Кабель силовой с пропитанной бумажной изоляцией

Область техники
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения во влажной и агрессивной среде электрической энергии при переменном напряжении 6-35 кВ.
Уровень техники
Известен выбранный в качестве прототипа кабель силовой, содержащий токопроводящие жилы, бумажную изоляцию по каждой жиле, пропитанную нестекающим составом, поясную изоляцию из термостойкой кабельной бумаги, экран из электропроводящей бумаги, металлическую оболочку и защитный покров (патент РФ 198557, публ. 17.05.2020).
Кабель-прототип характеризуется длительно допустимой температурой нагрева жил не менее 90°С и соответственно повышенной нагрузочной способностью. Однако из-за высокой гигроскопичности бумажной изоляции ее электрическая прочность при увеличении времени воздействия напряжения во влажной и агрессивной среде снижается и соответственно повышается вероятность нарушения изоляции кабеля-прототипа.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности работы силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, то есть кабелей с высокой нагрузочной способностью, во влажной и агрессивной среде (например, в угольных шахтах).
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в кабеле силовом, содержащем токопроводящие жилы, бумажную изоляцию по каждой жиле, пропитанную нестекающим составом, поясную изоляцию из термостойкой кабельной бумаги, экран из электропроводящей бумаги, металлическую оболочку и защитный покров, поверх каждой изолированной жилы наложена с возможностью заземления медная лента с зазором не менее 10% от ее ширины.
Медные ленты поверх каждой фазной изоляции являются экранами, выравнивающими распределенную между фазами напряженность электрического поля (в дополнение к выравниванию электрического поля кабеля электропроводящим экраном), позволяют при их заземлении контролировать ослабление изоляции, осуществлять опережающее отключение токов утечки сверх допустимых значений и исключают появление высокого напряжения на металлической оболочке, приводящее к электрической коррозии при длительной работе кабеля во влажной и агрессивной среде.
Зазор, с которым накладывают ленты, обеспечивает проникновение пропиточного состава в бумажную изоляцию, достаточное для необходимого повышения нагрузочной способности кабеля.
Раскрытие полезной модели
На чертеже показана конструкция кабеля в разрезе.
Кабель содержит токопроводящие жилы 1, бумажную изоляцию 2, пропитанную нестекающим составом, термостойкую поясную изоляцию 3, металлическую оболочку 4, защитный покров 5. Поверх изоляции 2 каждой жилы 1 наложен индивидуальный экран из медной ленты 6 с зазором не менее 10% от ширины ленты 6.
Поверх поясной изоляции 3 наложен слой 7 электропроводящей бумаги для выравнивания общего электрического поля кабеля.
Жилы 1 могут быть медными или алюминиевыми и иметь секторную форму.
Оболочка 4 может быть выполнена из свинца или теркоррозионного алюминиевого сплава.
Защитный покров 5 может быть выполнен в виде следующих друг за другом слоев битума, по меньшей мере, одной полиэтиленовой ленты, наложенной с перекрытием, и слоев полимерной внутренней оболочки, брони, наружной оболочки из полимерной композиции. При этом броня может быть выполнена из стальных оцинкованных лент, а наружная оболочка маслостойкой, чтобы исключить ослабление полимерной изоляции из-за ее возможного размягчения при прокладке кабеля в шахтах.
Существенно, что поверх изоляции каждой жилы 1 накладывают ленту, а не проволоки, которые продавливают бумажную изоляцию, что может негативно сказываться на надежности изоляции и кабеля в целом. Также существенно наличие зазора толщиной не менее 10% ширины ленты 6, с которым накладывают ленту 6, так как такой зазор обеспечивает достаточное проникновение нестекающего состава в кабельную бумагу для необходимого повышения нагрузочной способности кабеля.
Совокупность существенных признаков патентной формулы обеспечивает достижение заявленного технического результата, состоящего в повышении эксплуатационной надежности работы силового кабеля с пропитанной бумажной изоляцией, то есть с высокой нагрузочной способностью, во влажной и агрессивной среде, и не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».
Технология изготовления кабеля заключается в следующем. Токопроводящие жилы 1 изготавливают на крутильной машине MSL фирмы Caballe.
Наложение изоляции 2 из кабельной бумаги выполняют на изолировочной машине М4Бр8/500.
Общую скрутку кабеля, наложение поясной изоляции 3 и электропроводящего экрана 7 производят на крутильной машине МКРА 2*1600.
Медную ленту 6 поверх изоляции каждой токопроводящей жилы 1 накладывают методом обмотки с зазором.
Сушку-пропитку кабеля осуществляют в вакуумном аппарате.
Наложение металлической оболочки 4 выполняют на свинцовом прессе H.Folke Sandelin или алюминиевом прессе П 6043.
Защитный покров 5 формируют с использованием бронировочной машины МБА-120 и экструзионной машины ME-160.
Заявленная полезная модель соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость", так как ее реализация возможна с использованием известных средств производства и технологий.