КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ, НЕ РАСПРОСТРАНЯЮЩИЙ ГОРЕНИЕ ПРИ ГРУППОВОЙ ПРОКЛАДКЕ, ПОНИЖЕННОЙ ПОЖАРООПАСНОСТИ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к силовым кабелям, которые не распространяют горение и являются пожаробезопасными. Кабели предназначены для прокладки в кабельных сооружениях, в том числе в пожароопасных и взрывоопасных зонах, и передачи электрической энергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 35 кВ переменного тока частотой 50 Гц.
Известен кабель силовой для прокладки в земле, содержащий три токопроводящие жилы, с фазной изоляцией из термостойкой изоляционной бумаги, пропитанной нестекающим изоляционным пропиточным составом с кинематической вязкостью при температуре 120°С не менее 30 сантистокс, с температурой каплепадения не менее 108°С, скрученные между собой с заполнением промежутков между жилами жгутами из термостойкой изоляционной кабельной бумаги, поясную изоляцию из термостойкой изоляционной кабельной бумаги, полупроводящий экран из лент электропроводящей кабельной бумаги по поясной изоляции, металлическую оболочку, слой из полимерных лент и наружную оболочку из полимерного материала, при этом между металлической оболочкой и слоем из полимерных лент размещен: антикоррозионный слой из продуктов перегонки нефти, наружная оболочка выполнена из полимерного материала с твердостью по Шору шкала D не менее 40, жгуты, фазная и поясная изоляция выполнены из термостойкой изоляционной бумаги с температурой нагревостойкости не менее 105°С, пропитанной нестекающим изоляционным пропиточным составом с диэлектрической проницаемостью при температуре 60°С не менее 2,0 (Патент RU №181131 U1, МПК Н01В 9/02, опубликован 05.07.2018).
2
3
Известен кабель силовой, не распространяющий горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ, содержащий скрученные в сердечник токопроводящие жилы с фазной пропитанной бумажной изоляцией из термостойкой изоляционной бумаги, поясную изоляцию поверх скрученных изолированных жил из пропитанной термостойкой изоляционной бумаги, металлическую оболочку, слой битума, обмотку полимерными лентами и защитный шланг, при этом защитный шланг кабеля выполнен из поливинилхлоридного пластиката, характеризующегося прочностью при разрыве не менее 10 Н/мм, относительным удлинением при разрыве не менее 150%, кислородным индексом не менее 35% и количеством выделяющегося при горении хлористого водорода не более 14%, и который характеризуется значением эквивалентного показателя токсичности продуктов горения полимерного материала не более 40 г/м, которое соответствует 3 и 4 классам пожароопасности кабельных изделий, что не удовлетворяет современным требованиям безопасности по ГОСТ 31565-2012 "Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности" (Патент RU №210683 U1, МПК Н01В 7/295, опубликован 26.04.2022).
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является кабель силовой, содержащий скрученные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным или нестекающим составом, поясную изоляцию, свинцовую оболочку, поверх которой расположен слой битума, полиэтилентерефталатная лента, подушка под броню, броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с перекрытием, и наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката, при этом подушка под броню и наружная оболочка выполнены из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 35% и количеством выделяемого при горении и тлении HCl не более 15% (Патент RU №30028 U1, МПК Н01В 9/00, опубликован 10.06.2003).
Все вышеуказанные известные технические решения обладают недостатком, который заключается в выполнении кабеля с характеристиками материала наружной оболочки, не обеспечивающими достаточный уровень пожаробезопасности кабеля по нераспространению горения при групповой прокладке и не удовлетворяющими повышенным требованиям по безопасности эксплуатации кабеля.
Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка конструкции кабеля, не распространяющего горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ и с повышенными эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими эксплуатацию кабеля в экстремальных условиях, характеризующихся воздействием высоких температур, загазованности.
Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности эксплуатации кабеля силового, не распространяющего горение при групповой прокладке, на напряжение до 35 кВ, которые обеспечиваются за счет высокой огнестойкости и низкой токсичности используемых материалов, что снижает опасность для человека за счет незначительного количества образующегося при горении смога.
2
3
Указанный технический результат обеспечивается тем, что кабель силовой, не распространяющий горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ, содержит скрученные в сердечник токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта бумажной изоляцией из термостойкой изоляционной бумаги, поясную изоляцию из пропитанной термостойкой изоляционной бумаги, металлическую оболочку, обмотку из полиэтилентерефталатной ленты и наружную оболочку, при этом наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката, имеющего прочность при разрыве не менее 10 Н/мм, относительное удлинение при разрыве не менее 150%, кислородный индекс не менее 35%, значение количества выделяющегося при горении хлористого водорода не более 15, предел огнестойкости в условиях воздействия пламени не менее 150 мин и значение эквивалентного показателя токсичности продуктов горения полимерного материала более 40 г/м.
Бумажная изоляция может быть пропитана вязким или нестекающим составом.
Бумажная изоляция может быть пропитана маслоканифольным составом.
Бумажная изоляция характеризуется зольностью не более 0,8%.
Кабель силовой обладает пониженным дымо- и газовыделением.
Токопроводящие жилы могут быть выполнены медными, алюминиевыми или из алюминиевых сплавов.
Токопроводящие жилы могут быть выполнены круглой или секторной формы, однопроволочными или многопроволочными.
В скрутке токопроводящих жил четырехжильного кабеля имеется нулевая жила.
Поверх поясной изоляции может быть наложен экран из электропроводящей бумаги.
Металлическая оболочка может быть выполнена алюминиевой, свинцовой или из свинцово-сурьмянистого сплава.
Поверх металлической оболочки может быть наложен термический барьер в виде обмотки из двух слюдосодержащих лент и двух стеклолент.
Поверх обмотки из полиэтилентерефталатной ленты может быть наложена подушка под броню, которая может быть выполнена из полимерного материала, а поверх подушки под броню наложена броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с перекрытием.
Перекрытие двух лент из оцинкованной стали составляет не менее 20%.
Поверх металлической оболочки может быть наложен термический барьер в виде обмотки из стеклоленты или из слоя битума.
Изолированные токопроводящие жилы скручены в сердечник с заполнением промежутков между жилами бумажными жгутами или жгутами из кабельной пряжи.
Предложенная полезная модель представлена на чертеже, где показано поперечное сечение кабеля силового, не распространяющего горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ.
Позициями на чертеже обозначены:
1 - токопроводящие жилы;
2 - бумажная изоляция;
3 - поясная изоляция;
4 - металлическая оболочка;
5 - обмотка из полиэтилентерефталатной ленты;
6 - наружная оболочка.
2
3
Наличие всех указанных конструктивных элементов кабеля, а также выполнение его наружной оболочки из поливинилхлоридного пластиката, имеющего прочность при разрыве не менее 10 Н/мм, относительное удлинение при разрыве не менее 150%, кислородный индекс не менее 35%, значение количества выделяющегося при горении хлористого водорода не более 15%, предел огнестойкости в условиях воздействия пламени не менее 150 мин и значение эквивалентного показателя токсичности продуктов горения более 40 г/м, обеспечивают высокую огнестойкость и одновременно низкую токсичность при горении, а также незначительное количество образующегося смога. Такие показатели удовлетворяют требованиям, предъявляемым к кабельным изделиям 1 и 2 классов пожарной опасности, и обеспечивают возможность использования таких кабелей в условиях жестких требований к высокомощным электроприборам для предотвращения возникновения пожара. При этом исключается самораспространение огня и снижается риск вторичного вреда.
Таким образом, сочетание всех указанных характеристик предложенной конструкции кабеля обеспечивает решение поставленной технической задачи и достижение заявленного технического результата, причем повышение надежности и безопасности эксплуатации кабеля силового являются взаимосвязанными результатами, на которые влияет вся совокупность признаков независимого пункта формулы.
2
3
Предложенный кабель силовой, не распространяющий горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ, содержит три или четыре изолированные медные, алюминиевые или выполненные из алюминиевого сплава токопроводящие жилы 1. Четырехжильные кабели имеют все жилы равного сечения или одну жилу (нулевую) меньшего сечения. Токопроводящие жилы 1 могут быть круглой или секторной формы, однопроволочные или многопроволочные. Изготавливают кабель путем осуществления соответствующих технологических операций, последовательность которых определяется наличием и порядком расположения слоев используемых материалов. Для изготовления токопроводящей жилы 1 кабеля используют медную, алюминиевую или выполненную из алюминиевого сплава катанку. Бумажную изоляцию 2 на токопроводяшую жилу накладывают методом обмотки на изолировочной машине. Изоляция 2 выполняется из термостойкой кабельной бумаги, пропитанной вязким или нестекающим составом, в частности может быть пропитана маслоканифольным составом. Используемая бумажная изоляция 2 характеризуется зольностью не более 0,8%, что обеспечивает пониженное дымо- и газовыделение в условиях пожара и повышает безопасность эксплуатации кабеля. После наложения изоляции осуществляется скрутка изолированных токопроводящих жил 1 с одновременным заполнением бумажными жгутами или жгутами из кабельной пряжи. На скрутку токопроводящих жил 1 методом обмотки накладывается поясная изоляция 3 из термостойкой изоляционной бумаги. После нанесения поясной изоляции заготовка подвергается пропитке. Поверх поясной изоляции 3 может быть наложен экран из электропроводящей бумаги. Затем на прессах проводят наложение металлической оболочки 4 из алюминия, свинца или свинцово-сурьмянистого сплава, поверх которой накладывается обмотка из полиэтилентерефталатной ленты 5. Обмотку полиэтилентерефталатной лентой 5 накладывают на стандартном оборудовании, по стандартной технологии кабельной промышленности. Наложение наружной оболочки 6 выполняют на экструзионной линии из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности, имеющего прочность при разрыве не менее 10 Н/мм, относительное удлинение при разрыве не менее 150%, кислородный индекс не менее 35%, значение количества выделяющегося при горении хлористого водорода не более 15%, предел огнестойкости в условиях воздействия пламени не менее 150 мин и значение эквивалентного показателя токсичности продуктов горения полимерного материала более 40 г/м.
Поверх металлической оболочки может накладываться термический барьер, который выполняют в виде обмотки из двух слюдосодержащих лент и двух стеклолент, повышающий надежность и безопасность эксплуатации кабеля за счет обеспечения требуемых диэлектрических характеристик, а также высокой термостойкости и устойчивости к окислению.
Поверх обмотки из полиэтилентерефталатной ленты может накладываться подушка под броню из полимерного материала. Поверх подушки под броню методом обмотки накладывается броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с перекрытием, которое составляет не менее 20%.
Поверх металлической оболочки может осуществляться также наложение термического барьера в виде обмотки из стеклоленты или слоя битума.
Применяемые материалы предложенного кабеля силового, не распространяющего горение при групповой прокладке, пониженной пожароопасности на напряжение до 35 кВ, обеспечивают доведение класса опасности продуктов горения по показателю токсичности до уровня умеренно- и малоопасных и обладают при этом всеми необходимыми физико-механическими свойствами для обеспечения высокой надежности и безопасности эксплуатации кабеля, соответствующих требованиям ГОСТ 12.2.007.14-1975 и ГОСТ 31565-2012 "Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности".