КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ, ОГНЕСТОЙКИЙ ПРИ УДАРНЫХ НАГРУЗКАХ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых с изоляцией из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, или из сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов или из сшитого полиэтилена, внутренней и наружной оболочкой из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 0,66, 1,0, 3,0 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 65°С до плюс 60°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известны огнестойкие силовые кабели на напряжение 0,66 и 1 кВ по патенту РФ на полезную модель №174055 (от 19.05.2017 опубл. 28.09.2017) и патенту РФ на полезную модель №139485 (от 09.08.2013 опубл. 20.04.2014),
Недостатком кабелей по патенту №174055 и патенту №139485 является то, что кабели не являются огнестойкими при ударных нагрузках, т.е. не обеспечивают достаточной защиты от механических нагрузок при пожаре, которые могут быть исключительно интенсивными и которым может быть подвержен силовой кабель во время спасательных операций, следующих за пожаром. Испытание на огнестойкость при ударных нагрузках регламентируется ГОСТ IEC 60331-1-2013.
Технической проблемой полезной модели является разработка конструкции огнестойкого силового кабеля, рассчитанного на напряжение 0,66, 1,0, и 3,0 кВ и сохраняющего работоспособность не только при воздействии пламени, но и с одновременным механическим ударом в течение времени не менее 60 мин.
Технический результат заключается в повышении показателя огнестойкости кабеля при ударных нагрузках.
2
2
Технический результат достигается тем, что кабель силовой огнестойкий при ударных нагрузках, содержащий, не менее одной медной токопроводящей жилы, изоляцию, внутреннюю и наружную оболочку из полимерных композиций, не содержащих галогенов, наружная оболочка выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов с прочностью при разрыве при 25°С не менее 15 МПа, при 80°С не менее 5 МПа, с максимальным средним значением скорости тепловыделения не более 150 кВт/м, интенсивностью дымовыделения не более 0,20 м/с.
Кабель может дополнительно содержать поверх токопроводящих жил обмотку из по меньшей мере одной слюдосодержащей ленты.
2
2
Изоляция кабеля может быть выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с максимальным средним значением скорости тепловыделения не более 160 кВт/м, интенсивностью дымовыделения не более 0,25 м/с.
2
2
Изоляция кабеля может быть выполнена из силанольносшиваемой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с максимальным средним значением скорости тепловыделения не более 150 кВт/м, интенсивностью дымовыделения не более 0,20 м/с.
Изоляция кабеля может быть выполнена из силанольносшиваемого полиэтилена.
2
2
Внутренняя оболочка кабеля выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с прочностью при разрыве при 25°С не менее 12 МПа, твердостью по Шор Д не менее 54 ед, температурой переработки не менее 170°С, максимальным средним значением скорости тепловыделения не более 120 кВт/м, интенсивностью дымовыделения не более 0,15 м/с.
Для достижения заявленным требованиям изоляция может быть выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, марки HZ02DE или силанольносшиваемой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, марки HZ01CX, внутренняя оболочка может быть выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, марки HZ01BED, наружная оболочка может быть выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, марки HZ03EP/8000.
Также кабель может содержать поверх изоляции одножильных кабелей или поверх внутренней оболочки многожильных кабелей экран, выполненный из медных лент или медных проволок.
Также кабель может содержать поверх внутренней оболочки неэкранированных кабелей или поверх разделительного слоя экранированных кабелей броню в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или в виде спирально наложенных металлических проволок, поверх которой наложена обмоткой полимерная лента.
Также кабель должен обязательно содержать между экраном и броней разделительный слой из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов.
Осуществление полезной модели
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой содержит три токопроводящие жилы 1, поверх каждой из которых последовательно расположен термический барьер 2 из слюдосодержащих лент, изоляция 3 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов или из сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов или из сшитого полиэтилена. Жилы скручены в общий сердечник, вокруг центрального заполнения 4. Поверх сердечника кабель содержит внутреннюю оболочку 5 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, металлический экран 6 в виде спирально наложенной медной ленты, разделительный слой 7 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, броню 8 в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием или в виде спирально наложенных металлических проволок, поверх которой наложена обмоткой полимерная лента 9, наружную оболочку 10.
В качестве токопроводящей жилы 1 используется медная катанка.
В качестве термического барьера используется слюдосодержащая лента.
В качестве материала изоляции 3 кабеля используется полиолефиновая композиция, не содержащей галогенов марки HZ02DE, производимая фирмой Cabopol или сшитая полиолефиновая композиция, не содержащей галогенов марки HZ01CX, производимая фирмой Cabopol или сшитая композиция полиэтилена.
В качестве материала центрального заполнения 4 используется поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности.
В качестве материала внутренней оболочки 5, разделительного слоя 7 используется полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов, марки HZ01BED, производимая фирмой Cabopol.
В качестве экрана 6 используется медная лента.
В качестве материала проволок или лент брони 8 используется оцинкованная сталь, алюминий или алюминиевый сплав.
В качестве скрепляющего слоя для брони 8 используется полимерная лента 9.
В качестве материала наружной оболочки 10 используется полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов, марки HZ03EP/8000, производимая фирмой Cabopol.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля материалы выпускаются промышленно и широко используются при изготовлении силовых кабелей.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку в жилу с добавлением в нее герметизирующих элементов производят на обычном крутильном оборудовании.
Наложение изоляции 3, внутренней оболочки 5, разделительного слоя 7, наружной оболочки 10, изготовление центрального заполнения 4 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Силанольная сшивка изоляции 3 из сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов или сшитого полиэтилена, осуществляется в камере сшивки.
Наложение брони 8, состоящей из спиралеобразно наложенных металлических проволок, а также скрутку изолированных жил в сердечник осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Обмотку слюдосодержащей лентой 2, медной лентой 6, скрепляющей полимерной лентой 9 для брони 8, наложение брони 8, состоящей из металлических лент, осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Предлагаемый кабель силовой был испытан на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22, на определение оптической плотности дыма при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005 и на сохранение работоспособности в условиях воздействия пламени на оборудовании по ГОСТ Р МЭК 60331-11 при приложении номинального рабочего напряжения. Результаты испытаний положительные.
Результаты испытаний на огнестойкость с одновременным механическим ударом по ГОСТ IEC 60331-1-2013 представлены в таблице 1.
Заявляемый огнестойкий силовой кабель рассчитан на переменное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ частотой 50 Гц, эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 65°С до плюс 60°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С и сохраняет работоспособность при воздействии пламени с одновременным механическим ударом в течение времени не менее 60 мин.