RU139699U1

RU139699U1 - FIELD CABLE

Info

Publication number: RU139699U1
Application number: RU2013136685/07U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Викторович Дьяконов
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-04-20

Abstract

1. Полевой кабель, имеющий рабочие токопроводящие жилы, скрученные в одну или несколько четверок звездной скрутки и/или в одну или несколько пар парной скрутки, а также внешнюю изоляционно-защитную оболочку и грузонесущий элемент, выполненный из синтетических высокопрочных нитей, отличающийся тем, что грузонесущий элемент выполнен в виде обмотки или оплетки и размещен непосредственно под внешней оболочкой кабеля.2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть четверок звездной скрутки и пар парной скрутки снабжены экраном, выполненным в виде оплетки или обмотки из проволок или лент.3. Кабель по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит внутреннюю изоляционно-защитную оболочку, расположенную под грузонесущим элементом.1. Field cable having conductive conductors twisted into one or more fours of star twisting and / or into one or more pairs of twisted pairs, as well as an external insulating and protective sheath and a load-bearing element made of synthetic high-strength threads, characterized in that the load-bearing element is made in the form of a winding or braid and is placed directly under the outer sheath of the cable. 2. The cable according to claim 1, characterized in that at least a part of the fours of star twisting and pair of twisted pairs are provided with a screen made in the form of a braid or winding from wires or tapes. 3. Cable according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that it further comprises an internal insulating protective sheath located under the load-bearing element.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, в частности к полевым кабелям многократного применения.The utility model relates to cable technology, in particular to field cables for multiple applications.

Известны электрические кабели многократного использования (патент США №3772454, МПК H01B 7/00 (174/113R); патент США №3684821, МПК H01B 7/00 (174/102SC); патент США №4039743, МПК H01B 11/02 (174/114R); патент США №436422, МПК H01R 4/24; патент Англии №1311552, МПК H01B 7/04 (H01A); патент Англии №1164256, МПК H01B 7/00 (H01A); патент Англии №1138653, МПК H01B 7/00 (H01A)). Однако данные кабели имеют неудовлетворительные массогабаритные характеристики и не соответствуют требованиям реальной эксплуатации по электрическим и механическим параметрам.Reusable electrical cables are known (US Pat. No. 3,772,454, IPC H01B 7/00 (174 / 113R); US Pat. No. 3,684,821, IPC H01B 7/00 (174 / 102SC); US Patent No. 4,039,743, IPC H01B 11/02 (174 / 114R); US patent No. 436422, IPC H01R 4/24; England patent No. 1311552, IPC H01B 7/04 (H01A); England patent No. 1164256, IPC H01B 7/00 (H01A); England patent No. 1138653, IPC H01B 7/00 (H01A)). However, these cables have unsatisfactory weight and size characteristics and do not meet the requirements of actual operation in terms of electrical and mechanical parameters.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому кабелю является кабель связи в соответствии с патентом на полезную модель №103663 (МПК H01B 11/02), выбранный в качестве прототипа.The closest set of essential features to the proposed cable is a communication cable in accordance with the patent for utility model No. 103663 (IPC H01B 11/02), selected as a prototype.

Данный кабель имеет рабочие токопроводящие жилы, скрученные в одну или несколько четверок звездной скрутки, каждая из которых имеет экран, выполненный в виде оплетки или обмотки из проволок или ленты, и/или две или более служебные токопроводящие жилы, расположенные с внешней стороны экранов рабочих жил и используемые как служебные пары. Кроме того, в кабеле имеются внутренняя и внешняя изоляционно-защитные оболочки и грузонесущий элемент, выполненный из пучков синтетических высокопрочных нитей, размещенный с внешней стороны экранов рабочих жил кабеля.This cable has working conductive conductors twisted into one or several four-star stranded twists, each of which has a screen made in the form of a braid or winding from wires or tape, and / or two or more service conductive conductors located on the outside of the working conductor screens and used as service couples. In addition, the cable has internal and external insulating and protective sheaths and a load-bearing element made of bunches of synthetic high-strength threads, placed on the outside of the screens of the cable’s working cores.

Недостаток данной конструкции кабеля состоит в том, она имеет низкую надежность в условиях реальной полевой эксплуатации. Это обусловлено следующими причинами. Полевые кабели предназначены для прокладки, как правило, по поверхности грунта в условиях пересеченного рельефа местности. При таком способе развертывания линии кабель не укладывается ровно вдоль направления собственной оси, как это делается при прокладке стационарных кабелей, а постоянно меняет направление своей прокладки, огибая естественные препятствия (деревья, камни и т.п.). В результате, практически все растягивающие усилия, которые могут возникнуть в процессе прокладки кабеля, действуют на него не вдоль продольной оси кабеля, а под углом к ней. Таким образом, при приложении к кабелю в процессе прокладки растягивающих усилий, пучки нитей, расположенные по внутреннему радиусу изгиба кабеля, почти не принимают на себя нагрузку, а вся нагрузка приходится на пучки нитей, расположенных по внешнему радиусу изгиба кабеля. В результате существенно снижается разрывная прочность кабеля в целом. Кроме того, следует иметь в виду, что при прокладке кабеля по поверхности грунта он может цепляться за естественные препятствия (например, камни с острыми кромками) и как внешняя, так и внутренняя оболочки могут получит повреждения (сдиры или порезы). В результате влага через данные повреждения может попасть во внутреннюю полость кабеля, что приведет к выходу его из строя.The disadvantage of this cable design is that it has low reliability in real field operation. This is due to the following reasons. Field cables are intended for laying, as a rule, on the surface of the soil in a rugged terrain. With this method of deploying the line, the cable does not fit exactly along the direction of its own axis, as is done when laying stationary cables, but constantly changes the direction of its laying, enveloping natural obstacles (trees, stones, etc.). As a result, almost all the tensile forces that may arise during cable laying do not act on it along the longitudinal axis of the cable, but at an angle to it. Thus, when tensile forces are applied to the cable during laying, the bundles of threads located along the inner radius of the cable bend almost do not bear the load, and the whole load falls on bundles of threads located along the outer radius of the cable bend. As a result, the breaking strength of the cable as a whole is significantly reduced. In addition, it should be borne in mind that when laying a cable on the soil surface, it can cling to natural obstacles (for example, stones with sharp edges) and both the outer and inner shells can get damaged (tears or cuts). As a result, moisture through these damage can get into the internal cavity of the cable, which will lead to its failure.

Поставленная задача состоит в повышении надежности полевого кабеля с грузонесущим элементом, выполненным из синтетических высокопрочных нитей.The task is to increase the reliability of the field cable with a load-bearing element made of synthetic high-strength threads.

Технический результат достигается за счет следующего. Полевой кабель, имеет рабочие токопроводящие жилы, скрученные в одну или несколько четверок звездной скрутки и/или в одну или несколько пар парной скрутки, а также внешнюю изоляционно-защитную оболочку и грузонесущий элемент, выполненный в виде обмотки или оплетки из синтетических высокопрочных нитей и размещенный непосредственно под внешней оболочкой кабеля. По меньшей мере часть четверок или пар может иметь экран, выполненный в виде оплетки или обмотки из проволок или ленты. Кроме того в кабеле может быть внутренняя изоляционно-защитная оболочка расположенная под грузонесущим элементом.The technical result is achieved due to the following. The field cable has working conductive wires twisted into one or several fours of star twisting and / or into one or several pairs of twisted pairs, as well as an external insulating-protective sheath and a load-bearing element made in the form of a winding or braid of synthetic high-strength threads and placed directly under the outer sheath of the cable. At least part of the fours or pairs may have a screen made in the form of a braid or winding of wires or tape. In addition, the cable may have an internal insulating protective sheath located under the load-bearing element.

Сопоставительный анализ заявленного устройства с прототипом показывает, что предлагаемый кабель имеет ряд общих конструктивных элементов с прототипом, но отличается формой и расположением элементов конструкции в сердечнике кабеля. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «новизна».A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the proposed cable has a number of common structural elements with the prototype, but differs in the shape and arrangement of structural elements in the core of the cable. Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного устройства с другими аналогичными техническими решениями, в том числе и с прототипом, показывает, что взаимное расположение элементов конструкции и их форма позволяют достичь требуемый технический результат - повышение надежности полевого кабеля с грузонесущим элементом, выполненным из синтетических высокопрочных нитей.Comparison of the claimed device with other similar technical solutions, including with the prototype, shows that the relative position of the structural elements and their shape can achieve the desired technical result - improving the reliability of the field cable with a load-bearing element made of synthetic high-strength threads.

Анализ конструкции предлагаемого кабеля показывает, что данное техническое решение является промышленно применимым, поскольку обеспечивает достижение конкретного технического результата и может быть воспроизведено на современных предприятиях кабельной промышленности.Analysis of the design of the proposed cable shows that this technical solution is industrially applicable, since it ensures the achievement of a specific technical result and can be reproduced at modern enterprises of the cable industry.

Сущность заявленной полезной модели можно уяснить из фиг. 1, на которой в разрезе представлен один из возможных вариантов конструкции предлагаемого кабеля с грузонесущим элементом из синтетических высокопрочных нитей, а именно кабель с одной экранированной четверкой рабочих жил, одной парой служебных жил, где обозначено:The essence of the claimed utility model can be understood from FIG. 1, in which a section shows one of the possible designs of the proposed cable with a load-bearing element of synthetic high-strength threads, namely a cable with one shielded four working cores, one pair of service cores, where it is indicated:

1 - изолированная рабочая токопроводящая жила;1 - insulated conductive conductor;

2 - экран;2 - screen;

3 - служебная жила;3 - service vein;

4 - опознавательная нить;4 - identification thread;

5 - контактная проволока;5 - contact wire;

6 - скрепляющая обмотка;6 - fastening winding;

7 - скрепляющая обмотка;7 - fastening winding;

8 - скрепляющая обмотка;8 - fastening winding;

9 - внутренняя оболочка;9 - the inner shell;

10 - синтетическая высокопрочная нить;10 - synthetic high-strength thread;

11 - скрепляющая обмотка;11 - fastening winding;

12 - внешняя оболочка (защитный шланг).12 - outer shell (protective hose).

Конструктивная взаимосвязь элементов предлагаемого кабеля состоит в следующем. Изолированная рабочая токопроводящая жила 1 кабеля скручена, как правило, из семи медных проволок. Изолированные жилы 1 скручены между собой в четверку звездной скрутки и расположены под экраном 2, выполненным в виде оплетки из лент. Поверх экрана 2 размещены служебные жилы 3, и опознавательная нить 4 предприятия-изготовителя. Под экраном имеется контактная проволока 5, обеспечивающая дополнительный электрический контакт между лентами экрана 2. Для технологического скрепления элементов конструкции кабеля и дополнительного их изолирования предусмотрены скрепляющие обмотки 6, 7 и 8. Все элементы конструкции кабеля размещены под внутренней изоляционно-защитной оболочкой 9. Поверх оболочки 9 размещена оплетка или обмотка (на фиг. 1 показана обмотка) из синтетических высокопрочных нитей 10, зафиксированных скрепляющей обмоткой 11. Вся конструкция кабеля защищена внешней оболочкой 12 (защитный шланг).The structural relationship of the elements of the proposed cable is as follows. The insulated working conductive core of 1 cable is twisted, as a rule, from seven copper wires. Insulated cores 1 are twisted together in a four star twisting and are located under the screen 2, made in the form of a braid from tapes. On top of the screen 2 there are service cores 3, and the identification thread 4 of the manufacturer. Under the screen there is a contact wire 5, which provides additional electrical contact between the tapes of the screen 2. For technological fastening of the cable structural elements and their additional isolation, fastening windings 6, 7 and 8 are provided. All cable construction elements are placed under the inner insulating and protective sheath 9. On top of the sheath 9, a braid or winding is placed (Fig. 1 shows a winding) of synthetic high-strength threads 10 fixed by a fastening winding 11. The entire cable structure is protected outside her shell 12 (protective hose).

Устройство работает следующим образом. При приложении к кабелю растягивающих усилий, направленных под углом к оси кабеля, первоначальную нагрузку принимают на себя синтетические высокопрочные нити 4, расположенные по внешнему радиусу изгиба кабеля, а расположенные по внутреннему радиусу - несколько ослабевают. Поскольку как в обмотке, так и в оплетке все высокопрочные нити скручены вокруг сердечника кабеля, более механически напряженный участок каждой из нитей начинает выбирать слабину из менее напряженного участка данной нити до тех пор, пока оба этих участка не будут одинаково нагружены воздействием растягивающего усилия. Следовательно, каждый из участков высокопрочных нитей 4, вне зависимости от того где он расположен, на внутреннем или внешнем радиусе изгиба кабеля, примет на себя одинаковую нагрузку. Таким образом, весь грузонесущий элемент кабеля будет нагружен равномерно, что и обеспечит повышение стойкости кабеля к воздействию растягивающих нагрузок, направленных под углом к его продольной оси. Кроме того, в предлагаемой конструкции грузонесущий элемент 4 расположен между внутренней оболочкой 9 и внешней оболочкой 12. Поэтому при прокладке кабеля по поверхности грунта, если он будет цепляться за естественные препятствия, будет повреждаться только внешняя оболочка 12 (сдиры, порезы и т.п.), а защиту внутренней оболочки 9 от повреждений обеспечат высокопрочные нити 4. В результате влага через данные повреждения не сможет попасть во внутреннюю полость кабеля, что также повышает его надежность.The device operates as follows. When tensile forces are applied to the cable directed at an angle to the cable axis, synthetic high-strength filaments 4, located along the outer radius of the bend of the cable, take on the initial load, and those located along the inner radius are somewhat weakened. Since both high-strength threads are twisted around the cable core both in the winding and in the braid, the more mechanically stressed section of each of the threads begins to select the slack from the less stressed section of this thread until both of these sections are equally loaded by tensile forces. Therefore, each of the sections of high-strength filaments 4, regardless of where it is located, on the internal or external bending radius of the cable, will bear the same load. Thus, the entire load-bearing element of the cable will be loaded evenly, which will provide increased resistance to tensile loads directed at an angle to its longitudinal axis. In addition, in the proposed design, the load-bearing element 4 is located between the inner sheath 9 and the outer sheath 12. Therefore, when laying the cable on the soil surface, if it clings to natural obstacles, only the outer sheath 12 will be damaged (tears, cuts, etc. ), and the protection of the inner shell 9 from damage will be provided by high-strength threads 4. As a result, moisture through these damages will not be able to get into the inner cavity of the cable, which also increases its reliability.

Проведенные экспериментальные работы подтвердили эффективность предложенных технических решений. В опытном образце кабеля, изготовленном в соответствии с настоящим описанием, разрывная прочность возросла более чем на 40% по отношению к кабелю, принятому в качестве прототипа, при приложении растягивающих усилий под углом 30° к продольной оси данных кабелей. При имитации трения о камни с острыми краями повреждений внутренней оболочки предлагаемого кабеля не зафиксировано.The conducted experimental work confirmed the effectiveness of the proposed technical solutions. In a prototype cable manufactured in accordance with the present description, the tensile strength increased by more than 40% with respect to the cable adopted as a prototype, when tensile forces were applied at an angle of 30 ° to the longitudinal axis of these cables. When simulating friction against stones with sharp edges, damage to the inner shell of the proposed cable is not fixed.

При изготовлении предлагаемого кабеля необходимо учитывать, что количество синтетических нитей в грузонесущем элементе следует определять исходя из требований по разрывной прочности кабеля. Кроме того, для обеспечения свободного перемещения синтетических нитей относительно защитного шланга (особенно если шланг накладывается «горячим» способом и нити могут ввариться в шланг), целесообразно наложить скрепляющую обмотку поверх грузонесущего элемента. Остальные элементы конструкции полевого кабеля особенностей не имеют.In the manufacture of the proposed cable, it must be borne in mind that the number of synthetic threads in the load-bearing element should be determined based on the requirements for tensile strength of the cable. In addition, to ensure the free movement of synthetic threads relative to the protective hose (especially if the hose is applied “hot” and the threads can be welded into the hose), it is advisable to apply a fastening winding over the load-bearing element. The remaining structural elements of the field cable have no features.

Технико-экономических эффект от внедрения предполагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет существенно увеличить надежность полевого кабеля с грузонесущим элементом, выполненным из синтетических высокопрочных нитей. Учитывая массовость выпуска данного типа кабелей, это позволит получить значительный экономический эффект.The technical and economic effect of the implementation of the proposed utility model is that it can significantly increase the reliability of the field cable with a load-bearing element made of synthetic high-strength threads. Given the mass production of this type of cable, this will provide a significant economic effect.

Claims

1. Field cable having conductive conductors twisted into one or more fours of star twisting and / or into one or more pairs of twisted pairs, as well as an external insulating and protective sheath and a load-bearing element made of synthetic high-strength threads, characterized in that the load-bearing element is made in the form of a winding or braid and is placed directly under the outer sheath of the cable.

2. The cable according to claim 1, characterized in that at least a part of the fours of star twisting and pair of twisted pairs are equipped with a screen made in the form of a braid or winding from wires or tapes.

3. Cable according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that it further comprises an internal insulating protective sheath located under the load-bearing element.