КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ГИБКИЙ ЭКРАНИРОВАННЫЙ ШАХТНЫЙ

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, может быть использована в горнодобывающей отрасли и предназначена для присоединения угольных комбайнов и других передвижных механизмов или электроустановок, работающих в забоях и очистных лавах, к электрической сети, может применяться в условиях с тропическим климатом, для эксплуатации в подземных выработках шахт, где возможно скопление газа, обеспечивает нормальную работу комбайнов, работающих с применением кабелеукладчика. Кабели предназначены для работы на напряжение 1140 В переменного тока частотой 50 Гц на основных жилах, при этом напряжение вспомогательных жил 220 В переменного тока частотой 50 Гц, и на напряжение 3300 В и 6000 В переменного тока частотой 50 Гц на основных жилах, при этом напряжение вспомогательных жил 380 В переменного тока частотой 50 Гц.
Из предшествующего уровня техники известна большая группа гибких экранированных шахтных кабелей, предназначенных для присоединения передвижных машин и механизмов к сети на переменное напряжение до 1140 В на основных жилах и 220 В на вспомогательных. Особенностью большинства таких кабелей является наличие гибких экранов из электропроводящей резины, предназначенных для отключения кабеля в случае аварийных ситуаций. Например, известен гибкий экранированный кабель по ТУ16.К73.012-95, который содержит три основные жилы, покрытые резиновой изоляцией и эластичными экранами из электропроводящей резины, группу из трех вспомогательных изолированных жил. Основные жилы и группа вспомогательных жил скручена вокруг неизолированной заземляющей жилы и покрыты резиновой оболочкой.
Недостатками этих кабелей является низкая механическая стойкость основных жил при деформациях изгиба, кручения при эксплуатации кабеля и значительная трудоемкость отделения электропроводящего экрана от изоляции, что необходимо при монтаже кабеля к оборудованию.
Прототипом заявляемой полезной модели может служить полезная модель, защищенная патентом №77721, включающая три основные изолированные жилы с эластичными электропроводящими экранами, жилу заземления, защитную оболочку и дополнительно оплетку из медных проволок поверх каждой основной жилы, предназначенная для присоединения шахтных передвижных машин и механизмов к сети на номинальное переменное напряжение до 1140 В частотой 50 Гц на основных жилах и до 220 В на вспомогательных жилах.
Недостатком данной конструкции и конструкций предыдущих аналогов является сложность или невозможность присоединения кабелей к импортным комбайнам, а использование для работы в шахтах более мощного оборудования приводит к необходимости создания таких кабелей, которые позволят передавать по ним более высокую мощность за счет повышения рабочего напряжения в широком диапазоне от 1140 В до 6000 В. Кроме того, при работе в шахтах необходимо повышать эксплуатационную надежность кабеля, увеличивая его механическую прочность для предотвращения разрушения кабеля в процессе эксплуатации в широком температурном диапазоне.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала кабелей для импортных комбайнов, работающих в широком диапазоне рабочего напряжения от 1140 В до 6000 В и обладающих высокой эксплуатационной надежностью в широком температурном диапазоне.
Данная задача достигается за счет того, что кабель силовой гибкий теплостойкий экранированный, с внутренней оболочкой из резины и наружной оболочкой из маслостойкой резины, не распространяющей горение или резины, предназначенной для работы на открытом воздухе при температуре до минус 60°C, разделительным слоем поверх скрученных жил из синтетической пленки, термоскрепленного полотна или электропроводящего материала, включающий три основные медные изолированные жилы повышенной гибкости с эластичными электропроводящими экранами и синтетической пленкой поверх основных жил, скрученные с тремя медными вспомогательными жилами в резиновой изоляции и равномерно расщепленной жилой заземления в виде комбинированной оплетки из медных луженых проволок и синтетических нитей и наложенной по основным жилам поверх электропроводящего экрана с разделительным слоем поверх и под жилой заземления виде обмотки с перекрытием лентой из электропроводящего материала. При этом двухслойная резиновая оболочка может быть упрочнена оплеткой из синтетических нитей или иметь броню в виде обмотки из стального или сталемедного каната. Если кабель исполняется в тропическом варианте, то основные и вспомогательные токопроводящие жилы изготовлены из медной проволоки луженой оловом или покрытой свинцово оловянистым сплавом.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение механической прочности и надежности кабеля при эксплуатации в широком температурном диапазоне при напряжении от 1140 В до 6000 В. При этом обеспечивается более высокая надежность кабеля при эксплуатации за счет повышения электропроводных свойств, поэтому при аварийных ситуациях в шахте надежнее срабатывает система автоматической защиты. Кроме того, помимо своего основного назначения, расщепленная жила заземления в этом случае выполняет роль дополнительного металлического экрана, повышая при этом степень защиты кабеля от внешних электрических помех. Основные токопроводящие жилы дополнительно покрыты разделительным слоем в виде синтетической пленки для исключения залипания резины. Вспомогательные жилы расположены симметрично относительно основных, в результате уменьшается влияние рабочих токов на сигналы, передаваемые по вспомогательным жилам. Изоляция из этиленпропиленовой резины с высокой электрической и термической стойкостью позволяет выдерживать длительно-допустимую температуру на токопроводящих жилах (90°C), электрическое сопротивление изоляции основных жил - не менее 100 Мом/км. Разделительный слой поверх скрученных жил, выполненный из синтетической пленки, термоскрепленного полотна или электропроводящего материала закрепляет скрутку жил, повышая надежность кабеля. Поверх группы, состоящей из основной жилы и жилы заземления выполнена обмотка с перекрытием лентой из электропроводящего материала для дополнительной защиты жил. Благодаря высоким термомеханическим характеристикам этиленпропиленовой резины изгиб кабеля (в том числе термодинамическая нагрузка) вызывает незначительные механические напряженности слоев изоляции, что в свою очередь, не провоцирует неравномерного распределения электрической напряженности в толщине изоляции и увеличивает стойкость кабеля к электрическим и механическим нагрузкам. Маслостойкая резиновая оболочка с высокой стойкостью к истиранию и разрыву, упрочненная между внутренним и наружным слоями броней или полиэфирными нитями предотвращают кручение кабеля и повышают надежность в эксплуатации. Использование в наружной оболочке кабеля резины, предназначенной для работы на открытом воздухе при температуре до минус 60°C увеличивает температурный диапазон использования кабеля при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.
На Фиг. 1 изображено поперечное сечение гибкого силового экранированного кабеля предлагаемой конструкции.
Трехжильный кабель состоит из трех медных токопроводящих жил - 1; изоляции из резины - 2; экрана по изоляции из электропроводной резины - 3; 3-х вспомогательных жил из медных проволок в резиновой изоляции - 4; расщепленной жилы заземления, наложенной по электропроводящему экрану основной жилы - 5; внутренней оболочки из резины - 6; оплетки из синтетических (полиэфирных) нитей или брони в виде обмотки из стального или сталемедного каната - 7; наружной оболочки из двухслойной резины - 8.
Заявляемая полезная модель «кабель силовой гибкий экранированный шахтный» успешно опробован и изготавливается на предприятии ООО «Камский кабель».