КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 64/110 кВ и выше частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 50°С до плюс 50°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°С.
Известен силовой кабель, имеющий 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 лентами из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной с зазором медной лентой, экструдированную внутреннюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката и экструдированную наружную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (кабель марки АПвВнг по ТУ 16-705-495-2006 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ» Информационно-технический справочник Изделия кабельные. Том 1. Кабели, провода и шнуры силовые. Часть 1. М.: ОАО «ВНИИКП» стр.219, 2009 г.).
Однако такой кабель не удовлетворяет требованиям ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А), ГОСТ Р МЭК 61034-2 по дымовыделению при горении и тлении, а также требованиям ГОСТ Р МЭК 60754-2-99 по коррозионной активности продуктов дымогазовыделения при горении и тлении.
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции силового кабеля, не распространяющего горение при прокладке кабеля в пучках по категории А, с низким дымовыделением при горении и тлении и не выделяющего галогенов в условиях пожара.
Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем 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, 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.
Внутренняя оболочка кабеля также может заполнять межпроволочные промежутки металлического экрана.
Кабель может также дополнительно содержать поверх металлического экрана разделительный слой в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной органической или неорганической ленты.
В этом случае кабель может дополнительно содержать поверх внутренней оболочки термический барьер в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.
Кабель может также дополнительно содержать поверх внутренней оболочки термический барьер в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.
По всем вариантам выполнения кабель может также дополнительно содержать на поверхности наружной оболочки электропроводящее покрытие из полимерной композиции или графита.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан силовой кабель в разрезе.
Кабель силовой содержит токопроводящую жилу 1, поверх каждой из которых последовательно расположены наложенные экструзией первый экран 2 из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляция 3 из сшитой композиции полиэтилена, второй экран 4 из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой 5 из электропроводящего материала, металлический экран 6. Поверх металлического экрана наложен разделительный слой 7, выполненный обмоткой из по меньшей мере одной органической или неорганической ленты; внутренняя оболочка 8 из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40; термический барьер 9 в виде обмотки, выполненной по меньшей мере из одной стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием; наружную оболочку 10 из экструдированной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30; электропроводящее покрытие 11 из полимерной композиции или графита.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
В качестве материала изоляции 3 кабеля использована сшитая композиция полиэтилена.
В качестве материала для экструдированных электропроводящих слоев 2 и 4 используется электропроводящая сшитая полимерная композиция.
В качестве материала внутренней оболочки 8 используется полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 40.
В качестве материала наружной оболочки 10 используются полимерные композиции, не содержащие галогенов, с кислородным индексом не менее 30.
В качестве материала покрытия 11 используются электропроводящие полимерные композиции или графит.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции выпускаются промышленно.
Токопроводящую жилу 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей.
Наложение экструдированных электропроводящих экранов 2 и 4, изоляции 3 и их сшивка осуществляется на линиях непрерывной вулканизации, а наложение экструдированной внутренней оболочки 8 и наружной оболочки 10 осуществляют на экструзионном оборудовании.
Наложение металлического экрана 6 осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение обмотки 5 из ленты электропроводящего материала, разделительного слоя 7 из лент и термического барьера 9 из стеклоленты или стеклослюдосодержащей ленты осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.
Образцы 1-3 (табл.1) предлагаемого кабеля силового были испытаны на нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А), на дымовыделение при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005 и на коррозионную активность продуктов дымогазовыделения при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99.
Для всех образцов получены одинаковые результаты испытаний, которые приведены в табл.2.
Основываясь на результатах испытаний, представленных в таблице 2, можно сделать следующие выводы:
1. Предлагаемый кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории «А», являющейся самой высокой категорией, при которой объем горючей массы составляет 7 л/м. Таким образом, предлагаемый кабель допускается прокладывать в пучках без применения дополнительных мер по огнезащите, в то время как известный кабель можно прокладывать только одиночно и в случае его прокладки совместно с другими кабелями необходимо применять покрытие огнезащитными составами.
3
2. Испытание предлагаемого кабеля по определению оптической плотности дыма в камере объемом 27 м в режиме горения и тления приводит к снижению интенсивности светового потока не более чем на 40%. В процессе испытаний известного кабеля происходит практически полное задымление испытательной камеры - интенсивность светового потока снижается более 70%.
3. Результаты испытаний предлагаемого кабеля по определению степени кислотности выделяемых при горении газов измерением рН и удельной проводимости позволяют классифицировать его как кабель безгалогенного типа. Коррозионная активность газов, выделяемых при горении материалов известного кабеля значительно превышает нормированные значения.
Учитывая вышеизложенное, очевидно, что предлагаемый кабель обладает улучшенными показателями пожарной безопасности, что позволяет прокладывать кабель пучками без применения дополнительных мер по огнезащите, в кабельных сооружениях и помещениях внутренних электроустановок, в том числе в сооружениях с массовым пребыванием людей, а также в помещениях, оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой.
Таким образом, технический результат заключается в повышении показателей пожарной безопасности кабеля.
Таблица 1.Кислородные индексы материалов элементов конструкции кабеля
Наименование элемента конструкции
Кислородный индекс материала
Номер образца
1
2
3
Внутренняя оболочка
41
40
42
Наружная оболочка
35
32
30
Таблица 2.Характеристики кабелей
Наименование характеристики
Технические требования
Кабельное изделие
Известный кабель
Предлагаемый кабель. Образцы 1-3
Нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А)
Длина обугленной или поврежденной пламенем части не более 2,5 м
более 2,5 м, не соответствует
менее 1,5 м, соответствует
Дымовыделение при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005
Сохранение светопроницаемости не менее 60%
20-30%, не соответствует
более 60%, соответствует
Коррозионная активность продуктов дымогазовыделения при горении и тлении по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99:
- проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами дымовыделения
не более 10,0 мкСм/мм
13-20, не соответствует
менее 9,0, соответствует
- показатель рН (кислотное число)
не менее 4,3
2,1-2,5, не соответствует
более 4,5, соответствует