Кабель электрический гибкий для подвижного состава

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям кабелей и проводов для подвижного состава, предназначенных для наружных и внутренних соединений электрооборудования при переменном напряжении до 4000 В или постоянном напряжении до 6000 В.

Кабель содержит одну или более токопроводящих жил из медных проволок и изоляцию. Изоляция и/или оболочка, выполнены из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, а в каждой токопроводящей жиле, по крайней мере, сердечник из пучков медных проволок и/или один из средних повивов покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью, марки ПМС (полиметилсилоксановая) с рабочей температурой более 200°С..

Дополнительно в одном из средних повивов и/или в наружном повиве токопроводящей жилы, по крайней мере, один из пучков медных проволок может быть покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

Кабель позволяет обеспечить длительно допустимую температуру нагрева жил не менее 155°С, при этом увеличена гибкость жил кабеля, снижены электрические потери, что повышает надежность и срок службы кабеля.

7 п. формулы 3 иллюстрации

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям кабелей и проводов для подвижного состава, предназначенных для наружных и внутренних соединений электрооборудования при переменном напряжении до 4000 В или постоянном напряжении до 6000 В.

Известен сталеалюминиевый провод, в котором проволоки из алюминия или алюминиевого сплава скручены вокруг стальной проволоки или стального сердечника, а промежутки между проволоками, исключая верхний повив, заполнены защитной нагревостойкой смазкой, марки ЗЭС для защиты от коррозии. (Неизолированные сталеалюминиевые провода. ГОСТ 839-80).

Недостатком провода является большой расход смазки.

Известен кабель электрический силовой, который содержит покрытые изоляцией одну или несколько скрученных медных или алюминиевых уплотненных токопроводящих жил круглой или секторной формы, поясную изоляцию и защитную оболочку. В каждой токопроводящей жиле центральная проволока или сердечник из проволок перед уплотнением в вальцах для повышения их срока службы путем снижения трения покрыты обедненной нагревостойкой смазкой, марки ЗЭС. (Патент Украины на полезную модель 13689, М.кл.⁷ Н01В 7/00, от 11.10.05 г. Патент-аналог России на полезную модель 58776, М.кл.⁷ Н01В 7/00, от 21.06.06 г.)

Однако указанный кабель не обладает гибкостью. Применяемая смазка ЗЭС (защитная электросетевая смазка) имеет в процессе эксплуатации низкую длительно допустимую температуру, которая не должна превышать 90°С. Ее трудно нанести тонким слоем, поэтому расход смазки достаточно велик, что удорожает кабель. Кроме того, смазка трудно удаляется с жил проводов и кабелей при монтаже.

Аналогом является провод марки ППСРВМ и кабель марки КПСРВМ, который включает гибкую токопроводящую жилу, изоляцию из резины и внешнюю оболочку из поливинилхлоридного пластиката. (Провода и кабели для подвижного состава рельсового транспорта и троллейбусов. ТУ 16-705. 465-87).

Основным недостаткам указанного аналога является низкая рабочая температура до 70°С, при возникновении пожара кабель полностью сгорает.

Прототипом является кабель электрический с многопроволочными медными жилами, с изоляцией из кремнийорганической резины повышенной теплостойкости, с длительно допустимой рабочей температурой 115°С, не распространяющий горение, в оплетке из полиэфирных нитей, пропитанных кремнийорганическим лаком. Кабель предназначен для фиксированного соединения электрооборудования вагонов метрополитена. (ТУ 16.705-330-84).

Недостатком такого кабеля является недостаточная гибкость и низкая пожаробезопасность. Кабель для подвижного состава должен работать в очень жестких условиях постоянных вибраций и изгибов с кручением, а поскольку жилы скручены в одном направлении, то медные проволоки контактируют друг с другом по большим площадям и могут из-за трения преждевременно истираться, что также вызывает электрические потери (дополнительный нагрев) за счет поверхностного эффекта и эффекта близости и снижает надежность и срок службы кабеля.

В основу настоящей полезной модели поставлена задача создать такой кабель электрический гибкий для подвижного состава, в котором, за счет введения новых элементов и применения новых материалов была бы обеспечена длительно допустимая температура нагрева жил кабеля не менее 155°С, при этом увеличена гибкость жил кабеля, снижены электрические потери, что позволит увеличить надежность и срок службы кабеля.

Поставленная задача решается тем, что в кабеле электрическом гибком для подвижного состава, включающем одну или более токопроводящих жил из медных проволок и изоляцию, согласно полезной модели изоляция выполнена из термостойкой эластомерной композиции, а в каждой токопроводящей жиле, по крайней мере, сердечник из пучков медных проволок и/или один из средних повивов покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

Преимуществом предлагаемого кабеля является то, что, благодаря покрытию обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью, марки ПМС (полиметилсилоксановая) с рабочей температурой более 200°С, сердечника из пучков медных проволок и/или одного из средних повивов, увеличивается гибкость токопроводящих жил.

Кроме того, уменьшаются электрические потери особенно в больших сечениях кабеля (95-300 мм²), благодаря расщеплению каждой токопроводящей жилы на 2, 3 или 4 части с помощью покрытия на поверхностях проволок в виде тонкой пленки обедненной нагревостойкой кремнеорганической жидкости, марки ПМС, имеющей отличные диэлектрические свойства (удельное электрическое сопротивление 10¹² Ом/м), что позволяет даже при изгибах с кручением и в условиях сильных вибраций исключить электрический контакт между ними, снижая поверхностный эффект и эффект близости. Следует сказать, что полиметилсилоксановая жидкость обладает уникальной адгезией к меди, растекается тончайшей пленкой, поэтому ее расход очень мал, имеет исключительную скользкость, ее вязкость мало зависит от температуры, рабочая температура более 200°С, легко смывается спиртом, ацетоном с концов кабелей и проводов, что очень важно при проведении монтажных работ.

Выполнение кабеля с изоляцией и/или оболочкой из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, обеспечивает длительно допустимую температуру нагрева жил кабеля не менее 155°С, увеличивает его пожаростойкость, надежность и срок службы.

В кабеле в одном из средних повивов токопроводящей жилы, по крайней мере, один из пучков медных проволок может быть покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью, что дополнительно снижает потери, так как разрывается цепь по замкнутому кольцу (среднему повиву) для вихревых токов.

В кабеле в наружном повиве токопроводящей жилы, по крайней мере, один из пучков медных проволок может быть покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью, что снижает потери из-за разрыва цепи по замкнутому кольцу (наружному повиву).

Токопроводящая жила может быть выполнена из медных проволок луженых оловянно-свинцовым припоем, что значительно повышает коррозионную стойкость кабеля особенно в условиях повышенной влажности.

Кабель дополнительно может содержать экран в виде оплетки из медных проволок луженых оловянно-свинцовым припоем плотностью не менее 80%, что значительно повышает защиту от электромагнитных воздействий.

Кабель может содержать оболочку, выполненную из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение.

Кабель может дополнительно содержать оплетку из стеклонитей, пропитанных кремнийорганическим термостойким лаком, плотностью не менее 90%, для защиты от механических повреждений при монтаже.

Предлагаемый кабель схематично показан в поперечном сечении на фиг.1-3. На фиг.1 изображен трехжильный кабель с расщепленными на две части токопроводящими жилами, в которых сердечник из пучков медных проволок покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью. На фиг.2 изображен одножильный кабель с расщепленной на три части токопроводящей жилой, в которой один из средних повивов, а в нем один из пучков медных проволок покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью. На фиг.3 изображен одножильный кабель с расщепленной на четыре части токопроводящей жилой, в которой сердечник из пучков медных проволок, один из средних повивов, а в нем и в наружном повиве по одному из пучков медных проволок покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью. На фигурах показаны: 1 - токопроводящая жила, 2 - изоляция, 3 - экран, 4 - синтетическая пленка, 5 - сердечник из пучков медных проволок, 6 - покрытие обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью, 7 - средний повив из пучков медных проволок, 8 - один из пучков медных проволок в среднем повиве, 9 - один из пучков медных проволок в наружном повиве, 10 - защитная оболочка, 11 - оплетка из стеклонитей.

Кабель электрический гибкий для подвижного состава содержит одну или более токопроводящих жил 1 из медных проволок и изоляцию 2. В кабеле изоляция 2 выполнена из термостойкой эластомерной композиции, а в каждой токопроводящей жиле 1, по крайней мере, сердечник 5 из пучков медных проволок и/или один из средних повивов 7 имеют покрытие 6 обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

Пример 1. Кабель электрический гибкий для подвижного состава на напряжение 1 кВ сечением 3×70 мм² содержит многопроволочные медные жилы 1 с изоляцией 2 из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, марки MG MV30. Токопроводящие жилы 1 из медных проволок, скручены на крутильной машине, при этом сердечник 5 из пучков медных проволок 19×0,51 мм покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью 6, марки ПМС (полиметилсилоксановая) с рабочей температурой более 200°С. Поверх скрученных изолированных жил наложен экран 3 в виде оплетки из медных проволок луженых оловянно-свинцовым припоем плотностью 80%, при этом под оплеткой и поверх нее наложена синтетическая пленка 4. Поверх экрана 3 наложена защитная оболочка 10 из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, марки MG MV80.

Пример 2. Кабель электрический гибкий для подвижного состава на напряжение 2 кВ сечением 185 мм² содержит одну многопроволочную медную жилу 1 с изоляцией-оболочкой 10 из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, марки MG MV80. Токопроводящие жилы 1 из медных луженых оловянно-свинцовым припоем проволок, скручены на крутильной машине, при этом один из средних повивов 7, а в нем один из пучков 8 медных проволок 19×0,51 мм покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью 6, марки ПМС с рабочей температурой более 200°С.

Пример 3. Кабель электрический гибкий для подвижного состава на напряжение 4 кВ сечением 300 мм² содержит одну многопроволочную медную жилу 1 с изоляцией-оболочкой 10 из термостойкой эластомерной композиции, не распространяющей горение, марки MG MV80. Токопроводящие жилы 1 из медных проволок, скручены на крутильной машине, при этом сердечник 5 из пучков медных проволок 19×0,51 мм, один из средних повивов 7, а в нем один из пучков 8 медных проволок, а также в наружном повиве токопроводящей жилы один из пучков 9 медных проволок покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью 6, марки ПМС с рабочей температурой более 200°С. При этом пучок 9 медных проволок с наружной стороны не покрыт кремнийорганической жидкостью 6 (фиг.2). На токопроводящую жилу 1 наложена синтетическая пленка 4. Поверх оболочки 10 наложена оплетка 11 из стеклонитей плотностью 90%, пропитанных кремнийорганическим термостойким лаком.

Во всех примерах обедненная нагревостойкая кремнийорганическая жидкость 6, марки ПМС наносится очень тонким слоем (почему и называется обедненная) на сердечник 5 из пучков медных проволок и/или один из средних повивов 7, или один из пучков 8, 9 медных проволок методом промазки, например, с помощью протиров, которые устанавливаются на выходе крутильной машины перед калибром.

1. Кабель электрический гибкий для подвижного состава, включающий одну или более токопроводящих жил из медных проволок и изоляцию, отличающийся тем, что изоляция выполнена из термостойкой эластомерной композиции, а в каждой токопроводящей жиле, по крайней мере, сердечник из пучков медных проволок и/или один из средних повивов покрыты обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что в одном из средних повивов токопроводящей жилы, по крайней мере, один из пучков медных проволок покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что в наружном повиве токопроводящей жилы, по крайней мере, один из пучков медных проволок покрыт обедненной нагревостойкой кремнийорганической жидкостью.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из медных проволок, луженых оловянно-свинцовым припоем.

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит экран в виде оплетки из медных проволок, луженых оловянно-свинцовым припоем, плотностью не менее 80%.

6. Кабель по п.1, отличающийся тем, что он содержит оболочку, выполненную из термостойкой эластомерной композиции.

7. Кабель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит оплетку из стеклонитей, пропитанных кремнийорганическим термостойким лаком, плотностью не менее 90%.