RU89753U1

RU89753U1 - FLEXIBLE POWER CABLE

Info

Publication number: RU89753U1
Application number: RU2008152608/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Окунев; Ольга Эдуардовна Рыбалко; Людмила Игоревна Черепанова
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2009-12-10

Abstract

1. Гибкий силовой кабель, содержащий три основные токопроводящие жилы, каждая из которых имеет внутренний экран, выполненный из электропроводящей резины, и внешний экран, а между экранами расположена изоляция из резины, вспомогательную токопроводящую жилу с изоляцией, выполненной из полимера повышенной жесткости, неизолированную жилу заземления и оболочку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит еще одну неизолированную жилу заземления и заполнители, при этом внешний экран каждой основной токопроводящей жилы выполнен в виде комбинированной оплетки из медной проволоки, луженной оловом или покрытой оловянно-свинцовым припоем, и синтетических нитей, а оболочка, наложенная поверх общей скрутки всех жил с заполнителями, выполнена из термопластичного полиуретана яркого цвета, например желтого или оранжевого. ! 2. Гибкий силовой кабель по п.1, отличающийся тем, что оплетка внешнего экрана выполнена из медной проволоки с номинальным содержанием олова не менее 40% и синтетических нитей с номинальной линейной плотностью 58,8 текс, причем плотность оплетки по меди составляет не менее 70%. ! 3. Гибкий силовой кабель по п.1, отличающийся тем, что изоляция вспомогательной токопроводящей жилы выполнена из блок-сополимера этилена с пропиленом. ! 4. Гибкий силовой кабель по п.1, отличающийся тем, что изоляция вспомогательной токопроводящей жилы выполнена из термопластичного материала.1. A flexible power cable containing three main conductive cores, each of which has an inner screen made of conductive rubber, and an external screen, and between the screens is rubber insulation, an auxiliary conductive core with insulation made of high rigidity polymer, an uninsulated core grounding and sheathing, characterized in that it additionally contains another non-insulated grounding conductor and fillers, while the outer screen of each main conductive core is made in the form of bine braided copper wire, tin-plated or tin-coated tin-lead solder, and filament and the sheath superimposed over lived all common stranding with fillers made of thermoplastic polyurethane of bright color, for example yellow or orange. ! 2. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the outer shield braid is made of copper wire with a nominal tin content of at least 40% and synthetic fibers with a nominal linear density of 58.8 tex, and the copper braid density is at least 70 % ! 3. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the insulation of the auxiliary conductive core is made of a block copolymer of ethylene with propylene. ! 4. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the insulation of the auxiliary conductive core is made of thermoplastic material.

Description

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а более конкретно - к силовым электрическим кабелям, которые могут быть использованы при открытых горных работах для присоединения экскаваторов и других передвижных механизмов и электроустановок к электрическим сетям с изолированной нейтралью при номинальном напряжении переменного тока 6 кВ.The utility model relates to the cable industry of the electrical industry, and more specifically to power electric cables that can be used during open pit mining to connect excavators and other mobile mechanisms and electrical installations to electrical networks with insulated neutral at a rated AC voltage of 6 kV.

Известен кабель силовой гибкий по патенту на полезную модель №69308. Он содержит три основные токопроводящие жилы с холодостойкой резиновой изоляцией, вспомогательную жилу, на которую наложена изоляция из полимера повышенной жесткости, и жилу заземления. Все жилы находятся в резиновой оболочке. Сверху оболочки из резины наложен изоляционный слой из поливинилхлоридного пластиката ярко-оранжевого цвета, который позволяет увеличить физико-механическую прочность оболочки кабеля и избежать возможности наезда техники на кабель. Поскольку основные токопроводящие жилы кабеля по патенту на полезную модель №69308 не экранированы, не исключается влияние друг на друга электрических сигналов, передающихся по токопроводящим жилам, что ведет к снижению помехоустойчивости кабеля.Known power flexible cable according to the patent for utility model No. 69308. It contains three main conductive conductors with cold-resistant rubber insulation, an auxiliary core, on which insulation of increased rigidity is applied, and a grounding conductor. All cores are in a rubber sheath. On top of the rubber sheath, an insulating layer of bright orange colored PVC compound is applied, which allows to increase the physicomechanical strength of the cable sheath and to avoid the possibility of a collision of equipment on the cable. Since the main conductors of the cable according to the patent for utility model No. 69308 are not shielded, the influence of electric signals transmitted through the conductors is not excluded, which leads to a decrease in the noise immunity of the cable.

Из уровня техники известны также гибкие экранированные силовые кабели. Особенностью большинства таких кабелей является наличие экранов различного конструктивного исполнения, предназначенных для отключения кабеля от сети в аварийных ситуациях. Известен силовой экранированный гибкий кабель (ТУ16. К73. 02-88), предназначенный для присоединения экскаваторов и других передвижных механизмов к электрическим сетям с изолированной нейтралью при номинальном напряжении переменного тока 6 кВ. Этот известный кабель содержит три основные токоведущие медные жилы, изолированную вспомогательную жилу и неизолированную жилу заземления. Основные токоведущие жилы имеют внутренний и наружный экраны из электропроводящей резины. Между экранами наложена изоляция из резины. Изоляция вспомогательной жилы выполнена тоже из резины. Для защиты от механических воздействий и от действий света и тепла все жилы имеют общую двухслойную оболочку из резины. Недостатком является, во-первых, выполнение оболочки черного цвета, поскольку она выполнена из резины, имеющей, как правило, черный цвет. Водители часто не видят кабель, а при наезде техники на кабель двухслойная оболочка из резины часто повреждается. Во-вторых, не обеспечена равнопрочность всех элементов из-за низкой по сравнению с основными жилами стойкости вспомогательной жилы при изгибах и растягивающих нагрузках. Перечисленные недостатки снижают эксплуатационную надежность кабеля.Flexible shielded power cables are also known in the art. A feature of most of these cables is the presence of screens of various designs designed to disconnect the cable from the network in emergency situations. Known power shielded flexible cable (TU16. K73. 02-88), designed to connect excavators and other mobile mechanisms to electrical networks with insulated neutral at a rated AC voltage of 6 kV. This well-known cable contains three main current-carrying copper conductors, an insulated auxiliary conductor and an uninsulated ground conductor. The main current-carrying conductors have inner and outer screens of electrically conductive rubber. Between the screens rubber insulation is applied. The insulation of the auxiliary core is also made of rubber. To protect against mechanical influences and from the effects of light and heat, all cores have a common two-layer sheath made of rubber. The disadvantage is, firstly, the execution of the shell is black, since it is made of rubber, which is usually black. Drivers often do not see the cable, and when the equipment hits the cable, the two-layer sheath made of rubber is often damaged. Secondly, the equal strength of all elements is not ensured due to the low resistance of the auxiliary core compared to the main cores with bending and tensile loads. These shortcomings reduce the operational reliability of the cable.

Известен гибкий экранированный силовой кабель по свидетельству РФ на полезную модель №27965. Этот гибкий экранированный силовой кабель по технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к заявляемому и принят за прототип. Гибкий экранированный силовой кабель по свидетельству РФ на полезную модель №27965 содержит три основные токопроводящие жилы на напряжение 6 кВ, жилу заземления и вспомогательную жилу. Каждая основная токопроводящая жила имеет внутренний и внешний экраны, выполненные из электропроводящей резины. Между экранами наложена изоляция из резины. Вспомогательная жила покрыта изоляцией из полимера повышенной жесткости, например из блоксополимера этилена с пропиленом. Все жилы находятся в оболочке, состоящей из двух слоев резины - внутренней и наружной. Выполнение изоляции вспомогательной жилы из полимера повышенной жесткости исключает необратимые пластические деформации при изгибах кабеля, ведущие к разрушению материала вспомогательной токопроводящей жилы. За счет этого повышается эксплуатационная надежность кабеля. Однако кабель с оболочкой из резины, как и в предыдущем аналоге, имеет черную окраску. На черном фоне угля и породы водители большегрузной техники часто его не видят и совершают наезд. При наезде техники на кабель двухслойная оболочка из резины часто повреждается. Эти повреждения в свою очередь отрицательно сказываются на эксплуатационной надежности кабеля, поскольку приводят к выходу его из строя. К тому же нарушается безопасность использования кабеля. Экраны, выполненные из электропроводящей резины, не обеспечивают надежное быстродействующее отключение кабеля при пробоях в изоляции основных токопроводящих жил в случае высокого рабочего напряжения и при других возникающих аварийных ситуациях. Чтобы исключить пробои изоляции при высоком напряжении, необходимо увеличить толщину резиновой изоляции основных токопроводящих жил. От этого снижается гибкость кабеля и появляется вероятность пробоя изоляции из-за ионизации в изоляции за счет повышенного напряжения и увеличения массы резины.Known flexible shielded power cable according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 27965. This flexible shielded power cable in technical essence and the achieved result is closest to the claimed and adopted as a prototype. Flexible shielded power cable according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 27965 contains three main conductive cores for a voltage of 6 kV, a ground conductor and an auxiliary core. Each main conductive core has internal and external screens made of electrically conductive rubber. Between the screens rubber insulation is applied. The auxiliary core is coated with insulation from a polymer of increased rigidity, for example, from a block copolymer of ethylene with propylene. All cores are in a shell consisting of two layers of rubber - internal and external. Insulation of the auxiliary core from a polymer of increased stiffness eliminates irreversible plastic deformation during bending of the cable, leading to the destruction of the material of the auxiliary conductive core. Due to this, the operational reliability of the cable is increased. However, the cable with the rubber sheath, as in the previous analogue, has a black color. On a black background of coal and rock, drivers of heavy vehicles often do not see it and make a run over. When equipment hits a cable, a two-layer sheath made of rubber is often damaged. These damages, in turn, negatively affect the operational reliability of the cable, since they lead to its failure. In addition, the use of the cable is compromised. Screens made of electrically conductive rubber do not provide reliable high-speed disconnection of the cable during breakdowns in the insulation of the main conductors in case of high operating voltage and other emergency situations. To exclude insulation breakdowns at high voltage, it is necessary to increase the thickness of the rubber insulation of the main conductors. This reduces the flexibility of the cable and there is a likelihood of breakdown of the insulation due to ionization in the insulation due to increased voltage and increased mass of rubber.

Задача полезной модели - повысить эксплуатационную надежность кабеля и обеспечить необходимую безопасность его использования.The objective of the utility model is to increase the operational reliability of the cable and ensure the necessary safety of its use.

Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в повышении прочности кабеля при одновременном повышении его гибкости.The technical result, which allows to solve the problem, is to increase the strength of the cable while increasing its flexibility.

Технический результат достигается следующим образом. Заявляемый в качестве полезной модели гибкий силовой кабель, как и прототип, содержит три основные токопроводящие жилы. Каждая из основных токопроводящих жил имеет внутренний экран, выполненный из электропроводящей резины, и внешний экран. Между внутренним и внешним экранами расположена изоляция из резины. Кабель содержит также вспомогательную токопроводящую жилу с изоляцией, выполненной из полимера повышенной жесткости, например из блоксополимера этилена с пропиленом или из термопластичного материала, неизолированную жилу заземления и оболочку. В отличие от прототипа заявляемый гибкий силовой кабель дополнительно содержит еще одну неизолированную жилу заземления и заполнители. Отличием является также то, что внешний экран каждой основной токопроводящей жилы выполнен в виде комбинированной оплетки из медной проволоки, луженной оловом или покрытой оловянно-свинцовым припоем с номинальным содержанием олова не менее 40%, и синтетических нитей с номинальной линейной плотностью 58,8 текс. Плотность оплетки по меди составляет не менее 70%. Оболочка в заявляемом кабеле, наложенная поверх общей скрутки всех жил с заполнителями, выполнена из термопластичного полиуретана яркого цвета, например желтого или оранжевого.The technical result is achieved as follows. Declared as a utility model, a flexible power cable, like the prototype, contains three main conductive wires. Each of the main conductors has an internal screen made of conductive rubber, and an external screen. Between the inner and outer screens is rubber insulation. The cable also contains an auxiliary conductive core with insulation made of a polymer of increased rigidity, for example, a block copolymer of ethylene with propylene or a thermoplastic material, an uninsulated ground conductor and a sheath. Unlike the prototype, the inventive flexible power cable additionally contains another uninsulated ground wire and fillers. The difference is also that the external screen of each main conductor is made in the form of a combined braid of copper wire, tin-plated or coated with tin-lead solder with a nominal tin content of at least 40%, and synthetic fibers with a nominal linear density of 58.8 tex. The copper braid density is at least 70%. The sheath in the inventive cable, laid on top of the general twist of all cores with fillers, is made of bright thermoplastic polyurethane, for example yellow or orange.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемую полезную модель, среди известных технических решений не обнаружена, что подтверждает новизну заявляемой полезной модели.The set of essential features characterizing the claimed utility model is not found among the known technical solutions, which confirms the novelty of the claimed utility model.

Выполнение изоляции вспомогательной жилы из полимера повышенной жесткости обеспечивает ей, как и в прототипе, продольную жесткость, благодаря которой при изгибе жилы могут свободно перемещаться из зоны сжатия в зону растяжения. Это, в свою очередь, как и в прототипе, исключает необратимые пластические деформации при изгибах кабеля, ведущие к разрушению материала вспомогательной токопроводящей жилы, и тем самым повышает эксплуатационную надежность кабеля. Жилы заземления используются для подключения кабеля к стационарному контуру заземления и предотвращения пробоя кабеля. Они служат для однофазного замыкания на землю. Заполнители предназначены для заполнения пустот кабеля, придания необходимой правильной геометрической формы кабелю в процессе скрутки токопроводящих жил. Выполнение внешнего экрана в виде комбинированной оплетки из медной луженой проволоки и синтетических нитей повышают механическую прочность кабеля при воздействии раздавливающих и ударных нагрузок и обеспечивают электробезопасность за счет высокой проводимости меди. Кроме этого, наличие синтетических нитей повышает гибкость кабеля, поскольку они обеспечивают подвижность медной проволоки. Выполнение оболочки из полиуретана тоже способствует повышению прочности кабеля, поскольку известно, что полиуретан обладает высокой стойкостью к механическим и химическим внешним воздействиям и по многим параметрам превосходит резину. Так как предел прочности полиуретана значительно выше, чем у резины, он выдерживает нагрузки, разрушительные для резины. Яркий цвет оболочки кабеля позволяет избежать возможности наезда техники на кабель и предотвратить ее повреждение.Insulation of the auxiliary core from a polymer of increased stiffness provides it, as in the prototype, with longitudinal stiffness, due to which, upon bending, the wires can freely move from the compression zone to the tension zone. This, in turn, as in the prototype, eliminates irreversible plastic deformation during bending of the cable, leading to the destruction of the material of the auxiliary conductive core, and thereby increases the operational reliability of the cable. Ground conductors are used to connect the cable to a stationary ground loop and prevent cable breakdown. They serve for a single-phase earth fault. Fillers are designed to fill the voids of the cable, giving the necessary geometric shape to the cable in the process of twisting the conductive wires. The implementation of the external screen in the form of a combined braid of tinned copper wire and synthetic filaments increases the mechanical strength of the cable under the influence of crushing and shock loads and ensures electrical safety due to the high conductivity of copper. In addition, the presence of synthetic filaments increases the flexibility of the cable, since they provide the mobility of copper wire. The execution of the sheath of polyurethane also contributes to an increase in cable strength, since it is known that polyurethane is highly resistant to mechanical and chemical external influences and surpasses rubber in many parameters. Since the tensile strength of polyurethane is much higher than that of rubber, it can withstand loads destructive to rubber. The bright color of the cable sheath avoids the possibility of a collision of equipment on the cable and prevent its damage.

Далее полезная модель поясняется чертежом. На чертеже изображено поперечное сечение гибкого силового кабеля.Next, the utility model is illustrated in the drawing. The drawing shows a cross section of a flexible power cable.

Кабель содержит три основные токопроводящие жилы 1, вспомогательную токопроводящую жилу 2, две неизолированные жилы заземления 3. Каждая основная токопроводящая жила 1 имеет внутренний экран 4 из электропроводящей резины и наружный комбинированный экран 5, выполненный в виде оплетки из медной проволоки, луженной оловом или покрытой оловянно-свинцовым припоем с номинальным содержанием олова не менее 40%, и синтетических нитей с номинальной линейной плотностью 58,8 текс. Плотность оплетки по меди - не менее 70%. Между экранами 4 и 5 наложена изоляция 6 из резины, поверх которой - лента из нетканого электропроводящего полотна (на чертеже не показана). Номинальное сечение основной токоведущей жилы составляет 16-70 мм², вспомогательной жилы и жилы заземления - 10 мм². Изоляция 7 вспомогательной жилы 2 выполнена из полимера повышенной жесткости, например из блоксополимера этилена с пропиленом или термопластичного материала. Все жилы 1, 2, 3 скручены вместе с заполнителями 8, которые могут быть выполнены, например, в виде жгутов из резины на основе синтетических нитей, и обмотаны синтетической пленкой. Поверх общей скрутки наложена оболочка 9 из термопластичного полиуретана желтого или оранжевого цвета. Номинальная толщина оболочки составляет 5 мм.The cable contains three main conductive conductors 1, an auxiliary conductive conductor 2, two uninsulated ground conductors 3. Each main conductive conductor 1 has an inner shield 4 of conductive rubber and an outer combination shield 5 made in the form of a braid made of copper wire, tin coated or tin coated -lead solder with a nominal tin content of at least 40%, and synthetic filaments with a nominal linear density of 58.8 tex. Copper braid density - not less than 70%. Between the screens 4 and 5, an insulation 6 of rubber is applied, on top of which is a tape of non-woven electrically conductive fabric (not shown in the drawing). The nominal section of the main current-carrying conductor is 16-70 mm ² , the auxiliary conductor and ground conductor - 10 mm ² . The insulation 7 of the auxiliary core 2 is made of a polymer of increased stiffness, for example, a block copolymer of ethylene with propylene or a thermoplastic material. All cores 1, 2, 3 are twisted together with fillers 8, which can be made, for example, in the form of strands of rubber based on synthetic threads, and wrapped with synthetic film. Over the general twist, a sheath 9 of yellow or orange thermoplastic polyurethane is applied. The nominal shell thickness is 5 mm.

Полезная модель промышленно применима. Она может быть многократно использована с достижением указанного технического результата. Для изготовления гибкого силового кабеля применяются серийно изготавливаемые материалы. Например, основные токопроводящие жилы 1 выполнены из медной луженой проволоки марки ММЛ (ТУ 16.505.850) и соответствуют 5 классу гибкости. Резина для изоляции основных жил - типа РТЭПИ-1 (ТУ 16.К71.098). Резина для внутреннего экрана - типа РЭМ-1 (ТУ16.К73.018). Блоксополимер этилена с пропиленом для изоляции вспомогательной жилы - марки 02-МК (ТУ2211-001 - 36295287). Термопластичный материал для изоляции вспомогательной жилы и оболочки - марки «Elastollan». Оловянно-свинцовый припой - марок ПОС-40, ПОС-61. Нить синтетическая для оплетки по ГОСТ 28007. Возможно применение других равноценных материалов. Технология изготовления гибкого силового кабеля проста и доступна и не требует сложного специального оборудования. Она базируется на использовании традиционного промышленного кабельного оборудования и включает такие основные операции, как скрутку основных, вспомогательных токопроводящих жил и жил заземления, наложение внутреннего экрана, изоляции, наружного экрана, скрутку всех жил с заполнителями, обмотку синтетической пленкой, наложение оболочки. Кабели предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 50 до плюс 55°С и относительной влажности 98% при напряжении переменного тока частотой 50 Гц до 6 кВ для основных токопроводящих жил и до 0,38 кВ - для вспомогательной жилы. Использование заключается в следующем: кабель присоединяют к передвижным механизмам. Под действием подающегося напряжения возникает электрический ток, который, распределяясь по всему сечению основной токопроводящей жилы 1, передается от источника к потребителю.The utility model is industrially applicable. It can be reused to achieve the specified technical result. For the manufacture of a flexible power cable, commercially available materials are used. For example, the main conductors 1 are made of tinned copper wire of the MML grade (TU 16.505.850) and correspond to class 5 flexibility. Rubber for insulation of the main veins - type RTEPI-1 (TU 16.K71.098). Rubber for the internal screen - type REM-1 (TU16.K73.018). The block copolymer of ethylene with propylene for insulation of the auxiliary core is 02-MK (TU2211-001 - 36295287). Thermoplastic material for insulation of the auxiliary core and sheath - Elastollan brand. Tin-lead solder - grades POS-40, POS-61. Synthetic braiding thread according to GOST 28007. Other equivalent materials can be used. The manufacturing technology of a flexible power cable is simple and affordable and does not require complicated special equipment. It is based on the use of traditional industrial cable equipment and includes such basic operations as twisting the main, auxiliary conductive conductors and grounding wires, applying an internal screen, insulation, an external screen, twisting all cores with fillers, wrapping with a synthetic film, applying a sheath. The cables are designed for operation at an ambient temperature from minus 50 to plus 55 ° С and relative humidity of 98% at an alternating current voltage of 50 Hz to 6 kV for the main conductors and up to 0.38 kV for the auxiliary conductor. The use is as follows: the cable is attached to the movable mechanisms. Under the action of the supplied voltage, an electric current occurs, which, distributed throughout the entire section of the main conductive core 1, is transmitted from the source to the consumer.

Claims

1. A flexible power cable containing three main conductive cores, each of which has an internal screen made of conductive rubber and an external screen, and between the screens is rubber insulation, an auxiliary conductive core with insulation made of high rigidity polymer, an uninsulated core grounding and sheath, characterized in that it additionally contains another non-insulated grounding conductor and fillers, while the external screen of each main conductive core is made in the form of bine braided copper wire, tin-plated or tin-coated tin-lead solder, and filament and the sheath superimposed over lived all common stranding with fillers made of thermoplastic polyurethane of bright color, for example yellow or orange.

2. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the outer shield braid is made of copper wire with a nominal tin content of at least 40% and synthetic fibers with a nominal linear density of 58.8 tex, and the copper braid density is at least 70 %

3. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the insulation of the auxiliary conductive core is made of a block copolymer of ethylene with propylene.

4. The flexible power cable according to claim 1, characterized in that the insulation of the auxiliary conductive core is made of thermoplastic material.