RU208892U1

RU208892U1 - Single core cable with stranded aluminum or copper core

Info

Publication number: RU208892U1
Application number: RU2021129761U
Authority: RU
Inventors: Константин Николаевич Патрухин
Original assignee: Акционерное общество "Балтийская Кабельная Компания"
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2022-01-19

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к электрическим кабелям для наземного транспорта или метро.Технический результат, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, заключается в возможности осуществления мониторинга состояния изоляции кабеля и его работоспособности путем подключения аппаратуры контроля к контрольным жилам, находящимся внутри изоляции кабеля.Указанный технический результат достигается тем, что в одножильном кабеле с многопроволочной алюминиевой или медной жилой 1, включающем наружную оболочку 10 и размещенную вокруг жилы 1 внутреннюю изоляцию 2, вокруг которой размещено приспособление для обеспечения срабатывания оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания, выполненное в виде двух концентрических проводников 3 и 8 из меди. Первый проводник 3 размещен вокруг слоя внутренней изоляции 2, вокруг первого проводника 3 размещен слой 4 основной изоляции, вокруг которой расположен второй проводник 8, заключенный между водоблокирующими слоями 9. Оба слоя 2 и 4 изоляции и наружная оболочка 10 кабеля выполнены из полимера. В слое 4 основной изоляции выполнены два диаметрально противоположно расположенных паза 7, в которых размещены контрольные проводники 5 с медными жилами в изоляции из полимера, а поверх слоя 4 основной изоляции с контрольными проводниками 5 размещен разделительный слой из полиэтилентерефталатных лент.The utility model relates to cable engineering, namely to electric cables for surface transport or metro. cable insulation. The specified technical result is achieved by the fact that in a single-core cable with a stranded aluminum or copper core 1, including an outer sheath 10 and an internal insulation 2 placed around the core 1, around which a device is placed to ensure the operation of the protection equipment in case of cable breakdown and the appearance of short currents circuit, made in the form of two concentric conductors 3 and 8 of copper. The first conductor 3 is placed around the internal insulation layer 2, around the first conductor 3 there is a layer 4 of the main insulation, around which the second conductor 8 is located, enclosed between water-blocking layers 9. Both insulation layers 2 and 4 and the outer sheath 10 of the cable are made of polymer. In the main insulation layer 4, two diametrically opposite grooves 7 are made, in which control conductors 5 with copper conductors in polymer insulation are placed, and a separating layer of polyethylene terephthalate tapes is placed on top of the main insulation layer 4 with control conductors 5.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к электрическим кабелям для наземного транспорта или метро.The utility model relates to cable technology, namely to electric cables for land transport or metro.

Известен одножильный кабель с многопроволочной алюминиевой жилой, включающий наружную изоляцию и размещенную вокруг жилы внутреннюю изоляцию, вокруг которой размещено приспособление для обеспечения срабатывания оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания (одножильный кабель АСБЛУ 1×800+2×1,5, ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией»).A single-core cable with a stranded aluminum core is known, including outer insulation and an inner insulation placed around the core, around which a device is placed to ensure the operation of protection equipment in case of cable breakdown and the appearance of short-circuit currents (single-core cable ASBLU 1 × 800 + 2 × 1.5, GOST 18410-73 "Power cables with impregnated paper insulation").

В известном кабеле наружная влагозащитная оболочка выполнена из джута, а внутренняя изоляция - из пропитанной маслом бумаги, внутри размещена свинцовая оболочка, а приспособление для обеспечения срабатывания оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания представляет собой контрольные жилы, намотанные по спирали вокруг токопроводящих жил.In a well-known cable, the outer moisture-proof sheath is made of jute, and the inner insulation is made of oil-impregnated paper, a lead sheath is placed inside, and a device for ensuring the operation of protection equipment in case of cable breakdown and the appearance of short circuit currents is a control wire wound in a spiral around the conductive wires .

Недостатками известного кабеля являются: высокие требования, предъявляемые к технике безопасности и большой вес кабеля, обусловленные наличием свинцовой оболочки; низкая пропускная способность кабеля из-за низкой рабочей температуры жилы, равной +70°С; невозможность прокладки кабеля под углом к горизонту, а тем более вертикально, из-за стекания пропиточного состава изоляции вниз внутри кабеля; максимальная допустимая температура проводника при коротких замыканиях составляет 160°С; постепенное разрушение свинцовой оболочки под воздействием электрохимической коррозии; крайне низкий уровень экологической безопасности изделия из-за наличия свинца.The disadvantages of the known cable are: high safety requirements and a large weight of the cable due to the presence of a lead sheath; low cable capacity due to the low operating temperature of the core, equal to + 70 ° C; the impossibility of laying the cable at an angle to the horizon, and even more so vertically, due to the dripping of the impregnating composition of the insulation down inside the cable; the maximum allowable conductor temperature during short circuits is 160°C; gradual destruction of the lead sheath under the influence of electrochemical corrosion; extremely low level of environmental safety of the product due to the presence of lead.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является одножильный кабель с многопроволочной алюминиевой или медной жилой, включающий наружную оболочку и размещенную вокруг жилы внутреннюю изоляцию, вокруг которой размещено приспособление для обеспечения срабатывания оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания, выполненное в виде двух концентрических проводников из меди, при этом первый проводник размещен вокруг слоя внутренней изоляции, вокруг первого проводника размещен слой основной изоляции, вокруг которой расположен второй проводник, заключенный между водоблокирующими слоями, оба слоя изоляции и наружная оболочка кабеля выполнены из полимера (RU, патент на полезную модель №150536, кл. Н01В 7/32, 2014 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core, including an outer sheath and an inner insulation placed around the core, around which a device is placed to ensure operation of the protection equipment in case of cable breakdown and the appearance of short-circuit currents, made in the form of two concentric copper conductors, wherein the first conductor is placed around the inner insulation layer, the main insulation layer is placed around the first conductor, around which the second conductor is located, enclosed between the water-blocking layers, both insulation layers and the outer sheath of the cable are made of polymer (RU, patent for useful model No. 150536, class H01B 7/32, 2014).

Недостатком известного кабеля является то, что невозможно осуществление мониторинга состояния изоляции кабеля и его работоспособности.The disadvantage of the known cable is that it is impossible to monitor the condition of the cable insulation and its performance.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, заключается в возможности осуществления мониторинга состояния изоляции кабеля и его работоспособности путем подключения аппаратуры контроля к контрольным жилам, находящимся внутри изоляции кабеля. Поскольку контрольные жилы не находятся под потенциалом основных токоведущих элементов кабеля, мониторинг может производиться вне зависимости от того, находится кабель под нагрузкой или нет.The technical result to be achieved by the present technical solution is the possibility of monitoring the condition of the cable insulation and its performance by connecting the control equipment to the control cores located inside the cable insulation. Since the control cores are not at the potential of the main current-carrying elements of the cable, monitoring can be carried out regardless of whether the cable is under load or not.

Указанный технический результат достигается тем, что в одножильном кабеле с многопроволочной алюминиевой или медной жилой, включающем наружную оболочку и размещенную вокруг жилы внутреннюю изоляцию, вокруг которой размещено приспособление для обеспечения срабатывания оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания, выполненное в виде двух концентрических проводников из меди, при этом первый проводник размещен вокруг слоя внутренней изоляции, вокруг первого проводника размещен слой основной изоляции, вокруг которой расположен второй проводник, заключенный между водоблокирующими слоями, оба слоя изоляции и наружная оболочка кабеля выполнены из полимера, согласно полезной модели, в слое основной изоляции выполнены два диаметрально противоположно расположенных паза, в которых размещены контрольные проводники с медными жилами в изоляции из полимера, а поверх слоя основной изоляции с контрольными проводниками размещен разделительный слой из полиэтилентерефталатных лент.The specified technical result is achieved by the fact that in a single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core, including an outer sheath and an internal insulation placed around the core, around which a device is placed to ensure operation of the protection equipment in case of cable breakdown and the appearance of short-circuit currents, made in the form of two concentric copper conductors, wherein the first conductor is placed around the inner insulation layer, the main insulation layer is placed around the first conductor, around which the second conductor is located, enclosed between the water-blocking layers, both insulation layers and the outer sheath of the cable are made of polymer, according to the utility model, in the layer of the main insulation, two diametrically opposite grooves are made, in which control conductors with copper conductors in polymer insulation are placed, and a separating layer of polyethylene terephthalate is placed on top of the main insulation layer with control conductors. tapes.

На фиг. 1 изображен одножильный кабель с многопроволочной алюминиевой или медной жилой.In FIG. 1 shows a single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core.

На фиг. 2 изображен увеличенный вид части одножильного кабеля с многопроволочной алюминиевой или медной жилой с обозначением паза в основном слое изоляции под контрольный проводник.In FIG. 2 shows an enlarged view of a part of a single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core with a groove in the main insulation layer for the control conductor.

Одножильный кабель содержит многопроволочную алюминиевую или медную жилу 1; внутреннюю изоляцию 2, выполненную из полимера (например, сшитого полиэтилена); первый концентрический проводник 3 из меди (например, из медной ленты); слой 4 основной изоляции, выполненный из полимера (например, сшитого полиэтилена); контрольные проводники 5 с медными жилами и с изоляцией, идентичной основной изоляции; разделительный слой 6 из полиэтилентерефталатных лент, наложенный поверх изоляции и контрольных жил; два диаметрально противоположно расположенных паза 7 в основном слое 4 изоляции под диаметрально расположенные контрольные проводники 5; второй концентрический проводник 8 из медных лент; водоблокирующие слои 9; и оболочку 10, выполненную из полимера. В пазах 7 размещены два контрольных проводника 5.A single-core cable contains a multi-wire aluminum or copper core 1; inner insulation 2 made of polymer (for example, cross-linked polyethylene); the first concentric conductor 3 of copper (for example, copper tape); base insulation layer 4 made of a polymer (for example, cross-linked polyethylene); control conductors 5 with copper conductors and with insulation identical to the main insulation; separating layer 6 of polyethylene terephthalate tapes, superimposed over the insulation and control cores; two diametrically opposed grooves 7 in the main insulation layer 4 for diametrically located control conductors 5; the second concentric conductor 8 of copper tapes; water blocking layers 9; and a sheath 10 made of a polymer. In grooves 7 there are two control conductors 5.

Изготавливают кабель следующим образом.The cable is made as follows.

На многопроволочной алюминиевой или медной жиле 1 размещают изоляцию 2, выполненную из полимера (например, сшитого полиэтилена). На изоляцию 2 плотно без зазоров навивают медную ленту для получения первого концентрического проводника 3, на котором размещают слой 4 основной изоляции, выполненный из полимера (например, сшитого полиэтилена). В момент наложения слоя 4 основной изоляции подготавливают два диаметрально противоположных паза 7, куда впоследствии закладываются контрольные проводники 5, выполненные в виде двух заранее изолированных полимерной изоляцией жил необходимого сечения. На изоляцию 4 плотно без зазоров навивают медную ленту для получения второго концентрического проводника 8, заключенного между водоблокирующими слоями 9, а затем накладывают оболочку 10, выполненную из полимера.On a stranded aluminum or copper core 1 is placed insulation 2, made of a polymer (for example, cross-linked polyethylene). On the insulation 2, a copper tape is wound tightly without gaps to obtain the first concentric conductor 3, on which the main insulation layer 4 is placed, made of a polymer (for example, cross-linked polyethylene). At the moment of laying the layer 4 of the main insulation, two diametrically opposite grooves 7 are prepared, where control conductors 5 are subsequently laid, made in the form of two conductors of the required cross section pre-insulated with polymer insulation. A copper tape is tightly wound onto the insulation 4 without gaps to obtain a second concentric conductor 8 enclosed between the water-blocking layers 9, and then a sheath 10 made of a polymer is applied.

Одножильный кабель с многопроволочной алюминиевой или медной жилой может быть использован для передачи электрической энергии от тяговых подстанций к контактным проводам горэлектротранса. Такой кабель обеспечивает надежную и бесперебойную работу городского электротранспорта.A single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core can be used to transfer electrical energy from traction substations to the contact wires of the city electric transport. Such a cable ensures reliable and uninterrupted operation of urban electric transport.

Многопроволочная алюминиевая или медная жила 1 обеспечивает удобство прокладки кабеля, благодаря своей гибкости. Полимерная изоляция 2 и 4 является современным типом изоляции и подбирается для конкретных условий прокладки кабеля, ее использование позволяет прокладывать кабель как под углом к горизонту, так и вертикально. Наличие двух концентрических проводников 3 и 8, выполненных из плотно (без зазоров) намотанных медных лент, обеспечивает более надежное срабатывание оборудования защиты при пробое кабеля и появлении токов короткого замыкания, поскольку концентрические проводники полностью покрывают поверхность жилы и дают сигнал при пробое в любой точке кабеля.The stranded aluminum or copper core 1 makes it easy to lay the cable due to its flexibility. Polymer insulation 2 and 4 is a modern type of insulation and is selected for specific cable laying conditions, its use allows you to lay the cable both at an angle to the horizon and vertically. The presence of two concentric conductors 3 and 8, made of tightly (without gaps) wound copper tapes, provides more reliable operation of the protection equipment in case of cable breakdown and short-circuit currents, since the concentric conductors completely cover the surface of the core and give a signal during a breakdown at any point of the cable .

Наличие контрольных проводников 5 в слое 4 основной изоляции позволяет производить мониторинг состояния изоляции и работоспособности кабеля, благодаря чему повышается надежность и безопасность электроснабжения объектов за счет возможности оценки эксплуатационного ресурса кабеля и, как следствие, своевременного производства ремонтных мероприятий.The presence of control conductors 5 in layer 4 of the main insulation makes it possible to monitor the condition of the insulation and the operability of the cable, thereby increasing the reliability and safety of power supply to objects due to the possibility of assessing the service life of the cable and, as a result, timely production of repair measures.

Ранее контрольные проводники интегрировались только в токоведущую жилу и в основном для кабелей с бумажно-пропитанной, а не с полимерной изоляцией, так как полимерная изоляция имеет однородную монолитную структуру, и во время разделки кабеля при монтаже арматуры неизбежно повреждение изоляции контрольных проводников при срезании изоляции с основной токопроводящей жилы, а удаление бумажно-пропитанной изоляции производится послойным снятием повива бумажных лент и повреждение контрольных проводников не происходит. Расположение контрольных проводников снаружи изоляции возможно для кабелей не всех конструкций, так как при этом не всегда удается обеспечить сохранность круглой формы кабеля и заполнение пустот между слоями кабеля, а также обеспечить сохранность контрольных проводников при прокладке кабеля и монтаже арматуры.Previously, control conductors were integrated only into the current-carrying core and mainly for cables with paper-impregnated, and not with polymer insulation, since polymer insulation has a uniform monolithic structure, and during cable cutting during installation of fittings, damage to the insulation of control conductors is inevitable when cutting insulation from the main conductive core, and the removal of the paper-impregnated insulation is carried out by layer-by-layer removal of the winding of paper tapes and damage to the control conductors does not occur. The location of the control conductors outside the insulation is not possible for cables of all designs, since it is not always possible to ensure the safety of the round shape of the cable and the filling of voids between the layers of the cable, as well as to ensure the safety of the control conductors during cable laying and installation of fittings.

Ранее невозможно было осуществить мониторинг кабеля с полимерной изоляцией с помощью контрольных проводников в виде металлических жил, так как отсутствовало техническое решение по расположению металлических контрольных жил внутри полимерной изоляции кабеля.Previously, it was impossible to monitor a cable with polymer insulation using control conductors in the form of metal cores, since there was no technical solution for the location of metal control cores inside the polymer insulation of the cable.

Использование предложенного одножильного кабеля с многопроволочной алюминиевой или медной жилой обеспечивает возможность осуществления мониторинга состояния изоляции кабеля и его работоспособности путем подключения аппаратуры для контроля состояния изоляции кабеля к жилам контрольного проводника 5, находящимся внутри изоляции 4 кабеля, с помощью передачи и приема контрольно-измерительным прибором (на чертеже не обозначен) специальных сигналов различной частоты и напряжения по жилам контрольного проводника 5. При изменении характеристик таких сигналов прибор определяет состояние изоляции кабеля и его работоспособность. Поскольку жилы контрольного проводника 5 не находятся под потенциалом основных токоведущих элементов кабеля, мониторинг состояния кабеля может производиться вне зависимости от того находится кабель под нагрузкой или нет.The use of the proposed single-core cable with a stranded aluminum or copper core makes it possible to monitor the condition of the cable insulation and its performance by connecting the equipment for monitoring the condition of the cable insulation to the cores of the control conductor 5 located inside the insulation 4 of the cable, using the transmission and reception of the control and measuring device ( not indicated on the drawing) special signals of various frequencies and voltages along the conductors of the control conductor 5. When the characteristics of such signals change, the device determines the state of the cable insulation and its performance. Since the cores of the control conductor 5 are not under the potential of the main current-carrying elements of the cable, monitoring of the cable condition can be carried out regardless of whether the cable is under load or not.

Данная конструкция кабеля позволяет подключить к жилам контрольного проводника кабеля дополнительное оборудование и осуществлять контроль изоляции кабеля в режиме реального времени и по всей длине кабеля.This cable design allows you to connect additional equipment to the cores of the cable control conductor and monitor the cable insulation in real time and along the entire length of the cable.

Кроме того, предложенное техническое решение обеспечивает возможность разделки кабеля для монтажа арматуры без повреждения изоляции жил контрольного проводника, а также позволяет обеспечить сохранность круглой формы кабеля и возможность избежать пустот между слоями кабеля и, кроме того, сохранить герметичность конструкции кабеля.In addition, the proposed technical solution provides the possibility of cutting the cable for mounting fittings without damaging the insulation of the cores of the control conductor, and also makes it possible to maintain the round shape of the cable and the ability to avoid voids between the cable layers and, in addition, maintain the tightness of the cable structure.

Claims

A single-core cable with a multi-wire aluminum or copper core, including an outer sheath and an inner insulation placed around the core, around which a device is placed to ensure operation of the protection equipment in case of cable breakdown and short-circuit currents, made in the form of two concentric copper conductors, while the first conductor placed around the layer of internal insulation, around the first conductor there is a layer of basic insulation, around which the second conductor is located, enclosed between water-blocking layers, both layers of internal insulation and the outer sheath of the cable are made of polymer, characterized in that the layer of basic insulation is made of two diametrically opposite grooves in which control conductors with copper conductors in polymer insulation are placed, and a separating layer of polyethylene terephthalate tapes is placed on top of the main insulation layer with control conductors.