RU196929U1

RU196929U1 - КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ ДЛЯ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 10 кВ

Info

Publication number: RU196929U1
Application number: RU2019143323U
Authority: RU
Inventors: Андрей Евгеньевич Сергеев; Руслан Заурбиевич Белик
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДАНЦИГ"; Общество с ограниченной ответственностью "СтройТрансСервис"
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-03-24

Abstract

В заявляемом техническом решении описана конструкция силового кабеля с элементами контроля - волоконно-оптическими модулями, предназначенного для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ. Этот кабель состоит из токопроводящих жил с фазной изоляцией, скрученных между собой. Поверх токопроводящих жил наложена поясная изоляция из кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом, далее - полупроводящий экран, далее - металлическая оболочка, антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку, далее - внутренняя оболочка из ПВХ и далее - наружная оболочка, также в кабеле имеется не менее одного волоконно-оптического модуля, по каждому из которых возможно осуществление контроля и собственных физических параметров кабеля и возможна и передача информации. Передача сигналов по волоконно-оптическому модулю возможна даже в условиях отключенного напряжения.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявляемое техническое решение относится к кабельно-проводниковой технике, а именно - к конструкциям силовых кабелей, предназначенным для передачи и распределения электрической энергии на переменном токе напряжением до 10 кВ имеющих при этом в своем составе датчики ВБР оптического волокна, передающие оптические сигналы в виде фотонов света, фиксирующие в режиме реального времени изменения параметров кабеля, места этих изменений, места обрыва кабеля и характеристики внешних воздействий на него.

На основании сигналов, полученных в режиме реального времени с выше указанных датчиков на комплексах автоматизированного телематического контроля оперативно и точно определяют место и характер состояния кабеля на имеющейся геоподоснове и место его обрыва и диспетчером, либо изменяется токовая нагрузка на кабель, вплоть до его отключения, либо на этот адрес направляется ремонтная бригада для устранения повреждения или причины изменения параметров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известны конструкции кабелей, в которых использовано оптоволокно, например известно техническое решение «КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, ИЛИ ОПТОВОЛОКОННЫЙ, ИЛИ ГИБРИДНЫЙ» (19) RU (11) 143062 (13) U1 (51) МПК H01B 11/22 (2006.01), характеризующийся тем, что кабель снабжен по меньшей мере одной жилой со сформированными элементами контроля физических параметров кабеля, определяющих его технические параметры, местоположение отклонений от технических параметров на этапе эксплуатации, при этом элементы контроля введены в структуру кабеля в процессе его производства и представляют собой датчики ВБР и по меньшей мере одна из жил содержит сформированные, дискретные, распределенные по длине жилы датчики ВБР. Кабель характеризуется тем, что при сварке оптического датчика ВБР от начала его решетки имеет отступ не менее 50 мм, а также тем, что для масштабирования соблюдено условие размещения на одной жиле не менее 10 датчиков на 1 м.

Недостатком данной полезной модели является то, что это решение имеет общую и не конкретную направленность, не связанную с особенностями реальной эксплуатации и ремонта силового кабеля, не охватывает процессы поиска и определения точного места повреждения кабеля.

Наиболее близким к заявляемому является кабель, в котором использовано оптоволокно, запатентованный как (19) RU (11) 157780 (13) U1 (51) МПК H01B 11/22 (2006.01), (54) КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ.

Технический результат, указанный в данном патенте, заключается в разработке силового кабеля с расширенными функциональными возможностями для повышения надежности энергоснабжения, позволяющего осуществлять передачу данных, а также осуществлять контроль температуры вдоль всей длины кабеля с целью максимально эффективного использования его пропускной способности, а также локализации участков кабельной линии, в которых температура превышает длительно допустимую.

Данный кабель содержит три медные или алюминиевые токопроводящие жилы секторной формы, поверх каждой из которых последовательно наложены методом экструзии первый экран из электропроводящей полимерной композиции, изоляция из сшитой полиэтиленовой композиции или из этиленпропиленовой резины, второй экран из электропроводящей полимерной композиции, при этом изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого последовательно расположены скрепляющий слой, экран из металлических проволок, соединенных спирально наложенной металлической лентой, разделительный слой и экструдированная наружная оболочка. Данный кабель дополнительно содержит, по крайней мере, один волоконно-оптический модуль.

С точки зрения заявителей в данном техническом решении не охватывается кабельная продукция с бумажно-пропитанной изоляцией и недостаточно эффективно используется волоконно-оптический модуль. Недостатком данного технического решения является его узкая специализация и использование его только в качестве пожарного извещателя.

Задачей, стоящей перед создателями заявляемого технического решения, является не только мониторинг температурного состояния кабеля, а детектирование точного места повреждения кабеля.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Данное техническое решение расширяет арсенал силовых кабелей для сетей переменного тока с элементами контроля - волоконно-оптическими модулями, за счет того, что в качестве поясной изоляции в этих кабелях использована кабельная бумага с нестекающим пропиточным составом.

При этом, при эксплуатации патентуемого кабеля, вследствие использования в его составе одного или нескольких оптоволоконных модулей, повышается надежность кабеля, поскольку датчики ВБР оптоволокна - элементы контроля собственных физических параметров в режиме реального времени, расположены в этом же кабеле. За счет этого расположения обеспечивается высокая точность контроля состояния токопроводящей жилы в режиме реального времени (определяются вероятные места пробоя, обрыва, нагрева и т.п., интенсивность воздействия на кабель определенных факторов) и информация, переданная с датчиков ВБР в удалённый диспетчерский центр, где отслеживается текущее состояние кабельной линии, позволяет в автоматическом режиме спрогнозировать события на ней и выполнить контрольно-профилактические действия согласно существующим регламентам. Кроме того, по волоконно-оптическим модулям возможна передача информации и контроль собственных физических параметров даже в условиях отключения напряжения.

На Фиг.1 изображен кабель с секторными токопроводящими жилами, на Фиг.2 - кабель с круглыми токопроводящими жилами, и на Фиг.3 - кабель с цельнотянутыми токопроводящими жилами, где:

1 - наружная оболочка,

2 - броня,

3 - внутренняя оболочка,

4 - антикоррозионный слой на металлическую оболочку,

5 - металлическая оболочка,

6 - полупроводящий экран,

7 - поясная изоляция,

8 - фазная изоляция токопроводящей жилы,

9 - токопроводящие жилы,

10 - изоляция волоконно-оптических модулей,

11 - волоконно-оптический модуль.

ОПИСАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Кабель силовой для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ содержит последовательно размещенные элементы: токопроводящие жилы (9), которые могут быть – либо цельнотянутые, либо многопроволочные и состоять либо из трех, либо из другого количества жил. Каждая из жил покрыта фазной изоляцией (8). Поверх скрученных между собой жил наложена поясная изоляция, выполненная из изоляционной кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом (7). Далее наложен полупроводящий экран (6), далее - металлическая оболочка (5) и антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку (4), далее наложены внутренняя оболочка из ПВХ (3) и наружная оболочка (1).

Кабель содержит, по крайней мере, один волоконно-оптический модуль, который может находиться в любом месте конструкции, если это не влияет на процесс передачи электрического тока по токопроводящим жилам (9) и позволяет безопасно эксплуатировать кабель.

Каждый волоконно-оптический модуль имеет изоляцию оптоволокна (10) в виде трубки из термостойкого полимерного материала.

Датчики ВБР оптоволоконных жил в режиме реального времени используются как в качестве элементов контроля физических параметров токопроводящих жил, так и в качестве элементов контроля внешних воздействий на кабель и формируют сигналы о местоположении мест событий на этом кабеле, передающиеся в удалённый диспетчерский центр.

В качестве события может рассматриваться либо обрыв токопроводящей жилы, либо короткое замыкание, либо превышение температуры, либо сигналы о местоположении различных контролируемых действий, развивающихся вдоль трассы данного кабеля, в том числе вибрационное воздействие на кабель, при выполнении строительных, ремонтных и иных работ в охранной зоне кабельной линии и передающими данную информацию в удалённый диспетчерский центр. При этом волоконно-оптический модуль также может служить для передачи информационных сигналов.

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КАБЕЛЯ

1. Кабель силовой для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ выполнен из трех секторных, скрученных между собой токопроводящих жил (9), каждая из которых покрыта фазной изоляцией (8). Поверх скрученных между собой жил наложена поясная изоляция, выполненная из изоляционной кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом (7). Далее имеется полупроводящий экран (6), далее - металлическая оболочка (5) и антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку (4), далее наложены внутренняя оболочка из ПВХ (3) и наружная оболочка (1). Кабель содержит, один волоконно-оптический модуль (11), изолированное трубкой из термостойкого полимерного материала (10), который находится рядом со скрученными между собой токопроводящими жилами под поясной изоляцией. Такое расположение волоконно-оптического модуля не влияет на процесс передачи электрического тока по токопроводящим жилам (9). Также по волоконно-оптическому модулю возможна передача информации и контроль собственных физических параметров даже в условиях отключения напряжения.

2. Кабель силовой для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ выполнен из четырех круглых, скрученных между собой токопроводящих жил (9), каждая из которых покрыта фазной изоляцией (8). Поверх скрученных между собой жил наложена поясная изоляция, выполненная из изоляционной кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом (7). Далее имеется полупроводящий экран (6), далее - металлическая оболочка (5) и антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку (4), далее наложены внутренняя оболочка из ПВХ (3) и наружная оболочка (1). Кабель содержит один волоконно-оптический модуль (11), изолированное трубкой из термостойкого полимерного материала (10), который находится рядом со скрученными между собой токопроводящими жилами под поясной изоляцией. Такое расположение волоконно-оптического модуля не влияет на процесс передачи электрического тока по токопроводящим жилам (9). Также по волоконно-оптическому модулю возможна передача информации и контроль собственных физических параметров даже в условиях отключения напряжения.

3. Кабель силовой для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ выполнен из пяти цельнотянутых и скрученных между собой токопроводящих жил (9), каждая из которых покрыта фазной изоляцией (8). Поверх скрученных между собой жил наложена поясная изоляция, выполненная из изоляционной кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом (7). Далее имеется полупроводящий экран (6), далее - металлическая оболочка (5) и антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку (4), далее наложены внутренняя оболочка из ПВХ (3) и наружная оболочка (1). Кабель содержит, один волоконно-оптический модуль (11), изолированное трубкой из термостойкого полимерного материала (10), который находится рядом со скрученными между собой токопроводящими жилами под поясной изоляцией. Расположение волоконно-оптического модуля не влияет на процесс передачи электрического тока по токопроводящим жилам (9). Также по волоконно-оптическому модулю возможна передача информации и контроль собственных физических параметров даже в условиях отключения напряжения.

Claims

1. Кабель силовой для сетей переменного тока напряжением до 10 кВ содержит последовательно размещенные элементы: токопроводящие жилы с фазной изоляцией, скрученные между собой, поверх которых наложена поясная изоляция, далее - полупроводящий экран, далее - металлическая оболочка, антикоррозионный слой на эту металлическую оболочку, далее - внутренняя оболочка из ПВХ и далее - наружная оболочка, также в кабеле имеется не менее одного волоконно-оптического модуля, отличающийся тем, что поясная изоляция выполнена из кабельной изоляционной кабельной бумаги с нестекающим пропиточным составом.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы выполнены многопроволочными.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы выполнены цельнотянутыми.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что волоконно-оптический модуль выполнен в виде трубки из термостойкого полимерного материала с заключенным в нее, по крайней мере, одним одномодовым или одним многомодовым оптическим волокном.

5. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что волоконно-оптический модуль расположен в кабеле таким образом, что его положение не влияет на процесс передачи электрического тока по токопроводящим жилам.

6. Кабель по п.1, отличающийся тем, что при эксплуатации кабеля датчиками ВБР формируются сигналы о местоположении мест событий на этом кабеле, передающиеся в удаленный диспетчерский центр, при этом этот же волоконно-оптический модуль также может служить для передачи информации.

7. Кабель по п.6, отличающийся тем, что в качестве события рассматривается обрыв токопроводящей жилы.

8. Кабель по п.6, отличающийся тем, что в качестве события рассматривается короткое замыкание.

9. Кабель по п.6, отличающийся тем, что в качестве события рассматривается превышение температуры.

10. Кабель по п.6, отличающийся тем, что при эксплуатации формируются сигналы о местоположении различных контролируемых действий, развивающихся вдоль трассы данного кабеля, в том числе вибрационное воздействие на кабель, при выполнении строительных, ремонтных и иных работ в охранной зоне кабельной линии, передающие данную информацию в удаленный диспетчерский центр.