RU229361U1 - Кабель силовой на напряжение 6-35 кВ - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к одножильным силовым кабелям. Технический результат заключается в повышении прочности кабеля, обеспечивая возможность использования его для прокладки в сложных условиях горной местности. Кабель содержит токопроводящую жилу, на которую последовательно наложены экран из полимерной сшиваемой электропроводящей композиции, полимерная изоляция из сшиваемого полиэтилена и экран из полимерной сшиваемой электропроводящей композиции, при этом поверх изоляции накладываются обмотка из электропроводящих лент и металлический экран из медных проволок, скреплённых обмоткой из медной ленты, далее поверх металлического экрана накладываются разделительный слой в виде обмотки полимерными водоблокирующими лентами и алюмополимерная лента, затем экструдированная подушка из композиции полиэтилена, поверх которой накладывается броня в виде повива из проволок, имеющих в составе алюминий, а поверх брони - наружная оболочка, выполненная из композиции полиэтилена высокой плотности. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к одножильным силовым кабелям на напряжение 6-35 кВ, бронированным металлическими проволоками, в оболочке из композиции полиэтилена.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, заключается в расширении ассортимента силовых одножильных кабелей, способных работать при напряжениях от 6 до 35 кВ, обладающих повышенной устойчивостью к монтажным изгибам малого радиуса и повышенной стойкостью к раздавливающим нагрузкам.

Из предшествующего уровня техники известны выпускаемые в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55025-2012 (https://internet-law.ru/gosts/gost/53908/) и ГОСТ 34834-2022 (https://internet-law.ru/gosts/gost/78477/) кабели силовые с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение 6-35 кВ включительно, бронированные металлическими проволоками, в оболочке из полиэтилена марок АПвКаПу2гж, ПвКаПу2гж, АПвКаП2гж, ПвКаП2гж (например, кабели https://www.holdcable.com/products/pvkap2gzh/?ysclid=lusmwnej1k424387229). Они содержат одну однопроволочную или многопроволочную токопроводящую жилу из меди или алюминия сечением от 10 мм² до 1600 мм². Для предотвращения продольного распространения воды по длине кабеля в многопроволочных токопроводящих жилах проволоки скручиваются совместно с водоблокирующими нитями.

На каждую токопроводящую жилу накладываются последовательно экран из полимерной электропроводящей композиции, полимерная изоляция и экран из полимерной электропроводящей композиции. Номинальная толщина изоляции составляет от 2,5 мм до 8,5 мм в зависимости от сечения токопроводящей жилы и номинального напряжения кабеля. Далее накладываются обмотка из водоблокирующих электропроводящих лент и металлический экран из медных проволок диаметром 0,7-3,0 мм, скрепленных обмоткой из медной ленты номинальной толщиной не менее 0,1 мм. Поверх металлического экрана накладываются разделительный слой толщиной не менее 0,15 мм в виде обмотки водоблокирующими электропроводящими лентами и обмотка алюмополимерной лентой с толщиной алюминиевого слоя не менее 0,1 мм. Далее накладывается экструдированная полимерная подушка толщиной не менее 1,0 мм. Поверх подушки накладываются броня в виде повива проволок из алюминия или алюминиевого сплава диаметром 1,6-3,15 мм, обмотка из полимерных лент и наружная оболочка из полиэтилена.

При этом в ГОСТ Р 55025-2012 и ГОСТ 34834-2022 «Кабели силовые с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение 6-35 кВ включительно» в числе прочих указаны следующие требования к характеристикам наружной оболочки из полиэтилена:

твердость по Шору не менее 55 HD;

прочность при разрыве до старения не менее 12,5 Н/мм²;

относительное удлинение до и после старения не менее 300%.

Недостатками вышеуказанных кабелей, препятствующими их прокладке в сложных условиях горной местности с возможными камнепадами и селевыми потоками в подвижных и скальных грунтах, являются недостаточная стойкость к дефектам оболочки при внешних механических воздействиях и большой допустимый радиус изгиба кабеля.

Величина стойкости кабелей к раздавливающим усилиям в данных ГОСТ не регламентируется.

Согласно ГОСТ Р 55025-2012 и ГОСТ 34834-2022 допустимый радиус изгиба одножильных кабелей при прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров кабелей.

Из уровня техники известен КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ БРОНИРОВАННЫЙ (см. (19) RU (11) 97857 (13) U1, (51) МПК H01B 7/18 (2006.01) H01B 9/02 (2006.01)), характеризующийся следующей совокупностью существенных признаков: «Кабель силовой, содержащий одну токопроводящую жилу и последовательно расположенные на ней наложенные экструзией первый экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, изоляцию из сшитой композиции полиэтилена, второй экран из электропроводящей сшитой полимерной композиции, обмотку лентой из электропроводящего материала, металлический экран, разделительный слой и экструдированную наружную оболочку из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката, отличающийся тем, что металлический экран выполнен в виде спирально или волнообразно наложенных медных проволок, скреплённых спирально наложенной пасьмой из медных проволок, поверх разделительного слоя наложена внутренняя экструдированная оболочка и проволочная броня из алюминиевых проволок или проволок из алюминиевого сплава».

Его недостатком является малая стойкость наружной оболочки и кабеля в целом к появлению дефектов при внешних механических воздействиях, препятствующая его прокладке в сложных условиях горной местности с возможными камнепадами и селевыми потоками в подвижных и скальных грунтах.

Из предшествующего уровня техники известен аналог - силовой кабель (см. патент (19) RU, (11) 216212, (13) U1, (51) МПК H01B 9/02 (2006.01)), характеризующийся следующими существенными признаками:

«Кабель силовой на напряжение от 6 до 35 кВ, содержащий токопроводящую жилу, покрытую электропроводящим полимерным экраном по жиле, изоляцией и электропроводящим полимерным экраном по изоляции, поверх которого наложен слой из электропроводящего материала, металлический экран и наружная полимерная оболочка, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена гибкой, из стренг, скрученных из медных проволок, а изоляция выполнена из высокомодульной этиленпропиленовой резины».

Недостатком данной конструкции кабелей является малая стойкость наружной оболочки и кабеля в целом к появлению дефектов при внешних механических воздействиях, препятствующих их прокладке в сложных условиях горной местности с возможными камнепадами и селевыми потоками в подвижных и скальных грунтах.

Технический результат: создание нового силового одножильного кабеля на напряжение от 6 до 35 кВ, предназначенного для прокладки в сложных условиях горной местности с возможными камнепадами и селевыми потоками в подвижных и скальных грунтах.

Улучшенные эксплуатационные свойства кабеля созданы за счет использования в нем для наружной оболочки композиции полиэтилена с повышенными по сравнению с аналогами физико-механическими свойствами, где наружная оболочка характеризуется следующими параметрами:

твердостью по Шору не менее 60 Н_D; прочностью при разрыве до старения не менее 20 Н/мм²; относительным удлинением после старения не менее 700%.

Использование такой наружной оболочки создаёт возможность создания кабеля:

с минимальным радиусом изгиба, сниженным на величину 3-4% по сравнению с соответствующими кабелями, эксплуатационные параметры которых указаны в ГОСТ Р 55025-2012 и ГОСТ 34834-2022, что составляет не менее 14,5 наружных диаметров кабелей, а это позволяет уменьшать допустимую величину радиуса изгиба кабеля при монтаже;

с повышенной стойкостью к раздавливающим усилиям величиной до 0,7 кН/см, что практически исключает возможность повреждения внутренних конструктивных элементов и кабеля в целом, при этом сохраняется целостность наружной оболочки кабеля.

Вышеуказанные преимущества кабелей расширяют область использования кабелей, т.к. данные кабели возможно прокладывать и устойчиво эксплуатировать в горной местности с возможными камнепадами и селевыми потоками в подвижных и скальных грунтах.

На чертеже приведена конструкция полезной модели, где:

1 - токопроводящая жила;

2 - экран из полимерной электропроводящей композиции;

3 - полимерная изоляция из сшитого полиэтилена;

4 - экран из полимерной электропроводящей композиции;

5 - обмотка из электропроводящих водоблокирующих лент;

6 - металлический экран из медных проволок, скрепленных обмоткой из медной ленты;

7 - разделительный слой в виде обмотки электропроводящими водоблокирующими лентами;

8 - обмотка алюмополимерной лентой;

9 - экструдированная полимерная подушка;

10 - броня в виде повива проволок из алюминия или алюминиевого сплава;

11- обмотка из полимерных лент;

12 - наружная оболочка из композиции полиэтилена.

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Кабели силовые на напряжение 6-35 кВ содержат одну однопроволочную или многопроволочную токопроводящую жилу 1 или из меди, или из алюминия, или из алюминиевого сплава.

На токопроводящую жилу последовательно накладываются: экран 2 из полимерной электропроводящей композиции, полимерная изоляция 3 и экран 4 из полимерной электропроводящей композиции.

Для дополнительной герметизации кабелей проволоки могут скручиваться совместно с водоблокирующими нитями в многопроволочные токопроводящие жилы (на чертеже не показаны).

Поверх экрана из полимерной композиции 4 накладываются обмотка 5 из электропроводящих водоблокирующих лент и металлический экран 6 из медных проволок, скреплённых обмоткой из медной ленты.

Далее поверх металлического экрана 6 накладывается разделительный слой 7 в виде обмотки, выполненной электропроводящими водоблокирующими лентами.

Далее выполнена обмотка 8 алюмополимерной лентой, поверх которой наложена экструдированная полимерная подушка 9, поверх которой наложена броня 10, выполненная в виде повива проволок из алюминия или алюминиевого сплава, поверх которой наложена обмотка 11 из полимерных лент.

Верхним слоем кабеля является наружная оболочка 12 из композиции полиэтилена со следующими характеристиками: твердостью по Шору не менее 60 Н_D; прочностью при разрыве до старения не менее 20 Н/мм²; относительным удлинением после старения не менее 700%.

Радиальная толщина наружной оболочки может быть в диапазоне от 3 мм до 6 мм в зависимости от величины сечения кабеля.

Полезная модель с вышеописанными отличительными существенными признаками имеет улучшенные по сравнению с аналогами эксплуатационные свойства, а именно имеет монтажные изгибы меньшего радиуса и повышенную стойкость к внешним механическим воздействиям при прокладке и эксплуатации.

Кабель характеризуется новой совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».

В результате создания технического решения кабеля достигнут технический результат - создан новый кабель, расширяющий ассортимент кабелей, предназначенный преимущественно для эксплуатации в горной местности.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления кабеля.

Токопроводящая жила 1, которая может быть как однопроволочной, так и многопроволочной, изготавливается из медной или алюминиевой катанки или проволоки, традиционно используемой для электрических кабелей.

Экран из полимерной электропроводящей композиции 2, полимерную изоляцию из сшитого полиэтилена 3 и экран из полимерной электропроводящей композиции 4 создают на экструзионных линиях наклонного типа.

Наложение лент для электропроводящего слоя 4, обмотки из электропроводящих водоблокирующих лент 5, разделительного слоя 7, обмотки из алюмополимерных лент 8, из полимерных лент 11 производят на стандартном крутильном оборудовании.

Наложение экструдированной полимерной подушки под броню 9 и наружной оболочки из композиции из полиэтилена 12 производят на экструзионных линиях.

Наложение металлического экрана из медных проволок 6, скрепленных обмоткой из медной ленты и проволочной брони 10, осуществляют на крутильных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КАБЕЛЯ

1. Кабель диаметром 39,6 мм содержит медную изолированную токопроводящую жилу сечением 120 мм² и имеет защиту в виде брони, изготовленной из проволок из алюминиевого сплава диаметром 2,0 мм, уложенных на подушку из полиэтилена толщиной 1,5 мм и наружной оболочки толщиной 3,0 мм из композиции полиэтилена марки ТУРОЛЕН 153-73ТХЛ, изготовленной на основе полиэтилена высокой плотности.

2. Кабель диаметром 47,4 мм содержит медную изолированную токопроводящую жилу сечением 240 мм², имеет защиту в виде брони, изготовленной из проволок алюминиевого сплава диаметром 2,5 мм, уложенных на подушку из полиэтилена толщиной 1,5 мм и наружной оболочки толщиной 3,2 мм из композиции полиэтилена марки ТУРОЛЕН 153-73ТХЛ, изготовленной на основе полиэтилена высокой плотности.

Claims (10)

1. Кабель силовой бронированный на напряжение от 6 до 35 кв, предназначенный для прокладки в условиях горной местности, содержащий токопроводящую жилу, на которую последовательно наложены экран из полимерной сшиваемой электропроводящей композиции, полимерная изоляция из сшиваемого полиэтилена и экран из полимерной сшиваемой электропроводящей композиции, при этом поверх изоляции накладываются обмотка из электропроводящих лент и металлический экран из медных проволок, скреплённых обмоткой из медной ленты, далее поверх металлического экрана накладываются разделительный слой в виде обмотки полимерными водоблокирующими лентами и алюмополимерная лента, затем экструдированная подушка из композиции полиэтилена, поверх которой накладывается броня в виде повива из проволок, имеющих в составе алюминий, а поверх брони - наружная оболочка, отличающийся тем, что наружная оболочка кабеля выполнена из композиции полиэтилена высокой плотности и характеризуется следующими параметрами: твердостью по Шору не менее 60 H_D; прочностью при разрыве до старения не менее 20 Н/мм², относительным удлинением после старения не менее 700%.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что радиальная толщина наружной оболочки составляет от 3 мм до 6 мм в зависимости от величины сечения кабеля.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена однопроволочной.

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

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из меди.

6. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия.

7. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминиевого сплава.

8. Кабель по п.1, отличающийся тем, что проволоки токопроводящей жилы скручены совместно с водоблокирующими нитями в многопроволочные токопроводящие жилы.

9. Кабель по п.1, отличающийся тем, что состав проволок брони - алюминий.

10. Кабель по п.1, отличающийся тем, что состав проволок брони - алюминиевый сплав.