RU213154U1

RU213154U1 - 4-WIRE POWER CABLE FOR USE IN NETWORKS WITH SYMMETRIC LOAD

Info

Publication number: RU213154U1
Application number: RU2021132629U
Authority: RU
Original assignee: Сон Петр Беняминович
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-08-29

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям силовых электрических кабелей, применяемых для передачи и распределения электрической энергии в сетях с симметричной нагрузкой. Предложена конструкция силового электрического кабеля с полимерной изоляцией и жилой заземления, используемого в стационарных электротехнических установках, в котором основные токопроводящие жилы выполнены из меди, а жила заземления выполнена из алюминиевого сплава с повышенными термомеханическими характеристиками. Предлагаемая полезная модель позволяет создать новый кабель силовой электрический четырехжильный для использования в сетях с симметричной нагрузкой с высокими эксплуатационными и термомеханическими характеристиками жил, более технологичный, обладающий повышенным качеством и надежностью, за счет сохранения электрического контакта в течение длительного времени. 2 ил.

The utility model relates to cable technology, namely to the designs of power electric cables used for the transmission and distribution of electrical energy in networks with a symmetrical load. The design of a power electrical cable with polymer insulation and a grounding conductor, used in stationary electrical installations, in which the main conductive conductors are made of copper, and the ground conductor is made of an aluminum alloy with improved thermomechanical characteristics, is proposed. The proposed utility model makes it possible to create a new four-core electric power cable for use in networks with a symmetrical load with high operational and thermomechanical characteristics of the cores, more technologically advanced, with improved quality and reliability, due to maintaining electrical contact for a long time. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям силовых электрических кабелей, применяемых для передачи и распределения электрической энергии в сетях с симметричной нагрузкой. Кабели предназначены для использования в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ частоты 50 Гц или постоянное номинальное напряжение 1 кВ, на номинальное переменное напряжение 1 кВ частоты 50 Гц или постоянное номинальное напряжение 1,5 кВ, а также на номинальное переменное напряжение 3 кВ частоты 50 Гц, в том числе во взрывоопасных зонах.The utility model relates to cable technology, namely to the designs of power electric cables used for the transmission and distribution of electrical energy in networks with a symmetrical load. The cables are designed for use in stationary installations for a rated alternating voltage of 0.66 kV with a frequency of 50 Hz or a constant rated voltage of 1 kV, for a rated alternating voltage of 1 kV with a frequency of 50 Hz or a constant rated voltage of 1.5 kV, as well as for a rated alternating voltage of 3 kV frequency 50 Hz, including in hazardous areas.

Ближайшим по технической сущности полезной модели и принятым за прототип является кабель электрический силовой согласно патенту на полезную модель RU №166985, МПК Н01В 9/00, публ. 20.12.2016, бюл. №35, содержащий изолированные токопроводящие жилы и изолированную жилу заземления, скрученные в сердечник, внутреннюю полимерную оболочку поверх сердечника и защитный покров, причем токопроводящие жилы выполнены из меди, а жила заземления выполнена из алюминия.The closest in technical essence of the utility model and taken as a prototype is an electric power cable according to the utility model patent RU No. 166985, IPC H01B 9/00, publ. 20.12.2016, bul. No. 35, containing insulated conductive conductors and an insulated ground conductor, twisted into a core, an inner polymer sheath over the core and a protective cover, moreover, the conductive conductors are made of copper, and the ground conductor is made of aluminum.

Технической проблемой и недостатком прототипа является высокая стоимость кабеля, пониженная надежность и невозможность обеспечения высокой технологичности кабеля за счет исполнения жилы заземления из алюминия.The technical problem and disadvantage of the prototype is the high cost of the cable, reduced reliability and the impossibility of providing high manufacturability of the cable due to the execution of the ground conductor made of aluminum.

Технической задачей полезной модели является создание нового кабеля силового электрического с более высокими эксплуатационными и термомеханическими характеристиками, обладающего повышенным качеством и надежностью более технологичного, со способностью в течение длительного времени сохранять надежность электрического контакта.The technical objective of the utility model is to create a new power electrical cable with higher performance and thermomechanical characteristics, of improved quality and reliability, more technologically advanced, with the ability to maintain electrical contact reliability for a long time.

Предложена конструкция силового электрического кабеля с полимерной изоляцией и жилой заземления, применяемого для передачи и распределения электрической энергии в сетях с симметричной нагрузкой, в котором основные токопроводящие жилы кабеля выполнены многопроволочными из меди, а жила заземления выполнена из алюминиевого сплава с повышенными термомеханическими характеристиками жил, что позволяет снизить цену и в течение длительного времени сохранять надежность электрического контакта.The design of a power electrical cable with polymer insulation and residential grounding is proposed, used for the transmission and distribution of electrical energy in networks with a symmetrical load, in which the main conductive conductors of the cable are made of multi-wire copper, and the ground conductor is made of aluminum alloy with improved thermomechanical characteristics of the conductors, which allows you to reduce the price and for a long time to maintain the reliability of electrical contact.

Техническая проблема решается за счет того, что в кабеле силовом электрическом основные токопроводящие жилы выполнены из меди, при этом каждая из жил изолирована полимерной изоляцией, изолированные жилы скручены в сердечник, поверх сердечника расположена оболочка и наружный защитный покров, согласно полезной модели, дополнительно основные токопроводящие жилы выполнены многопроволочными, а жила заземления выполнена из алюминиевого сплава с повышенными термомеханическими характеристиками, при этом сечение токопроводящей жилы заземления не менее сечения основной токопроводящей жилы, а заполнение промежутков между токопроводящими жилами и оболочкой выполнено жгутами из негигроскопичного волокнистого материала.The technical problem is solved due to the fact that in the power cable, the main current-carrying cores are made of copper, while each of the cores is insulated with polymer insulation, the insulated cores are twisted into a core, a sheath and an outer protective cover are located on top of the core, according to the utility model, additionally the main conductive the conductors are made of multi-wire, and the ground conductor is made of an aluminum alloy with increased thermomechanical characteristics, while the cross section of the ground conductive conductor is not less than the cross section of the main conductive conductor, and the gaps between the conductive conductors and the sheath are filled with bundles of non-hygroscopic fibrous material.

Кроме того, согласно полезной модели, жила заземления выполнена из алюминиевого сплава с применением легирующих элементов при следующем соотношении легирующих добавок элементов, мас. %: железо 0,26-0,32, никель 0,02-0,04, цирконий 0,1-0,4.In addition, according to the utility model, the ground wire is made of aluminum alloy using alloying elements with the following ratio of alloying elements, wt. %: iron 0.26-0.32, nickel 0.02-0.04, zirconium 0.1-0.4.

Кроме того, согласно полезной модели, полимерная изоляция жил выполнена из поливинилхлоридного пластиката, или сшитого полиэтилена, или этиленпропиленового эластомера.In addition, according to the utility model, the polymer insulation of the cores is made of PVC compound, or cross-linked polyethylene, or ethylene-propylene elastomer.

Кроме того, согласно полезной модели, оболочка выполнена из свинца или алюминия.In addition, according to the utility model, the shell is made of lead or aluminum.

Кроме того, согласно полезной модели, оболочка выполнена из пластмассы, резины или термоэластопласта.In addition, according to the utility model, the shell is made of plastic, rubber or thermoplastic elastomer.

Кроме того, согласно полезной модели, наружный защитный покров выполнен в виде брони из стальных оцинкованных лент или из лент алюминиевого сплава, или из бронепроволок, например, стальных оцинкованных или из алюминиевого сплава.In addition, according to the utility model, the outer protective cover is made in the form of armor made of galvanized steel tapes or aluminum alloy tapes, or armored wires, for example, galvanized steel or aluminum alloy.

Кроме того, согласно полезной модели, наружный защитный покров выполнен из полимерной оболочки или волокнистых материалов.In addition, according to the utility model, the outer protective cover is made of a polymer shell or fibrous materials.

Кроме того, согласно полезной модели, основные токопроводящие жилы и токопроводящая жила заземления выполнены круглой или секторной формы.In addition, according to the utility model, the main current-carrying cores and the grounding current-carrying core are made in a round or sector shape.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез кабеля силового электрического с изолированными жилами секторной формы, скрученными между собой.In FIG. 1 shows a cross section of a power electric cable with insulated sector-shaped conductors twisted together.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез кабеля силового электрического с изолированными жилами круглой формы, скрученными между собой.In FIG. 2 shows a cross section of a power cable with insulated round conductors twisted together.

Устройство содержит основные токопроводящие жилы из меди (1), токопроводяшую жилу заземления из алюминиевого сплава (2), при этом каждая из жил изолирована полимерной изоляцией (3), изолированные жилы скручены в сердечник, поверх сердечника расположена оболочка (4), наружный защитный покров (5), при этом сечение токопроводящей жилы заземления не менее сечения основных токопроводящих жил, а заполнение промежутков между токопроводящими жилами и оболочкой выполнено жгутами из негигроскопичного волокнистого материала (не показано).The device contains the main conductive conductors made of copper (1), a conductive earth conductor made of aluminum alloy (2), while each of the conductors is insulated with polymer insulation (3), the insulated conductors are twisted into a core, a sheath (4) is located over the core, an outer protective cover (5), while the cross section of the grounding conductor is not less than the section of the main conductive conductors, and the gaps between the conductors and the sheath are filled with bundles of non-hygroscopic fibrous material (not shown).

Технология изготовления кабеля по полезной модели реализуется следующим образом.The manufacturing technology of the cable according to the utility model is implemented as follows.

На медные основные (1) жилы и жилу заземления (2) из алюминиевого сплава четырехжильного кабеля накладывают полимерную изоляцию (3) из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности или сшитого полиэтилена, или полимерной композиции, не содержащей галогены. Изоляция (3) должна быть экструдированная (выпрессована), плотно прилегать к каждой токопроводящей жиле, и при необходимости отделяться от токопроводящей жилы без повреждения жилы и самой изоляции. Изолированные жилы кабеля должны иметь отличительную расцветку или маркировку. Причем сечение токопроводящей жилы заземления не менее сечения основных токопроводящих жил кабеля. Затем изолированные жилы кабеля скручивают в сердечник. Далее поверх скрученных жил накладывается оболочка (4) из металла или полимерных материалов. Для придания кабелю круглой формы внутренний и наружные промежутки между изолированными жилами должны быть заполнены. Внутренний промежуток для кабеля в оболочке из поливинилхлоридного пластиката и полиэтилена должен быть заполнен жгутами (не показан) из негигроскопичного волокнистого материала. Возможно применение жгута, изготовленного из поливинилхлоридного пластиката или невулканизованной резины, или из водоблокирующих нитей. Заполнение наружных промежутков между изолированными жилами должно быть осуществлено одновременно с наложением оболочки (изолированные жилы номинальным сечением до 10 мм включительно могут быть скручены без заполнения внутреннего промежутка между ними). Оболочка должна быть выпрессована из пластмассы, резины или термоэластопласта, или выполнена из свинца или алюминия. Поверх оболочки, накладывается наружный защитный покров в виде брони (5) из двух стальных оцинкованных лент или лент из алюминиевого сплава, или из бронепроволок, например, стальных оцинкованных или из алюминиевого сплава. Броня должна быть наложена обмоткой с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты. Ширина зазора между витками каждой ленты не должна превышать 50% от ширины ленты. Допускается применение лент брони из алюминиевого сплава. Броня должна накладываться сплошным повивом.On the copper main (1) conductors and the earth conductor (2) from an aluminum alloy of a four-core cable, polymer insulation (3) is made of PVC-compound of reduced fire hazard or cross-linked polyethylene, or a polymer composition that does not contain halogens. Insulation (3) must be extruded (pressed out), fit snugly to each conductive core, and, if necessary, be separated from the conductive core without damaging the core and the insulation itself. Insulated cable cores must have a distinctive color or marking. Moreover, the cross section of the ground conductor is not less than the cross section of the main conductors of the cable. Then the insulated conductors of the cable are twisted into a core. Next, a sheath (4) made of metal or polymeric materials is applied over the twisted cores. To give the cable a round shape, the inner and outer gaps between the insulated cores must be filled. The internal gap for PVC and PE sheathed cables must be filled with bundles (not shown) of non-hygroscopic fibrous material. It is possible to use a harness made of polyvinyl chloride plastic compound or unvulcanized rubber, or from water-blocking threads. The filling of the outer gaps between the insulated conductors must be carried out simultaneously with the sheathing (insulated conductors with a nominal cross section of up to 10 mm inclusive can be twisted without filling the internal gap between them). The sheath must be extruded from plastic, rubber or thermoplastic elastomer, or made from lead or aluminium. On top of the shell, an external protective cover is applied in the form of armor (5) from two galvanized steel tapes or aluminum alloy tapes, or from armored wires, for example, galvanized steel or aluminum alloy. The armor should be applied with a winding with a gap so that the top tape overlaps the gaps between the turns of the bottom tape. The width of the gap between the turns of each tape should not exceed 50% of the width of the tape. The use of aluminum alloy armor strips is allowed. Armor should be applied in a continuous layer.

Ввиду того, что кабель электрический силовой довольно универсальный, он может подключатся как к стационарным объектам, так и к передвижным установкам и использоваться в шахтах, подводных линиях, взрывоопасных помещениях, электростанциях, в частных домах и многоквартирных зданиях, на железных дорогах, вокзалах, в аэропортах, на сельскохозяйственных объектах, в промышленных предприятиях, в административных зданиях, на строительных площадках и т.д. Срок службы таких кабелей не менее 30 лет при соблюдении условий транспортирования, хранения, прокладки (монтажа), причем эксплуатация кабелей не ограничивается сроком службы, а определяется их техническим состоянием.Due to the fact that the electric power cable is quite versatile, it can be connected to both stationary objects and mobile installations and used in mines, underwater lines, explosive premises, power plants, in private houses and apartment buildings, on railways, railway stations, in airports, agricultural facilities, industrial plants, office buildings, construction sites, etc. The service life of such cables is at least 30 years, subject to the conditions of transportation, storage, laying (installation), and the operation of cables is not limited by the service life, but is determined by their technical condition.

В соответствии с ГОСТ 15150 проведены всесторонние испытания кабеля силового электрического в нормальных климатических условиях на проверку конструкции и конструктивных размеров, проверку прочности, электрических параметров и стойкости к механическим воздействиям. Все испытания прошли успешно, достигнут положительный результат.In accordance with GOST 15150, comprehensive tests of the power electric cable under normal climatic conditions were carried out to check the design and structural dimensions, check the strength, electrical parameters and resistance to mechanical stress. All tests were successful, a positive result was achieved.

Техническим результатом заявленной полезной модели является создание кабеля с более высокими эксплуатационными и термомеханическими характеристиками жил, более технологичного, обладающего повышенным качеством и надежностью, за счет сохранения электрического контакта в течение длительного времени.The technical result of the claimed utility model is the creation of a cable with higher performance and thermomechanical characteristics of the cores, more technologically advanced, with improved quality and reliability, by maintaining electrical contact for a long time.

Таким образом, заявленный силовой электрический кабель четырехжильный для использования в сетях с симметричной нагрузкой с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками, является новым, промышленно применимым и подлежит правовой защите в качестве полезной модели.Thus, the claimed four-wire power cable for use in networks with a symmetrical load with the above distinctive features, in combination with known features, is new, industrially applicable and subject to legal protection as a utility model.

Claims

Power electric cable, in which the main conductive conductors are made of copper, each of the conductors is insulated with polymer insulation, the insulated conductors are twisted into a core, a sheath and an outer protective cover are located on top of the core, characterized in that, in addition, the main conductive conductors are made of multi-wire, and the conductor grounding is made of aluminum alloy with the use of alloying elements in the following ratio of alloying elements, wt. %: iron 0.26-0.32, nickel 0.02-0.04, zirconium 0.1-0.4, while the cross section of the ground conductive conductor is not less than the cross section of the main conductive conductor, and filling the gaps between the conductive conductors and the sheath made of bundles of non-hygroscopic fibrous material.