RU174055U1

RU174055U1 - POWER CABLE

Info

Publication number: RU174055U1
Application number: RU2017117473U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Мещанов; Михаил Юрьевич Шувалов; Михаил Кузьмич Каменский; Андрей Александрович Фрик; Алексей Анатольевич Сливов; Дмитрий Александрович Булычев
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2017-09-28

Abstract

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 660 В и 1000 В частотой до 100 Гц. Кабель силовой содержит токопроводящие жилы 1, термический барьер 2, изоляцию 3 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 28, удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 280 кВт/мили из сшиваемой композиции полиэтилена, изолированные жилы многожильных кабелей скручены в сердечник, внутреннюю экструдированную оболочку 4 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 200 кВт/м, термический барьер 5 из стеклоленты или слюдосодержащей ленты, экран 6 из медных лент или медных проволок, или броню 7 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава, и наружную оболочку 8 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 260 кВт/м. Кабель может дополнительно содержать обмотку 9 из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты. Технический результат заключается в создании силовых безгалогенных огнестойких кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке, с низким дымовыделением при горении и тлении и с низким значением удельной теплоты сгорания и низким пиковым значением скорости тепловыделения.The utility model relates to cable technology, namely, to the construction 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 660 V and 1000 V with a frequency of up to 100 Hz. The power cable contains conductive conductors 1, thermal barrier 2, insulation 3 from a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28, a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg and a peak value of the rate of heat release of not more than 280 kW / mile from stitched polyethylene compositions, insulated conductors of multicore cables are twisted into a core, inner extruded sheath 4 of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40, specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg the peak heat release rate is not more than 200 kW / m, the thermal barrier 5 is made of glass tape or mica-containing tape, the screen 6 is made of copper tapes or copper wires, or the armor 7 is made of two galvanized steel tapes, overlapping, or from steel wires or aluminum wires or aluminum alloy, and an outer shell 8 of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 35, a specific heat of combustion of not more than 18 MJ / kg and a peak value of the heat release rate of not more than 260 kW / m. The cable may further comprise a winding 9 of at least one polyethylene terephthalate tape. The technical result consists in the creation of power halogen-free fire-resistant cables that do not spread combustion during group installation, with low smoke emission during combustion and decay and with a low specific heat of combustion and a low peak value of the rate of heat release.

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 660 В и 1000 В частотой до 100 Гц.The utility model relates to cable technology, namely, to the construction 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 660 V and 1000 V with a frequency of up to 100 Hz.

Известны силовые огнестойкие кабели, не распространяющие горение, марки ППГнг(А)-FRHF и ПвПГнг(A)-FRHF, имеющие токопроводящие жилы, обмотку из слюдосодержащей ленты, изоляцию и оболочку из полимерных композиций, не содержащих галогенов (ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и Полезная модель №42349).Fire-resistant power flame-retardant cables are known, PPGNG (A) -FRHF and PvPGNG (A) -FRHF brands, having conductive conductors, a mica tape winding, insulation and a sheath made of halogen-free polymer compositions (GOST 31996-2012 “Cables power with plastic insulation for a rated voltage of 0.66; 1 and 3 kV ”and Utility Model No. 42349).

Такие кабели не распространяют горение при испытании по ГОСТ IEC 60332-3-22, удовлетворяют требованиям ГОСТ 31565-2012 по дымовыделению при испытании по ГОСТ IEC 61034-2, удовлетворяют требованиям ГОСТ IEC 60754-2 по коррозионной активности продуктов дымо-газовыделения, сохраняют работоспособность в условиях воздействия пламени в течение времени не менее 180 мин при испытаниях по ГОСТ IEC 60331-21, однако сами горение не распространяя, могут при горении оказывать негативное влияние на проложенные поблизости другие, менее стойкие к огню, кабели и провода, а также на строительные конструкции и другие элементы кабельных коммуникаций, вследствие относительно высоких значений удельной теплоты сгорания и пикового значения скорости тепловыделения. Чем больше эти значения, тем больше масштаб и темпы развития пожара. В этой связи для снижения пожарной нагрузки помещений предпочтительнее использовать материалы и изделия с низкой теплотой сгорания.Such cables do not spread combustion when tested in accordance with GOST IEC 60332-3-22, satisfy the requirements of GOST 31565-2012 for smoke emission when tested in accordance with GOST IEC 61034-2, satisfy the requirements of GOST IEC 60754-2 for the corrosion activity of smoke and gas products, and maintain operability under conditions of flame exposure for at least 180 minutes when tested in accordance with GOST IEC 60331-21, however, without spreading the combustion themselves, they can negatively affect nearby cables and wires laid nearby, as well as on building structures and other elements of cable communications, due to the relatively high values of specific heat of combustion and the peak value of the rate of heat generation. The larger these values, the greater the scale and pace of the fire. In this regard, to reduce the fire load of the premises, it is preferable to use materials and products with low heat of combustion.

Поставленная задача заключалась в определении материалов, не содержащих галогенов, для изоляции, внутренней и наружной оболочек силовых кабелей, способных обеспечить нераспространение горения кабелей при групповой прокладке с объемом горючей массы 7 л/м, снижение светопроницаемости при горении и тлении не более 40%, сохранением функционирования при воздействии пламени в течение не менее 180 мин при одновременном уменьшении удельной теплоты сгорания.The task was to determine halogen-free materials for insulation, inner and outer sheaths of power cables, capable of ensuring the non-proliferation of cable combustion during group installation with a fuel mass of 7 l / m, reducing light transmission during combustion and smoldering not more than 40%, preserving functioning when exposed to a flame for at least 180 minutes while reducing the specific heat of combustion.

Технический результат заключается в повышении надежности силового безгалогенного огнестойкого кабеля, не распространяющего горение при групповой прокладке, с низким дымовыделением при горении и тлении за счет низкого значения удельной теплоты сгорания и низкого пикового значения скорости тепловыделения.The technical result consists in increasing the reliability of a halogen-free fire-retardant power cable that does not spread combustion during group installation, with low smoke emission during combustion and smoldering due to the low specific heat of combustion and low peak value of the heat release rate.

Технический результат достигается тем, что в кабеле силовом, содержащем, по крайней мере, одну медную токопроводящую жилу с наложенным поверх нее термическим барьером, выполненным по меньшей мере из одной спирально наложенной с перекрытием слюдосодержащей ленты, с изоляцией и наружной оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов, наружная оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 260 кВт/м².The technical result is achieved in that in a power cable containing at least one copper conductive core with a thermal barrier applied over it, made of at least one helically imposed with overlapping mica tape, with insulation and an outer sheath of polymer compositions, not containing halogens, the outer shell is made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 35, and a specific heat of combustion determined according to ISO 5660-1 of not more than 18 MJ / kg and peak Achen heat release rate not more than 260 kW / m ^2.

Изоляция кабеля может быть выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 28, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 280 кВт/м² или из сшиваемой композиции полиэтилена.Cable insulation can be made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28, and a specific heat of combustion not exceeding 19 MJ / kg and a peak heat release rate of not more than 280 kW / m ² determined from ISO 5660-1, or from crosslinkable polyethylene composition.

Кабель может дополнительно содержать поверх изолированной жилы или поверх скрученных в сердечник изолированных жил внутреннюю экструдированную оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 200 кВт/м².The cable may additionally contain, on top of the insulated core or on top of the insulated core twisted into the core, an inner extruded sheath of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg and peak the value of the heat release rate is not more than 200 kW / m ² .

Для достижения заявленным требованиям изоляция кабеля может быть выполнена из полимерной композиции марки Винтес 1110, или Промвулк 13633, внутренняя оболочка может быть выполнена из полимерной композиции марки Винтес 3020, или Промвулк 23633, наружная оболочка - из полимерной композиции марки Винтес 2010, или Промвулк 33622.To achieve the stated requirements, the cable insulation can be made of a polymer composition of Vintes 1110, or Promvulk 13633, the inner shell can be made of a polymer composition of Vintes 3020, or Promvulk 23633, and the outer shell can be made of a polymer composition of Vintes 2010 or Promvulk 33622.

Кабель может дополнительно содержать поверх внутренней оболочки термический барьер в виде обмотки из наложенной с перекрытием стеклоленты или слюдосодержащей ленты или экран из медных лент или медных проволок, которые могут быть соединены медной лентой или пасьмой, или броню из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава.The cable may additionally contain a thermal barrier over the inner sheath in the form of a winding made of overlapping glass tape or mica-containing tape or a screen made of copper tapes or copper wires, which can be connected with copper tape or easter, or armor made of two galvanized steel tapes superimposed with an overlap, or from steel or aluminum or aluminum alloy wires.

Для предотвращения осыпания слюды кабель может дополнительно содержать поверх термического барьера обмотку из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.To prevent shedding of mica, the cable may additionally comprise, on top of the thermal barrier, a winding of at least one polyethylene terephthalate tape.

Как и в конструкциях кабелей, являющихся прототипами, кабель может иметь жгут для центрального заполнения сердечника, а также скрепляющие ленты поверх скрученных изолированных жил.As in prototype cable designs, the cable may have a bundle for central core filling, as well as fastening tapes over twisted insulated cores.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан кабель силовой в разрезе.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a power cable in section.

Кабель силовой содержит токопроводящие жилы 1, термический барьер 2, изоляцию 3 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 28, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 280 кВт/м² или из сшиваемой композиции полиэтилена, изолированные жилы многожильных кабелей скручены в сердечник, внутреннюю экструдированную оболочку 4 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 200 кВт/м², термический барьер 5 из стеклоленты или слюдосодержащей ленты, экран 6 из медных лент или медных проволок, или броню 7 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава, и наружную оболочку 8 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35, и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 260 кВт/м².The power cable contains conductive conductors 1, thermal barrier 2, insulation 3 from a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28, and a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg and a peak value of heat release determined in accordance with ISO 5660-1 more than 280 kW / m ² or from a crosslinkable polyethylene composition, insulated cores of multicore cables are twisted into a core, an inner extruded sheath 4 of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40, and determined by ISO 5660-1 with a specific calorific value of not more than 15 MJ / kg and a peak heat release rate of not more than 200 kW / m ² , a thermal barrier 5 of glass tape or mica tape, a screen 6 of copper tapes or copper wires, or an armor 7 of two steel galvanized tapes superimposed overlapping, or from steel wires or wires from aluminum or an aluminum alloy, and an outer sheath 8 of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 35, and a specific heat of combustion determined according to ISO 5660-1 of not more than 18 MJ / kg and the peak value of the heat release rate of not more than 260 kW / m ² .

Кабель может дополнительно содержать обмотку 9 из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.The cable may further comprise a winding 9 of at least one polyethylene terephthalate tape.

В качестве материала изоляции 3 кабеля использована полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 28 и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 280 кВт/м², например, марки Винтес 1110 или Промвулк 13633 или сшиваемая композиция полиэтилена.As the insulation material of 3 cables, a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28 and a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg and a peak value of the rate of heat release of not more than 280 kW / m ² , for example , brands Vintes 1110 or Promvulk 13633 or stitched composition of polyethylene.

В качестве материала внутренней оболочки 4 кабеля использована полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 40 и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 200 кВт/м², например, марки Винтес 3020 или Промвулк 23633.A halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg and a peak value of the rate of heat release of not more than 200 kW / m ^{2 were} used as the material of the inner sheath 4 of the cable, for example, the brand Vintes 3020 or Promvulk 23633.

В качестве материала наружной оболочки 8 кабеля использована полимерная композиция, не содержащая галогенов, с кислородным индексом не менее 35 и определенными по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг и пиковым значением скорости тепловыделения не более 260 кВт/м², например, марки Винтес 2010 или Промвулк 33622.As the material of the outer sheath 8 of the cable, a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 35 and a specific heat of combustion of not more than 18 MJ / kg and a peak value of the heat release rate of not more than 260 kW / m ^{2 are} determined, according to ISO 5660-1 for example, the brand Vintes 2010 or Promvulk 33622.

Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные безгалогенные композиции выпускаются промышленно и применяются при изготовлении кабелей.The halogen-free polymer compositions used for the manufacture of the cable are commercially available and are used in the manufacture of cables.

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

Термический барьер 2, полиэтилентерефталатную ленту 9 и барьер 5 накладывают на обмоточном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.Thermal barrier 2, polyethylene terephthalate tape 9 and barrier 5 are applied on winding equipment traditionally used in the cable industry.

Изоляцию 3, внутреннюю 4 и наружную оболочки 8 накладывают на экструзионном оборудовании.Insulation 3, inner 4 and outer shell 8 are applied to extrusion equipment.

Наложение экрана 6 из медных лент или медных проволок осуществляют на известном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.The imposition of the screen 6 of copper tapes or copper wires is carried out on known equipment traditionally used in the cable industry.

Наложение брони 7 из стальной оцинкованной ленты производится на бронировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.The overlay of armor 7 from galvanized steel tape is made on armor machines, traditionally used in the cable industry.

Все образцы предлагаемых кабелей были испытаны на соответствие следующим требованиям пожарной безопасности: на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, на дымообразование при горении и тлении по ГОСТ IEC 61034-2-2005, на огнестойкость по ГОСТ IEC 60331-21-2011 и на количество выделяемых газов галогеновых кислот при горении материалов конструкции кабелей по ГОСТ IEC 60754-2-2011. Результаты испытаний положительные.All samples of the proposed cables were tested for compliance with the following fire safety requirements: for non-proliferation of combustion during group installation in accordance with GOST IEC 60332-3-22-2011, for smoke generation during combustion and smoldering in accordance with GOST IEC 61034-2-2005, for fire resistance in accordance with GOST IEC 60331-21-2011 and the amount of emitted gases of halogen acids during the combustion of cable construction materials in accordance with GOST IEC 60754-2-2011. The test results are positive.

Результаты испытаний на соответствие ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, а также сравнительные данные по удельной теплоте сгорания кабелей (за 100% приняты значения теплот сгорания кабелей-прототипов) приведены в таблице.The test results for compliance with GOST IEC 60332-3-22-2011, as well as comparative data on the specific heat of combustion of the cables (the values of the calorific value of the cables of the prototype cables are taken as 100%) are given in the table.

Claims

1. Power cable containing at least one copper conductive core with a thermal barrier applied on top of it, made of at least one helically superimposed mica tape overlapping, insulation and an outer sheath of halogen-free polymer compositions, characterized the fact that the outer shell is made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 35, a specific heat of combustion of not more than 18 MJ / kg and a peak value of the rate of heat release of not more than 260 kW / m ² .

2. The cable according to claim 1, characterized in that the insulation is made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 28, a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg and a peak value of the rate of heat release of not more than 280 kW / m ² .

3. The cable according to claim 1, characterized in that the insulation is made of a crosslinkable polyethylene composition.

4. The cable according to claim 2, characterized in that the insulation is made of a polymer composition of the brand Vintes 1110 or Promvulk 13633, the outer sheath is made of a polymer composition of the brand Vintes 2010 or Promvulk 33622.

5. Cable according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that it further comprises, on top of an insulated core or on top of an insulated core twisted into a core, an inner shell of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40, a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg and a peak value of speed heat release not more than 200 kW / m ² .

6. The cable according to claim 5, characterized in that the inner shell is made of a polymer composition of the brand Vintes 3020 or Promvulk 23633.

7. The cable according to claim 5, characterized in that it further comprises a thermal barrier over the inner shell in the form of a winding made of glass tape or mica tape superimposed with overlapping.

8. The cable according to claim 5, characterized in that it further comprises a screen on top of the inner sheath made of copper tapes or copper wires.

9. The cable according to claim 8, characterized in that the copper tape or copper wire is connected by a copper tape or a loop.

10. The cable according to claim 5, characterized in that it further comprises, on top of the inner shell, armor from two galvanized steel tapes superimposed overlapping, or from steel wires, or aluminum wires, or aluminum alloy wires.

11. The cable according to claim 1, characterized in that it further comprises, on top of the thermal barrier, a winding of at least one polyethylene terephthalate tape.