ОГНЕСТОЙКИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции электрических кабелей огнестойких, предназначенных для эксплуатации в силовых цепях, а также в цепях управления и контроля.
Основными показателями пожаробезопасности, характеризующими поведение кабеля при воздействии огня являются: огнестойкость, стойкость к распространению горения при одиночной и пучковой прокладке, низкая плотность дыма, выделяющегося при горении и тлении кабеля, отсутствие либо пониженное содержание галогенов в газообразных продуктах, выделяемых при горении и тлении кабеля.
Огнестойкость электрического кабеля обеспечивается за счет использования специального материала изоляции, образующего при сгорании непроводящий слой, или дополнительного огнестойкого элемента электрической изоляции. Остальные показатели пожаробезопасности кабелей обеспечиваются за счет использования не распространяющих горение резин, термопластичных и сшитых безгалогенных композиций.
Известно техническое решение по обеспечению огнестойкости за счет применения поверх токопроводящих медных жил термического барьера, который выполнен в виде экструдированной композиции на основе синтетических каучуков, содержащей негорючие наполнители. (Патент РФ №53810 от 27.05.2006 г).
Однако у аналога огнестойкий элемент изоляции из экструдированной композиции не обеспечивает гарантированную огнестойкость при пожаре с одновременными механическими воздействиями на кабель ударов, вибраций, изгибов и пр.
Также известен прототип, огнестойкость у которого достигается за счет применения в качестве дополнительного огнестойкого элемента электрической изоляции стеклослюдолент, наложенных спирально с перекрытием. Используют двухслойные стеклослюдоленты, состоящие из слоя стеклоткани (обеспечивает механическую прочность ленты), и слоя слюдяной бумаги (обеспечивает электроизоляционные свойства ленты в пламени), которые склеены между собой кремнийорганическим лаком. Дополнительно стеклослюдоленты покрыты силиконовой смазкой для повышения стойкости кабеля к изгибам, ударам, вибрации. (Патент РФ №58777 от 21.06.2006 г).
Недостатками прототипа является следующее:
- в процессе обмотки токопроводящих жил происходит частичное отшелушивание и осыпание слюды, что приводит к снижению огнестойких характеристик кабеля и возникновению замыкания токопроводящих жил при воздействии пламени;
- не обеспечивается гарантированная огнестойкость при пожаре с одновременными механическими воздействиями на кабель ударов, вибраций, изгибов и пр.;
- нанесение на стеклослюдоленты силиконовой смазки значительно усложняет технологический процесс наложения огнестойкого элемента электрической изоляции.
Технической задачей полезной модели является усовершенствование конструкции огнестойкого элемента электрической изоляции, направленное на гарантированное обеспечение сохранения работоспособности кабеля в условиях воздействия пламени, в том числе при одновременном воздействии ударов, вибрации, изгибов, а также повышение технологичности операции наложения огнестойкого элемента.
Поставленная задача решается тем, что в огнестойком электрическом кабеле, содержащем одну или несколько токопроводящих жил с полимерной изоляцией, под которой расположен огнестойкий элемент, заполнитель, наружную полимерную оболочку, согласно полезной модели огнестойкий элемент изоляции выполнен в виде, по крайней мере, одной многослойной ленты, состоящей из слоя слюдяной бумаги, который размещен между двумя слоями стеклоткани и склеен с ними кремнийорганическим связующим, при этом соотношение толщины слюдяной бумаги к толщине каждого слоя стеклоткани составляет не менее чем 1,2:1.
Преимуществом предлагаемого огнестойкого электрического кабеля является то, что, благодаря использованию для огнестойкого элемента электрической изоляции, по крайней мере, одной многослойной ленты, состоящей из слоя слюдяной бумаги, который размещен между двумя слоями стеклоткани и склеен с ними кремнийорганическим связующим, при этом соотношение толщины слюдяной бумаги к толщине каждого слоя стеклоткани составляет не менее чем 1,2:1, исключается отшелушивание и осыпание чешуек электроизоляционной слюды при наложении многослойной ленты на жилу, снижается зависимость огнестойкости от механических факторов (удары, вибрация, перегибы), исключается необходимость использования силиконовой смазки, повышается технологичность операции нанесения огнестойкого элемента, благодаря возможности значительного (минимум в 1,5 раза) повышения скорости наложения многослойной стеклослюдоленты на токопроводящие жилы.
Кроме того, увеличивается электрическая прочность изоляции (на 15-20%), т.к. у прототипа стеклослюдолента имеет 3 слоя (слой стеклоткани + слой кремнийорганического лака + слой слюдяной бумаги), а в предлагаемом кабеле эти 3 слоя дополнительно усилены еще 2-мя слоями электрической изоляции (слой кремнийорганического лака + слой стеклоткани), то есть используется многослойная (5 слоев) лента.
Огнестойкий элемент изоляции может быть выполнен в виде обмотки не менее чем двумя многослойными лентами в противоположные стороны с перекрытием не менее 25%.
Проволоки каждой жилы могут быть выполнены медными или медными лужеными, что значительно повышает их корозионную стойкость.
Полимерная изоляция и/или наружная оболочка могут быть выполнены из безгалогенной композиции, сшитой методом радиационного модифицирования, причем кислородный индекс изоляции не менее 32%, а кислородный индекс оболочки не менее 42%.
Заполнитель может быть выполнен из безгалогенной композиции с кислородным индексом не менее 50%.
Кабель дополнительно может иметь экран изолированных жил в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок.
Кабель дополнительно может иметь общий экран в виде оплетки или обмотки из медных или медных луженых проволок, а также внутреннюю оболочку из материала аналогичного материалу наружной оболочки.
Кабель дополнительно может иметь броню в виде оплетки или обмотки из стальных оцинкованных проволок, а также внутреннюю оболочку из материала аналогичного материалу наружной оболочки.
Предлагаемая полезная модель схематично изображена на фигуре, где: 1 - токопроводящая жила, 2 - огнестойкий элемент электрической изоляции, 3 - полимерная изоляция, 4 - заполнитель из безгалогенной композиции, 5 - сепаратор из синтетической полимерной ленты, 6 - наружная оболочка.
Пример. Приведенный на фигуре огнестойкий электрический кабель содержит три токопроводящих жилы 1, проволоки которых выполнены медными лужеными, огнестойкий элемент 2 изоляции выполнен в виде обмотки двумя многослойными лентами в противоположные стороны с перекрытием не менее 25% на скоростных обмоточных машинах.
14
Каждая многослойная лента состоит из слоя слюдяной бумаги, который размещен между двумя слоями стеклоткани и склеен с ними кремнийорганическим связующим, при этом соотношение толщины слюдяной бумаги к толщине каждого слоя стеклоткани составляет не менее чем 1,2:1. Кремнийорганическое связующее может быть выполнено из олигомерных компаундов. Такой компаунд не содержит легко летучих растворителей, не токсичен, содержание сухой золы после сгорания не менее 97% от исходного, имеет удельное объемное электрическое сопротивление не менее 1×10 Ом.м, электрическая прочность не менее 12 кВ/мм.
Полимерная изоляция 3 каждой жилы 1 выполнена из сшитой безгалогенной композиции, по скрученным жилам наложен заполнитель 4 из безгалогенной композиции, сепаратор 5 из синтетической полимерной ленты и наружная оболочка 6 выполнена из сшитой безгалогенной композиции. Причем кислородный индекс изоляции выполнен не менее 32%, а кислородный индекс оболочки не менее 42%.
Изоляция 3 и оболочка 6 сшиты методом радиационного модифицирования (под действием облучения ускоренными электронами) с обеспечением гель - фракции не менее 75%.