RU202014U1 - Кабель судовой герметизированный с резиновой изоляцией и оболочкой - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции судовых кабелей с резиновой изоляцией и оболочкой продольно герметизированных, предназначенных для эксплуатации на надводных и подводных судах и объектах, береговых и плавучих сооружениях.Кабель содержит многопроволочные токопроводящие медные жилы с заполнителем и изоляцией из резины, изолированные жилы, преимущественно скрученные в сердечник с заполнителем, и оболочку из резины. Заполнитель токопроводящей жилы выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 250% и прочностью при растяжении от 3 до 5 МПа, заполнитель сердечника выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4,5 МПа, при этом герметизирующие составы содержат натуральный и синтетические каучуки, наполнители и вулканизующую группу.Преимуществом предлагаемого кабеля является то, что благодаря использованию заполнителей с оптимальными физико-механическими свойствами для каждого конкретного конструктивного элемента кабеля практически обеспечивается полная герметичность (в том числе газонепроницаемость) и механическая стойкость кабеля при высоком радиальном и продольном гидростатическом давлении до 63 МПа в течение заданного срока службы, что гарантирует защиту подключенного электрооборудования от проникновения воды и газов по воздушным промежуткам между элементами кабеля в случае аварийного повреждения его оболочки или полного обрыва кабеля. Также обеспечивается эластичность кабеля и устойчивость к деформациям изгиба с малыми радиусами без разрывов и отслоений заполняющего состава (смеси) от элементов кабеля, а также возможность выполнять технологический монтаж кабеля и удалять заполняющие составы при разделке концов кабеля без повреждения изоляции жил и оболочки.6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции судовых кабелей с резиновой изоляцией и оболочкой продольно герметизированных, предназначенных для специфичной эксплуатации на надводных и подводных судах и объектах, береговых и плавучих сооружениях.

В соответствии с ГОСТ Р 55025-2012 герметизированный кабель - это кабель, содержащий водоблокирующие элементы в целях препятствия проникновению «оды в кабель и ее продольному распространению. Водоблокирующие элементы - это элементы конструкции кабеля (ленты или нити), обладающие свойством многократного увеличения своего объема при воздействии воды.

Из уровня техники известны конструкции судовых герметизированных кабелей типа КсПГ, выпускаемые ООО НПП «Спецкабель» по ФЖТК.358600.068ТУ. Для препятствия продольному распространению воды внутри указанных кабелей размещены водоблокирующие нити и ленты. (http://spetskabel.ru/f/l/global/pricelist/spetskabel-military.pdf).

Кабели подобного типа не отвечают в полной мере современным требованиям потребителей, поскольку рассчитаны на рабочее продольное гидростатическое давление не более 7,1 МПа (кратковременно до 10,6 МПа) и имеют ограниченный диапазон сечений жил (не более 16 мм²). Кроме того, они не обладают полной герметичностью в течение 2 часов по кабелю может проникать до 1000 см³ воды. Также вдоль кабеля свободно могут проникать токсичные и взрывоопасные газы по пустотам между конструктивными элементами.

Согласно ГОСТ 15845-80 «Изделия кабельные. Термины и определения», герметизированный кабель - это кабель, свободное пространство между конструктивными элементами которого заполнено герметизирующим составом, с целью препятствия проникновению влаги в кабель и ее продольному перемещению.

Известен судовой герметизированный кабель, включающий токопроводящие медные жилы с заполнителем и изоляцией из резины, изолированные жилы, скрученные в сердечник с заполнителем, и оболочку из резины, в котором заполнитель токопроводящей жилы выполнен из термореактивного герметизирующего состава с прочностью связи кош акта «медь - заполнитель» и «заполнитель - изоляция» от 0,2 до 4,5 кН/м, заполнитель сердечника выполнен из термореактивного герметизирующего состава с прочностью связи ком такта «заполнитель - изоляция» от 1,0 до 7,5кН/м, а контакта «заполнитель оболочка» от 1 до 6 кН/м, при этом предел прочности при растяжении заполнителя меньше предела прочности при растяжении изоляции и оболочки кабеля.

(Патент РФ на полезную модель №115553, М.кл. Н01В 7/02. 08.11.2011 г.).

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемой полезно)! модели по совокупности существенных признаков.

К недостаткам запатентованного кабеля следует отнести то, что в нем не установлены оптимальные физико-механические характеристики термореактивных материалов для заполнителей токопроводящих жил и сердечника, которые позволяют обеспечивать полную герметичность (в том числе газонепроницаемость) и механическую стойкость кабеля при высоком продольном гидростатическом давлении до 63 МПа, гибкость (эластичность) кабеля при его прокладке, технологичность при разделке концов кабеля во время монтажа у потребителя без повреждения целостности изоляции жил.

В качестве показателей, в достаточной мере характеризующих физико-механические свойства конструкционных полимерных материалов для кабелей, на практике широко применяют показатели относительного удлинения и предела прочности при растяжении.

Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании конструкции судового герметизированного кабеля с резиновой изоляцией и оболочкой с применением заполняющих составов (адгезивных смесей) для токопроводящих жил и сердечника с оптимальными физико-механическими характеристиками, обеспечивающих:

- полную герметичность (в том числе газонепроницаемость) и механическую стойкость кабеля при высоком радиальном и продольном гидростатическом давлении до 63 МПа в течение заданного срока службы, что гарантирует защиту подключенного электрооборудования от проникновения воды и газов по воздушным промежуткам между элементами кабеля в случае аварийного повреждения его оболочки или полного обрыва кабеля;

- эластичность кабеля и устойчивость к деформациям изгиба с малыми радиусами без разрывов и отслоений заполняющего состава (смеси) от элементов кабеля;

- возможность выполнять технологический монтаж кабеля и удалять заполняющие составы при разделке концов кабеля без повреждения изоляции жил и оболочки.

Поставленная задача решается тем, что в судовом герметизированном кабеле с резиновой изоляцией и оболочкой, включающему многопроволочные токопроводящие медные жилы с заполнителем и изоляцией из резины, изолированные жилы, преимущественно скрученные в сердечник с заполнителем, и оболочку из резины, согласно полезной модели заполнитель токопроводящей жилы выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 250% и прочностью при растяжении от 3 до 5 МПа, заполнитель сердечника выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4,5 МПа, при этом герметизирующие составы содержат натуральный и синтетические каучуки, наполнители и вулканизующую группу.

Ограничение нижнего предела относительного удлинения термореактивного герметизирующего состава необходимо для исключения растрескивания и нарушения целостности слоя заполнителя при изгибах кабеля с малыми радиусами во время монтажа и эксплуатации, которые могут привести к потере герметичности кабеля.

Прочность термореактивного герметизирующего состава при растяжении установлена опытным путем с ограничением нижнего и верхнего значений.

При низком значении прочности герметизирующего состава не обеспечивается механическая стойкость кабеля к высокому гидростатическому давлению, а при высоком значении прочности герметизирующего состава кабель приобретает чрезмерную жесткость и. кроме того, крайне сложно выполнить технологическую разделку и разделение элементов кабеля без их повреждения при монтаже.

Преимуществом и полезным эффектом предлагаемого кабеля является то, что, благодаря использованию заполнителей с оптимальными физико-механическими свойствами для каждого конкретного конструктивного элемента кабеля практически обеспечивается полная герметичность (в том числе газонепроницаемость) и механическая стойкость кабеля при высоком радиальном и продольном гидростатическом давлении до 63 МПа в течение заданного срока службы, что гарантирует защиту подключенного электрооборудования от проникновения воды и газов по воздушным промежуткам между элементами кабеля в случае аварийного повреждения его оболочки или полного обрыва кабеля. При этом обеспечивается эластичность кабеля и устойчивость к деформациям изгиба с малыми радиусами без разрывов и отслоений заполняющего состава (смеси) от элементов кабеля, а также возможность выполнять технологический монтаж кабеля и удалять заполняющие составы при разделке концов кабеля без повреждения изоляции жил и оболочки.

Под резиновой изоляцией каждой токопроводящей жилы кабель может дополнительно иметь огнестойкий элемент из стеклослюдоленты, наложенной в виде обмотки с перекрытием, и термореактивный герметизирующий состав на основе этиленпропилендиенового каучука и наполнителей, с относительным удлинением при разрыве не менее 50% и прочностью при растяжении не менее 0,5МПа, а поверх резиновой изоляции может быть наложена скрепляющая оплетка из синтетических нитей с заполнением клеем па основе хлоропренового каучука. Огнестойкий элемент из стеклослюдоленты обеспечивает сохранение работоспособности кабеля в аварийных условиях пожара, а скрепляющая (бандажирующая) оплетка из синтетических нитей за счет обжатия изоляции предотвращает продольное проникновение воды по огнестойкому элементу.

Поверх каждой изолированной жилы кабель может иметь экран из медных проволок с заполнением термореактивным герметизирующим составом с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4.5 МПа.

Поверх оболочки кабель может иметь общий экран из медных проволок, заполненный клеем на основе хлоропренового каучука, защищенный дополнительной оболочкой из резины, что позволяет применять кабель в условиях, требующих защиты окружающей среды от электромагнитных влияний кабеля.

Изоляция жил кабеля может быть выполнена из резины на основе натурального и синтетического каучуков с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении не менее 6 МПа, которая обладает достаточными диэлектрическими свойствами и стойкостью к длительно допустимой температуре нагрева жил кабеля.

Оболочка кабеля может быть выполнена из маслостойкой, не поддерживающей горение резины на основе хлоропренового каучука с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении не менее 6,4 МПа, что обеспечивает работоспособность кабеля в сложных и жестких условиях судовой эксплуатации.

Предложенная полезная модель кабеля схематично изображена на фиг. 1-4.

На фиг. 1 дан поперечный разрез 4-х жильного судового герметизированного кабеля с резиновой изоляцией и оболочкой.

На фиг. 2 дан поперечный разрез 7-ми жильного судового герметизированного кабеля с резиновой изоляцией и оболочкой.

На фиг. 3 дан поперечный разрез 2-х жильного кабеля судового герметизированного кабеля с резиновой изоляцией и оболочкой с огнестойким элементом под изоляцией каждой токопроводящей жилы, со скрепляющей оплеткой из синтетических нитей поверх изоляции каждой жилы.

На фиг. 4 дан поперечный разрез 3-х жильного судового герметизированного кабеля с резиновой изоляцией и оболочкой с экраном по каждой жиле, с общим экраном поверх оболочки и с дополнительной оболочкой поверх общего экрана.

На фигурах показаны: 1 - токопроводящая медная жила, 2 - изоляция из резины. 3 - оболочка из резины, 4 - заполнитель токопроводящей жилы, 5 - заполни гель сердечника. 6 - экран жилы из медных проволок, 7 - общий экран из медных проволок. 8 дополнительная оболочка из резины, 9 - огнестойкий элемент из стеклослюдоленты, 10 скрепляющая оплетка из синтетических нитей.

Кабель судовой герметизированный с резиновой изоляцией и оболочкой содержит токопроводящие медные жилы 1 с заполнителем 4 и резиновой изоляцией 2, изолированные жилы 1, скрученные в сердечник с заполнителем 5, и резиновую оболочку 3.

Заполнитель 4 токопроводящей жилы 1 выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 250% и прочностью при растяжении от 3 до 5 МПа, заполнитель сердечника 5 выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4,5 МПа, при этом герметизирующие составы содержат натуральный и синтетические каучуки, наполнители и вулканизующую группу.

Пример 1. Судовой герметизированный кабель (фиг. 2) содержи) 7 токопроводящих многопроволочных медных жил 1 сечением 1,5 мм² каждая. По каждой токопроводящей жиле 1 наложена изоляция 2 из резины типа РТИ-1 по ТУ 16.К71 -098-90 марки РИ-03 по ТУ 16.К46-029-2017. Пустоты под изоляцией 2 и между проволоками каждой жилы 1 за полнены термореактивным герметизирующим составом 4 марки ГРН-9 с относительным удлинением при разрыве 350% и прочностью при растяжении 4 МПа. Изолированные токопроводящие жилы 1 скручены в сердечник, при этом пустоты сердечника заполнены гермореактивным герметизирующим составом 5 марки ТСШ-21С с относительным удлинением при разрыве 550% и прочностью при растяжении 3,3 МПа.

Поверх сердечника наложена оболочка 3 из маслостойкой, не поддерживающей горение резины типа РШН-2 по ТУ 16.К71-098-90 марки РО-17 по ТУ 16.К46-029-2017 (на основе хлоропренового каучука) с относительным удлинением при разрыве 400% и прочностью при растяжении не менее 8,5 МПа.

Пример 2. Судовой герметизированный кабель (фиг. 3) содержит две токопроводящие многопроволочные медные жилы 1 сечением по 25 мм². Пустоты между проволоками каждой жилы 1 заполнены термореактивным герметизирующим составом 4 марки ГРН-9 с относительным удлинением при разрыве 350% и прочностью при растяжении 4 МПа. Поверх герметизирующего состава 4 каждой токопроводящей жилы 1 наложен огнестойкий элемент 9 в виде обмотки с перекрытием стеклослюдолентой толщиной 0,17 мм, термореактивный герметизирующий состав марки ЭПИ-25-1 (на основе этиленпропилендиенового каучука) с относительным удлинением при разрыве 65% и прочностью при растяжении 0,6МПа и изоляция 2 из резины типа РТИ-1 по ТУ 16.К71-098-90 марки РИ-03 по ТУ 16.К46-029-2017. Поверх изоляции наложена скрепляющая оплетка 10 из полиэфирных нитей с заполнением клеем марки 88-НП (на основе хлоропренового каучука). Две изолированные герметизированные жилы 1 скручены в сердечник, при этом пустоты сердечника заполнены термореактивным герметизирующим составом 5 марки ТСШ-21М с относительным удлинением при разрыве 550% и прочностью при растяжении 3,3 МПа.

Поверх сердечника наложена оболочка 3 из маслостойкой, не поддерживающей горение резины типа РШН-2 по ТУ 16.К71-098-90 марки РО-17 по ТУ 16.К46-029-2017 (на основе хлоропренового каучука) с относительным удлинением при разрыве 400% и прочностью при растяжении не менее 8,5 МПа.

Предложенная полезная модель кабеля судового герметизированного может изготавливаться на стандартном оборудовании кабельного производства и обладает промышленной применимостью на объектах судостроения и морской техники.

Планируемые в настоящей полезной модели характеристики кабеля (стойкость к повышенному продольному и радиальному гидростатическому давлению до 63 МПа, гибкость при прокладке и монтаже, технологичность при разделке концов кабеля) подтверждены соответствующими испытаниями.

Claims (7)

1. Кабель судовой герметизированный с резиновой изоляцией и оболочкой, включающий многопроволочные токопроводящие медные жилы с заполнителем и изоляцией из резины, изолированные жилы, преимущественно скрученные в сердечник с заполнителем, и оболочку из резины, отличающийся тем, что заполнитель токопроводящей жилы выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 250% и прочностью при растяжении от 3 до 5 МПа, заполнитель сердечника выполнен из термореактивного герметизирующего состава с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4.5 МПа, при этом герметизирующие составы содержат натуральный и синтетические каучуки, наполнители и вулканизующую группу.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что под резиновой изоляцией каждой токопроводящей жилы дополнительно имеет огнестойкий элемент из стеклослюдоленты, наложенной в виде обмотки с перекрытием, и термореактивный герметизирующий состав на основе этиленпропилендиенового каучука и наполнителей, с относительным удлинением при разрыве не менее 50% и прочностью при растяжении не менее 0,5 МПа, а поверх резиновой изоляции наложена скрепляющая оплетка из синтетических нитей с заполнением клеем на основе хлоропренового каучука.

3. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что поверх каждой изолированной жилы наложен экран из медных проволок с заполнением термореактивным герметизирующим составом с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении от 1,5 до 4,5 МПа.

4. Кабель по п. 1 или 2, или 3, отличающийся тем, что поверх оболочки кабеля наложен общий экран в виде оплетки из медных луженых проволок.

5. Кабель по п. 1 или 2, или 3, отличающийся тем, что поверх оболочки кабеля наложен общий экран из медных проволок с заполнением клеем на основе хлоропренового каучука и дополнительная оболочка из резины.

6. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция жил выполнена из резины на основе натурального и синтетического каучуков с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении не менее 6 МПа.

7. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из маслостойкой, не поддерживающей горение резины на основе хлоропренового каучука с относительным удлинением при разрыве не менее 300% и прочностью при растяжении не менее 6,4 МПа.

Images