RU102141U1

RU102141U1 - POWER CABLE

Info

Publication number: RU102141U1
Application number: RU2010141598/07U
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Шувалов; Юрий Васильевич Образцов; Владимир Леонидович Овсиенко
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-02-10

Abstract

1. Кабель силовой на напряжение 6 кВ и выше, содержащий токопроводящую жилу и последовательно наложенные на нее первый полимерный электропроводящий экран, полимерную изоляцию, второй полимерный электропроводящий экран, металлический экран, защитную оболочку, отличающийся тем, что полимерная изоляция выполнена из химически сшитого полиэтилена низкой плотности, содержащего нанонаполнитель из оксида кремния или из оксида кремния, обработанного соединениями силана. ! 2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что содержание нанонаполнителя в химически сшитом полиэтилене низкой плотности составляет 0,1-5 мас.%. 1. Power cable for voltage of 6 kV and higher, containing a conductive core and sequentially applied to it, the first polymer conductive screen, polymer insulation, the second polymer conductive screen, metal screen, a protective sheath, characterized in that the polymer insulation is made of chemically cross-linked polyethylene low density containing a nanofiller made of silica or silica treated with silane compounds. ! 2. The cable according to claim 1, characterized in that the content of the nanofiller in chemically cross-linked low density polyethylene is 0.1-5 wt.%.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых с пластмассовой изоляцией и защитной оболочкой, предназначенных для передачи электрической энергии при переменном напряжении 6 кВ и выше частотой 50 Гц.The utility model relates to cable technology, namely, to the construction of power cables with plastic insulation and a protective sheath, designed to transmit electrical energy at an alternating voltage of 6 kV and higher with a frequency of 50 Hz.

Известен силовой кабель на напряжение 64/110 кВ частотой 50 Гц, имеющий токопроводящую жилу, полимерный электропроводящий экран по жиле, изоляцию из полиэтиленовой композиции, полимерный электропроводящий экран по изоляции, металлический экран, и защитную оболочку (Информационно-технический сборник «Изделия кабельные» т.1, ч.1, с 219, Москва, ОАО «ВНИИКП», 2009).Known power cable for voltage 64/110 kV with a frequency of 50 Hz, having a conductive core, a polymer conductive screen on the core, insulation from a polyethylene composition, a polymer conductive screen for insulation, a metal screen, and a protective sheath (Information and technical collection "Cable products" t .1, part 1, p. 219, Moscow, VNIIKP OJSC, 2009).

Известно, что основными механизмами разрушения полимерной кабельной изоляции, работающей при средних и высоких напряжениях, является развитие электрических триингов (Известия Академии электротехнических наук РФ, №2, август 2009, с.11-20) и водных триингов (Э.Т.Ларина, Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии., М, Энергоатомиздат, 1996, с.65-69).It is known that the main mechanisms of destruction of polymer cable insulation operating at medium and high voltages are the development of electrical triings (Izvestia of the Academy of Electrotechnical Sciences of the Russian Federation, No. 2, August 2009, pp. 11-20) and water triings (E.T. Larina, Power cables and high-voltage cable lines., M, Energoatomizdat, 1996, p.65-69).

Указанный кабель имеет недостаточно высокую стойкость к зарождению и развитию данных повреждений, что приводит к снижению электрической прочности изоляции кабеля, сокращению срока ее службы. Поставленная задача заключалась в разработке конструкции силового кабеля, имеющего повышенную стойкость к зарождению и развитию водных и электрических триингов, а следовательно более высокую электрическую прочность и длительный срок эксплуатации.The specified cable is not sufficiently resistant to the nucleation and development of these damages, which leads to a decrease in the electrical strength of the cable insulation, reducing its service life. The task was to develop the design of the power cable, which has increased resistance to the nucleation and development of water and electric triings, and therefore higher dielectric strength and long service life.

Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом на напряжение 6 кВ и выше, содержащем токопроводящую жилу и последовательно нанесенные на нее первый полимерный электропроводящий экран, полимерную изоляцию, второй полимерный электропроводящий экран, металлический экран, защитную оболочку, полимерная изоляция выполнена из химически сшитого полиэтилена низкой плотности, содержащего нанонаполнитель из оксида кремния или оксида кремния, обработанного соединениями силана. В частности, оксид кремния может быть обработан 3-окси-винилсиланом.The technical result is achieved by the fact that in a power cable for voltage of 6 kV and higher, containing a conductive core and sequentially applied to it, a first polymer conductive shield, polymer insulation, a second polymer conductive shield, metal shield, protective sheath, polymer insulation is made of chemically cross-linked polyethylene low density containing a nanofiller of silica or silica treated with silane compounds. In particular, silica can be treated with 3-hydroxy-vinylsilane.

Содержание нанонаполнителя в химически сшитом полиэтилене низкой плотности составляет предпочтительно 0,1-5 мас.%.The content of the nanofiller in chemically crosslinked low density polyethylene is preferably 0.1-5 wt.%.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан силовой кабель в разрезе.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a power cable in section.

Кабель содержит токопроводящую жилу 1, первый полимерный экран 2, полимерную изоляцию из полиэтиленовой композиции с нанонаполнителем, имеющую повышенную стойкость к росту водных и электрических триингов 3, второй полимерный экран 4, металлический экран 5, защитную оболочку 6.The cable contains a conductive core 1, a first polymer screen 2, a polymer insulation of a polyethylene composition with a nano-filler having increased resistance to growth of water and electric triings 3, a second polymer screen 4, a metal screen 5, a protective sheath 6.

Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.The following is information confirming the feasibility of implementing a utility model.

Под наполнителями понимают вещества, которые вводят в полимерные материалы для придания им различных специфических свойств и снижения их стоимости. Размеры частиц наполнителя варьируются в широком диапазоне значений от нескольких мкм до 300 мкм (Энциклопедия полимеров, т.2, изд. "Советская энциклопедия", 1974, с.343).Under the fillers understand the substances that are introduced into polymeric materials to give them various specific properties and reduce their cost. The sizes of the filler particles vary in a wide range of values from several microns to 300 microns (Encyclopedia of Polymers, Vol. 2, ed. "Soviet Encyclopedia", 1974, p. 343).

Применяемый в данном техническом решении нанонаполнитель представляет собой порошок неорганического материала с размерами частиц в диапазоне от нескольких нм до 100 нм (Российский химический журнал, 2002, т.XLVI, №5, с.50-56).The nanofiller used in this technical solution is a powder of inorganic material with particle sizes in the range from several nm to 100 nm (Russian Chemical Journal, 2002, vol. XLVI, No. 5, p. 50-56).

Токопроводящая жила изготавливается из алюминиевой или медной проволоки. Полимерные композиции для экранов, изоляции, нанонаполнитель из оксида кремния выпускаются промышленно. Защитная оболочка изготавливается из традиционных для этих целей материалов - пластмассы или металла.The conductive core is made of aluminum or copper wire. Polymeric compositions for screens, insulation, nanofiller made of silicon oxide are commercially available. The protective shell is made of materials traditional for these purposes - plastic or metal.

Технология изготовления кабеля является традиционной для этого типа изделий и сводится к следующему. На токопроводящую жилу методом экструзии на промышленном оборудовании накладываются все полимерные элементы конструкции. Наложение проволок экрана осуществляется методом обмотки.Cable manufacturing technology is traditional for this type of product and boils down to the following. All polymer structural elements are superimposed on a conductive core by extrusion on industrial equipment. The screen wires are applied by winding.

Образцы изготовленные из предлагаемого кабеля силового и известного кабеля были испытаны на стойкость к развитию водных и электрических триингов.Samples made from the proposed cable power and well-known cable were tested for resistance to the development of water and electrical triings.

Для испытаний на стойкость к развитию водных триингов образцы представляли собой фрагменты кабельной изоляции толщиной около 3 мм, в которых была сформирована полость, заполнявшаяся электролитом (0,3N NaCl). Расстояние между полостью, на которую подавалось испытательное напряжение 12 кВ 50 Гц и заземляющим электродом составляло 1,5 мм. В таблице 1 представлены значения средних по 10-ти образцам длин водных триингов и количество образцов, выдержавших испытания при различной продолжительности выдержки под напряжением.For tests on resistance to the development of water triings, the samples were fragments of cable insulation with a thickness of about 3 mm, in which a cavity was formed, filled with electrolyte (0.3 N NaCl). The distance between the cavity to which the test voltage of 12 kV 50 Hz was applied and the ground electrode was 1.5 mm. Table 1 presents the average values of 10 samples of the lengths of water triings and the number of samples that have withstood tests at different durations of exposure under voltage.

Таблица 1Table 1 Средние значения длин водных триингов и количество образцов, выдержавших испытанияAverage lengths of water triings and the number of samples that passed the test Длительность испытаний, часTest duration, hour 30003000 53005300 90009000 Длина водного триинга, мкмThe length of the water tringing, microns Известный кабельFamous cable 150150 190 (из 10-ти испытуемых 5 образцов пробилось)190 (out of 10 subjects, 5 samples made their way) из 10-ти испытуемых образцов все пробилисьout of 10 test samples, all made their way Предлагаемый кабельProposed cable 4545 7070 9090

Для испытаний на стойкость к зарождению электрических триингов образцы представляли собой фрагменты кабельной изоляции толщиной около 1,5 мм, в которые вводился микроэлектрод в виде иглы с радиусом закругления 1 мкм. Межэлектродное расстояние составляло 5 мм. В таблице 2 представлены средние значения по 10 образцам напряжения зарождения электрических триингов и длины за время испытаний 30 мин.For tests on the resistance to the origin of electric triings, the samples were fragments of cable insulation with a thickness of about 1.5 mm into which a microelectrode was inserted in the form of a needle with a radius of curvature of 1 μm. The interelectrode distance was 5 mm. Table 2 presents the average values for 10 samples of the voltage of the origin of electrical triings and lengths during the test 30 min.

Таблица 2table 2 Средние значения напряжения зарождения и длины электрических триинговAverage values of nucleation voltage and length of electrical triings Напряжение зарождения электрического триинга, кВThe voltage of the origin of electric tringing, kV Длина электрического триинга, мкмThe length of the electric triing, microns Известный кабельFamous cable 5,15.1 480480 Предлагаемый кабельProposed cable 6,46.4 390390

Таким образом, предлагаемый кабель имеет более высокую стойкость к развитию водных и электрических триингов, что приводит к увеличению его электрической прочности и срока эксплуатации.Thus, the proposed cable has a higher resistance to the development of water and electrical triings, which leads to an increase in its electric strength and durability.

Claims

1. Power cable for voltage of 6 kV and higher, containing a conductive core and sequentially applied to it, the first polymer conductive screen, polymer insulation, the second polymer conductive screen, metal screen, a protective sheath, characterized in that the polymer insulation is made of chemically cross-linked polyethylene low density containing a nanofiller made of silica or silica treated with silane compounds.

2. The cable according to claim 1, characterized in that the content of the nanofiller in chemically cross-linked low density polyethylene is 0.1-5 wt.%.