RU140625U1

RU140625U1 - FIRE RESISTANT CABLE

Info

Publication number: RU140625U1
Application number: RU2013154023/07U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Мещанов; Михаил Юрьевич Шувалов; Владимир Александрович Байков; Михаил Кузьмич Каменский; Татьяна Сергеевна Мартыненко
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-05-20

Abstract

1. Кабель силовой, содержащий три токопроводящие жилы с изоляцией из полимерной композиции, скрученные в общий сердечник вокруг центрального заполнения, внутреннюю оболочку, обмотку из электропроводящей ленты, экран в виде обмотки из медных лент или из повива медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок, разделительный слой в виде обмотки, подушки под броню, броню из двух стальных оцинкованных лент или круглых стальных оцинкованных проволок, или круглых проволок или лент из алюминия или алюминиевого сплава и экструдированную наружную оболочку, отличающийся тем, что изоляция выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с удельным объемным электрическим сопротивлением не менее 10Ом·см и с кислородным индексом не менее 28, центральное заполнение, внутренняя оболочка и подушка под броню выполнены из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30, а наружная оболочка выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35.2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер в виде обмотки, по меньшей мере, из двух слюдосодержащих лент, каждая из которых наложена с перекрытием не менее 40%.3. Кабель по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит поверх термического барьера обмотку, по меньшей мере, из одной электроизоляционной силиконовой ленты, наложенной с перекрытием не менее 40%.1. A power cable containing three conductive conductors with insulation from a polymer composition, twisted into a common core around a central filling, an inner sheath, a winding from an electrically conductive tape, a shield in the form of a winding from copper tapes or from a coil of copper wires fastened together by a spiral applied copper tape or the last of copper wires, the separation layer in the form of a winding, pillows for armor, armor of two steel galvanized tapes or round steel galvanized wires, or round wires or tapes of aluminum or aluminum alloy and extruded outer shell, characterized in that the insulation is made of a cross-linked halogen-free polymer composition with a specific volumetric electrical resistance of at least 10 Ohm · cm and an oxygen index of at least 28, the central filling, inner shell and armor cushion are made from a halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 30, and the outer shell is made of a halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 35 .2. A cable according to claim 1, characterized in that it further comprises a thermal barrier on top of each conductive core in the form of a winding of at least two mica-containing tapes, each of which is laid with an overlap of at least 40%. 3. The cable according to claim 2, characterized in that it further comprises, on top of the thermal barrier, a winding of at least one electrical insulating silicone tape, superimposed with an overlap of at least 40%.

Description

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 6 и 10 кВ частотой 50 Гц при температуре окружающей среды от минус 50°C до плюс 50°C и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°C.The utility model relates to cable technology, namely, to the design of power cables with plastic insulation and a sheath, designed for the transmission and distribution of electrical energy in stationary electrical installations with an alternating voltage of 6 and 10 kV at a frequency of 50 Hz at an ambient temperature of minus 50 ° C up to plus 50 ° C and relative humidity up to 98% at a temperature of plus 35 ° C.

Известны силовые кабели на напряжение 6 кВ частотой 50 Гц, имеющие три токопроводящие жилы с изоляцией из полимерной композиции, жилы скручены в общий сердечник вокруг центрального заполнения, внутреннюю оболочку, обмотку из электропроводящей ленты, экран в виде обмотки из медных лент или из повива медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок, разделительный слой в виде обмотки, подушки под броню, броню из двух стальных оцинкованных лент или круглых стальных оцинкованных проволок, или круглых проволок или лент из алюминия или алюминиевого сплава и экструдированную наружную оболочку (кабель марки ВБВнг по ГОСТ Р 55025-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно».Power cables with a voltage of 6 kV and a frequency of 50 Hz are known, having three conductive cores insulated from a polymer composition, the cores are twisted into a common core around a central filling, an inner sheath, a winding from an electrically conductive tape, a shield in the form of a winding from copper tapes or from a coil of copper wires fastened together by a spirally imposed copper tape or a sheaf of copper wires, a separation layer in the form of a winding, cushion for armor, armor of two steel galvanized tapes or round steel galvanized wires, or a circle cored wires or tapes of aluminum or aluminum alloy and an extruded outer sheath (VBVng brand cable according to GOST R 55025-2012 "Power cables with plastic insulation for a rated voltage of 6 to 35 kV inclusive."

Такие кабели по параметрам пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ Р 53315-2009 могут применяться при групповой прокладке в наружных кабельных сооружениях. Однако они не отвечают требования, предъявляемым к кабелям для прокладки в закрытых кабельных сооружениях, кроме того они не обеспечивают сохранение работоспособности (т.е. не огнестойкие) при пожаре в течение заданного времени.Such cables according to fire safety parameters in accordance with GOST R 53315-2009 can be used for group installation in outdoor cable structures. However, they do not meet the requirements for cables for laying in enclosed cable structures, in addition, they do not ensure the preservation of operability (i.e., not fireproof) in case of fire for a specified time.

Технический результат, на достижение которого направлена разработанная конструкция силового кабеля, соответствующая требованиям ГОСТ Р 53315-2009, предъявляемым к кабелям, предназначенным для групповой прокладки в закрытых кабельных сооружениях, заключается в сохранении работоспособности при воздействии пламени в течение времени не менее 60 мин, т.е. технический результат заключается в повышении показателей пожарной безопасности кабеля.The technical result, to which the developed design of the power cable is aimed, complying with the requirements of GOST R 53315-2009 for cables intended for group installation in closed cable structures, is to maintain operability when exposed to a flame for at least 60 minutes, t. e. the technical result is to increase the fire safety of the cable.

Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем три токопроводящие жилы с изоляцией из полимерной композиции, жилы скручены в общий сердечник вокруг центрального заполнения, внутреннюю оболочку, обмотку из электропроводящей ленты, экран в виде обмотки из медных лент или из повива медных проволок, скрепленных спирально наложена медной лентой или пасьмой из медных проволок, разделительный слой в виде обмотки, подушку под броню, броню из двух стальных оцинкованных лент или круглых стальных оцинкованных проволок, или круглых проволок или лент из алюминия или алюминиевого сплава и экструдированную наружную оболочку, изоляция выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с удельным объемным электрическим сопротивлением (ρ_ν) не менее 10¹⁴ Ом·см и с кислородным индексом не менее 28, центральное заполнение, внутренняя оболочка и подушка под броню выполнены из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 и наружная оболочка выполнена из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35.The technical result is achieved by the fact that in a power cable containing three conductive conductors with insulation from a polymer composition, the conductors are twisted into a common core around a central filling, an inner sheath, a winding from an electrically conductive tape, a shield in the form of a winding from copper tapes or from a coil of copper wires, fastened spirally imposed by a copper tape or a sheaf of copper wires, a separation layer in the form of a winding, a pillow under the armor, armor from two steel galvanized tapes or round steel galvanized wires, silt round wires or ribbons made of aluminum or an aluminum alloy and an extruded outer sheath, insulation made of crosslinked polymer composition containing no halogen, with a specific volume electric resistance (ρ _ν) at least October ¹⁴ ohm · cm and an oxygen index of not less than 28, central filling, the inner shell and the pillow under the armor are made of a halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 30 and the outer shell is made of a halogen-free polyolefin composition with a ki lorodnym index at least 35.

Кабель может дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер в виде обмотки по меньшей мере из двух слюдосодержащих лент, каждая из которых наложена с перекрытием не менее 40%.The cable may additionally contain on top of each conductive core a thermal barrier in the form of a winding of at least two mica-containing tapes, each of which is superimposed with an overlap of at least 40%.

Кабель может дополнительно содержать поверх термического барьера обмотку по меньшей мере из одной электроизоляционной силиконовой ленты наложенной с перекрытием не менее 40%.поверх жил, скрученных в сердечник, скрепляющую ленту, наложенную с зазором.The cable may additionally comprise, on top of the thermal barrier, a winding of at least one electrical insulating silicone tape superimposed with an overlap of at least 40%. On top of the wires twisted into a core, fastening the tape superimposed with a gap.

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 силовой содержит три токопроводящие жилы 1, термический барьер 2 в виде обмотки, по меньшей мере, из двух слюдосодержащих лент, каждая из которых наложена с перекрытием не менее 40%, обмотку 3, по меньшей мере, из одной электроизоляционной силиконовой ленты, изоляцию 4 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов. Жилы скручены в общий сердечник, вокруг центрального заполнения 5. Поверх сердечника последовательно наложены внутренняя оболочка 6 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, обмотка 7 из электропроводящей ленты, экран 8 в виде обмотки из медных лент или из повива медных проволок, скрепленных спирально наложенной медной лентой или пасьмой из медных проволок, разделительный слой 9 в виде обмотки, подушка 10 под броню 11 в виде обмотки из металлических лент, наложенных с перекрытием, или в виде спирально наложенных металлических проволок, наружная оболочка 12.The power cable contains three conductive conductors 1, a thermal barrier 2 in the form of a winding of at least two mica-containing tapes, each of which is laid with an overlap of at least 40%, winding 3 of at least one electrical insulating silicone tape, insulation 4 from a cross-linked halogen-free polymer composition. The cores are twisted into a common core around a central filling 5. The inner shell 6 of a halogen-free polymer composition, a winding 7 of an electrically conductive tape, a shield 8 in the form of a winding of copper tapes or of a coil of copper wires fastened together spirally imposed by copper tape or rope from copper wires, the separation layer 9 in the form of a winding, a pillow 10 under the armor 11 in the form of a winding of metal tapes superimposed overlapping, or in the form of spirally imposed metal wires to the outer shell 12.

В качестве материала изоляции 4 кабеля используется трудногорючая сшитая полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 28 и удельным объемным электрическим сопротивлением не менее 10¹⁴ Ом·см.As the insulation material of 4 cables, a flame-retardant cross-linked, halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28 and a specific volumetric electrical resistance of at least 10 ¹⁴ Ohm · cm is used.

В качестве материала центрального заполнения 5 и внутренней оболочки 6 и подушки под броню 10 используются трудногорючие полимерные композиции, не содержащие галогенов, с кислородным индексом не менее 30.As the material of the central filling 5 and the inner shell 6 and the cushion under the armor 10, flame-retardant halogen-free polymer compositions with an oxygen index of at least 30 are used.

В качестве материала разделительного слоя 9 могут применяться стеклоленты или стеклослюдосодержащие ленты, наложенные с перекрытием.As the material of the separation layer 9 can be applied glass tape or glass mica tape, superimposed overlapping.

В качестве материала проволок или лент брони 11 используется оцинкованная сталь, алюминий или алюминиевый сплав.As the material of the wires or tapes of the armor 11, galvanized steel, aluminum or an aluminum alloy is used.

В качестве материала наружной оболочки 12 кабеля используется трудногорючая полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 35.As the material of the outer sheath 12 of the cable, a flame-retardant, non-halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 35 is used.

Примененные для изготовления предлагаемого кабеля материалы выпускаются промышленно и широко используются при изготовлении силовых кабелей.The materials used for the manufacture of the proposed cable are manufactured industrially and are widely used in the manufacture of power cables.

Токопроводящие жилы 1 изготавливают из проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.Conducting cores 1 are made of wire, traditional for electric cables, the twisting of the cable elements is carried out on conventional twisting equipment.

Наложение изоляции 4, внутренней оболочки 6, подушки 10 под броню 11 и наружной оболочки 12 осуществляют на экструзионном оборудовании.The imposition of insulation 4, the inner shell 6, pillows 10 under the armor 11 and the outer shell 12 is carried out on extrusion equipment.

Сшивание изоляции 4 осуществляется в "сауне" или с помощью электронного ускорителя.Stitching of insulation 4 is carried out in a "sauna" or using an electronic accelerator.

Наложение металлического экрана 8 и брони 11, состоящей из спиралеобразно наложенных металлических проволок, осуществляют на известном крутильном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.The imposition of a metal shield 8 and armor 11, consisting of helically imposed metal wires, is carried out on known twisting equipment, traditionally used in the cable industry.

Наложение термического барьера 2, обмотки 3, разделительного слоя 9, выполненного обмоткой, брони 11, состоящей из металлических лент, осуществляют на обмоточных машинах, применяемых в кабельной промышленности.The application of thermal barrier 2, winding 3, separation layer 9 made by winding, armor 11, consisting of metal strips, is carried out on winding machines used in the cable industry.

Предлагаемый кабель силовой был испытан на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ IEC 60332-3-22-20011, на определение оптической плотности дыма при горении и тлении по ГОСТ IEC 61034-2-2011 и на сохранение работоспособности в условиях воздействия пламени на оборудовании по ГОСТ IEC 60331-11-2011 при приложении номинального рабочего напряжения. Результаты испытаний приведены в таблице 1.The proposed power cable was tested for non-propagation of combustion during group installation according to GOST IEC 60332-3-22-20011, for determination of optical density of smoke during combustion and smoldering in accordance with GOST IEC 61034-2-2011 and for maintaining operability under conditions of flame exposure on equipment GOST IEC 60331-11-2011 when applying the rated operating voltage. The test results are shown in table 1.

Таблица 1.Table 1. Характеристики кабелейCable specifications Наименование характеристикиName of characteristic Технические требованияTechnical requirements Кабельное изделиеCable product Известный кабельFamous cable Предлагаемый кабельProposed cable 1. Сохранение работоспособности в условиях воздействия пламени при приложении номинального рабочего напряжения, мин1. The preservation of performance under conditions of flame exposure when a rated operating voltage is applied, min не менее 30not less than 30 23, не соответствует23 does not match 75, соответствует75 corresponds 2. Нераспространение горения при групповой прокладке при испытании по ГОСТ Ρ МЭК 60332-3-222. Non-proliferation of combustion during group laying during testing in accordance with GOST 60 IEC 60332-3-22 - Длина обугленной или поврежденной пламенем части, м- The length of the charred or damaged part of the flame, m не более 2,5no more than 2.5 1,0, соответствует1.0 corresponds 0,9, соответствует0.9, corresponds 3. Дымовыделение при горении и тлении при испытании по ГОСТ Ρ МЭК 61034-2-20053. Smoke emission during combustion and decay during testing in accordance with GOST Ρ IEC 61034-2-2005 - Сохранение светопроницаемости, %- Preservation of light transmission,% не менее 50not less than 50 15, не соответствует15 does not match 58%, соответствует58% match

Основываясь на результатах испытаний, представленных в таблице 1, можно сделать вывод, что предлагаемая конструкция кабеля обеспечивает не только соответствие требованиям по основным характеристикам пожарной безопасности, таким как нераспространение горения в пучках, низкая оптическая плотность дыма при горении и тлении, но и сохранение работоспособности кабельной линии, выполненной вышеуказанным кабелем, при пожаре в течение времени более 60 мин.Based on the test results presented in table 1, we can conclude that the proposed cable design provides not only compliance with the requirements for the main fire safety characteristics, such as non-propagation of combustion in beams, low optical density of smoke during combustion and smoldering, but also maintaining cable operability a line made by the above cable in case of fire for more than 60 minutes.

Claims

1. A power cable containing three conductive conductors with insulation from a polymer composition, twisted into a common core around a central filling, an inner sheath, a winding from an electrically conductive tape, a shield in the form of a winding from copper tapes or from a coil of copper wires fastened together by a spiral applied copper tape or the last of copper wires, the separation layer in the form of a winding, pillows for armor, armor of two steel galvanized tapes or round steel galvanized wires, or round wires or tapes of aluminum or aluminum alloy and extruded outer shell, characterized in that the insulation is made of a cross-linked halogen-free polymer composition with a specific volumetric electrical resistance of at least 10 ¹⁴ Ohm · cm and an oxygen index of at least 28, central filling, inner shell and pillow under the armor is made of a halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 30, and the outer shell is made of a halogen-free polyolefin composition with an oxygen index of at least 35.

2. The cable according to claim 1, characterized in that it further comprises a thermal barrier on top of each current-carrying core in the form of a winding of at least two mica-containing tapes, each of which is laid with an overlap of at least 40%.

3. The cable according to claim 2, characterized in that it further comprises, on top of the thermal barrier, a winding of at least one electrical insulating silicone tape superimposed with an overlap of at least 40%.