RU223492U1 - Взрывобезопасный силовой кабель с герметизированным металлическим экраном - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям кабелей силовых взрывобезопасных. Технический результат заключается в получении силового взрывобезопасного кабеля на среднее напряжение. Технический результат достигается тем, что кабель содержит токопроводящую жилу, на которую последовательно наложен внутренний электропроводящий экран, полимерная изоляция, наружный электропроводящий экран по изоляции, металлический проволочный экран, внутренняя и наружная оболочки. Причем металлический проволочный экран герметизирован полимерным синтетическим верёвочным заполнителем. 6 з.п. ф-лы.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей силовых взрывобезопасных, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии во взрывоопасных зонах всех классов (кабели с медными токопроводящими жилами) и классов 2, 20, 21 и 22 (кабели с алюминиевыми токопроводящими жилами) на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 30 и 35 кВ частотой 50 Гц для сетей с заземлённой и изолированной нейтралью.

Известен электрический кабель, содержащий одну токопроводящую жилу, электропроводящий полимерный экран по жиле, изоляцию, электропроводящий полимерный экран по изоляции, электропроводящий слой, металлический экран, внутреннюю и наружную полимерные оболочки, при этом упомянутая токопроводящая жила скручена из проволок и имеет коэффициент заполнения сечения металлом не менее 0,92, упомянутая внутренняя оболочка заполняет промежутки между элементами металлического экрана (Патент RU № 204782, МПК HO1B 9/02, опубликованный 10.06.2021).

Признаки известного кабеля, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении кабеля с токопроводящей жилой, наличие двух электропроводящих полимерных экранов по жиле и по изоляции, наличие изоляции, металлического экрана, внутренней и наружной оболочек.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении арсенала взрывобезопасных силовых герметизированных кабелей и в получении силового взрывобезопасного кабеля с герметизированным металлическим экраном.

Техническим результатом является получение силового взрывобезопасного кабеля на среднее напряжение.

Технический результат достигается тем, что кабель силовой взрывобезопасный содержит токопроводящую жилу (в частном случае многопроволочную герметизированную), на которую последовательно наложен внутренний электропроводящий экран, полимерная изоляция, наружный электропроводящий экран по изоляции, металлический проволочный экран, герметизированный полимерным синтетическим верёвочным заполнителем, внутренняя и наружная оболочки.

Согласно ГОСТ Р 58342-2019 «Кабели силовые и контрольные для применения в электроустановках во взрывоопасных средах» все воздушные промежутки взрывобезопасного кабеля должны быть заполнены во избежание перемещения по кабелю взрывоопасных газовых смесей. Таким образом, для того чтобы изготовить силовой кабель, который возможно использовать во взрывоопасных зонах, прежде всего, необходимо обеспечить герметичность всех конструктивных элементов кабеля, исключающую возможность перемещения взрывоопасных воздушных смесей внутри воздушных полостей кабеля. Герметичность металлического проволочного экрана в прототипе обеспечивается заполнением промежутка между проволоками экрана материалом внутренней оболочки при наложении её экструзией на токопроводящую жилу. Однако, при этом невозможно проконтролировать заполнение всех пустот. Для герметизации межпроволочных пустот также могут используются различные заполнители на основе каучуков. Например, термореактивный заполнитель. Основной принцип работы термореактивного заполнителя, как и прочих заполнителей на основе различных каучуков заключается в контролируемом процессе полимеризации. Однако наряду с надёжной защитой, подобный заполнитель увеличивает вес кабеля и усложняет технологию производства в связи с установлением контроля за процессом полимеризации.

В предлагаемом техническом решении проблема герметизации пустот в металлическом экране силового взрывобезопасного кабеля решается за счёт заполнения межпроволочных пустот синтетическим верёвочным заполнителем. Волокна заполнителя при уплотнении принимают форму свободного межпроволочного пространства, исключая возможность перемещения взрывоопасной газовоздушной смеси. В частных случаях исполнения, синтетический верёвочный заполнитель дополнительно пропитывается гидрофобным тиксотропным гелем, изготовленным на основе базовых минеральных и низкотемпературных синтетических масел. По консистенции это очень мягкий и текучий заполнитель, который заполняет собой все имеющиеся микропространства. Благодаря тиксотропным свойствам, при пропитке синтетических нитей (механическое воздействие) гель становится более жидким, позволяя хорошо пропитывать собой синтетические нити заполнителя и вытеснять все микровоздушные включения. После прекращения воздействия, гель восстановливает свои характеристики, не позволяя заполнителю стекать с поверхности нитей.

Таким образом, осуществляя заполнение межпроволочных пространств металлического экрана полимерным верёвочным заполнителем одним или с пропиткой гидрофобным тиксотропным гелем, мы получаем полностью герметизированный металлический экран силового кабеля на среднее напряжение 6-35 кВ, который можно использовать в силовых кабелях, предназначенных для эксплуатации во взрывоопасных зонах.

Осуществляется заявляемая полезная модель следующим образом.

Герметизация круглой медной или алюминиевой токопроводящей жилы (в многопроволочном варианте) осуществляется с использованием синтетических нитей, геля, либо иных межпроволочных заполнителей.

В частном случае изготовления огнестойкого кабеля поверх токопроводящей жилы накладывается огнестойкий барьер из слюдосодержащих лент, наложенных с перекрытием.

Кабель силовой герметизированный может быть выполнен в одножильном и трёхжильном варианте. На токопроводящие жилы методом экструзии накладывают первый электропроводящий экран, выполненный, например, из электропроводящей резины или электропроводящей полимерной или резиновой композиции. Назначение экрана заключается в равномерном распределении напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции. Затем на каждую жилу накладывают полимерную изоляцию, служащую основным электроизоляционным элементом и предназначенную для выдерживания воздействия электрического поля.  Изоляция может быть выполнена из таких материалов как, например, этиленпропиленовая резина, сшитый полиэтилен. Затем накладывают второй электропроводящий экран из того же материала, что и первый, служащий для равномерного распределения напряженности между изоляцией и металлическим экраном. Поверх второго электропроводящего экрана накладывают слой из лент электропроводящей бумаги или из электропроводящей полимерной ленты, нетканого полотна. Затем накладывают индивидуальный герметизированный металлический экран на каждую токопроводящую жилу, выполненный в виде множества медных проволок, поверх которых наложена либо медная лента, выполненная в виде обмотки, либо пасма из медных проволок, выполненная в виде обмотки, либо в виде множества проволок из алюминия или алюминиевого сплава, обмотанных лентой, выполненной из алюминия или алюминиевого сплава. Межпроволочные пустоты между проволоками металлического экрана заполняются верёвочным синтетическим заполнителем, либо межпроволочным верёвочным заполнителем, пропитанным гидрофобным тиксотропным гелем. В качестве полимерного синтетического верёвочного заполнителя может использоваться, например, полипропиленовый безгалогенный верёвочный заполнитель. Заполнитель накладывается одновременно с проволоками экрана. Основным назначением металлического экрана является защита от воздействия электромагнитных помех, а также отвод токов короткого замыкания. Затем, изолированные и экранированные жилы трёхжильных кабелей скручиваются в сердечник вокруг герметизированного профилированного жгута из резины или иного мягкого равноценного материала с добавлением синтетических нитей, который при скрутке деформируется и заполняет внутренний промежуток между изолированными жилами, повторяя его форму.

Затем накладывают внутреннюю оболочку, выпрессованную с одновременным заполнением промежутков между жилами. В бронированных кабелях поверх внутренней оболочки накладывается броня из лент или проволок, выполненных из оцинкованной стали или из алюминия или алюминиевого сплава, с обмоткой под и над бронёй. Далее накладывается наружная оболочка или защитный шланг.

Материалами внутренней и наружной оболочек могут быть этиленпропиленовая резина или резина, не содержащая галогенов, поливинилхлорид в пожаростойком или хладостойком исполнении, полимерные безгалогеновые композиции или любые другие полимерные композиции пониженной пожароопасности и т.д.

Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.

Claims (7)

1. Кабель силовой взрывобезопасный, содержащий токопроводящую жилу, на токопроводящую жилу наложен внутренний электропроводящий экран, полимерная изоляция, наружный электропроводящий экран по изоляции, металлический проволочный экран, внутренняя и наружная оболочки, отличающийся тем, что металлический экран герметизирован полимерным синтетическим верёвочным заполнителем.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена многопроволочной, герметизированной.

3. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что синтетический верёвочный заполнитель предварительно пропитан гидрофобным тиксотропным гелем на основе базовых минеральных и низкотемпературных синтетических масел.

4. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что поверх токопроводящей жилы наложен огнестойкий барьер.

5. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что содержит три токопроводящие жилы.

6. Кабель по п. 5, отличающийся тем, что изолированные, экранированные токопроводящие жилы скручены в сердечник вокруг герметизированного профилированного жгута.

7. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что поверх внутренней оболочки наложена броня.