СЕКЦИЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО КАБЕЛЕПРОВОДА

Настоящие техническое решение предназначено для подземной прокладки кабельных линий напряжением до 20 кВ в условиях сложившейся плотной городской застройки и обеспечивает удержание кабеля и его защиту от механических повреждений. Устройство также предназначено для подвода кабельных линий к телекоммуникационным колодцам, используемым для проверок, ремонтов и эксплуатационного обслуживания кабеля.
Уровень техники содержит сведения об устройствах того же назначения. В частности, известно техническое решение по патенту США на изобретение № 3693664 «Modular cellular conduit assembly (модульный ячеистый сборный канал)» (Hancock Brick and Tile Co, США, з. № 8102770, 15.10.1970, публ. 26.09.1972, МПК H02G9/06). Согласно описанию предложенного технического решения, запатентована модульная конструкция для подземной прокладки телефонных линий, электрических силовых линий и т.п. Предложено несколько вариантов решения, объединенных следующими признаками: установленные бок о бок гофрированные пластиковые трубы, снабженные средствами для предотвращения взаимного перемещения в сцепленном положении. Особенностью такого технического решения является конструктивное отсутствие однородной внутренней поверхности. Поверхность устройства выполнена гофрированной, а это не позволяет проложить кабель без дополнительных усилий и без деформирования оболочки кабеля при протяжке. Кроме того, такая форма выполнения устройства не позволяет контролировать межосевое расстояние силовых кабелей по причине отсутствия разделительного пространства между каналами.
Решением, частично преодолевающим указанные недостатки, является устройство по заявке США на изобретение № 20170299090 «Preformed duct assembly (Заранее сформированный канал)» (Forterra Pipe&Precast LLC, США, з. № 201662322451, 14.04.2016, публ. 19.10.2017, МПК F16L9/20; H02G9/04). Согласно описанию технического решения, заявлен заранее сформированный модуль для подземной прокладки кабелей, содержащий, по меньшей мере, один удлиненный канал, выполненный с возможностью размещения кабеля для передачи данных и соединения с аналогичным удлиненным каналом. Соединение осуществляется посредством вставки ниппельного конца одного удлиненного канала в муфтовый конец другого. Устройство также снабжено разделителями, выполняющими функцию ребер жесткости. Недостатком указанного технического решения является крепление канала по нескольким поверхностям. Такая схема сильно усложняет технологию монтажа и увеличивает время укладки. Кроме того, после монтажа конструкции при условии отсутствия ребра жесткости в узле соединения удлиненных каналов, давление грунта и динамическая вибрационная нагрузка от транспорта могут привести к нарушению (разгерметизации) соединительного узла и заполнения внутренней полости труб грунтовыми водами.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство по патенту Российской Федерации на полезную модель № 141942 «Многоканальный элемент» (СИТЕЛ, спол. с р.о., Чехия, з. № 2013113982, 22.03.2013, приор. 23.03.2012, публ. 20.06.2014, МПК H02G3/04). Согласно описанию технического решения, полезная модель относится к многоканальному элементу, в частности, для механической защиты кабелей, городских и магистральных телекоммуникационных сетей, сетей энергоснабжения и других технических инфраструктур, который состоит из полого основного корпуса продолговатой формы с прямоугольным или квадратным поперечным сечением, внутренняя полость которого разделена по меньшей мере одной промежуточной стенкой, проходящей в продольном направлении и на периферии которого имеются проходящие в поперечном направлении ребра жесткости, при этом на торцах основного корпуса выполнены соединительные патрубки для соединения с основными корпусами соседних многоканальных элементов. Вместе с тем, устройство не лишено недостатков. В частности, особенность конструкции устройства не позволяет контролировать межосевое расстояние силовых кабелей по причине отсутствия разделительного пространства между каналами. При такой реализации кабелепровода, кабель может размещаться, в том числе, вплотную с двух сторон к одной и той же разделительной стенке. Тем самым, возможно снижение КПД сетей энергоснабжения за счет увеличения сопротивления проводника электромагнитным полем соседнего силового кабеля. Устройство также неспособно действовать в условиях короткого замыкания кабеля, поскольку не оборудовано термостойкой футеровкой, а материал, из которого выполнена изоляция помещенного внутрь кабеля, может пристать к внутренней стенке кабель-канала при оплавлении вследствие короткого замыкания, что затрудняет извлечение поврежденного участка.
Таким образом, имеющийся уровень техники не содержит сведений о технических решениях, решающих ряд технических проблем. Так, технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание секции многоканального кабелепровода, обеспечивающей возможность прокладки нескольких кабелей или силовых линий параллельно и защищающей их от внешнего воздействия.
Техническая проблема решается следующим образом. Настоящим описанием предложена конструкция секции многоканального кабелепровода. Согласно полезной модели, устройство выполнено в виде продолговатого формованного элемента, содержащего продольные полые кабельные каналы, снабженные поперечными ребрами жесткости и средствами для соединения с другой секцией. Продолговатый формованный элемент дополнительно снабжен продольными ребрами жесткости, а продольные полые кабельные каналы выполнены взаимно изолированными.
Общими с аналогом признаками являются выполнение в виде продолговатого формованного элемента, содержащего продольные полые кабельные каналы, снабжение указанного продолговатого формованного элемента поперечными ребрами жесткости и средствами для соединения с другой секцией. В общем случае техническое решение отличается от аналога тем, что продолговатый формованный элемент
В первом частном случае выполнения продольные полые кабельные каналы имеют, по существу, овальное поперечное сечение.
Во втором частном случае выполнения продольные кабельные каналы имеют, по существу, круглое поперечное сечение.
В ином частном случае выполнения устройство выполнено из полимерного материала.
В уточнении указанного частного случая, устройство выполнено из полимерного трудно горючего самозатухающего материала.
В шестом частном случае выполнения, устройство характеризуется тем, что средства стыковки включают присоединительный фланец, выполненный с возможностью соединения шип-паз.
В седьмом частном случае выполнения, устройство характеризуется тем, что средства стыковки включают присоединительный фланец, выполненный с возможностью болтового соединения.
В восьмом частном случае выполнения, устройство дополнительно характеризуется тем, что внутренняя поверхность по меньшей мере одного продольного полого кабельного канала содержит футеровочный слой.
В девятом частном случае выполнения, устройство характеризуется тем, что полый продольный кабельный канал выполнен с возможностью соединения с соединительным патрубком (адаптером).
Целесообразно выполнение устройства, дополнительно отличающегося тем, что на наружной поверхности секции кабелепровода нанесена предупредительная маркировка.
В общем случае реализации устройство по настоящей полезной модели содержит состоящую из множества изолированных продольных полых кабельных каналов монолитную конструкцию для размещения во внутреннем пространстве указанных каналов кабелей, шлангов, гибких труб небольшого диаметра. Выполнение конструкции монолитной в виде формованного элемента позволяет легко транспортировать, складировать и производить установку устройства. Снабжение устройства продольными полыми кабельными каналами позволяет разместить защищаемые кабели в изолированных каналах, обеспечив, таким образом, защиту прокладываемой кабельной сети от внешних воздействий. Кроме того, выполнение каналов изолированными позволяет оперативно производить замену одного из кабелей, в то время как соединение кабельных каналов в единую конструкцию повышает скорость и удобство прокладки кабельной канализации. Снабжение конструкции ребрами жесткости, как продольными, так и поперечными, позволяет повысить сопротивление устройства внешним воздействиям, обеспечивая способность функционирования устройства под слоем земли. Продольные ребра также обеспечивают непосредственно изолированным кабельным каналам восприятие усиленной нагрузки грунтаи высокую несущую способность устройства. Устройство может содержать различное количество продольных полых кабельных каналов: от двух и выше. Предпочтительно использование секций с количеством кабельных каналов, кратного двум: два, четыре, шесть, восемь и т.д. Количество кабельных каналов подбирают исходя из потребностей при прокладке кабельной канализации. Секции кабелепровода также могут быть выполнены поворотными, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Более подробное описание примером реализации полезной модели приведено ниже в тексте описания.
Выполнение полых изолированных кабельных каналов с круглым или овальным поперечным сечением позволяет разместить во внутреннем пространстве кабели, шланги, гибкие трубы соответствующего диаметра. Кроме того, такая форма поперечного сечения позволяет разместить кабель или аналогичный элемент сети во внутреннем пространстве канала, центрировав его за счет действия гравитации.
Выполнение устройства из полимерного материала позволяет производить сложное по форме и, при этом, долговечное устройство, способное выдержать широкий спектр условий эксплуатации.
Использование в качестве материала трудногорючей самозатухающей полимерной композиции обеспечивает безопасность устройства при прокладке силовых кабелей или аналогичных элементов. При возникновении искры или при начале открытого горения, использование указанного материала не позволит распространиться пламени, исключит дальнейшее горение и снизит площадь поврежденного участка кабеля, что, в свою очередь, снизит материальные затраты на его ремонт.
Выполнение соединения секций по принципу паз-шип позволяет соединять между собой отдельные секции кабелепровода для получения кабельной канализации требуемой длины. Тип соединения обеспечивает быструю стыковку секций.
Болтовым типом соединения обеспечивается надежное соединение секций кабелепроводав единую конструкцию. Применение болтового соединения снижает требования к точности пригонки секций кабелепровода, а также требования к квалификации персонала, занимающегося прокладкой кабельной канализации.
Выполнение средств стыковки в форме фланца обеспечивает плотную стыковку сопрягаемых поверхностей секций кабелепровода.
Обработка композицией или снабжение внутренней поверхности кабельного канала футеровочным слоем позволяет получить поверхность кабельного канала, препятствующую пригоранию кабеля при аварийных перегрузках, разогреве и оплавлении оплетки кабеля и предотвращающую распространение горения наружных покровов кабеля при возникновении пламени.
Выполнение кабельного канала с возможностью соединения с патрубком, выполняющим функцию адаптера, позволяет стыковать секцию кабелепровода с иными системами кабельной канализации. Адаптер обеспечивает переход от формы поперечного сечения секции кабелепровода к форме поперечного сечения иной системы кабельной канализации.
Нанесение предупредительной маркировки позволяет повысить безопасность эксплуатации устройства при функционировании в составе кабельной канализации. Это позволяет поставить в известность лиц, осуществляющих земляные работы в местах залегания кабеля, проложенного с использованием секций кабелепровода.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими фигурами:
Фиг. 1 – секция кабелепровода с двумя кабельными каналами, главный вид;
Фиг. 2 – секция кабелепровода с двумя кабельными каналами, вид сбоку;
Фиг. 3 – секция кабелепровода с двумя кабельными каналами, вид спереди;
Фиг. 4 – секция кабелепровода с четырьмя кабельными каналами, главный вид;
Фиг. 5 –секция кабелепровода с четырьмя кабельными каналами, вид сбоку;
Фиг. 6 –секция кабелепровода с четырьмя кабельными каналами, вид спереди;
Фиг. 7 – поворотная секция кабелепровода с четырьмя кабельными каналами;
Фиг. 8 – поворотная секция кабелепровода с двумя кабельными каналами;
На фигурах обозначены следующие позиции:
1 – секция многоканального кабелепровода;
2 – продольный полый кабельный канал;
3 – поперечное ребро жесткости;
4 – продольное ребро жесткости;
5 – средства стыковки;
Для понимания принципов работы и особенностей различных реализаций полезной модели, ниже приведено описание фигур технического решения. Хотя в тексте описания подробно объясняются предпочтительные варианты реализации технического решения, необходимо понимать, что возможны и иные варианты реализации полезной модели. Соответственно, нет необходимости в ограничении объема правовой охраны технического решения исключительно представленными реализациями и перечнями узлов и компонентов. Полезная модель может быть реализована и иными способами. Вместе с тем, при описании предпочтительных вариантов технического решения, для ясности понимания основных принципов полезной модели специалистом, необходимо уточнить термины, применяемые в описании.
Необходимо отметить, что используемые в единственном числе в описании и формуле узлы и детали устройства, также представляют собой и множественные формы, если прямо не сказано обратное. Например, указание на составной элемент устройства также означает указание на совокупность (множество) таких элементов.
Также, при описании предпочтительных вариантов выполнения, для обеспечения ясности понимания, используются специальные термины. Предполагается, что термин используется в самом широком смысле, в каком он может быть истолкован специалистами в данной области техники и включает все технические эквиваленты, используемые тем же образом и с той же целью. Так, в частности, термин «секция» означает один из участков сооружения, в частности, подземной кабельной канализации. По замыслу авторов настоящего технического решения, слово «секция» аналогична слову «модуль». Термин «многоканальный» включает использование в составе секции количества каналов от двух и более. Количество каналов регулируется производственной необходимостью, экономической целесообразностью и техническими ограничениями производства. Возможно использование секций в тандеме, т.е. параллельная прокладка лини кабельной канализации. Термин «кабельный канал» характеризует некоторое изолированное от окружающей среды стенкой, но открытое с торцов тело цилиндрической формы для размещения в его внутреннем пространстве кабеля или аналогичного устройства: гибкого шланга, трубки и п.п. Термин «средства соединения», означает некоторый набор элементов, находящихся между собой во взаимосвязи, предназначенных для стыковки и последующего соединения с аналогичной секцией многоканального кабелепровода. Термин «изолированный», примененный по отношению к полому кабельному каналу означает, что устройство, помещенное во внутренний объем кабельного канала, не имеет соприкосновения с аналогичным устройством, размещенном в ином канале, а также то, что наружная часть стенки кабельного канала, по существу, не входит в соприкосновение со стенкой другого кабельного канала в составе секции кабелепровода. Термин «патрубок-адаптер» используется для идентификации устройства, предназначенного для стыковки кабельного канала с иной системой кабельной канализации.
Слова «состоящий», «содержащий», «включающий» означают, что, по меньшей мере указанный компонент, элемент, часть или шаг способа присутствует в композиции, предмете или способе, но не исключает присутствие иных компонентов, материалов, частей, шагов способа, даже если такой компонент, материал, часть, шаг способа выполняет ту же функцию, что и указанный.
Материалы, из которых изготовлены различные элементы настоящего полезной модели, указанные ниже при описании примеров конкретного выполнения устройства, являются типичными, но не обязательными для применения. Указанные в настоящих примерах выполнения материалы, могут быть заменены многочисленными аналогами, выполняющими ту же функцию, что и приведенные в описании примеры материалов.
Обратимся к прилагаемым фигурам. На Фиг. 1-3 изображена секция многоканального кабелепровода в соответствии с одной из конкретных реализаций настоящей полезной модели.
Секцию многоканального кабелепровода изготавливают методом литья под давлением из полимерной композиции на основе полиэтиленов высокого и низкого давления и модифицирующих добавок, в том числе антипиренов0 .Секция окрашена в чёрный цвет. Для окрашивания применяют суперконцентраты пигментов, предназначенные для полимеров. Устройства применяют для прокладки кабельных линий, постоянно эксплуатируемых при температуре до плюс 95°С.
Секция многоканального кабелепровода представляет собой литую конструкцию. Длина стандартной секции 1000 мм. При монтаже секции соединяют между собой и формируют единую систему канализации.
Применяемая полимерная композиция и конструкция устройства обеспечивает прочностные характеристики секции многоканального кабелепровода, представленные в таблице 1.
Таблица 1 – Прочностные характеристики многоканального кабелепровода
№ п/п
Наименование показателя
Значение
1
Сопротивление сжатию при разрушении, кН/м, не менее
15
2
Сопротивление сжатию при деформации внутреннего диаметра на 3 % от первоначального значения, кН/м, не менее
5
3
Сопротивление сжатию при деформации внутреннего диаметра на 5 % от первоначального значения, кН/м, не менее
6,5
4
Кольцевая жёсткость, кН/м<sup>2</sup>, не менее
32
5
Стойкость к удару, Дж, не менее
49
6
Температура эксплуатации без деформации, °С, не менее
95
Сопротивление изоляции материала продольного полого кабельного канала более 100 МОм.
Продольные полые кабельные каналы, предназначенные для прокладки силовых кабелей, имеют двухслойную конструкцию. Внутренний слой выполнен из керамического материала, обеспечивающего протовопожарные характеристики.
На присоединительных фланцах секций кабелепровода, установлены силиконовые уплотнители, обеспечивающие при стыковке секций в единую систему кабельной канализации защиту от проникновения пыли и влаги. Степень защиты устройства отвечает требованиям не менее IP55.
Укладку секций многоканального кабелепровода осуществляют на подготовленную для этого поверхность, например, в траншею, при подземной прокладке канализации. Монтаж секций (стыковку секций между собой) осуществляют в следующей последовательности: устанавливают секцию в горизонтальном положении; в присоединительный фланец «паз» в каждое посадочное место устанавливают силиконовый уплотнитель; подносят вторую секцию под углом 30° стороной с присоединительным фланцем «шип»;производят зацеп присоединительных фланцев по типу«шип-паз»; опускают секцию в горизонтальное положение; монтаж следующей секции производят аналогичным образом. В случае, если устройство снабжено средствами соединения, включающими фланец с отверстиями по болтовое соединение, монтаж секций кабелепровода осуществляют следующим образом: устанавливают секцию в горизонтальном положении; в присоединительный фланец в каждое посадочное место устанавливают силиконовый уплотнитель; подносят вторую секцию; стыкуют секции до сопряжения отверстий под болтовые соединения; стягивают болтовыми соединениями секции кабелепровода; монтаж следующей секции производят аналогичным образом.
В зависимости от назначения прокладываемого кабеля конструкции многоканальных кабеепроводов подразделяют на три типа:
- секция многоканального кабелепровода слаботочная, предназначенная для прокладки слаботочных кабелей, таких как: телефонные, теле-, радио-, оптоволоконные, контрольные и т.п.;
- секция многоканального кабелепровода силовая, предназначенная для прокладки силовых кабелей напряжением до 20 кВ;
- секция многоканального кабелепровода комбинированная предназначенная для одновременной прокладки нескольких типов кабелей.
Варианты реализации настоящей полезной модели не ограничиваются приведенными выше примерами конкретного выполнения. Могут быть предложены и иные формы реализации технического решения, не отдаляясь от смысла полезной модели. Вместе с тем, некоторые конфигурации были раскрыты в настоящем описании.
Раскрытые выше примеры выполнения приведены с целью показать промышленную применимость устройства и дать общее впечатление о возможностях предложенного устройства. Объем правовой охраны технического решения определяется формулой полезной модели, а не представленным описанием, и все изменения, совершенные с применением эквивалентных признаков, подпадают под правовую охрану настоящей полезной модели.