RU161666U1 - Кабель силовой гибкий высоковольтный - Google Patents

Abstract

1. Кабель силовой гибкий высоковольтный, содержащий три основные медные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из резины с двумя электропроводящими экранами из резины по жиле и изоляции, неизолированную жилу заземления и изолированную вспомогательную жилу, при этом токопроводящие жилы, вспомогательная жила и жила заземления скручены в сердечник, поверх которого наложена обмотка и двухслойная резиновая оболочка, отличающийся тем, что внутренняя оболочка выполнена из резины на основе маслонаполненного бутадиен-метилстирольного каучука с содержанием стирольных групп в количестве 30%, содержащего полибутадиеновый каучук, с наполнением маслом в количестве 15% от массы бутадиен-метилстирольного каучука с полибутадиеновым каучуком.2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что второй слой оболочки выполнен из резины на основе полиизопренового и полибутадиенового каучуков.3. Кабель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что изоляция вспомогательной жилы выполнена из резины на основе этиленпропиленового каучука.4. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что обмотка поверх сердечника выполнена из синтетических нитей или плёнки.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям кабелей силовых гибких высоковольтных на напряжение 6 кВ, предназначенных для присоединения экскаваторов и передвижных механизмов или электроустановок 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 экранами (наружным и внутренним) 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 г.).

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 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 с тремя основными жилами, с изоляцией из резины и электропроводящим экраном из резины, с неизолированной жилой заземления, наличие вспомогательной жилы, с оболочкой из резины.

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 неизолированной жилой заземления и изолированной вспомогательной жилой из более жесткого материала, 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 и вспомогательной жилой, в оболочке из резины.

Причиной, препятствующей получению в известном кабеле технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является изготовление вспомогательной жилы из жесткого материала, что уменьшает гибкость и эластичность кабеля и использование в оболочке кабеля хладостойкого термоэластопласта, не распространяющего горение, с кислородным индексом 28.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении гибкого высоковольтного кабеля необходимыми высокими физико-механическими характеристиками оболочки: стойкости к истиранию, повышение усталостной выносливости при многократных деформациях, стойкости к тепловому старению, морозо- и тепло- стойкости, в сочетании с гибкостью и эластичностью.

Данная задача решается за счет того, что кабель силовой гибкий высоковольтный, содержащий три основные медные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из резины с двумя электропроводящими экранами из резины по жиле и изоляции, неизолированную жилу заземления и изолированную вспомогательную жилу, а поверх скрученных основных токопроводящих жил, вспомогательной жилы и жилы заземления двухслойную резиновую оболочку с первым слоем из резины на основе маслонаполненного бутадиен-метилстирольного каучука с содержанием стирольных групп в количестве 30% и наполнением маслом в количестве 15% от массы каучука с полибутадиеновым каучуком.

Кроме того, второй слой оболочки может быть выполнен из резины на основе полиизопренового и полибутадиенового каучуков. Изолированная вспомогательная жила (изоляция вспомогательной жилы выполнена из резины на основе этиленпропиленового каучука) 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 указанными материалами в резиновой оболочке и изоляции вспомогательной жилы, обладает необходимыми для гибкого высоковольтного кабеля высокими эксплуатационными характеристиками при работе кабеля с температурой окружающей среды от минус 50°C до плюс 50°C в течение не менее 3 лет.

Для придания резине, используемой в изготовлении оболочки заданных свойств, необходим подбор различных видов каучуков с определенными характеристиками. Физико-механические характеристики кабеля, его гибкость и эластичность зависят, прежде всего, от материала изоляции на токопроводящих жилах и материала оболочки кабеля.

Выбор каучуков для оболочки кабеля и изоляции обусловлен следующими их характеристиками.

Внутренняя оболочка кабеля выполнена из резины на основе мас-лонаполненного бутадиен-метилстирольного каучука с полибутадиеновым каучуком.

Бутадиен-метилстирольный каучук - продукт низкотемпературной эмульсионной сополимеризации бутадиена и метилстирола. Каучук обладает отличным сочетанием функциональных свойств, таких как высокая стойкость к истиранию и высокий процент наполняемости. С увеличением содержания звеньев метилстирола в сополимере снижается эластичность каучука, ухудшается морозостойкость, но увеличиваются прочностные показатели, и, наоборот, с уменьшением содержания связанного стирола в каучуке прочность при растяжении, сопротивление раздиру и истиранию снижаются, но возрастают эластичность по отскоку и морозостойкость. При достаточном содержании стирольных групп каучуки обладают хорошими диэлектрическими свойствами, поэтому для резины внутренней оболочки кабеля выбран бутадиен-метилстирольный каучук с оптимальным содержанием стирольных групп - 30%. Эти каучуки уступают натуральным каучукам по морозостойкости, но у них меньшая склонность к трещинообразованию, более высокая износостойкость, паро- и водопроницаемость. Каучук непредельный, имеет низкую прочность при растяжении, поэтому для получения необходимых физико-механических показателей резины на его основе в качестве вулканизующего агента используется тиурам и в качестве соагента - природная сера, которые обеспечивают необходимые прочностные свойства резины, высокую эластичность и выносливость при многократных деформациях изгиба. Введение в каучуки масла (15%) придает им хорошие технологические свойства и позволяет перерабатывать их без предварительной пластикации. При использовании маслонаполненных каучуков применяются полимеры с более высокой молекулярной массой, чем при выпуске безмасляных каучуков. Это дает возможность в значительной степени компенсировать неблагоприятное влияние масла на прочность резины при растяжении и сохранить хорошие технологические свойства каучука. Бутадиен-метилстирольный каучук прекрасно совмещается с другими каучуками общего назначения, поэтому для придания резине еще большей эластичности, износостойкости и высокой морозостойкости к маслонаполненному бутадиен-метилстирольному каучуку добавляют 20% бутадиенового каучука.

Бутадиеновый каучук также используется в сочетании с изопреновым каучуком во втором слое двухслойной оболочки, т.к. полибутадиеновый каучук обладает необходимыми свойствами для наружной оболочки кабеля: стойкостью к низким температурам и превосходными эластическими свойствами. Но при хранении каучука возникают трудности в связи с его хлодотекучестью и морозостойкостью, кроме того, он уступает изопреновому каучуку по таким характеристикам, как сопротивлению раздиру и температуростойкости, поэтому сочетание свойств бутадиенового и изопренового каучуков приводит к получению необходимых характеристик двухслойной оболочки высоковольтного гибкого кабеля.

Выбор смеси этиленпропиленовых каучуков для резиновой изоляции вспомогательной жилы обусловлен тем, что их эластичные свойства лучше, чем у многих синтетических каучуков, но не достигают уровня натурального каучука и бутадиен-стирольного каучука, однако электрические, изоляционные и диэлектрические свойства этиленпропиле-новых каучуков экстраординарны, а устойчивость данных каучуков к теплу и старению намного лучше, чем у бутадиен-стирольного и натурального каучуков. В этом случае, при сочетании свойств этиленпропи-лендиенового каучука, который обеспечивает резиновую изоляцию эластичностью и технологичностью с каолиновым наполнителем, который придает изоляции кабеля необходимую жесткость, прочность и обеспечивает высокую тепло- и морозостойкость, возможно достижение необходимых требований по надежности, физико-механическим, прочностным и температурным свойствам изоляции вспомогательной жилы.

Резиновая изоляция основных жил изготавливается из каучуков стандартного сочетания натурального каучука с полибутадиеновым.

Таким образом, резиновая изоляция основных токопроводящих жил и вспомогательной жилы удовлетворяют физико-механическим требованиям к изготовлению высоковольтных кабелей при сохранении гибкости и эластичности кабеля, что в конечном итоге значительно повышает надежность кабеля в работе и решает поставленную задачу в заявляемой полезной модели

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 изоляции 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 покрыта изоляцией из резины 6. 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 сердечник. 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, которая предназначена для предотвращения приваривания оболочки к скрутке, а так же для придания скрученным жилам механической устойчивости.

Поверх общей скрутки наложена внутренняя оболочка 7 из резины на основе маслонаполненного бутадиен-метилстирольного каучука (с содержанием стирольных групп в количестве 30%, с наполнением маслом в количестве 15%. Наружная оболочка 8 выполнена из резины на основе полибутадиенового и изопренового каучуков.

Изготовление кабеля происходит по следующему принципу.

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

Наложение оболочки производиться 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 (4)

1. Кабель силовой гибкий высоковольтный, содержащий три основные медные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией из резины с двумя электропроводящими экранами из резины по жиле и изоляции, неизолированную жилу заземления и изолированную вспомогательную жилу, при этом токопроводящие жилы, вспомогательная жила и жила заземления скручены в сердечник, поверх которого наложена обмотка и двухслойная резиновая оболочка, отличающийся тем, что внутренняя оболочка выполнена из резины на основе маслонаполненного бутадиен-метилстирольного каучука с содержанием стирольных групп в количестве 30%, содержащего полибутадиеновый каучук, с наполнением маслом в количестве 15% от массы бутадиен-метилстирольного каучука с полибутадиеновым каучуком.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что второй слой оболочки выполнен из резины на основе полиизопренового и полибутадиенового каучуков.

3. Кабель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что изоляция вспомогательной жилы выполнена из резины на основе этиленпропиленового каучука.

4. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что обмотка поверх сердечника выполнена из синтетических нитей или плёнки.

Images