КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к конструкциям силовых электрических кабелей, которые предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках на номинальное переменное напряжение до 1 кВ номинальной частотой до 50 Гц в сетях с изолированной или заземленной нейтралью и которые отличаются использованием средств защиты, обусловленных экстремальными условиями эксплуатации (температура и др.).
Уровень техники
11
Известен кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях, содержащий покрытые изоляцией из сшитого полиэтилена скрученные токопроводящие жилы, поверх которых последовательно расположены внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, броня в виде двух оцинкованных стальных лент, наложенных с перекрытием, 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 внутренней оболочки из поливинилхлоридного пластиката, брони в виде двух оцинкованных стальных лент, наложенных с перекрытием, и наружной оболочки 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.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях, содержащий не менее двух изолированных силанольносшитым полиэтиленом медных или алюминиевых токопроводящих жил, скрученных в сердечник вокруг жгута, экструдированного из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, поверх сердечника наложен термический барьер по крайней мере из одной стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием не менее 30%, поверх термического барьера методом экструзии наложена внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 35, поверх внутренней оболочки методом экструзии наложена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 35 (Патент RU №35469 U1, МПК H01B 9/00, опубликовано 10.01.2004).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии не менее двух изолированных силанольносшитым полиэтиленом медных или алюминиевых токопроводящих жил, скрученных в сердечник вокруг жгута, экструдированного из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, термического барьера, внутренней оболочки из поливинилхлоридного пластиката и наружной оболочки из поливинилхлоридного пластиката.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, заключается в ограничении использования поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, в расположении термического барьера между сердечником и внутренней оболочкой.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности кабеля при его эксплуатации в экстремальных температурных условиях.
Технический результат заключается в снижении дымовыделения при горении и тлении, в снижении выделения хлористого водорода при горении и в повышении прочностных характеристик кабеля.
Достигается технический результат в первом варианте полезной модели тем, что кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях содержит сердечник из скрученных вокруг жгута трех, четырех или пяти изолированных токопроводящих жил, а также последовательно наложенные на сердечник слои материалов, представляющие собой либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню, слой из лент полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню, слой из лент полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты и наружную оболочку, либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты и наружную оболочку, при этом токопроводящие жилы выполнены из меди или алюминия, изоляция токопроводящих жил выполнена из сшитого полиэтилена, наружные промежутки между изолированными токопроводящими жилами заполнены поливинилхлоридным пластикатом пониженной пожароопасности, скрепляющая обмотка выполнена из одной или двух пластмассовых лент, наложенных с зазором, жгут, а также внутренняя и наружная оболочки выполнены из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент.
Достигается технический результат во втором варианте полезной модели тем, что кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях, содержит сердечник из скрученных двух изолированных токопроводящих жил, а также последовательно наложенные на сердечник слои материалов, представляющие собой либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню, слой из лент полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню, слой из лент полиэтилентерефталатной пленки и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты, броню и наружную оболочку, либо последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты и наружную оболочку, либо последовательно наложенные скрепляющую обмотку, внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты и наружную оболочку, при этом токопроводящие жилы выполнены из меди или алюминия, изоляция токопроводящих жил выполнена из сшитого полиэтилена, скрепляющая обмотка выполнена из одной или двух пластмассовых лент, наложенных с зазором, внутренняя и наружная оболочки выполнены из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент.
Достигается технический результат в третьем варианте полезной модели тем, что кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях содержит одну изолированную токопроводящую жилу, а также последовательно наложенные внутреннюю оболочку, обмотку из стеклоленты и наружную оболочку, при этом токопроводящая жила выполнена из меди или алюминия, изоляция токопроводящей жилы выполнена из сшитого полиэтилена, внутренняя и наружная оболочки выполнены из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент.
Основные отличительные признаки всех вариантов заявленной полезной модели заключаются: 1) в наличии обмотки из стеклоленты, наложенной поверх внутренней оболочки и выполняющей функцию термического барьера, 2) в выполнении жгута, внутренней и внешней оболочек из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности.
Осуществление полезной модели
Кабель силовой для эксплуатации в экстремальных условиях по первому варианту полезной модели (первая модификация, 3-5 жил) содержит сердечник из скрученных вокруг жгута трех, четырех или пяти изолированных сшитым полиэтиленом токопроводящих жил (медных или алюминиевых), поверх которого наложена скрепляющая обмотка из одной или двух пластмассовых лент, наложенных с зазором. Поверх скрепляющей обмотки наложена внутренняя оболочка с заполнением наружных промежутков между изолированными жилами материалом внутренней оболочки, в качестве которого использован экструдированный поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности. Поверх внутренней оболочки наложена обмотка из одной стеклоленты, которая выполняет функцию термического барьера. Поверх обмотки из стеклоленты наложена броня из двух стальных оцинкованных лент. Поверх брони наложен слой из лент полиэтилентерефталатной пленки (ПЭТ-пленки), поверх которого наложена наружная оболочка из экс-трудированного поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности.
Вторая модификация кабеля по первому варианту полезной модели отличается от первой модификации отсутствием слоя из лент полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх брони). Третья модификация кабеля по первому варианту полезной модели отличается от первой модификации отсутствием скрепляющей обмотки (внутренняя оболочка наложена поверх сердечника). Четвертая модификация кабеля по первому варианту полезной модели отличается от первой модификации отсутствием скрепляющей обмотки (внутренняя оболочка наложена поверх сердечника) и отсутствием слоя из лент полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх брони). Пятая модификация кабеля по первому варианту полезной модели отличается от первой модификации отсутствием скрепляющей обмотки (внутренняя оболочка наложена поверх сердечника) и отсутствием брони и слоя из лент полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх обмотки из стеклоленты). Шестая модификация кабеля по первому варианту полезной модели отличается от первой модификации отсутствием брони и слоя из лент полиэтилентерефталатной пленки (наружная оболочка наложена поверх обмотки из стеклоленты).
Кабель по второму варианту полезной модели (2 жилы; 6 модификаций, которые повторяют описанные выше модификации первого варианта) отличается от кабеля по первому варианту полезной модели отсутствием заполнений наружных промежутков между изолированными жилами и отсутствием жгута.
Кабель по третьему варианту полезной модели (1 жила; 1 модификация, которая повторяет описанную выше 5-ю модификацию первого варианта), отличается от кабеля по первому варианту полезной модели отсутствием скрепляющей обмотки и отсутствием 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, 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, 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≤150, B≤200; C≤150, C≤200; D≤50 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.
Токопроводящие жилы изготавливают из традиционных для электрических кабелей материалов (меди, алюминия) скруткой проволоки на обычном крутильном оборудовании. На каждую 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 в одну сторону по всем повивам с образованием сердечника. При помощи экструзионной машины накладывают внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката, 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. Поверх внутренней оболочки накладывают обмотку из стеклоленты, используя для этого традиционно применяемое в кабельной промышленности оборудование. Броню накладывают 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. Наружную оболочку накладывают тем же способом и из тех же материалов, что и внутреннюю.