Пожаростойкий электрический кабель
Полезная модель относится к конструкции кабелей огнестойких, предназначенных для эксплуатации в силовых цепях, а также в цепях управления, контроля и сигнализации.
Кабель содержит одну или несколько токопроводящих жил с огнестойкой изоляцией, которая состоит из одной или двух стеклослюдолент, наложенных в виде обмотки в одну сторону с перекрытием не менее 48%, полимерную изоляцию, заполнитель, без экрана, с экраном или броней, внешнюю оболочку. Полимерная изоляция и оболочка сшиты методом радиационного модифицирования или химическим методом.
Для повышения электрической прочности изоляции и повышения стойкости к изгибам, ударам, вибрации каждая обмотка стеклослюдолентой дополнительно содержит слой кремнийорганического материала в виде невысыхающей пасты. Кремнийорганическая паста наносится методом промазки.
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции электрических кабелей пожаростойких, предназначенных для эксплуатации в силовых цепях, а также в цепях управления, контроля, сигнализации, связи и межприборных соединений при стационарной прокладке.
Основными показателями пожаростойкости, характеризующими поведение кабеля при воздействии огня, являются: а) огнестойкость -способность кабеля передавать электрическую энергию во время пожара; б) нераспространение горения при одиночной или пучковой прокладке; в) пониженное дымовыделение; г) отсутствие галогенов в дыме, выделяющемся при горении или тлении кабеля.
Огнестойкость электрического кабеля обеспечивается за счет огнестойкой изоляции или дополнительного огнестойкого элемента электрической изоляции.
Известны технические решения по обеспечению огнестойкости за счет применения порошка стекла и слюды, или покрытие из керамики с добавлением кремнийорганической смолы и разбавителя (заявка ФРГ №3233504 от 09.09.1982 г, заявки Японии №57-12248 от 21.09.1978 г., и №5712249 от 21.09.1978 г).
Недостатками данных решений являются значительная сложность технологии изготовления кабеля, низкая производительность изготовления и токсичность применяемых ингредиентов.
Прототипом является огнестойкий кабель марки КПЭТИ-FRHF, включающий несколько токопроводящих жил, огнестойкую изоляцию из стеклослюдоленты и полимерную изоляцию из сшитого полиэтилена, оболочку из безгалогенной композиции. Кабель предназначен для передачи электрических сигналов в цепях напряжением до 100 В. Стеклослюдолента состоит из стеклоленты, слоя слюды и связующего кремнийорганического лака (Журнал "Кабели и провода" №2, 2002 г, стр.45).
К основным недостаткам указанного кабеля относится то, что изоляция из стеклослюдоленты при изгибах жилы и кабеля в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации приобретает множественные микротрещины и не обеспечивает при испытаниях на огнестойкость электрическую прочность свыше 250-400 В, а оболочка при кратковременном повышении температуры свыше 120°С теряет механическую прочность.
В основу данной полезной модели поставлена задача создать такую конструкцию пожаростойкого кабеля, в которой за счет нового взаимного расположения элементов изоляции, введения новых элементов и применения новых материалов была бы
обеспечена электрическая прочность изоляции при напряжении более 500 В, в процессе и после воздействия огня, а также была бы повышена механическая прочность оболочки кабеля при кратковременном повышении температуры свыше 120-140°С.
Поставленная задача достигается тем, что в пожаростойком электрическом кабеле, который включает одну или несколько токопроводящих жил с огнестойкой и полимерной изоляцией, заполнитель и внешнюю оболочку, согласно настоящей полезной модели изоляция каждой жилы выполнена двухслойной: первый огнестойкий слой выполнен в виде обмотки одной или двумя стеклослюдолентами, наложенными с перекрытием в одну сторону, а второй слой изоляции и / или оболочка выполнены из сшитых материалов.
Преимуществом предлагаемого варианта пожаростойкого кабеля является то, что при наложении двух стеклослюдолент повышается электрическая прочность изоляции, а химическая или радиационная сшивка материала изоляции и оболочки обеспечивает стойкость кабеля к кратковременным повышениям температуры до 200-250°С, маслостойкость, стойкость к проминам.
Каждый слой обмотки стеклослюдолентой может дополнительно содержать слой кремнийорганического материала в виде невысыхающей пасты.
Для повышения электрической прочности изоляции из стеклослюдолент, снижения зависимости огнестойкости от механических факторов (изгибы, вибрация, удары), повышения надежности кабеля во время пожара, предлагается нанесение под обмотку стеклослюдолентой кремнийорганического диэлектрического материала в виде невысыхающей пасты.
Кремнийорганический материал, заполнив все пустоты под и в месте перекрытия стеклослюдолент, повышает электрическую прочность изоляции в исходном состоянии. Невысыхающая паста снижает разрушения стеклослюдоленты при изгибах, повышая тем самым стойкость кабеля к изгибам, ударам, вибрации. При воздействии температуры свыше 750°С Кремнийорганический материал разлагается с образованием диэлектрической золы, которая повышает электрическую прочность изоляции из стеклослюдолент. Увеличиваясь в объеме кремнийорганическая зола заполняет все пустоты, обеспечивая дополнительную защиту изоляции во время и после воздействия пожара.
Кабель может быть дополнительно снабжен экраном из медных проволок для защиты от электромагнитных полей.
Кабель может быть дополнительно снабжен стальной броней для защиты от механических воздействий.
Предлагаемая полезная модель схематично изображена на фиг.1 и 2.
На фиг.1 изображено поперечное сечение кабеля огнестойкого, состоящего из трех изолированных жил.
На фиг.2 изображено продольное сечение отдельно изолированной жилы.
На фиг.1 и 2 изображены: 1-токопроводящая жила; 2-обмотка двумя стеклослюдолентами; 3-слой кремнийорганического материала; 4-полимерная изоляция;
5-заполнитель, 6-экран в виде оплетки или обмотки проволоками или лентами из проводникового материала или броня из металла, 7-внешняя оболочка.
Пример. Приведенный на фиг.1 пожаростойкий электрический кабель содержит три токопроводящих жилы 1, огнестойкую изоляцию каждой жилы, состоящую из двух стеклослюдолент 2, наложенных в одну сторону с перекрытием не менее 48% на скоростных обмоточных машинах и слоя кремнийорганического материала 3, полиэтиленовую изоляцию 4, заполнитель 5, экран 6 в виде оплетки из медных проволок с плотностью не менее 80% и общую оболочку 6 из безгалогенной, негорючей, малодымной композиции.
Изоляция 4 и оболочка 6 сшиты методом радиационного модифицирования (под действием облучения ускоренными электронами) с обеспечением гель-фракции 75%. Сшивка может быть проведена и химическим методом, с помощью органических перекисей, вводимых в композицию непосредственно перед наложением оболочки.
Приведенная на фиг.2 огнестойкая изолированная жила содержит токопроводящую жилу 1, огнестойкую изоляцию, которая состоит из слоя кремнийорганического материала 3, нанесенного под каждым слоем обмотки стеклослюдолентой 2. В качестве кремнийорганического материала 3 может быть применен состав на основе полиметилсилоксановых жидкостей или олигомерных компаундов. Такой олигомерний компаунд не содержит легко летучих растворителей, не токсичен, содержание сухой золы после сгорания не менее 97% от исходного, имеет удельное объемное электрическое сопротивление не менее 1×1014 Ом.м, электрическая прочность не менее 12 кВ/мм.
Слой кремнийорганического материала 3 наносится методом промазки с помощью протиров, что значительно упрощает технологию изготовления.
1. Пожаростойкий электрический кабель, содержащий одну или несколько токопроводящих жил с огнестойкой и полимерной изоляцией, заполнитель, внешнюю оболочку, отличающийся тем, что огнестойкая изоляция каждой жилы выполнена в виде обмотки одной или двумя стеклослюдолентами, наложенными с перекрытием в одну сторону, а полимерная изоляция и/или внешняя оболочка выполнены из сшитых материалов.
2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что каждый слой обмотки стеклослюдолентой дополнительно содержит слой кремнийорганического материала в виде невысыхающей пасты.
3. Кабель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно снабжен экраном из медных проволок.
4. Кабель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно снабжен стальной броней.
