RU206084U1 - Силовой кабель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к бронированным огнестойким силовым кабелям с пониженной пожароопасностью и стойким к воздействию агрессивных сред. Кабель предназначен для использования во взрывоопасных зонах всех категорий, а также в распределительных и магистральных сетях 0,66-500 кВ. Силовой кабель содержит одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней в направлении к наружной оболочке нанесенную экструзией изоляцию, внутреннюю оболочку, бронепокров в виде герметичной гофрированной металлической трубки и наружную оболочку из пластмассы. Бронепокров имеет спиралевидную форму гофрирования, а коэффициент гофрирования равен 10-20%, предпочтительно 15%. Конструкция кабеля обеспечивает его высокую механическую прочность, химическую стойкость к агрессивным газам, парам и жидкостям, огнестойкость за счет герметичного металлического термического барьера. Герметичная сплошная гофрированная броня защищает кабель от всех внешних воздействий. Спиралевидная форма гофры придает кабелю повышенную гибкость и прочность при растяжении. Герметичность гофрированной брони обеспечивается за счет соединения лазерной сваркой или дуговой сваркой в среде инертных газов неплавящимся электродом краев ленты. Кабель сохраняет механические свойства (прочность, относительное удлинение и эластичность) в широком температурном диапазоне, в том числе при низких температурах. Кабель имеет широкий диапазон рабочих температур, в том числе низкотемпературное применение. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям бронированных огнестойких силовых кабелей с пониженной пожароопасностью и стойких к воздействию агрессивных сред. Заявленный кабель предназначен для использования во взрывоопасных зонах всех категорий, а также в распределительных и магистральных сетях 0,66-500 кВ, электроустановках, на объектах промышленности и инфраструктуры (например, в сетях нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, газодобывающей отрасли, химической и строительной промышленности).

Из уровня техники известны технические решения того же назначения.

Так, из документа RU 91218, RU 87037 известен силовой кабель, имеющий одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней слои обмотки. Конструкция кабеля не обладает способностью сохранять механические свойства (прочность, относительное удлинение и эластичность) в экстремальных условиях (например, при воздействии вибраций, во взрывоопасных зонах).

Из документа RU 125763 известен силовой пожаробезопасный кабель, содержащий токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней слои, в том числе обмотку из алюмополимерной ленты для радиальной изоляции кабеля, которая прочно сварена с наружной оболочкой. Недостатком этого решения является ограничение области применения кабеля из-за снижения устойчивости ленточной брони к осевым растягивающим нагрузкам, возможность повреждения экрана и изоляции токопроводящей жилы ленточной броней при изгибе кабеля и пробоя изоляции кабеля, снижение эксплуатационных характеристик кабеля с ленточной броней из-за повышенного радиуса изгиба кабеля.

Из документа RU 128388, принятого в качестве ближайшего аналога заявленного решения, известен кабель электрический силовой бронированный, в котором имеется слой брони, выполненный из проволок алюминия или его сплавов. Недостатком этого решения является возможность повреждения подушки-экрана и изоляции токопроводящей жилы проволочной броней при изгибе кабеля и пробоя изоляции кабеля. В кабеле, раскрытом в этом документе, отсутствует высокая поперечная герметичность. Этот недостаток существенно снижает эксплуатационные характеристики, надежность и область применения силового бронированного кабеля.

Задачей полезной модели является разработка кабеля силового огнестойкого бронированного, с повышенными прочностными характеристиками, не распространяющего горение, с низким дымовыделением при горении и тлении и не выделяющего галогенов в условиях пожара, предназначенного для кабельных линий, прокладываемых в почвах, подверженных смещению, для подводных кабельных линий, во взрывоопасных зонах,

Поставленная задача достигается конструкцией силового кабеля и используемыми материалами:

Силовой кабель, содержащий одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней в направлении к наружной оболочке нанесенную экструзией изоляцию, внутреннюю оболочку, бронепокров в виде герметичной гофрированной металлической трубки и наружную оболочку из пластмассы, причем бронепокров имеет спиралевидную форму гофрирования, а коэффициент гофрирования равен 10-20%.

Токопроводящая жила выполнена из меди или алюминия.

Изоляция выполнена из сшитой композиции полиэтилена.

Изоляция выполнена из высокомодульной этиленпропиленовой резины.

Изоляция выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, или из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов.

Изоляция выполнена из поливинилхлоридного пластиката, в том числе пониженной пожарной опасности.

Дополнительно имеется электропроводящий экран из пластмассы по токопроводящей жиле и экран по изоляции, имеется кабельная обмотка с перекрытием лентой из электропроводящего материала, расположенная поверх экрана по изоляции, металлический экран в виде проволок или лент из алюминия или меди. Эти дополнительные обмотки применяются для кабелей, рассчитанных на напряжение 6-500 кВ.

Экран по жиле и изоляции выполнен из электропроводящей сшитой композиции на основе высокомодульной этиленпропиленовой резины или сшитой полимерной композиции.

Внутренняя оболочка может быть выполнена из нетканого материала, в виде кабельной обмотки с перекрытием.

Внутренняя оболочка может быть выполнена из полимерной композиции и нанесена экструзией.

Бронепокров из герметичной гофрированной металлической трубки выполнен из меди, алюминия, стали или нержавеющей стали или их сплавов.

Бронепокров выполнен в виде гофрированной металлической трубки, полученной соединением краев ленты дуговой сваркой в среде инертных газов неплавящимся электродом или лазерной сваркой.

Коэффициент гофрирования равен предпочтительно 15%.

Технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в улучшенных свойствах кабеля:

высокая механическая прочность (в том числе прочность к раздавливающим усилиям для силовых фаз кабеля),

100% электромагнитную совместимость,

химическая стойкость к агрессивным газам, парам и жидкостям (благодаря полной поперечной герметизации),

огнестойкость за счет герметичного металлического термического барьера,

бронепокров в виде герметичной гофрированной металлической трубки позволяет производить установку кабелей без кабелепрокладывающих систем,

конструкция кабеля позволяет изготавливать гибридные кабели, например силовые фазы плюс оптический кабель.

Эти улучшенные свойства обеспечиваются использованием герметичной сплошной гофрированной брони, которая защищает кабель от всех внешних воздействий. Герметичность гофрированной брони обеспечивается за счет соединения лазерной сваркой или дуговой сваркой в среде инертных газов неплавящимся электродом краев ленты.

Спиралевидная форма гофры придает кабелю повышенную гибкость и прочность при растяжении. Высокие механические характеристики бронепокрова в виде герметичной гофрированной металлической трубки, такие как гибкость, стойкость к растягивающему и раздавливающему усилию, осевому закручиванию, обеспечиваются благодаря выбранному коэффициенту гофрирования 10-20%, предпочтительно равным 15%. Спиралевидная форма гофрирования выглядит как резьба с почти синусоидальным профилем, то есть гофр (выпуклость, спиральное ребро) имеет одно начало и конец (в отличие от кольцевой, круглой формы гофрирования, когда гофр много и каждый гофр образует кольцо). Коэффициент гофрирования представляет собой отношение длины трубки до гофрирования к длине трубки после гофрирования (так как в процессе гофрирования трубка укорачивается).

Наружная оболочка, выполненная из пластмассы, предназначена для дополнительной защиты герметичной гофрированной брони от электрохимической коррозии, а также для защиты кабеля от воздействий окружающей среды, механических и химических воздействий в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабеля.

Благодаря особым свойствам этиленпропиленовой резины (ЭПР) обеспечиваются технические результаты:

высокая механическая прочность и относительное удлинение;

высокая стойкость к изгибающим нагрузкам (эластичность);

способность сохранять механические свойства (прочность, относительное удлинение и эластичность) в широком температурном диапазоне, в том числе при низких температурах;

стойкость к воздействию вибраций;

широкий диапазон рабочих температур, в том числе низкотемпературное применение;

высокие диэлектрические свойства;

стойкость к воздействию термохимической и термомеханической деструкции;

способность не образовывать горящие капли при воздействии пламени;

обеспечение бесперебойной работы кабеля при рабочей температуре проводника 90°С;

обеспечение бесперебойной работы кабеля при высоких значениях высокой токовой нагрузки;

обеспечение устойчивости к короткому замыканию при температуре до 250°С;

гибкость кабеля и стойкость к электрохимической деструкции под воздействием влаги.

Кроме того, достигается технический результат, заключающийся в максимальной компактности конструкции (в случае использования герметичной гофрированной брони в качестве жилы заземления).

Заявленная конструкция кабеля поясняется на примерах конструктивного исполнения. Примеры не являются исчерпывающими, а демонстрируют некоторые варианты конструктивного исполнения заявленного решения.

На чертежах показаны примеры различного конструктивного исполнения силового кабеля.

Фиг. 1 - Конструктивное устройство силового огнестойкого морозостойкого пожаробезопасного кабеля на напряжение 6-35 кВ.

Фиг. 2 - Конструктивное устройство силового огнестойкого пожаробезопасного кабеля на напряжение 6-35 кВ.)

Фиг. 3 - Конструктивное устройство силового огнестойкого морозостойкого пожаробезопасного кабеля на напряжение 1 кВ

Пример 1.

Кабель силовой морозостойкий, огнестойкий, пожаробезопасный на номинальное напряжение 6-35 кВ. Для стационарной прокладки, не распространяющий горение при групповой прокладке, низким дымо- и газовыделением и низкой коррозионной активностью, с изоляцией из высокомодульной ЭПР, броней из герметичной алюминиевой гофрированной трубки и оболочкой из полимерной композиции не содержащей галогенов. Предназначен для групповой прокладки кабельных линий во внутренних электроустановках, сооружениях метрополитенов. Используется в зданиях и коммуникациях, в том числе во взрывоопасных зонах, где есть риск механических повреждений и раздавливающих усилий, а также требуется защита от химического воздействия и необходима поперечная герметизация кабеля. Может эксплуатироваться в регионах с холодным климатом. Допускается прокладка под прямым воздействием солнечных лучей. Морозостойкость кабеля обеспечивается благодаря сочетанию изоляции из высокомодульной ЭПР и морозостойкой оболочки.

На фиг. 1 чертежа цифрами обозначены следующие позиции:

1 - медная круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса. Или алюминиевая круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса.

2 - экран по жиле из полупроводящего сшитого компаунда.

3 - изоляция из высокомодульной этиленпропиленовой резины.

4 - экран по изоляции из полупроводящего сшитого компаунда с наложенной электропроводящей лентой. Легкосъемный.

5 - обмотка из электропроводящей ленты.

6 - металлический экран из медных проволок, поверх которых спирально наложена медная лента.

7 - экструдированная внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов или внутренняя оболочка в виде обмотки водоблокирующими или неткаными лентами.

8 - броня из герметичной гофрированной алюминиевой трубки.

9 - наружная оболочка из морозостойкой полимерной композиции, не содержащей галогенов, стойкая к воздействию ультрафиолета и агрессивных сред.

Пример 2.

Кабель силовой пожаробезопасный на номинальное напряжение 6-35 кВ. Для стационарной прокладки, не распространяющий горение при групповой прокладке, низким дымо- и газовыделением и низкой коррозионной активностью, с изоляцией из ЭПР, броней из алюминиевой гофрированной трубки и оболочкой из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, не распространяющий горение.

Предназначен для групповой прокладки кабельных линий во внутренних электроустановках, сооружениях метрополитенов. Используется в зданиях и коммуникациях, в том числе во взрывоопасных зонах, где есть риск механических повреждений и раздавливающих усилий. Для прокладки в земле. Допускается прокладка под прямым воздействием солнечных лучей.

На фиг. 2 чертежа цифрами обозначены следующие позиции:

1 - медная круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса. Или алюминиевая круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса.

2 - экран по жиле из полупроводящего сшитого компаунда.

3 - изоляция из высокомодульной этиленпропиленовой резины.

4 - экран по изоляции из полупроводящего сшитого компаунда с наложенной электропроводящей лентой. Легкосъемный.

5 - обмотка из электропроводящей ленты.

6 - металлический экран из медных проволок, поверх которых спирально наложена медная лента.

7 - экструдированная внутренняя оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, не распространяющего горение, с пониженным дымо- и газовыделением или внутренняя оболочка в виде обмотки водоблокирующими или неткаными лентами.

8 - броня из герметичной гофрированной алюминиевой трубки.

9 - наружная оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, не распространяющего горение, с пониженным дымо- и газовыделением.

Пример 3.

Кабель силовой морозостойкий, огнестойкий, пожаробезопасный на номинальное напряжение 1 кВ. Для стационарной прокладки, не распространяющий горение при групповой прокладке, низким дымо- и газовыделением и низкой коррозионной активностью, с изоляцией из высокомодульной ЭПР, броней из герметичной алюминиевой гофрированной трубки и оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов. Предназначен для групповой прокладки на воздухе, а также в земле. Используются как в помещениях, так и вне помещений, в каналах, в металлических конструкциях, где есть риск механических повреждений, а также требуется защита от химического воздействия и необходима поперечная герметизация кабеля. Данный тип кабелей обладает низким уровнем выделения дыма, токсичных и коррозионных газов и полностью защищен от внешних воздействий. Может эксплуатироваться в регионах с холодным климатом.

На фиг. 3 чертежа цифрами обозначены следующие позиции:

1 - медная круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса. Или алюминиевая круглая многопроволочная уплотненная жила 2 класса.

2 - изоляция из высокомодульной этиленпропиленовой резины.

3 - экструдированная внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов или внутренняя оболочка в виде обмотки водоблокирующими или неткаными лентами.

4 - броня из герметичной гофрированной алюминиевой трубки.

5 - внешняя оболочка из полимерной композиции не содержащей галогенов. Стойкая к воздействию ультрафиолета.

Кабели с бронепокровом из герметичной гофрированной металлической трубки могут использоваться для прокладки в воде (не судовых водоемах). Кабели могут использоваться при температуре окружающей среды от -70°С до +60°С и могут быть проложены без предварительного подогрева при температуре окружающей среды до -45°С. При использовании во взрывоопасных зонах силовые фазы кабелей подключаются к электрооборудованию с использованием взрывозащищенных вводов (кабельных сальников).

Кабели с изоляцией из этиленпропиленовой резины применяются во взрывоопасных зонах, в том числе в районах с холодным климатом. Кабели, бронированные гофрированной металлической оболочкой, применяются при разработке месторождений нефти и газа (как на земле, так и на морских платформах, при прокладке нефте- и газопроводов). Такие кабели применяются в шахтах и рудниках, а также используются в системах энергоснабжения метрополитена.

Кроме того, заявленная конструкция кабеля имеет низкую стоимость на его установку, так как гофрированная металлическая оболочка позволяет производить установку кабелей без кабеленесущих систем (лотков).

Кроме того, конструкция кабеля позволяет изготавливать гибридные кабели, например силовые фазы плюс оптический кабель. Себестоимость кабеля с гофроброней равна себестоимости кабеля с ленточной броней.

Claims (14)

1. Силовой кабель, содержащий одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней в направлении к наружной оболочке нанесенную экструзией изоляцию, внутреннюю оболочку, бронепокров в виде герметичной гофрированной металлической трубки и наружную оболочку из пластмассы, причем бронепокров имеет спиралевидную форму гофрирования, а коэффициент гофрирования равен 10-20%.

2. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из меди или алюминия.

3. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция выполнена из сшитой композиции полиэтилена.

4. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция выполнена из высокомодульной этиленпропиленовой резины.

5. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов, или из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов.

6. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция выполнена из поливинилхлоридного пластиката, в том числе пониженной пожарной опасности.

7. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно имеется электропроводящий экран из пластмассы по жиле и изоляции, имеется кабельная обмотка с перекрытием лентой из электропроводящего материала, расположенная поверх экрана по изоляции, металлический экран в виде проволок или лент из алюминия или меди.

8. Силовой кабель по п. 7, отличающийся тем, что экран по жиле и изоляции выполнен из электропроводящей сшитой композиции на основе высокомодульной этиленпропиленовой резины или сшитой полимерной композиции.

9. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя оболочка может быть выполнена из нетканого материала, в виде кабельной обмотки с перекрытием.

10. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя оболочка может быть выполнена из полимерной композиции и нанесена экструзией.

11. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что бронепокров из герметичной гофрированной металлической трубки выполнен из меди, алюминия, стали или нержавеющей стали или их сплавов.

12. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что бронепокров выполнен в виде гофрированной металлической трубки, полученной соединением краев ленты дуговой сваркой в среде инертных газов неплавящимся электродом или лазерной сваркой.

13. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент гофрирования равен предпочтительно 15%.

14. Силовой кабель по п. 1, отличающийся тем, что наружная оболочка из пластмассы выполнена из поливинилхлоридного пластиката, в том числе пониженной горючести или пониженной пожарной опасности, или из полиэтилена, или из полимерных композиций, не содержащих галогенов, или из сшитых полимерных композиций, не содержащих галогенов.

Images