Кабель комбинированный
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к кабелям комбинированным. Они предназначены для присоединения механизмов к электрическим сетям и передачи электрических сигналов в цепях управления. Кабель содержит сердечник и наружную оболочку из сшитых полиолефиновых композиций. Сердечник скручен из ряда элементов. В него входит пучок предварительно скрученных, по крайней мере, из трех изолированных жил для передачи и распределения электроэнергии. Поверх них последовательно наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с контактным проводником и обмотка из полимерной ленты. Сердечник также содержит два пучка, включающие одинаковое количество скрученных изолированных токопроводящих жил для цепей контроля и управления. Поверх них наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с контактным проводником, экран в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок и обмотка из полимерной ленты. Сердечник кроме того содержит, по меньшей мере, три жгута заполнения, выполненные из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30%. Поверх сердечника кабеля наложены обмотка из полимерной ленты с контактным проводником и наружная оболочка. Изоляция и наружная оболочка выполнены из термопластичных или сшитых полиолефиновых композиций, не содержащих галогенов, с кислородным индексом не менее 30%. Кабель может дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием не менее 40%. Изолированные жилы могут быть скручены в пучок вокруг жгута, выпрессованного из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30%. Технический результат заключается в повышении электромагнитной совместимости между цепями передачи и распределения электроэнергии и цепями контроля и управления, находящихся в одном кабеле, повышении пожарной безопасности, снижении пожарной нагрузки в кабельных коммуникациях за счет уменьшения количества проложенных кабелей и снижении затрат при монтаже кабельных трасс.
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей комбинированных с полимерной изоляцией и оболочкой, содержащих токопроводящие жилы предназначенные для передачи и распределения электрической энергии в электротехнических установках при переменном напряжении 660 В и 1000 В частотой до 100 Гц и жилы для цепей контроля и управления, предназначенных для передачи переменного напряжении до 380 В частотой до 200 кГц.
Известны кабели марки КСР, имеющие сердечник, скрученный из трех или четырех токопроводящих жил, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии переменного напряжения до 380 В частотой 50 Гц, и 12 или 15 токопроводящих жил управления, изоляцию и оболочку из полимерных материалов (
Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И. Яковлева. 5 изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987).
Однако такие кабели не удовлетворяют требованиям по электромагнитной совместимости и показателям пожарной безопасности.
Поставленная задача заключалась в разработке конструкции и подборе материалов изоляции и наружной оболочки, способных обеспечить электромагнитную совместимость и пожаробезопасность кабеля.
Технический результат достигается тем, что в кабеле комбинированном, сердечник кабеля скручен из следующих элементов: пучок предварительно скрученных, по крайней мере, из трех изолированных токопроводящих жил для передачи и распределения электроэнергии, поверх которых последовательно наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с проложенным под ней контактным проводником и обмотка из полимерной ленты; два пучка, содержащие одинаковое количество скрученные изолированные токопроводящие жилы для цепей контроля и управления, поверх которых наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с проложенным под ней контактным проводником, экран в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок и обмотка из полимерной ленты; по меньшей мере, три жгута заполнения, выпрессованные из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%, поверх сердечника кабеля наложены обмотка из полимерной ленты и наружная оболочка, изоляция и наружная оболочка выполнены из термопластичных или сшитых полиолефиновых композиций, не содержащих галогенов, с кислородным индексом не менее 30%.
Кабель может также дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием не менее 40%.
Кабель может также содержать изолированные токопроводящие жилы, скрученные в пучок вокруг жгута, выпрессованного из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан кабель комбинированный в разрезе.
Кабель комбинированный содержит пучок 1 из предварительно скрученных токопроводящих жил 2 передачи и распределения электрической энергии, изоляцию 3 из экструдированной термопластичной или сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30%, поверх которых последовательно наложены обмотка 4 из полимерной ленты, экран в виде обмотки 5 из алюмополимерной ленты с проложенным под ней контактным проводником 6 и обмотка из полимерной ленты 7, два пучка 8 содержащих одинаковое количество предварительно скрученных токопроводящих жил 9 для цепей контроля и управления с изоляцией 10 из экструдированной термопластичной или сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30%, поверх которых наложена обмотка 11 из полимерной ленты, контактный проводник 12 из медной луженой проволоки, экран 13 в виде обмотки из алюмополимерной ленты, оплетка 14 из стальных оцинкованных проволок, обмотка 15 из полимерной ленты, пучок жил для передачи и распределения электрической энергии, два пучка жил для цепей контроля и управления и жгуты заполнения 16, выпрессованные из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%, скручены в сердечник, поверх сердечника наложена обмотка 17 из полимерной ленты и наружная оболочка 18 из термопластичной или сшитой полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30%.
Кабель может также дополнительно содержать поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер 19 в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием не менее 40%.
Кабель может также содержать изолированные токопроводящие жилы, скрученные в пучок вокруг жгута 20, выпрессованного из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%.
Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
В качестве материала изоляции 3 и 10 кабеля использованы термопластичная или сшитая полиолефиновые композиции, не содержащие галогенов, выпускаемые промышленно.
В качестве материала жгутов 16 и 20 использована термопластичная полиолефиновая композиция, не содержащая галогенов.
В качестве материала оболочки 18 кабеля использованы термопластичная или сшитая полиолефиновые композиции, не содержащие галогенов, выпускаемые промышленно.
Токопроводящие жилы 2 и 9 изготавливают из медной проволоки традиционной для электрических кабелей. Скрутку элементов 1, 8 и сердечника кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.
Изоляцию 2 и 10 оболочку 18 накладывают на экструзионном оборудовании.
Жгуты 16 и 20 изготавливают на экструзионном оборудовании.
Наложение обмоток 4, 7 11, 15 и 17 из полимерной ленты, термического барьера 19 из следосодержащей ленты и экранов 5 и 13 из алюмополимерной ленты на известном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.
Наложение оплетки 14 из стальных оцинкованных проволок производиться на оплеточных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.
Образцы предлагаемого комбинированного кабеля были испытаны на электромагнитную совместимость и на соответствие требований пожарной безопасности.
Результаты приведены в таблице.
| Характеристики кабеля | |||
| Наименование характеристики | Технические требования | Кабельное изделие | |
| Известный кабель | Предлагаемый кабель | ||
| Показатели электромагнитной совместимости |  | | |
| Устойчивость к токам кратковременных синусоидальных помех частотой 50 Гц в цепях защитного и сигнального заземления при воздействии амплитуды импульса тока на короткозамкнутом выходе испытательного генератора номинальным значением 200 А в режимах работы электродвигателя: | Амплитуда | | |
| - включение/отключение |  2 В | 30 В Не соответствует | Не зафиксировано Соответствует |
| - работа | 1 В | 20 В Не соответствует | Не зафиксировано Соответствует |
| Устойчивость к токам микросекундных импульсных помех в цепях защитного и сигнального заземления при воздействии амплитуды импульса тока на короткозамкнутом выходе испытательного генератора | Амплитуда | | |
| номинальным значением 200 А | 20 В | 60 В Не соответствует | Не зафиксировано Соответствует |
| Продолжение таблицы | |||
| Наименование характеристики | Технические требования | Кабельное изделие | |
| Известный кабель | Предлагаемый кабель | ||
| Напряжение наведенного тока в контрольных жилах кабеля при коротком замыкании силовых жил (ток короткого | | | |
| замыкания 18 кА), В | 30 В | 240 В Не соответствует | 3,6 В Соответствует |
| Показатели пожарной безопасности | | | |
| Нераспространение горения при групповой прокладке при испытании по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 | | | |
| - Длина обугленной или поврежденной пламенем части, м | 2,5 м | 3,5 м Не соответствует | 1,6 м Соответствует |
| Дымовыделение при горении и тлении при испытании по ГОСТ Р МЭК 61034-2-2005 | | | |
| - Сохранение светопроницаемости, % |  60% | 30% Не соответствует | 68% Соответствует |
| Огнестойкость по ГОСТ Р МЭК 60331-23-2003 | Не менее 180 мин. | 5 мин. Не соответствует | 180 мин. Соответствует |
Основываясь на приведенных результатах испытаний можно сделать вывод, что кабель предлагаемой конструкции обладает высокой электромагнитной совместимостью силовой и контрольной цепей входящих в конструкцию кабеля и высокими показателями пожарной безопасности.
Основываясь на результатах испытаний, требованиях ГОСТ P 50746-2000 Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний и ГОСТ P 53315-2009 Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний предлагаемый кабель может быть использован для электропитания механизмов запорной и регулирующей арматуры на атомных станциях и ввода в АСУ ТП информации о ее положении.
Технический результат заключается в повышении электромагнитной совместимости между цепями передачи и распределения электроэнергии и цепями контроля и управления, находящихся в одном кабеле, кабель обладает повышенной пожарной безопасностью, кроме того применение данного кабеля позволяет снизить пожарную нагрузку в кабельных коммуникациях за счет уменьшения количества проложенных кабелей и снизить затраты при монтаже кабельных трасс.
1. Кабель комбинированный, содержащий сердечник, скрученный, по крайней мере, из трех медных токопроводящих жил с полимерной изоляцией для передачи и распределения электроэнергии и, по крайней мере, из четырех медных токопроводящих жил с полимерной изоляцией для цепей контроля и управления и наружную оболочку из полимерного материала, отличающийся тем, что сердечник кабеля скручен из следующих элементов: пучок предварительно скрученных, по крайней мере, из трех изолированных токопроводящих жил для передачи и распределения электроэнергии, поверх которых последовательно наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с проложенным под ней контактным проводником и обмотка из полимерной ленты; два пучка, содержащие одинаковое количество скрученных изолированных токопроводящих жил для цепей контроля и управления, поверх которых наложены обмотка из полимерной ленты, экран в виде обмотки из алюмополимерной ленты с проложенным под ней контактным проводником, экран в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок и обмотка из полимерной ленты; по меньшей мере, три жгута заполнения, выпрессованные из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%, поверх сердечника кабеля наложены обмотка из полимерной ленты и наружная оболочка, изоляция и наружная оболочка выполнены из термопластичных или сшитых полиолефиновых композиций, не содержащих галогенов, с кислородным индексом не менее 30%.
2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверх каждой токопроводящей жилы термический барьер в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием не менее 40%.
3. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что изолированные токопроводящие жилы скручены в пучок вокруг жгута, выпрессованного из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%.
