RU148313U1

RU148313U1 - ELECTRICAL CABLE FOR VOLTAGE 6-20 kV

Info

Publication number: RU148313U1
Application number: RU2014120816/07U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кабель Технологии Инновации"
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-12-10

Abstract

1. Кабель электрический на напряжение 6-20 кВ, содержащий три металлические токопроводящие жилы, поверх каждой из которых последовательно методом экструзии наложены три слоя, а именно, первый экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляция из сшитой композиции полиэтилена и второй экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, при этом указанные жилы с наложенными слоями скручены в сердечник, поверх которого последовательно наложены слой из электропроводящей ленты, металлический экран, разделительный слой и наружная оболочка из полимерной композиции, отличающийся тем, что контур поперечного сечения каждой жилы представляет собой замкнутую плоскую фигуру, образованную отрезками двух прямых, секторной дугой радиуса R1, центральной дугой радиуса R2 и двумя боковыми дугами с одинаковым радиусом R3, так что упомянутые отрезки равны между собой и расположены относительно друг друга под углом более 90° без пересечения, концы отрезков, ориентированные в направлении геометрического центра кабеля, сопряжены между собой посредством центральной дуги, а другие концы отрезков сопряжены с соответствующими концами секторной дуги посредством соответствующих боковых дуг, при этом R1>R2≥R3>3 мм, а первый экран выполнен толщиной от 0,6 мм до 1,1 мм.2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран выполнен из медных проволок, обмотанных медной лентой или пасьмой из медных проволок.3. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран выполнен обмоткой из медных лент.4. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран выполнен из алюминиевых (или из алюминиевого сплава) проволок, обм1. An electric cable for a voltage of 6-20 kV, containing three metal conductive wires, on top of each of which three layers are sequentially applied by extrusion method, namely, the first screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, the insulation of a cross-linked polyethylene composition and a second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene compositions, wherein said conductors with superimposed layers are twisted into a core, on top of which a layer of an electrically conductive tape, a metal screen, a separation layer are sequentially applied and the outer shell of the polymer composition, characterized in that the cross-sectional contour of each core is a closed flat figure formed by segments of two straight lines, a sector arc of radius R1, a central arc of radius R2 and two side arcs with the same radius R3, so that the said segments are equal with each other and are located relative to each other at an angle of more than 90 ° without intersection, the ends of the segments oriented in the direction of the geometric center of the cable are interconnected by means of a central arc, and the other ends of the segments are associated with the corresponding ends of the sector arc by means of the corresponding side arcs, with R1> R2≥R3> 3 mm, and the first screen is made from a thickness of 0.6 mm to 1.1 mm. 2. A cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made of copper wires wrapped in copper tape or a pile of copper wires. 3. The cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made of copper tape winding. 4. The cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made of aluminum (or aluminum alloy) wires, obm

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей электрических с изоляцией из сшитого полиэтилена, применяемых для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15 и 20 кВ.The utility model relates to cable technology, namely, to the construction of electric cables with cross-linked polyethylene insulation, used for transmission and distribution of electrical energy in stationary installations for a rated alternating voltage of 6, 10, 15 and 20 kV.

Известен силовой кабель в однофазном исполнении, содержащий металлическую токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней первый слой из электропроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена, второй слой из изоляционного сшитого полиэтилена, третий слой из электропроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена, слой из электропроводящей ленты, металлический экран из медных проволок и медной ленты, разделительный слой и оболочку из термопластичного полимерного материала (патент RU №34033, М.кл. H01B 9/00, опубликовано 20.11.2003).Known power cable in a single-phase design, containing a metal conductive core and sequentially located on it a first layer of an electrically conductive cross-linked composition based on polyethylene, a second layer of an insulated cross-linked polyethylene, a third layer of an electrically conductive cross-linked composition based on polyethylene, a layer of conductive tape, a metal screen made of copper wires and copper tape, the separation layer and the sheath of a thermoplastic polymer material (patent RU No. 34033, M.cl. H01B 9/00, published on 11/20/2002 3).

Общими признаками для известного и заявленного кабеля являются тип изоляции (сшитый полиэтилен) и конструкция последующих слоев в приложении к трехфазному исполнению.Common features for the known and claimed cable are the type of insulation (cross-linked polyethylene) and the construction of subsequent layers in the annex to the three-phase design.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой на напряжение 10 и 20 кВ с тремя медными или алюминиевыми токопроводящими жилами круглой формы, по каждой жиле наложен экструзией электропроводящий экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, по экрану наложена экструзией изоляция из композиции сшитого полиэтилена, поверх изоляции - второй экран из электропроводящей сшитой композиции, поверх электропроводящего экструдированного экрана на каждую жилу наложен слой из электропроводящих лент, поверх электропроводящих лент наложен металлический экран из наложенных повивом медных проволок, скрепленных медной лентой, на скрученный из трех экранированных жил сердечник наложено экструзией заполнение пространства между жилами из высоконаполненной полимерной композиции, в зависимости от конструкции и назначения кабеля может быть наложена внутренняя оболочка из экструдированной полимерной композиции, броня из стальной ленты и оболочка из экструдированной полимерной композиции (МЭК 60502-2: 2005 «Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 6 кВ (Um=7,2 кВ) до 30 кВ (Um=36 кВ)». Часть 2. Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ (Um=7,2 кВ) до 30 кВ (Um=36 кВ)).The closest analogue (prototype) is a power cable with a voltage of 10 and 20 kV with three round or round copper or aluminum conductive conductors, each conductive core is extruded by an electrically conductive screen from an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, the screen is extruded by an extrusion insulation from a cross-linked polyethylene composition, on top of the insulation - a second screen of an electrically conductive cross-linked composition, on top of the electrically conductive extruded screen on each core a layer of electrically conductive tapes is applied, on top of the electrical wires a metal screen made of coiled copper wires bonded with a copper tape, extruded is applied to the core twisted from three shielded cores, filling the space between the cores of a highly filled polymer composition, depending on the design and purpose of the cable, an inner sheath of an extruded polymer composition can be applied, steel tape armor and sheath made of extruded polymer composition (IEC 60502-2: 2005 “Power cables with extruded insulation and fittings to them for a rated voltage of 6 kV (Um = 7.2 kV) to 30 kV (Um = 36 kV). " Part 2. Cables for rated voltage from 6 kV (Um = 7.2 kV) to 30 kV (Um = 36 kV)).

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля на напряжение 10-20 кВ с тремя алюминиевыми или медными жилами, на каждую из которых наложен первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляция из сшитой полимерной композиции и второй экран из электропроводящей полимерной композиции; а также в наложении металлического экрана, разделительного слоя и наружной оболочки.Signs of a known cable that match the features of the claimed utility model consist in the execution of a cable for a voltage of 10-20 kV with three aluminum or copper conductors, each of which is superimposed with a first screen of an electrically conductive cross-linked polymer composition, insulation from a cross-linked polymer composition and a second screen of an electrically conductive polymer composition; as well as the imposition of a metal screen, a separation layer and the outer shell.

Причиной, препятствующей получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является то, что токопроводящие жилы в сечении имеют круглую форму.The reason that prevents obtaining a technical result in a known technical solution, which is provided by a useful model, is that the conductive conductors in the cross section are round in shape.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в уменьшении радиального размера кабеля и в уменьшении пустот между токопроводящими жилами.The problem to which the utility model is directed is to reduce the radial size of the cable and to reduce the voids between the conductive conductors.

Технический результат заключается в том, что токопроводящие жилы, покрытые слоями из электропроводящего экрана, изоляции и второго электропроводящего экрана, являются геометрически сопряженными.The technical result consists in the fact that the conductive cores coated with layers of an electrically conductive screen, insulation and a second electrically conductive screen are geometrically conjugated.

Достигается технический результат в заявленной полезной модели тем, что кабель электрический на напряжение 6-20 кВ содержит три металлические токопроводящие жилы, поверх каждой из которых последовательно методом экструзии наложены три слоя, а именно, первый экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, изоляция из сшитой композиции полиэтилена и второй экран из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, при этом указанные жилы с наложенными слоями скручены в сердечник, поверх которого последовательно наложены слой из электропроводящей ленты, металлический экран, разделительный слой и наружная оболочка из полимерной композиции, контур поперечного сечения каждой жилы представляет собой замкнутую плоскую фигуру, образованную отрезками двух прямых, секторной дугой радиуса R1, центральной дугой радиуса R2 и двумя боковыми дугами с одинаковым радиусом R3, так что упомянутые отрезки равны между собой и расположены относительно друг друга под углом более 90° без пересечения, концы отрезков, ориентированные в направлении геометрического центра кабеля, сопряжены между собой посредством центральной дуги, а другие концы отрезков сопряжены с соответствующими концами секторной дуги посредством соответствующих боковых дуг, при этом R1>R2>R3>3 мм, а первый экран выполнен толщиной от 0,6 мм до 1,1 мм.A technical result is achieved in the claimed utility model by the fact that the electric cable for voltage of 6-20 kV contains three metal conductive wires, on top of each of which three layers are sequentially applied by extrusion method, namely, the first screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, isolation from a cross-linked composition polyethylene and a second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, wherein said cores with superimposed layers are twisted into a core over which a layer is sequentially superimposed and h of an electrically conductive tape, a metal shield, a separation layer and an outer shell of a polymer composition, the cross-sectional contour of each core is a closed flat figure formed by segments of two straight lines, a sector arc of radius R1, a central arc of radius R2 and two side arcs with the same radius R3, so that the said segments are equal to each other and are located relative to each other at an angle of more than 90 ° without intersection, the ends of the segments oriented in the direction of the geometric center of the cable, mating enes interconnected by a central arc, and the other ends of the segments are associated with respective ends of sector arcs by respective side edges, wherein R1> R2> R3> 3 mm, and the first screen has a thickness of from 0.6 mm to 1.1 mm.

Новые признаки заявленного технического решения полезной модели заключаются в том, что контур поперечного сечения каждой жилы представляет собой замкнутую плоскую фигуру, образованную отрезками двух прямых, секторной дугой радиуса R1, центральной дугой радиуса R2 и двумя боковыми дугами с одинаковым радиусом R3, так что упомянутые отрезки равны между собой и расположены относительно друг друга под углом более 90° без пересечения, концы отрезков, ориентированные в направлении геометрического центра кабеля, сопряжены между собой посредством центральной дуги, а другие концы отрезков сопряжены с соответствующими концами секторной дуги посредством соответствующих боковых дуг, при этом R1>R2>R3>3 мм, а первый экран выполнен толщиной от 0,6 мм до 1,1 мм.New features of the claimed technical solution of the utility model are that the cross-sectional contour of each core is a closed flat figure formed by segments of two straight lines, a sector arc of radius R1, a central arc of radius R2 and two side arcs with the same radius R3, so that the said segments are equal to each other and are located relative to each other at an angle of more than 90 ° without intersection, the ends of the segments oriented in the direction of the geometric center of the cable are interconnected by m of the central arc, and the other ends of the segments are connected with the corresponding ends of the sector arc by means of the corresponding side arcs, with R1> R2> R3> 3 mm, and the first screen is made from 0.6 mm to 1.1 mm thick.

На фиг. 1 изображен разрез заявленной конструкции кабеля электрического на напряжение 6-20 кВ.In FIG. 1 shows a section of the claimed design of the electric cable for a voltage of 6-20 kV.

Кабель электрический содержит три токопроводящие жилы 1, выполненные медными или алюминиевыми, однопроволочными, или скрученными из множества проволок и уплотненными, предназначенные для прохождения электрического тока.The electric cable contains three conductive conductors 1 made of copper or aluminum, single-wire, or twisted from a variety of wires and sealed, intended for the passage of electric current.

На фиг. 2 изображен разрез токопроводящей жилы.In FIG. 2 shows a section of a conductive core.

Контур поперечного сечения каждой жилы представляет собой замкнутую плоскую фигуру, образованную равными отрезками двух прямых (AB и CD), секторной дугой радиуса R1 (FE), центральной дугой радиуса R2 (BC) и двумя боковыми дугами с одинаковым радиусом R3 (FA и ED), так что концы отрезков, ориентированные в направлении геометрического центра кабеля, сопряжены между собой посредством центральной дуги BC, а другие концы отрезков сопряжены с соответствующими концами секторной дуги FE посредством соответствующих боковых дуг (FA и ED), при этом R1>R2>R3>3 мм.The cross-sectional contour of each core is a closed flat figure formed by equal segments of two straight lines (AB and CD), a sector arc of radius R1 (FE), a central arc of radius R2 (BC) and two side arcs with the same radius R3 (FA and ED) so that the ends of the segments oriented in the direction of the geometric center of the cable are interconnected by means of the central arc BC, and the other ends of the segments are paired with the corresponding ends of the sector arc FE by the corresponding side arcs (FA and ED), with R1> R2> R3> 3 mm.

Таким образом, жилы являются сопряженными, что позволяет уменьшить диаметр кабеля, а следовательно, и расход материалов на последующие слои кабеля. Токопроводящие жилы выполнены с радиусом закругления углов не менее 3,0 мм, что позволяет снизить напряженность электрического поля.Thus, the cores are conjugated, which allows to reduce the diameter of the cable, and hence the consumption of materials for subsequent layers of the cable. Conductors are made with a radius of cornering of at least 3.0 mm, which allows to reduce the electric field strength.

На каждую токопроводящую жилу методом экструзии накладывается первый экран 2 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена толщиной от 0,6 до 1,1 мм, служащий для равномерного распределения напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции.An extruder superimposes a first screen 2 of each conductive core from an electrically conductive cross-linked polyethylene composition with a thickness of 0.6 to 1.1 mm, which serves to evenly distribute the electric field strength at the interface between the conductive core and the insulation layer.

Кабель электрический также может содержать обмотку поверх токопроводящей жилы из синтетической электропроводящей ленты с целью снижения напряженности электрического поля на углах сектора.An electric cable may also include a winding over a conductive core of synthetic conductive tape in order to reduce the electric field strength at the corners of the sector.

Поверх первого экрана методом экструзии накладывается изоляция 3 из композиции сшитого полиэтилена, служащая основным электроизоляционным элементом и выдерживающая воздействие электрического поля.On top of the first screen by extrusion, insulation 3 of the composition of cross-linked polyethylene is applied, which serves as the main electrical insulating element and withstands the effects of an electric field.

Поверх изоляции методом экструзии накладывается второй экран 4 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном.On top of the insulation by extrusion, a second screen 4 of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition is applied, which serves to evenly distribute the tension between the insulation and the metal screen.

Экранированные изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого методом спиральной обмотки наложен слой 5 из ленты или лент электропроводящей бумаги, или электропроводящей полимерной ленты, или электропроводящего полотна нетканого, или электропроводящей водоблокирующей ленты, служащий защитой от механического повреждения второго электропроводящего экрана, а также служащий для выравнивания электрического поля в кабеле.Shielded insulated conductors are twisted into a core, on top of which, by spiral winding, a layer 5 of tape or tapes of conductive paper, or conductive polymer tape, or conductive non-woven fabric, or conductive water blocking tape is applied, which serves as a protection against mechanical damage to the second conductive screen, and also serves to alignment of the electric field in the cable.

Поверх обмотки из электропроводящей ленты накладывается металлический экран 6, основным назначением которого является равномерное распространение нулевого потенциала по поверхности изоляции кабеля и пропускания токов короткого замыкания. Металлический экран выполняется из металлических проволок, скрученных в одном направлении, поверх которых в противоположном направлении методом обмотки с обеспечением электрического контакта наложена металлическая лента (или пасьма из металлических проволок), при этом проволоки и лента могут быть выполнены из меди, либо из алюминия или алюминиевого сплава. Металлический экран также может быть выполнен обмоткой из медных лент с перекрытием.A metal screen 6 is superimposed over the winding of the electrically conductive tape, the main purpose of which is to uniformly spread the zero potential across the cable insulation surface and pass short-circuit currents. The metal screen is made of metal wires twisted in one direction, on top of which in the opposite direction a metal tape (or scrap of metal wires) is applied by winding to ensure electrical contact, while the wires and tape can be made of copper, or of aluminum or aluminum alloy. The metal screen can also be made of copper tapes with overlapping.

Поверх металлического экрана методом обмотки накладывается разделительный слой 7, необходимый для предотвращения затекания материала оболочки между проволок экрана в процессе изготовления. Разделительный слой выполняется из ленты или лент крепированной или кабельной бумаги, или прорезиненной ткани, или полипропиленовой ленты, или лент нетканого полотна, или водоблокирующей ленты.On top of the metal screen by the method of winding, a separation layer 7 is applied, which is necessary to prevent leakage of the sheath material between the screen wires during the manufacturing process. The separation layer is made of tape or tapes of crepe or cable paper, or rubberized fabric, or polypropylene tape, or tapes of a non-woven fabric, or water blocking tape.

Кабель электрический также может иметь броню, в этом случае поверх разделительного слоя накладывается внутренняя оболочка - подушка под броню из термопластичной полиэтиленовой композиции или из ПВХ пластиката, или из ПВХ пластиката пониженной горючести, или из ПВХ пластиката повышенной пожаростойкости, или из безгалогенной композиции, или термопластичного полиэтилена. Броня выполняется из металлических лент (стальных оцинкованных или алюминиевых) или металлических проволок (стальных оцинкованных или алюминиевых или из алюминиевого сплава).The electric cable can also have armor, in this case an inner sheath is applied over the separation layer - a pillow for the armor is made of a thermoplastic polyethylene composition or PVC compound, or low-flammability PVC compound, or fireproof PVC compound, or a halogen-free composition, or thermoplastic polyethylene. The armor is made of metal strips (galvanized steel or aluminum) or metal wires (galvanized steel or aluminum or aluminum alloy).

Поверх разделительного слоя или поверх наложенной брони методом экструзии накладывается оболочка 8 из термопластичной полиэтиленовой композиции или из ПВХ пластиката, или из ПВХ пластиката пониженной горючести, или из ПВХ пластиката повышенной пожаростойкости, или из безгалогенной композиции.On top of the separation layer or over the applied armor by extrusion, a sheath 8 is made of a thermoplastic polyethylene composition or of PVC compound, or of low-flammability PVC compound, or of high-fire resistance PVC compound, or of a halogen-free composition.

Кабель электрический может быть выполнен в исполнении «г» и содержать поверх второго электропроводящего экрана слой из электропроводящей водоблокирущей ленты, а в качестве разделительного слоя содержать водоблокирующую ленту, что позволяет защищать кабель от распространения влаги. Кабель электрический может быть выполнен в исполнении «гж» и дополнительно к конструкции в исполнении «г» содержать герметизированную токопроводящую жилу, путем введения водоблокирующих нитей в процессе скрутки.The electric cable can be made in the execution of "g" and contain on top of the second electrically conductive screen a layer of electrically conductive water blocking tape, and as a separation layer contain a water block tape, which allows you to protect the cable from moisture. The electric cable can be made in the execution of "gzh" and in addition to the design in the execution of "g" contain a sealed conductive core by introducing water-blocking threads in the twisting process.

Кабель может быть выполнен в исполнении «2 г» и «2 гж» и дополнительно к конструкции в исполнении «г» или «гж» содержать поверх разделительного слоя обмотку с перекрытием из ламинированной алюмополимерной ленты.The cable can be made in the performance of “2 g” and “2 gzh” and, in addition to the design in the execution of “g” or “gzh”, contain on top of the separation layer a winding with an overlap of laminated alumina-polymer tape.

Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.The design of the claimed utility model has been successfully tested in the production environment.

Claims

1. An electric cable for a voltage of 6-20 kV, containing three metal conductive cores, on top of each of which three layers are sequentially applied by extrusion, namely, the first screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, the insulation of a cross-linked polyethylene composition and a second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene compositions, wherein said conductors with superimposed layers are twisted into a core, on top of which a layer of an electrically conductive tape, a metal screen, a separation layer are sequentially applied and the outer shell of the polymer composition, characterized in that the cross-sectional contour of each core is a closed flat figure formed by segments of two straight lines, a sector arc of radius R1, a central arc of radius R2 and two side arcs with the same radius R3, so that the said segments are equal with each other and are located relative to each other at an angle of more than 90 ° without intersection, the ends of the segments oriented in the direction of the geometric center of the cable are interconnected by means of a central arc, and the other ends of the segments are associated with the corresponding ends of the sector arc by means of the corresponding side arcs, with R1> R2≥R3> 3 mm, and the first screen is made with a thickness of 0.6 mm to 1.1 mm.

2. The cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made of copper wires wrapped in copper tape or a pile of copper wires.

3. The cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made from copper tapes.

4. The cable according to claim 1, characterized in that the metal screen is made of aluminum (or aluminum alloy) wires wrapped in aluminum (or aluminum alloy) tape.

5. The cable according to claim 1, characterized in that a winding of synthetic electrically conductive tape is applied over the conductive core.

6. The cable according to claim 1, characterized in that a copper wire is located in the center of the core.

7. The cable according to claim 1, characterized in that the layer of electrically conductive tape on top of the second screen is made of a water blocking tape and a water blocking tape is used as a separation layer.

8. The cable according to claim 7, characterized in that the conductive core is sealed by introducing water blocking threads into the core or by wrapping the core with a water blocking tape.

9. The cable according to claim 7 or 8, characterized in that a laminated or aluminum-polymer tape is applied over the separation layer.

10. The cable according to claim 1, characterized in that the separation layer is made of glass tape, an inner sheath of PVC compound with an oxygen index of at least 28 or a halogen-free composition with an oxygen index of at least 30 is applied on top of it, and the outer sheath is made of PVC compound with an oxygen index of at least 32 or from a halogen-free composition with an oxygen index of at least 32.

11. The cable according to claim 1, characterized in that the inner sheath is a cushion over the separation layer, and the armor is made of galvanized steel or aluminum tapes or of galvanized steel or aluminum wires or of aluminum alloy.