оболочки, в качестве которого использован экструдированный поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности. Это придает кабелю практически круглую в сечении форму. Поверх внутренней оболочки наложена броня из двух стальных оцинкованных лент, расположенных с перекрытием. Поверх брони обмоткой или продольно с перекрытием наложены ленты из полиэтилентерефталатной пленки (ПЭТ-пленки), поверх которых наложена наружная оболочка из экструдированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности.
Кабель по второй модификации первого варианта полезной модели отличается от вышеописанной первой модификации отсутствием обмотки из полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх брони). Кабель по третьей модификации первого варианта полезной модели отличается от вышеописанной первой модификации отсутствием скрепляющей обмотки (внутренняя оболочка наложена поверх токопроводящего сердечника). Кабель по четвертой модификации первого варианта полезной модели отличается от вышеописанной первой модификации отсутствием скрепляющей обмотки (внутренняя оболочка наложена поверх токопроводящего сердечника) и отсутствием обмотки из полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх брони).
Кабель по второму варианту полезной модели характеризуется наличием только одной изолированной токопроводящей жилы сечением 50-625 мм, а также отсутствием скрепляющей обмотки и заполнений наружных промежутков между изолированными жилами.
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Пластикат, из которого выполнена внутренняя оболочка кабеля, характеризуется кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F. Пластикат, из которого выполнена наружная оболочка кабеля, характеризуется кислородным индексом A, максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении B, максимальной удельной оптической плотностью дыма при тлении C, массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, D, прочностью при разрыве E и относительным удлинением при разрыве F. Указанные параметры пластиката, из которого выполнены внутренняя и наружная оболочки, имеют следующие числовые значения: A≥28%, A≥35%; B≤200, B≤200; C≤200, C≤200; D≤140 мг/г, D≤140 мг/г; E≥3 Мпа, E≥12 Мпа; F≥190%, F≥240%.
Изготавливают кабель путем осуществления соответствующих технологических операций, последовательность которых определяется наличием и порядком расположения слоев материалов по вариантам и модификациям кабеля заявленной полезной модели.
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
Токопроводящие жилы изготавливают из традиционных для электрических кабелей материалов (меди, алюминия) скруткой проволоки на обычном крутильном оборудовании. На токопроводящую жилу на экструзионной машине накладывают изоляцию, в качестве которой используют силанольносшитый полиэтилен. Для проведения процесса сшивки полиэтилена используют камеру сшивки, в которой поддерживается температура 90°C. После этого (в многожильном кабеле) изолированные жилы скручивают повивной скруткой (возможно вокруг жгута) в одну сторону по всем повивам с образованием токопроводящего сердечника. При помощи экструзионной машины накладывают внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката с перечисленными выше параметрами (A, B C D E1, F), включающего (мас. ч): поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 60-80, свинцовый стабилизотор 3-6, антипирен-дымоподавитель 120-520, ионол с дифенилолпропаном в соотношении 3:1-1:3 0,4-1 и/или двуокись титана с каолином дегидратированным в соотношении 2:1-1:2 10-20. Одновременно этим же материалом заполняют наружные промежутки между изолированными токопроводящими жилами (в многожильном варианте кабеля). Поверх внутренней оболочки накладывают броню при помощи бронировочных машин, обычно применяемых в кабельной промышленности; причем броня состоит либо из двух стальных оцинкованных лент, которые располагают с перекрытием, либо из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава. При помощи экструзионной машины накладывают наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката с перечисленными выше параметрами (A, B, C, D, E, F), включающего (мас. ч): поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 60-80, свинцовый стабилизотор 3-6, антипирен-дымоподавитель 120-520, ионол с дифенилолпропаном в соотношении 3:1-1:3 0,4-1 и/или двуокись титана с каолином дегидратированным в соотношении 2:1-1:2 10-20.