КАБЕЛЬ КОНТРОЛЬНЫЙ ОГНЕСТОЙКИЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей контрольных с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 660 В частотой до 100 Гц и постоянном напряжении до 1000 В.
Известны контрольные огнестойкие кабели, не распространяющие горение, марки КППГнг(A)-FRHF, имеющие токопроводящие жилы, обмотку из слюдосодержащей ленты, изоляцию и оболочку из полимерных композиций, не содержащих галогенов (Полезная модель №174771).
Такие кабели соответствуют требованиям по нераспространению горения при групповой прокладке при испытаниях по ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, требованиям по оптической плотности дыма при испытаниях по ГОСТ IEC 61034-2-2011, требованиям по огнестойкости при испытаниях по ГОСТ IEC 60331-21-2011, требованиям по коррозионной активности продуктов горения при испытания по ГОСТ IEC 60754-2-2015 и имеют подтвержденный срок службы 40 лет при температуре окружающей среды до плюс 50°С при испытаниях по IEC 60216-1(2013) "Материалы электроизоляционные. Характеристики теплостойкости. Часть 1. Процедуры испытаний на старение и оценка результатов".
Однако, в соответствии с требованиями ПНСТ 167-2016 "Изделия кабельные для атомных станций. Общие технические требования", для кабелей, предназначенных для применения на атомных станциях, назначенный срок службы кабелей должен быть не менее 60 лет. Поставленная задача заключалась в выборе конструкции и определении полимерных материалов, обеспечивающих срок службы кабельного изделия не менее 60 лет при температуре окружающей среды до плюс 60°С при одновременном подтверждении требований по нераспространению горения кабелей при групповой прокладке с объемом горючей массы 7 л/м, огнестойкости, снижению светопроницаемости при горении и тлении не более 40%, проводимостью водного раствора абсорбированных продуктов дымо- и газовыделения не более 10 мкСм/мм с кислотным числом (рН) не более 4,3.
Технический результат заключается в разработке контрольных кабелей пожаробезопасного исполнения с назначенным сроком службы 60 лет при температуре окружающей среды до плюс 60°С.
Технический результат достигается тем, что в кабеле контрольном, содержащем скрученные медные токопроводящие жилы с наложенными поверх каждой термическим барьером, выполненным, по меньшей мере, из одной спирально наложенной с перекрытием слюдосодержащей лены, и изоляцией из полимерной композиции, и наложенную поверх скрученных изолированных жил наружную оболочку из полимерной композиции, наружная оболочка выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с температурным индексом (ТИ), определенным по IEC 60216-1, не менее 110 для времени 20000 часов, с кислородным индексом (КИ) не менее 32, и определенной по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг.
Изоляция и оболочка могут быть выполнены из полимерных композиций, не содержащих галогенов, сшитых с помощью радиационного или химического метода сшивки, имеющих определенную по ГОСТ Р 56722-2015 энергию активации не менее 100 кДж/моль.
Изоляция кабеля может быть выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с ТИ не менее 100 для времени 20000 часов, с КИ не менее 28 и удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг.
Кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил скрепляющую обмотку в виде спирально наложенной полиамидной или полиэтилентере-фталатной ленты и/или внутреннюю экструдированную оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с КИ не менее 40 и определенной по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг.
Кабель может дополнительно содержать поверх внутренней оболочки экран из медных лент или медных проволок, которые могут быть соединены медной лентой или пасмой, или броню из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава.
Для предотвращения осыпания слюды кабель может дополнительно содержать поверх термического барьера обмотку из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан кабель контрольный в разрезе.
Кабель контрольный содержит токопроводящие жилы 1, термический барьер 2, изоляцию 3 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющей энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 100 для времени 20000 часов, с КИ не менее 28 и удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг, изолированные жилы скручены в сердечник и наружную оболочку 4 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющую энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 110 для времени 20000 часов, с КИ не менее 32 и удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг. Кабель может дополнительно содержать скрепляющую обмотку 5 из полиамидной или полиэтилентерефталатной ленты, внутреннюю экструдированную оболочку 6 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с КИ не менее 40 и удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, экран 7 из медных лент или медных проволок, или броню 8 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава. Кабель также может дополнительно содержать обмотку 9 из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.
Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции, не содержащие галогенов, выпускаются промышленно.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.
Термический барьер 2, скрепляющую обмотку 5 и полиэтилентерефталатную ленту 9 накладывают на обмоточном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Изоляцию 3, внутреннюю 6 и наружную оболочки 4 накладывают на экструзионном оборудовании.
Наложение экрана 7 из медных лент или медных проволок осуществляют на известном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение брони 8 производится на бронировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.
Все образцы предлагаемых кабелей были испытаны на соответствие следующим требованиям пожарной безопасности: на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, на огнестойкость по ГОСТ IEC 60331-21-2011, на дымообразование при горении и тлении по ГОСТ IEC 61034-2-2005, на количество выделяемых газов галогеновых кислот при горении материалов конструкции кабелей по ГОСТ IEC 60754-2-2011. Результаты испытаний положительные. Расчетный срок службы был определен в соответствии с требованиями IEC 60216-1 и составил более 60 лет для температуры эксплуатации 60°С.
Результаты испытаний, проведенных в соответствии с требованиями ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, по сроку службы, а также сравнительные данные по удельной теплоте сгорания кабелей (за 100% приняты значения теплоты сгорания кабеля-прототипа) приведены в таблице.