КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ОДНОЖИЛЬНЫЙ, НЕ РАСПРОСТРАНЯЮЩИЙ ГОРЕНИЕ, С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Область техники
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей силовых одножильных с изоляцией из сшитого полиэтилена, не распространяющих горение, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 3,6/6, 6/10, 8,7/15, 12/20, 18/30, 20/35 кВ номинальной частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью.
Уровень техники
Известны силовые кабели на напряжение 6, 10, 20 и 3 5 кВ частотой 50 Гц, имеющие одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой из электропроводящего материала, металлический экран, разделительный слой и экструдированную наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (кабель марки ПвВнг(В)-LS по ТУ 16.К71-335-2004 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20, 35 кВ». Информационно-технический справочник Изделия кабельные. Том 1. Кабели, провода и шнуры силовые. Часть 1. М: ОАО «ВНИИКП», 2006 г., стр. 138).
Однако такие кабели не удовлетворяют требованиям ГОСТ Р МЭК 61034-2 по дымовыделению при горении и тлении, а также требованиям по коррозионной активности продуктов дымогазовыделения при горении и тлении (отсутствие галогенов).
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой, содержащий токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентами из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной с зазором медной лентой, экструдированную внутреннюю оболочку и экструдированную наружную оболочку, отличающийся тем, что внутренняя оболочка выполнена из экструдированной полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40 и наружная оболочка выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30. (RU 91218 U1, опубликованный 23.09.2009).
Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля с токопроводящей жилой, на которую наложены первый электропроводящий слой, изоляция, второй электропроводящий слой, слой из электропроводящих лент, металлический экран, экструдированная внутренняя и наружная оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Причиной, препятствующей получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является выполнение одножильного кабеля с разными полимерными материалами, не содержащими галогенов, во внутренней и наружной оболочках с недостаточными прочностными характеристиками.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении арсенала кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена с улучшением показателей по нераспространению горения при групповой прокладке по категории А и В, с более высокими прочностными характеристиками полимерной композиции, не содержащей галогенов, используемой в изготовлении внутренней и наружной оболочек.
Технический результат, обусловливающий решение указанной задачи, заключается в получении более надежного в эксплуатации одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с улучшенными показателями по пожарной безопасности кабеля.
Указанный технический результат достигается тем, что силовой одножильный не распространяющий горение кабель, содержащий токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней следующие слои, а именно, экструдированный первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции полиэтилена, поверх экрана по токопроводящей жиле наложена изоляция из сшитого полиэтилена, поверх изоляции наложен второй экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, затем наложен обмоткой слой лент из электропроводящего материала, выполненный либо из электропроводящей бумаги, либо из электропроводящих полимерных лент, либо из нетканого полотна, металлический экран, выполненный из медных проволок, а поверх медных проволок экрана наложена спирально медная лента, разделительный слой, выполненный как минимум из одной стеклоленты, внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов, термический барьер, выполненный из медной или алюминиевой ленты или двух стеклолент, наложенных с перекрытием и наружная оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов, при этом внутренняя и наружная оболочки выполнены из полимерной композиции, не содержащей галогенов с прочностью при разрыве не менее 13 МПа, относительным удлинением не менее 160% с кислородным индексом не менее 33%.
Кроме того, в некоторых частных случаях поверх внутренней оболочки дополнительно может быть наложена броня из проволок алюминия или алюминиевого сплава.
Осуществление полезной модели
Кабель содержит многопроволочную токопроводящую жилу, выполненную из медных или алюминиевых проволок. Поверх жилы наложен экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции полиэтилена. Поверх первого электропроводящего экрана по токопроводящей жиле наложена изоляция из сшитого полиэтилена. Поверх указанной изоляции наложен второй экструдированный экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции. Поверх второго электропроводящего экрана расположен слой из электропроводящей ленты, представляющий собой электропроводящую бумагу или электропроводящую полимерную ленту или нетканое полотно. Поверх электропроводящей ленты расположен металлический экран, выполненный из медных проволок, поверх которых спирально наложена медная лента, выполненная в виде обмотки, либо пасма из медных проволок.
Поверх металлического слоя наложен разделительный слои как минимум из одной стеклоленты. Поверх разделительного слоя наложена внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов с прочностью при разрыве не менее 13 МПа, относительным удлинением не менее 160% с кислородным индексом не менее 33%. Поверх внутренней оболочки наложен термический барьер из медных или алюминиевых лент или из двух стеклолент, далее наложена наружная оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов с прочностью при разрыве не менее 13 МПа, относительным удлинением не менее 160% с кислородным индексом не менее 33%.
В частных случаях кабель может содержать броню, расположенную поверх внутренней оболочки, при этом броня выполнена из проволок алюминия или алюминиевого сплава.
Изготовление кабеля заключается в поочередном накладывании перечисленных слоев в соответствующем порядке. При этом первый экран накладывают на токопроводящую жилу методом экструзии, а его (экрана) назначение заключается в равномерном распределении напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции. Затем накладывают изоляцию, служащую основным электроизоляционным элементом и предназначенную для выдерживания воздействия электрического поля. Затем накладывают второй электропроводящий экран, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном. Поверх второго электропроводящего экрана накладывают слой из электропроводящей ленты, служащий для выравнивания электрического поля в кабеле. Затем накладывают металлический экран, основным назначением которого является защита от воздействия электромагнитных помех, а также отвод токов короткого замыкания.
Затем экструзией накладывают внутреннюю оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов с прочностью при разрыве не менее 13 МПа, относительным удлинением не менее 160% с кислородным индексом не менее 33%. Затем накладывают термический барьер, который обеспечивает кабелю улучшенные свойства по нераспространению горения по сравнению с прототипом. В частных случаях поверх внутренней оболочки может быть наложена броня, служащая для защиты от значительных растягивающих усилий. После этого накладывают наружную оболочку из того же полимерного материала из которого изготавливалась и внутренняя оболочка. Наложение внутренней и наружной оболочки может производиться за один проход.
Конструкция кабеля успешно опробована в условиях производства.