Кабель силовой

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям силовых кабелей для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках на напряжение до 35 кВ.
Уровень техники
В качестве наиболее близкого аналога выбран известный силовой кабель, содержащий одну медную или алюминиевую токопроводящую жилу, поверх которой последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, поверх которого наложены последовательно обмоткой с перекрытием первый разделительный слой из электропроводящего материала, металлический экран в виде повива из многопроволочных металлических стренг из алюминиевого коррозионностойкого сплава, второй разделительный слой и экструдированная наружная оболочка (ПМ №177359). Данный известный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в сетях на номинальное напряжение от 6 кВ. Несмотря на то, что указанный аналог обладает меньшей массой по сравнению с известными кабелями с экраном из медных проволок, изготовление экрана из металлических стренг сопряжено с высокой трудоемкостью.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в разработке силового кабеля, обладающего известными техническими и эксплуатационными характеристиками аналога, при этом более технологичного при изготовлении.
Настоящая полезная модель обеспечивает достижение следующего технического результата: обеспечение высоких технических и эксплуатационных характеристик силового кабеля при повышении технологичности его изготовления.
Технический результат достигается тем, что кабель силовой содержит одну токопроводящую жилу, поверх которой последовательно расположены первый экран из полимерной электропроводящей композиции, изоляция, второй экран из полимерной электропроводящей композиции, первый разделительный слой, экран из металлических проволок, второй разделительный слой и наружная оболочка, упомянутые металлические проволоки выполнены из алюминиевого сплава и обладают стойкостью к не менее, чем десяти циклам перегиба на угол 90 градусов от исходного положения в обе стороны, временным сопротивлением при максимальной нагрузке от 75 МПа до 170 МПа и значением относительного удлинения при разрыве от 2% до 20%.
Указанный технический результат достигается также тем, что металлические проволоки соединены спирально наложенной лентой, выполненной из алюминия или алюминиевого сплава.
Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция выполнена из сшитой полиэтиленовой композиции или из этиленпропиленовой резины.
Указанный технический результат достигается также тем, что первый разделительный слой выполнен из, по меньшей мере, одной электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты или электропроводящей водоблокирующей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что второй разделительный слой выполнен из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что второй разделительный слой выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одного материала, выбранного из группы: электропроводящая бумага, электропроводящая полимерная лента, водоблокирующая лента, электропроводящая водоблокирующая лента.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх второго разделительного слоя дополнительно расположена металлополимерная лента, наложенная обмоткой с перекрытием или продольно с перекрытием.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх второго разделительного слоя наложена внутренняя оболочка из полимерного материала.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх внутренней оболочки расположена броня в виде обмотки из металлических лент или в виде спирально наложенных металлических проволок.
Указанный технический результат достигается также тем, что поверх внутренней оболочки расположена обмотка с перекрытием из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что внутренняя оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Указанный технический результат достигается также тем, что внутренняя оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением.
Указанный технический результат достигается также тем, что наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Указанный технический результат достигается также тем, что наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением.
Отличительной особенностью настоящей полезной модели является оптимальное сочетание конструкции кабеля среднего напряжения и металлического экрана.
Перечень фигур чертежей
На Фиг. 1 показан поперечный разрез кабеля.
Осуществление полезной модели
Возрастающий объем потребления электроэнергии, связанный как со строительством новых объектов инфраструктуры, так и с уплотнением мест массовых застроек крупных энергопотребителей (населенные пункты, промышленные предприятия) увеличивает спрос на кабельные изделия, что, в свою очередь, обуславливает необходимость поиска новых более технологичных решений их производства.
Современные кабельные линии на среднее напряжение выполняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые имеют в своей конструкции металлические экраны в виде спирально наложенных металлических проволок, обеспечивающие их функционирование в нормальных и аварийных режимах работы. При этом международными документами не установлены конкретные типы материала проволок экрана. С экономической точки зрения наиболее эффективным является использование в качестве проволок металлического экрана алюминия, однако он не обеспечивает требуемую стойкость к механическим воздействиям, возникающим как в процессе монтажа, так и в различных режимах эксплуатации в течение заданного срока службы.
Важным показателем для применимости конкретного типа материала в качестве проволок металлического экрана является стойкость проволок экрана к перегибам на угол 90 градусов, определяемая в соответствии с ГОСТ 1579, до появления растрескивания, видимого невооруженным глазом.
Настоящая полезная модель основана на выборе конструкции кабеля среднего напряжения в сочетании с типом и материалом проволок металлического экрана.
Силовой кабель содержит одну токопроводящую жилу 1, поверх которой последовательно наложены (например, методом экструзии) первый экран 2, изоляция 3 и второй экран 4. Токопроводящая жила 1 с наложенными на нее элементами 2, 3 и 4 образует сердечник кабеля.
Поверх сердечника последовательно расположены первый разделительный слой 5, экран из металлических проволок 6, второй разделительный слой 7 и наружная оболочка 10.
Металлические проволоки 6 экрана выполнены из алюминиевого сплава (например, марки 8176 или марки АЖЦр) и обладают стойкостью к не менее, чем десяти циклам перегиба на угол 90 градусов от исходного положения в обе стороны, временным сопротивлением при максимальной нагрузке от 75 МПа до 170 МПа и значением относительного удлинения при разрыве от 2% до 20%. Проволока, изготавливаемая из сплава алюминия, в процессе традиционных технологических операций волочения катанки и последующего отжига получает необходимые свойства для достижения указанного технического результата. Указанные технологические операции волочения и отжига могут осуществляться как при раздельных процессах, так и отжига во время волочения в случае применения соответствующего оборудования, широко используемого в кабельной промышленности.
Первый экран 2 может быть выполнен из электропроводящей полимерной композиции. Изоляция 3 может быть выполнена из сшитой полиэтиленовой композиции или из этиленпропиленовой резины.
Металлические проволоки 6 целесообразно соединить спирально наложенной лентой, выполненной из алюминия или алюминиевого сплава.
Второй экран 4 может быть выполнен из электропроводящей полимерной композиции с определенной степенью адгезии к материалу изоляции 3, характеризующейся величиной усилия отрыва в диапазоне от 0,35 Н до 20 Н, приходящегося на 10 мм ширины электропроводящего экрана 4.
Поверх сердечника наложен обмоткой первый разделительный слой 5, выполненный из, по меньшей мере, одной электропроводящей ленты. Для защиты от проникновения и продольного распространения воды в случае нарушения герметичности наружной оболочки разделительный слой 5 может быть выполнен из, по меньшей мере, одной электропроводящей водоблокирующей ленты.
В этом случае второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из влагонабухающей или электропроводящей влагонабухающей ленты. Дополнительно для защиты от проникновения воды поверх второго разделительного слоя может быть наложена обмоткой с перекрытием или продольно с перекрытием металлополимерная лента, например, алюмополимерная. В этом случае второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты.
Для защиты от механических повреждений в процессе прокладки или эксплуатации кабель дополнительно может содержать броню 9 в виде обмотки из металлических лент из немагнитного материала или в виде спирально наложенных металлических проволок из немагнитного материала, наложенных поверх внутренней оболочки 8, которая выполняется экструзией из полимерного материала.
В целях обеспечения требований пожарной безопасности второй разделительный слой 7 может быть выполнен обмоткой из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты. Внутренняя оболочка 8 выполняется из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с кислородным индексом не менее 40, с максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении и тлении (Дмакс.) не более 120 и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 50 мг/г. Кабель дополнительно может содержать поверх внутренней оболочки 8 обмотку с перекрытием из, по меньшей мере, одной стеклоленты или слюдосодержащей ленты.
Наружная оболочка кабеля также может быть выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов,, с кислородным индексом не менее 35, или из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением с кислородным индексом не менее 35, с максимальной удельной оптической плотностью дыма при горении и тлении (Дмакс.) не более 150 и с массовой долей хлористого водорода, выделяющегося при горении, не более 100 мг/г.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Токопроводящая жила 1, которая может быть как однопроволочной, так и многопроволочной, изготавливается из медной или алюминиевой катанки или проволоки, традиционной для электрических кабелей.
Наложение лент для разделительных слоев 5 и 7, и проволок экрана 6 производят на стандартном крутильном оборудовании.
Наложение брони 9 осуществляется на бронировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.
Примененные для изготовления кабеля полимерные материалы для электропроводящих экранов 2, 4, изоляции 3, внутренней оболочки 8 и наружной оболочки 10 выпускаются промышленно.
При изготовлении кабеля используют традиционное экструзионное оборудование, применяемое в кабельной промышленности.