RU156465U1 - Кабель силовой шахтный высоковольтный с резиновой изоляцией и оболочкой - Google Patents

Abstract

1. Кабель силовой шахтный высоковольтный, состоящий из трёх основных медных токопроводящих жил, каждая из которых покрыта изоляцией из резины, расположенной между внутренним и внешним электропроводящими экранами из резины, скрученных с неизолированной жилой заземления, и двухслойной резиновой оболочки поверх скрученных жил, отличающийся тем, что внутренний слой двухслойной оболочки выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила от 31 до 35%, а внешний слой выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом.2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что в скрутке основных жил и жилы заземления дополнительно содержит изолированную вспомогательную жилу.3. Кабель по п. 2, отличающийся тем, что вспомогательная изолированная жила содержит экран по изоляции из электропроводящей резины.4. Кабель по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что вспомогательная жила скручена вокруг сердечника из синтетических нитей.5. Кабель по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что вспомогательная жила скручена вокруг сердечника из стальных оцинкованных проволок.6. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что жила заземления выполнена с экраном из электропроводящей резины.7. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что скрутка жил выполнена вокруг сердечника или заполнителей.8. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что поверх скрутки жил наложена обмотка из синтетических нитей или плёнки.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей силовых гибких шахтных высоковольтных на напряжение 6 кВ, предназначенных для присоединения экскаваторов и передвижных машин при подземных горных работах к электрическим сетям с изолированной нейтралью при номинальном напряжении переменного тока номинальной частоты 50 Гц основных жил - 6 кВ, вспомогательной - 380 В.

Известен кабель силовой гибкий экранированный на напряжение 6 кВ, содержащий основные медные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из резины и экраном из электропроводящей резины, неизолированную медную жилу заземления, вспомогательные медные жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из резины и оболочку из резины, выполненную однослойной или двухслойной (ГОСТ Р 523722-2005, введен в действие 01.07.2006).

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели заключаются в наличии всех перечисленных жил, покрытых указанными слоями и в наличии наружной оболочки из резины.

Недостатком данной конструкции кабеля является низкая надежность, так как резиновая оболочка указанного состава подвержена при воздействиях внешних механических факторов повреждению и разрушению.

Также известен кабель для горнорудных работ марки КГЭШ, содержащий три основные токопроводящие жилы, покрытые изоляцией из резины типа РТИ-1 и экран из электропроводящей резины типа РЭ-2, одну неизолированную жилу заземления и группу из трех или шести вспомогательных жил, каждая из которых изолирована резиной типа РТИ-1, обмотку полиэтилентерефталатной пленкой и оболочку, выполненную из резины типа РШН-1 (каталог продукции ООО «Энергия», раздел «Силовые кабели»).

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля шахтного с тремя основными жилами, с изоляцией из резины и электропроводящим экраном из резины, с неизолированной жилой заземления, с оболочкой из резины.

Отличие известной полезной модели от заявленной - в наличии группы из трех или шести вспомогательных жил.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель по патенту RU №78602, опубликованному 27.11.2008 г., состоящий из трех основных экранированных по жиле и изоляции жил равного сечения с резиновой изоляцией, скрученных с жилой заземления и изолированной вспомогательной жилой, в оболочке из хладостойкого термоэластопласта, не распространяющего горение, с кислородным индексом 28.

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля с тремя основными жилами, с изоляцией из резины и электропроводящими экранами из резины по жиле и изоляции, скрученными с жилой заземления, в оболочке из резины.

Причиной, препятствующей получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является выполнение оболочки однослойной из термоэластопласта.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении конструкции шахтного кабеля необходимыми высокими физико-механическими характеристиками, стойкости к истиранию и тепловому старению, морозо- и тепло- стойкости, стойкости к действию агрессивных сред в сочетании с гибкостью и эластичностью.

Данная задача решается за счет того, что кабель силовой шахтный высоковольтный, состоящий из трех основных медных токопроводящих жил, каждая из которых покрыта изоляцией из резины, расположенной между внутренним и внешним электропроводящими экранами из резины, скрученных с неизолированной жилой заземления, и двухслойной резиновой оболочки поверх скрученных жил, при этом внутренний слой двухслойной оболочки выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила от 31 до 35%, а внешний слой выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом.

Кроме того, в скрутке основных жил и жилы заземления может быть еще изолированная вспомогательная жила, которая может содержать наружный экран из электропроводящей резины и быть скрученной вокруг сердечника из синтетических нитей или стальных оцинкованных проволок, жила заземления может быть выполнена с экраном из электропроводящей резины, а скрутка жил выполнена вокруг сердечника или заполнителей. Поверх скрутки жил может быть наложена обмотка из синтетических нитей или пленки.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков в заявленной полезной модели является то, что кабель, выполненный с двухслойной оболочкой, где внутренний слой двухслойной оболочки изготовлен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила от 31 до 35%, а внешний слой выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом, обладает необходимыми для шахтного кабеля высокими эксплуатационными характеристиками при работе кабеля в агрессивных масло- и бензо- стойких средах с температурой окружающей среды от минус 30°C до плюс 50°C в течение не менее 3 лет.

Выбор бутадиен-нитрильных каучуков специального назначения для оболочки шахтного кабеля обусловлен их высокими характеристиками по тепло-, погодостойкости, стойкостью к агрессивным химическим средам (технических масел, бензина, алифатических углеводородов), хорошей стойкостью к накоплению остаточной деформации сжатия, хорошими динамическими свойствами, повышенной эластичностью, стойкостью к тепловому старению. Все эти свойства бутадиен-нитрильные каучуки имеют благодаря наличию полярных нитрильных групп (-CN) в резине оболочки. Но бутадиен-нитрильные каучуки имеют недостаточную стойкость к действию озона. Низкая стойкость бутадиен-нитрильных каучуков к действию озона может быть повышена путем модификации каучука поливинилхлоридом, который и используется для изготовления наружной оболочки.

Бутадиен-нитрильный каучук, модифицированный поливинилхлоридом также обладает очень хорошими технологическими свойствами при смешении, формовании, при литье под давлением, обеспечивая в конечном итоге необходимую гибкость и эластичность шахтного кабеля.

Резина из бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом значительно превосходит просто бутадиен-нитрильные каучуки по погодо-износостойкости, имеет более высокое сопротивление раздиру и тепловому старению, а также стойкость к агрессивным средам. Нитрильные группы в данном каучуке придают резине масло- и бензостойкость, хлор - негорючесть. К недостаткам резин из этого каучука относят недостаточную прочность, поэтому в качестве наполнителя в бутадиен-нитрильном каучуке используется техуглерод (в количестве 40% к массе каучука), что в разы увеличивает прочность резины. Физические свойства и масло- бензостойкость бутадиен-нитрильных каучуков различны в зависимости от содержания в них акрилонитрильных звеньев. Вообще содержание связанного акрилонитрила в бутадиен-нитрильных каучуках составляет 17-45%. С увеличением связанного акрилонитрила в бутадиен-нитрильном каучуке повышаются прочностные свойства, износо- масло- и бензостойкость, но ухудшаются эластические свойства и морозостойкость резин на основе этих каучуков. Основные свойства резин на основе бутадиеннитрильных каучуков с различным содержанием акрилонитрильных групп показаны в табл. 1

Таким образом, исходя из анализа данных таблицы №1 видно, что оптимальное количество алкилонитрильных групп в бутадиеннитрильном каучуке, способном обеспечить требуемые характеристики для резины оболочки заявленной полезной модели находится между (27-30)% и 40%, поэтому для внутреннего слоя оболочки заявленной полезной модели используется бутадиен-нитрильный каучук с содержанием алкилонитрильных групп 31-35%.

Осуществляется полезная модель следующим образом. Три основные токопроводящие жилы 1 скручены из медных проволок. Токопроводящие жилы предназначены для протекания электрического тока.

Каждая токопроводящая жила покрыта внутренним экраном из электропроводящей резины 2, резиновой изоляцией 3 и внешним экраном 2 из электропроводящей резины. Экраны служат для выравнивания электрического поля. Изоляция является электроизоляционным элементом кабеля.

Жила заземления 4 может быть покрыта оболочкой из электропроводящей резины, которая служит для выравнивания электрического поля.

Вспомогательная жила 5 (при ее наличии) может быть покрыта изоляцией из резины 3. Изолированная вспомогательная жила может быть покрыта экраном из электропроводящей резины.

Экранированные токопроводящие жилы вместе с жилой заземления и с изолированной вспомогательной жилой (изолированная вспомогательная жила может отсутствовать) скручены в общую скрутку. Для придания круглой формы кабеля может быть использован центральный и/или межфазные заполнители.

Поверх общей скрутки может быть наложена синтетическая нить или пленка, которая предназначена для придания скрученным жилам механической устойчивости.

Поверх общей скрутки может быть наложена в виде обмотки полиэтилентерефталатная пленка, которые предназначены для предотвращения приваривания оболочки к сердечнику из скрученных жил, а так же для придания скрученным жилам механической устойчивости.

Поверх общей скрутки наложена внутренняя оболочка из резины 6. Внутренний слой двухслойной оболочки выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила от 31 до 35%. Второй слой двухслойный оболочки 7 выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом.

Изготовление кабеля происходит по следующему принципу.

Токопроводящие жилы, вспомогательная и жила заземления скручиваются на крутильном оборудовании.

Этап изолирования токопроводящих жил совмещается с одновременным наложением внутреннего и внешнего экрана на экструзионном оборудовании с дальнейшей вулканизацией и ступенчатым охлаждением.

Токопроводящие, вспомогательные жилы и жилу заземления скручивают между собой или вокруг центрального заполнителя на крутильном оборудовании. Обмотка синтетической нитью или полиэтилентерефталатной пленкой производится при наложении оболочки.

Наложение оболочки производится на экструзионном оборудовании с дальнейшей вулканизацией и ступенчатым охлаждением.

Окончательным этапом производством, является испытание готовой продукции на соответствии кабеля к заявленным требованиям.

Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.

Claims (8)

1. Кабель силовой шахтный высоковольтный, состоящий из трёх основных медных токопроводящих жил, каждая из которых покрыта изоляцией из резины, расположенной между внутренним и внешним электропроводящими экранами из резины, скрученных с неизолированной жилой заземления, и двухслойной резиновой оболочки поверх скрученных жил, отличающийся тем, что внутренний слой двухслойной оболочки выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила от 31 до 35%, а внешний слой выполнен из резины на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного поливинилхлоридом.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что в скрутке основных жил и жилы заземления дополнительно содержит изолированную вспомогательную жилу.

3. Кабель по п. 2, отличающийся тем, что вспомогательная изолированная жила содержит экран по изоляции из электропроводящей резины.

4. Кабель по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что вспомогательная жила скручена вокруг сердечника из синтетических нитей.

5. Кабель по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что вспомогательная жила скручена вокруг сердечника из стальных оцинкованных проволок.

6. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что жила заземления выполнена с экраном из электропроводящей резины.

7. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что скрутка жил выполнена вокруг сердечника или заполнителей.

8. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что поверх скрутки жил наложена обмотка из синтетических нитей или плёнки.

Images