RU161088U1

RU161088U1 - POWER CABLE FOR VOLTAGE 45-330 kV

Info

Publication number: RU161088U1
Application number: RU2014141661/07U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кабель Технологии Инновации"
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-04-10

Abstract

1. Силовой кабель на напряжение от 45кВ до 330 кВ, содержащий одну многопроволочную токопроводящую жилу с номинальным сечением от 500 ммдо 2500 мм, содержащий первый экран из электропроводящей сшитой полиэтиленовой композиции, изоляцию из сшитого полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полиэтиленовой композиции, металлический экран из медных проволок, обмотанных спирально наложенной медной лентой, разделительный слой и наружную оболочку, отличающийся тем, что по токопроводящей жиле наложена дополнительно обмотка из электропроводящей полимерной ленты.2. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящая жила скручена из круглых проволок.3. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящая жила скручена из 5 секторных заготовок.4. Силовой кабель по п. 3, отличающийся тем, что каждая секторная заготовка изолирована продольно наложенными водоблокирующими лентами, электропроводящими водоблокирующими лентами или полимерными лентами, электропроводящей кабельной бумагой или кабельной бумагой.5. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена продольно герметизированной водоблокирующими лентами, жгутами и нитями.6. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит между разделительным слоем и наружной оболочкой внутреннюю оболочку.7. Силовой кабель по п. 6, отличающийся тем, что внутренняя оболочка выполнена из полиэтилена, либо из ПВХ пластиката, не распространяющего горение, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов.8. Силовой кабель по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно содержит между внутренней и наружной оболочкой броню.9. Силовой кабель по п. 8, отличающийс1. Power cable for voltage from 45 kV to 330 kV, containing one multi-wire conductive core with a nominal cross section of 500 mm to 2500 mm, containing a first screen of electrically conductive cross-linked polyethylene composition, insulation of cross-linked polyethylene, a second screen of electrically conductive cross-linked polyethylene composition, metal screen made of copper wires wrapped in a spirally imposed copper tape, a separation layer and an outer sheath, characterized in that an additional winding of electrical driving polymer tape. 2. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is twisted from round wires. 3. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is twisted from 5 sector blanks. 4. The power cable according to claim 3, characterized in that each sector blank is insulated with longitudinally applied water blocking tapes, electrically conductive water blocking tapes or polymer tapes, electrically conductive cable paper or cable paper. 5. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is made longitudinally sealed with water blocking tapes, bundles and threads. 6. The power cable according to claim 1, characterized in that it further comprises an inner sheath between the separation layer and the outer sheath. The power cable according to claim 6, characterized in that the inner sheath is made of polyethylene, or of PVC compound that does not spread combustion, or of a halogen-free polymer composition. The power cable according to claim 6, characterized in that it further comprises armor between the inner and outer shell. The power cable according to claim 8, characterized in

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 45, 66, 110, 132,150, 220, 275 и 330 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 45, 66, 110, 132,150, 220, 275 and 330 kV.

Известны силовые кабели в однофазном исполнении, содержащие алюминиевую или медную токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентами из электропроводящего материала, металлический экран из медных проволок, скрепленных спирально наложенной с зазором медной лентой, экструдированную внутреннюю оболочку и экструдированную наружную оболочку (патенты RU №92567 и RU №91218, М. кл. H01B 9/00, опубликованы 20.03.2010 г. и 23.09.2009 г.).Known power cables in a single-phase design, containing an aluminum or copper conductive core and sequentially arranged on it by extrusion, a first screen of an electrically conductive cross-linked polymer composition, insulation of a cross-linked polyethylene composition, a second screen of an electrically conductive cross-linked polymer composition, winding tapes of an electrically conductive material, a metal screen of copper wires bonded spirally imposed with a gap of copper tape, extruded inner sheath and extruded outer shell (patents RU No. 92567 and RU No. 91218, M. class. H01B 9/00, published March 20, 2010 and September 23, 2009).

Общими признаками для известного и заявленного кабеля являются тип изоляции (сшитый полиэтилен), материалы наружной и внутренней оболочек (ПВХ пластикат, не распространяющий горение, либо полимерная композиция, не содержащая галогенов), конструкция последующих слоев, кроме обмотки по токопроводящей жиле и возможной брони поверх внутренней оболочки.Common signs for the known and claimed cable are the type of insulation (cross-linked polyethylene), the materials of the outer and inner shells (PVC plastic that does not spread combustion, or the polymer composition that does not contain halogens), the design of the subsequent layers, except for winding over the conductive core and possible armor over inner shell.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель силовой на напряжение 60-110-220 кВ (патент RU №106030 М. кл. H01B 9/00, опубликованный 27.06.2011), включающий: токопроводящую жилу из медных или алюминиевых проволок, уплотненную, экран по жиле из электропроводящей полимерной композиции, изоляцию из сшитого полиэтилена, электропроводящий экран по изоляции из полимерной композиции, слой из электропроводящей ленты, экран из медных проволок, скрепленных медной лентой, разделительный слой из бумажных или полимерных лент, внутреннюю оболочку из полимерного материала, бронепокров из немагнитного металла, наружную оболочку из ПВХ пластиката.The closest analogue (prototype) is a power cable for voltage of 60-110-220 kV (patent RU No. 106030 M. class. H01B 9/00, published 06/27/2011), including: conductive core of copper or aluminum wires, sealed, screen core of an electrically conductive polymer composition, insulation of cross-linked polyethylene, electrically conductive screen of insulation of a polymer composition, a layer of electrically conductive tape, a screen of copper wires fastened with copper tape, a separation layer of paper or polymer tapes, an inner shell of polymer th material bronepokrov of nonmagnetic metal, an outer sheath of PVC plastic.

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля на высокое напряжение, первого экрана из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляции из сшитой полимерной композиции и второго экрана из электропроводящей полимерной композиции, слоя из электропроводящей ленты, а также в наложении металлического экрана, разделительного слоя, внутренней оболочки, поверх внутреннего слоя брони из алюминиевых проволок или алюминиевого сплава и наружной оболочки.Signs of a known cable that coincide with the features of the claimed utility model include the design of a high voltage cable, a first screen of an electrically conductive cross-linked polymer composition, insulation of a cross-linked polymer composition and a second screen of an electrically conductive polymer composition, a layer of an electrically conductive tape, as well as a metal overlay screen, separation layer, inner shell, on top of the inner armor layer of aluminum wires or aluminum alloy and the outer shell.

Причиной, препятствующей получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является то, что на токопроводящие жилы наложена обмотка из электропроводящей полимерной ленты.The reason that impedes obtaining a technical result in a known technical solution, which is provided by a useful model, is that a winding of an electrically conductive polymer tape is applied to the conductive wires.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении арсенала силовых кабелей с полиэтиленовой изоляции, работающих в широком диапазоне высоких напряжений до 330 кВ, в разработке силового электрического кабеля, не уступающего прототипу по основным характеристикам, но более высококачественного и высоконадежного.The problem the utility model aims to solve is to expand the arsenal of power cables with polyethylene insulation operating in a wide range of high voltages up to 330 kV, to develop a power electric cable that is not inferior to the prototype in basic characteristics, but more high-quality and highly reliable.

Технический результат заключается в том, что слой электропроводящих полимерных лент, наложенных обмоткой на токопроводящую жилу совместно с первым экраном из сшитой полимерной композиции выравнивает электрическое поле, устраняет «эффект проволочности», служит тепловым барьером между металлической жилой и первым электропроводящим экраном с изоляцией, устраняя тем самым триинги (медленно развивающимися в сильном электрическом поле каналы пробоя), предотвращает затекание экрана в жилу, что значительно увеличивает срок службы кабеля и повышает надежность работы, кроме того, в кабелях с секторными токопроводящими жилами обмотка по жиле накладывается с целью снижения напряженности электрического поля на углах сектора, устраняя поверхностный эффект, связанный с вытеснением электрического тока к поверхности проводника, в результате чего плотность тока вблизи поверхности токопроводящей жилы превышает плотность тока в центре жилы (этот эффект увеличивается с увеличением сечения используемого проводника), также обмотка по токопроводящей жиле удерживает жилу в необходимом размере, т.к. накладывается при достаточно большом номинальном сечении жилы (от 500 мм²).The technical result consists in the fact that a layer of electrically conductive polymer tapes, wound on a conductive core together with the first screen of a cross-linked polymer composition, evens out the electric field, eliminates the “wire effect”, serves as a thermal barrier between the metal core and the first electrically conductive screen with insulation, eliminating the triings (slowly developing breakdown channels in a strong electric field), prevents the screen from flowing into the core, which significantly increases the service life of the cable and increases the reliability of operation, in addition, in cables with sector conductive conductors, the core winding is applied to reduce the electric field strength at the corners of the sector, eliminating the surface effect associated with the displacement of electric current to the surface of the conductor, as a result of which the current density near the surface of the conductive core exceeds current density in the center of the core (this effect increases with increasing cross section of the conductor used), also the winding along the conductive core keeps the core in necessary ohm size because superimposed with a sufficiently large nominal cross-section of the core (from 500 mm ² ).

Достигается технический результат в заявленной полезной модели тем, что силовой кабель на напряжение от 45 до 330 кВ, содержащий одну многопроволочную токопроводящую жилу с номинальным сечением от 500 мм² до 2500 мм², скрученную либо из круглых проволок, либо из 5-ти секторных заготовок, содержит первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитого полиэтилена, второй экструдированный экран из электропроводящей сшитой полиэтиленовой композиции, поверх второго экрана по изоляции может быть слой из электропроводящей бумаги и электропроводящей полимерной или водоблокирующей ленты, металлический экран из медных проволок, обмотанных спирально наложенной медной лентой, разделительный слой и наружную оболочку и, либо наложенную между разделительным слоем и наружной оболочкой внутреннюю оболочку, либо последовательно наложенную между разделительным слоем и наружной оболочкой внутреннюю оболочку и броню, либо наложенную между разделительным слоем и наружной оболочкой внутреннюю оболочку и алюмополимерную ленту, имеет дополнительно наложенную по токопроводящей жиле обмотку из электропроводящей полимерной ленты. Внутренняя оболочка кабеля выполнена из полиэтилена, либо из ПВХ пластиката не распространяющего горение, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов, разделительный слой выполнен из лент крепированной бумаги или кабельной бумаги, или полимерной ленты, или водоблокирующей ленты, а поверх разделительного слоя наложена с перекрытием ламинированная алюмополимерная лента. Секторные заготовки силового кабеля при скрутке изолированы друг от друга продольно наложенными водоболокирующими лентами, электропроводящими водоблокирующими лентами или полимерными лентами, электропроводящей кабельной бумагой или кабельной бумагой.A technical result is achieved in the claimed utility model in that a power cable for voltage from 45 to 330 kV, containing one multi-wire conductive core with a nominal cross section of 500 mm ² to 2500 mm ² , twisted either from round wires or from 5 sector blanks contains a first screen of an electrically conductive cross-linked polymer composition, an insulation of cross-linked polyethylene, a second extruded screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, on top of the second screen of insulation there may be a layer of electrical wire paper box and an electrically conductive polymer or water blocking tape, a metal screen made of copper wires wrapped in a spiral-wound copper tape, a separation layer and an outer shell, or either an inner shell between the separation layer and the outer shell, or an inner shell between the separation layer and the outer shell and the armor, or the inner shell and the aluminum-polymer tape imposed between the separation layer and the outer shell, has an additionally imposed about a conductive vein a winding from an electrically conductive polymer tape. The inner sheath of the cable is made of polyethylene, or non-flame retardant PVC compound, or of a halogen-free polymer composition, the separation layer is made of crepe paper tapes or cable paper, or polymer tape, or water-blocking tape, and is overlapped on top of the separation layer laminated aluminopolymer tape. During twisting, the sector blanks of the power cable are isolated from each other by longitudinally applied waterproofing tapes, electrically conductive water blocking tapes or polymer tapes, electrically conductive cable paper or cable paper.

Новый признак заявленного технического решения полезной модели заключаются в наложении на токопроводящую жилу обмотки из электропроводящей полимерной ленты.A new feature of the claimed technical solution of the utility model is the imposition of a winding of an electrically conductive polymer tape on a conductive core.

На фиг. 1 изображен разрез заявленной конструкции кабеля электрического на напряжение 45-330 кВ.In FIG. 1 shows a section of the claimed design of the electric cable for a voltage of 45-330 kV.

Таким образом, на многопроволочную круглую или секторную токопроводящую жилу 1 обмоткой накладывается слой из электропроводящей полимерной ленты 2, который удерживает токопроводящую жилу в необходимых размерах, служит тепловым барьером между токо-проводящей жилой и первым экраном, предотвращает затекание экрана в жилу, снижает так называемый поверхностный эффект (напряженность электрического поля на углах сектора), выравнивает электрическое поле, устраняет «эффект проволочности»; затем методом экструзии накладывается первый экран 3 из электропроводящей сшитой композиции полиэтилена толщиной (1,5±0,5) мм, служащий для равномерного распределения напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции.Thus, a layer of an electrically conductive polymer tape 2 is applied by winding to a multi-wire round or sector conductive core 1, which holds the conductive core in the required dimensions, serves as a thermal barrier between the current-conducting core and the first screen, prevents the screen from flowing into the core, reduces the so-called surface effect (electric field strength at the corners of the sector), aligns the electric field, eliminates the "wire effect"; then, by extrusion, the first screen 3 is applied from an electrically conductive cross-linked polyethylene composition (1.5 ± 0.5) mm thick, which serves to evenly distribute the electric field strength at the interface between the conductive core and the insulation layer.

Поверх первого экрана методом экструзии накладывается изоляция 4 из композиции сшитого полиэтилена, служащая основным электроизоляционным элементом и выдерживающая воздействие электрического поля.On top of the first screen by extrusion, insulation 4 from 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 5 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 5 of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition is applied, which serves to evenly distribute the tension between the insulation and the metal screen.

Поверх второго экрана по изоляции 5 может быть наложен обмоткой слой 6 из электропроводящей бумаги и электропроводящей полимерной ленты или водоблокирующей ленты, служащий защитой от механического повреждения второго электропроводящего экрана, а также служащий для выравнивания электрического поля в кабеле.A layer 6 of electrically conductive paper and an electrically conductive polymer tape or a water blocking tape can be applied by winding on top of the second screen for insulation 5, which serves as protection against mechanical damage to the second electrically conductive screen, and also serves to level the electric field in the cable.

Поверх обмотки из электропроводящей ленты накладывается металлический экран 7, 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, при этом проволоки и лента выполнены из меди.A metal screen 7 is superimposed over the winding of the electrically conductive tape, the main purpose of which is to uniformly spread the zero potential over 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 is applied by winding to ensure electrical contact, while the wires and tape are made of copper.

Поверх металлического экрана методом обмотки накладывается разделительный слой 8, необходимый для предотвращения затекания материала оболочки между проволок экрана в процессе изготовления. Разделительный слой выполняется из ленты или лент крепированной или кабельной бумаги или полимерной ленты или полимерной водоблокирующей ленты.On top of the metal screen by the method of winding, a separation layer 8 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 polymer tape or polymer water blocking tape.

Поверх разделительного слоя может накладываться ламинированная алюмополимерная лента 9.On top of the separation layer can be applied laminated alumina tape 9.

Затем накладывается внутренняя оболочка 10 из ПВХ пластиката, не распространяющего горение, полимерной композиции, не содержащей галогенов или из полиэтилена. Кабель также может быть бронированным, в этом случае поверх внутренней оболочки, служащей в этом случае подушкой под броню, накладывается броня 11 из алюминиевых проволок или проволок из алюминиевого сплава.Then, an inner shell 10 of PVC, flame retardant, non-halogen polymer composition or polyethylene is applied. The cable can also be armored, in this case, an armor 11 made of aluminum wires or aluminum alloy wires is superimposed on top of the inner shell, which in this case serves as a pillow for armor.

Поверх разделительного слоя или поверх внутренней оболочки или наложенной брони методом экструзии накладывается наружная оболочка 12 из полиэтилена высокой плотности, либо композиции из ПВХ пластиката пониженной горючести, либо ПВХ пластиката не распространяющего горение с низким дымо- и газо- выделением и максимальной оптической плотностью дымообразования при горении не более 200, либо из безгалогенной композиции.Outer shell 12 made of high density polyethylene, or a composition of low-flammability PVC compound or non-combustible PVC compound with a low smoke and gas emission and maximum optical smoke density during combustion is applied by extrusion on top of the separation layer or on top of the inner shell or overlaid armor. no more than 200, or from 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 во-доблокирующих 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-locking threads in the twisting process.

Кабель может быть выполнен в исполнении «2г» и «2гж» 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 execution of “2g” and “2gh” and, in addition to the design in the execution of “g” or “gzh”, contain a winding over the dividing layer 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. Power cable for voltage from 45 kV to 330 kV, containing one multi-wire conductive core with a nominal cross section of 500 mm ² to 2500 mm ² , containing a first screen of electrically conductive cross-linked polyethylene composition, insulation of cross-linked polyethylene, a second screen of electrically conductive cross-linked polyethylene composition , a metal screen made of copper wires wrapped in a spiral-wound copper tape, a separation layer and an outer sheath, characterized in that an additional winding of electric conductive polymer tape.

2. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is twisted from round wires.

3. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is twisted from 5 sector blanks.

4. The power cable according to claim 3, characterized in that each sector blank is insulated with longitudinally applied water blocking tapes, electrically conductive water blocking tapes or polymer tapes, electrically conductive cable paper or cable paper.

5. The power cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is made longitudinally sealed with water blocking tapes, bundles and threads.

6. The power cable according to claim 1, characterized in that it further comprises an inner sheath between the separation layer and the outer sheath.

7. The power cable according to claim 6, characterized in that the inner sheath is made of polyethylene, or of PVC compound that does not spread combustion, or of a halogen-free polymer composition.

8. The power cable according to claim 6, characterized in that it further comprises armor between the inner and outer shell.

9. The power cable according to claim 8, characterized in that the armor is made of aluminum or aluminum alloy wires.

10. The power cable according to claim 6, characterized in that it further comprises an aluminum-polymer tape between the inner and outer shells.

11. Power cable according to claim 1, characterized in that the separation layer is made of crepe paper tapes or cable paper, or polymer tape, or water blocking tape.

12. The power cable according to claim 1, characterized in that the outer sheath is made either of high density polyethylene, or of PVC compound that does not spread combustion, or of PVC compound that does not spread combustion, with low smoke and gas emission and maximum optical density smoke formation during combustion of D _max not more than 200, or from a halogen-free polymer composition.

13. Power cable according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that on top of the separation layer, a laminated aluminopolymer tape is additionally superimposed overlapping.

14. Power cable according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that on top of the second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, a layer of electrically conductive paper is additionally applied by winding.

15. Power cable according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that on top of the second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, a layer of an electrically conductive polymer tape is additionally applied by winding.

16. Power cable according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that on top of the second screen of an electrically conductive cross-linked polyethylene composition, a layer of an electrically conductive water blocking tape is additionally applied by winding.