Силовой кабель для сетей электрифицированного транспорта (варианты)

Заявленная группа полезных моделей относится к области электротехники, а именно, к конструкциям силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии на постоянном токе, например, в сетях электрифицированного транспорта. Технический результат по первому варианту, заключающийся в повышении надежности и увеличении срока службы силовых кабелей за счет повышения вибростойкости и коррозионной стойкости металлической оболочки, достигается за счет-того, что в кабеле силовом на постоянное напряжение, содержащем одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, подушку под броню, броню в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, наружный покров, наложенный поверх брони, согласно полезной модели, металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%. Технический результат по второму варианту, заключающийся в повышении надежности и увеличении срока службы силовых кабелей за счет повышения вибростойкости металлической оболочки и разработке конструкции силового кабеля, стойкого к внешним механическим воздействиям, а также конструкции кабеля, характеризующейся пониженным дымообразованием и пониженным выделением хлористого водорода в условиях пожара, достигается за счет того, что металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, поверх антикоррозионного слоя дополнительно наложена подушка под броню, выполненная из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28 и броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенной с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, а защитный шланг наложен поверх и выполнен из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 32. 2 н.п. ф-лы, 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявленная группа полезных моделей относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии на постоянном токе, например в сетях электрифицированного транспорта.

Известен кабель силовой на постоянное напряжение марки АСБл, содержащий одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, подушку под броню, броню в виде двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, наружный покров, наложенный поверх брони (см. Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 1 и 3 кВ. Технические условия ТУ 16.К71-269-97), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог (прототип) группы полезных моделей по первому варианту.

Недостатком данного силового кабеля является пониженная вибростойкость металлической оболочки в процессе эксплуатации кабеля вблизи источников вибрации и недостаточная степень защиты конструкции силового кабеля, проложенного в земле от коррозии, что влечет за собой снижение его срока службы.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа полезных моделей по первому варианту, состоит в повышении надежности и увеличении срока службы силовых кабелей, предназначенных для сетей пассажирского электрифицированного транспорта за счет повышения вибростойкости и коррозионной стойкости металлической оболочки силового кабеля, проложенного в земле вблизи источников вибрации.

Технический результат, достигаемый при реализации группы заявленных полезных моделей по первому варианту, обеспечивается за счет того, что в кабеле силовом на постоянное напряжение, содержащем одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, подушку под броню, броню в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, наружный покров, наложенный поверх брони, согласно полезной модели, металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%.

Кроме того, основная многопроволочная токопроводящая жила может быть выполнена из меди.

Кроме того, наружный повив основной многопроволочной токопроводящей жилы содержит дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы в количестве более двух.

Кроме того, пропиточный изоляционный состав выполнен из нестекающего изоляционного материала.

Наличие металлической оболочки, выполненной из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, по сравнению со значениями толщин свинцовых оболочек, указанных для силовых кабелей в ГОСТ 24641-81 (таблица 2), обеспечивает увеличение ее вибростойкости, что, в свою очередь, повышает степень защиты силового кабеля от вибрационных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации кабеля вблизи источников вибрации.

Использование в качестве материала металлической оболочки свинцово-сурьмянистого сплава взамен свинца и увеличение ее толщины позволяет повысить вибростойкость и коррозионностойкость металлической оболочки.

Известен кабель силовой на постоянное напряжение марки АСШв, содержащий одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, защитный шланг, наложенный поверх антикоррозионного слоя (см. Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 1 и 3 кВ. Технические условия ТУ 16.К71-269-97), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог (прототип) группы полезных моделей по второму варианту.

К недостаткам данного силового кабеля относятся пониженная вибростойкость металлической оболочки в процессе эксплуатации кабеля вблизи источников вибрации, что влечет за собой снижение срока службы.

Одновременно, к недостаткам прототипа относится отсутствие защиты от внешних механических воздействий, а также значительное дымо- и газовыделение в условиях пожара.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа полезных моделей по второму варианту, состоит в повышении надежности и увеличении срока службы силовых кабелей, предназначенных для сетей пассажирского электрифицированного транспорта за счет повышения вибростойкости металлической оболочки силового кабеля и разработке конструкции силового кабеля стойкого к внешним механическим воздействиям, а также конструкции силового кабеля не распространяющего горение с пониженным дымообразованием и пониженным выделением хлористого водорода (НСl) в условиях пожара при эксплуатации кабеля на открытом воздухе, в туннелях и коллекторах, расположенных вблизи источников вибрации.

Технический результат, достигаемый при реализации группы заявленных полезных моделей по второму варианту, обеспечивается за счет того, что в кабеле силовом на постоянное напряжение, содержащем одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, защитный шланг, наложенный поверх антикоррозионного слоя, согласно полезной модели, металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, поверх антикоррозионного слоя дополнительно наложена подушка под броню, выполненная из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28 и броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, а защитный шланг наложен поверх брони и выполнен из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 32.

Кроме того, основная многопроволочная токопроводящая жила может быть выполнена из меди.

Кроме того, наружный повив основной многопроволочной токопроводящей жилы содержит дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы в количестве более двух.

Кроме того, пропиточный изоляционный состав выполнен из нестекающего изоляционного материала.

Наличие металлической оболочки, выполненной из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, по сравнению со значениями толщин свинцовых оболочек, указанных для силовых кабелей в ГОСТ 24641-81 (таблица 2), обеспечивает увеличение ее вибростойкости, что, в свою очередь, повышает степень защиты силового кабеля от вибрационных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации кабеля вблизи источников вибрации.

Изготовление подушки под броню из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28 и защитного шланга, выполненного из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 32, позволяет снизить распространение горения, уменьшить дымообразование и выделение хлористого водорода (НСl) в условиях пожара при эксплуатации кабеля на открытом воздухе, в туннелях и коллекторах.

Наличие брони в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты позволяет обеспечить защиту силового кабеля от внешних механических воздействий по всей длине кабеля.

В результате проведения поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимых пунктов формулы группы полезных моделей, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой группы полезных моделей критерию патентоспособности новизна.

Группа заявляемых полезных моделей иллюстрируется чертежами, на которых показан силовой кабель в разрезе.

Фиг.1 - силовой кабель в разрезе по первому варианту исполнения;

Фиг.2 - силовой кабель в разрезе по второму варианту исполнения. Кабель силовой на постоянное напряжение по первому варианту (фиг.1), содержит одну основную многопроволочную токопроводящую жилу 1, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы 2, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию 3, поверх основной токопроводящей жилы 1 наложена изоляция 4, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку 5, выполненную из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, антикоррозионный слой 6, подушку под броню 7, броню 8 в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, наружный покров 9, наложенный поверх брони 8.

Кабель силовой на постоянное напряжение по второму варианту (фиг.2), содержит одну основную многопроволочную токопроводящую жилу 1, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы 2, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию 3, поверх основной токопроводящей жилы 1 наложена изоляция 4, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку 5, выполненную из свинцово-сурьмянистого сплава с увеличенной толщиной не менее чем на 5%, антикоррозионный слой 6, подушку под броню 7, выполненную из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, броню 8 в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, защитный шланг 9, выполненный из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 32 и наложенный поверх брони 8.

Ниже, приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость заявленной группы полезных моделей.

Основная многопроволочная токопроводящая жила и контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы изготавливаются по нормативным документам изготовителя. В качестве металлической оболочки используют свинцово-сурьмянистый сплав по ГОСТ 1292-81. Бумага кабельная и вязкий пропиточный состав изготавливаются по нормативной документации завода изготовителя. Материал подушки под броню - поливинилхлоридный пластикат марки ППО с кислородным индексом не менее 28. Материал защитного шланга - поливинилхлоридный пластикат марки ППО с кислородным индексом не менее 32. Броня, выполненная из стальных оцинкованных лент, изготавливается по нормативным документам изготовителя.

Технология изготовления силового кабеля заключается в следующем.

По первому варианту: основную многопроволочную токопроводящую жилу 1 изготавливают из медной или алюминиевой проволоки известными в кабельной промышленности способами. Наложение бумажной изоляции 4 поверх основной многопроволочной токопроводящей жилы 1 осуществляют методом многократной обмотки основной многопроволочной токопроводящей жилы 1 бумажными лентами определенной ширины на горизонтальных изолировочных машинах типа М4БР-8. Наложение отдельной бумажной изоляции 3 на дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы 2 осуществляют на вертикальных изолировочных машинах. После наложения бумажной изоляции 4 на основную многопроволочную токопроводящую жилу 1 осуществляют пропитку кабеля вязким или нестекающим составом. Металлическую оболочку 5 накладывают на прессе для наложения свинцовых оболочек, например на прессе типа «Хансон-Робертсон». Наложение подушки под броню 7, брони 8 и наружного покрова 9 осуществляют на оборудовании для наложения защитных покровов.

По второму варианту: основную многопроволочную токопроводящую жилу 1 изготавливают из медной или алюминиевой проволоки известными в кабельной промышленности способами. Наложение бумажной изоляции 4 поверх основной многопроволочной токопроводящей жилы 1 осуществляют методом многократной обмотки основной многопроволочной токопроводящей жилы 1 бумажными лентами определенной ширины на горизонтальных изолировочных машинах типа М4БР-8. Наложение отдельной бумажной изоляции 3 на дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы 2 осуществляют на вертикальных изолировочных машинах. После наложения бумажной изоляции 4 на основную многопроволочную токопроводящую жилу 1 осуществляют пропитку кабеля вязким или нестекающим составом. Металлическую оболочку 5 накладывают на прессе для наложения свинцовых оболочек, например на прессе типа «Хансон-Робертсон». Наложение подушки под броню 7 осуществляют на экструзионной линии, предназначенной для наложения оболочек шлангового типа (защитный шланг 9 наносят аналогичным образом). Наложение брони 8 осуществляют на оборудовании для наложения защитных покровов.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности промышленная применимость, поскольку его реализацию возможно осуществить с использованием известных средств производства, материалов и технологий.

1. Кабель силовой на постоянное напряжение, содержащий одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, подушку под броню, броню в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, наружный покров, наложенный поверх брони, отличающийся тем, что металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава, а наружный повив основной многопроволочной токопроводящей жилы содержит дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы в количестве более двух.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что основная многопроволочная токопроводящая жила может быть выполнена из меди.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что пропиточный изоляционный состав выполнен из нестекающего изоляционного материала.

4. Кабель силовой на постоянное напряжение, содержащий одну основную многопроволочную токопроводящую жилу, в наружном повиве которой расположены дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из меди и имеющие отдельную бумажную изоляцию, поверх основной токопроводящей жилы наложена изоляция, выполненная из кабельной бумаги, пропитанной изоляционным пропиточным составом, металлическую оболочку, антикоррозионный слой, защитный шланг, наложенный поверх антикоррозионного слоя, отличающийся тем, что, металлическая оболочка выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава, поверх антикоррозионного слоя дополнительно наложена подушка под броню, выполненная из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 28, и броня в виде двух лент из оцинкованной стали, наложенных с зазором таким образом, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты, а защитный шланг наложен поверх брони и выполнен из выпрессованной поливинилхлоридной композиции пониженной пожароопасности с кислородным индексом не менее 32.

5. Кабель по п.4, отличающийся тем, что основная многопроволочная токопроводящая жила может быть выполнена из меди.

6. Кабель по п.4, отличающийся тем, что наружный повив основной многопроволочной токопроводящей жилы содержит дополнительные контрольные однопроволочные или многопроволочные токопроводящие жилы в количестве более двух.

7. Кабель по п.4, отличающийся тем, что пропиточный изоляционный состав выполнен из нестекающего изоляционного материала.