КАБЕЛЬ С ГОФРИРОВАННОЙ БРОНЕВОЙ ОБОЛОЧКОЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, в частности к конструкциям бронированных огнестойких силовых кабелей с пониженной пожароопасностью и стойких к воздействию агрессивных сред, применяемых на тепло- и гидроэлектростанциях, предприятиях нефтегазового комплекса, в т.ч. при прокладке нефте- и газопроводов, в подземных сооружениях, а также в системах энергоснабжения метрополитена.
Известен электрический кабель с броневой оболочкой, выполненной посредством спиральной обмотки с перекрытием металлических лент с использованием специальной гофрирующей установки (патент RU 2542350 С1, 20.02.2015).
Недостатком кабеля с данной оболочкой являются ограниченные возможности по сохранению целостности и герметичности оболочки при различных изгибных воздействиях на кабель при его эксплуатации.
Также из уровня техники известен ближайший к предложенному изделию электрический кабель с броневой оболочкой, которая выполнена из спирально наложенных с перекрытием гофрированных металлических лент (патент RU 2206135 С2, 10.06.2003 - прототип).
В известном техническом решении приняты меры к повышению устойчивости смещения лент к возможным сдвиговым деформациям оболочки, и соответственно частично устранены указанные выше недостатки кабеля. Однако данная оболочка тоже не обеспечивает в полной мере сохранение ее целостности и герметичности при деформации кабеля от механических воздействий.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание кабеля силового бронированного с повышенными прочностными характеристиками оболочки, позволяющими надежно сохранять ее целостность при возможных механических воздействиях на кабель при его эксплуатации, в т.ч. при его изгибах, кручении, растяжении.
Техническим результатом, обеспечиваемым предложенной полезной моделью, является повышение эксплуатационной надежности кабеля за счет улучшенных прочностных характеристик оболочки.
Указанный технический результат достигается тем, что в кабеле силовом с гофрированной броневой оболочкой, содержащем сердечник и наружную оболочку, состоящую из двух спирально наложенных на сердечник кабеля металлических гофрированных лент, первая лента оболочки наложена на сердечник с зазором между ее витками, величина которого составляет половину ее ширины, а вторая лента наложена в том же направлении с перекрытием упомянутого зазора и краев первой ленты, при этом шаг гофрирования составляет 2-7 мм, а ленты наложены с совмещением профиля гофрирования второй ленты с профилем гофрирования первой ленты с обеспечением исключения смещения лент относительно друг друга при механических воздействиях на кабель.
Кроме того, гофры оболочки могут иметь синусоидальную или синусоидальную с цилиндрическими впадинами форму.
Кроме того, выступы и впадины гофр оболочки могут быть выполнены закругленными с одинаковым радиусом закругления.
Кроме того, оболочка может иметь глубину гофрирования 0,5-4 мм.
Кроме того, ленты оболочки могут быть стальными, медными или алюминиевыми.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично показан силовой кабель с броневой оболочкой из наложенных с перекрытием гофрированных лент.
Кабель содержит сердечник 5 и наружную оболочку, состоящую из двух спирально наложенных на сердечник металлических (например, стальных, медных или алюминиевых) гофрированных лент. При этом первая лента 1 наложена на сердечник с зазором 2 между ее витками, величина которого составляет половину ее ширины, а вторая лента 3 наложена в том же направлении с перекрытием указанного зазора 2 и краев первой ленты 1. Шаг 4 гофрирования составляет 2-7 мм, а ленты наложены с совмещением профиля гофрирования второй ленты 3 с профилем гофрирования первой ленты 1.
Указанное наложение лент за счет совмещения их профилей гофрирования обеспечивает повышение сопротивления наружной оболочки к смещению лент относительно друг друга при деформациях кабеля, которые могут происходить, например, при изгибных или продольных нагрузках на силовой кабель при его прокладке или во время эксплуатации.
Гофрирование лент может осуществляться непосредственно в процессе их наложения на сердечник кабеля, в частности, гофры могут иметь синусоидальную или синусоидальную с цилиндрическими впадинами форму, впадины и выступы гофр оболочки могут быть выполнены закругленными с одинаковым радиусом закругления, а глубина гофр может составлять 0,5-4 мм.
Гофры увеличивают прочность наружной оболочки кабеля при его работе на изгиб. Наибольшая прочность оболочки при крутящем моменте переменного направления обеспечивается при расположении гофр по винтовой линии. На повышение прочности оболочки также влияет выбор оптимального шага гофр, при этом выявленная авторами оптимальная величина шага гофр наружной оболочки кабеля составляет 2-7 мм. Следует отметить, что увеличение шага гофр более 7 мм уменьшает прочность оболочки при работе на изгиб, а уменьшение шага гофр менее 2 мм ухудшает прочность оболочки при создании крутящего момента переменного направления при возникновении во время эксплуатации кабеля механического воздействия кручением.
На вершинах выступов гофр и в их впадинах при создании механической нагрузки возникают напряжения, в частности напряжения растяжения при работе кабеля на изгиб. Разрушение гофрированной оболочки начинается с разрыва вершин и впадин гофр. Таким образом, для уменьшения напряжений в вершинах выступов гофр и в их впадинах, и, следовательно, для увеличения прочности гофрированной оболочки кабеля, впадины и выступы гофр оболочки могут выполняться закругленными с одинаковым радиусом закругления 0,2-0,5 мм, а их оптимальная глубина может быть установлена в пределах 0,5-4 мм.
Таким образом, использование полезной модели позволяет обеспечить при механических воздействиях на силовой кабель его высокую эксплуатационную надежность за счет исключения смещения лент, составляющих броневую оболочку кабеля, относительно друг друга, и тем самым сохранения ее целостности и герметичности, причем показатель предела механической нагрузки до потери работоспособности предложенного бронированного кабеля возрастает на величину 2,2-8,7% относительно аналогичного показателя известного кабеля с гофрированной оболочкой по прототипу при неизменном показателе удельного расхода материала в зависимости от конкретных геометрических параметров кабеля.