Кабель силовой однофазный на среднее переменное напряжение
Предлагаемая полезная модель относится к кабельной промышленности, а именно, к конструкциям силовых кабелей, предназначенных для использования в распределительных сетях электрической энергии на напряжение от 6 до 35 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Целью данной полезной модели является создание такой конструкции однофазного силового кабеля на среднее переменное напряжение, которая бы позволила значительно улучшить его эксплуатационные свойства, а именно, надежность и степень защиты от механических воздействий при прокладке в различных грунтах, и следовательно, повысить срок службы. Для этого предлагается применить в качестве брони, защищающей кабель от осевых и радиальных воздействий, бронепроволоки из немагнитного материала, а именно, из алюминиевого сплава.
Предлагаемая полезная модель относится к кабельной промышленности, а именно к конструкциям силовых кабелей, предназначенных для использования в распределительных сетях электрической энергии на напряжение от 6 до 35 кВ переменного тока частотой 50 Гц.
Известен кабель силовой (см. патент РФ на полезную модель №42689), содержащий алюминиевую или медную токопроводящую жилу, экран по жиле из полупроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена, изоляцию из сшитой композиции на основе полиэтилена, экран по изоляции из полупроводящей сшитой композиции на основе полиэтилена, слой из электропроводящей ленты, последовательно наложенные на слой из электропроводящей ленты, свинцовую оболочку, антикоррозионный слой, подушку под броню, броню из лент немагнитных металлов или сплавов и полимерную наружную оболочку. В данной конструкции однофазного кабеля применена ленточная броня из немагнитного материала. В связи с этим данный кабель можно использовать только в условиях, когда на кабель могут действовать только радиальные нагрузки. При прокладке кабеля в почвах, подверженных смещению, когда на кабель действуют как радиальные, так и осевые растягивающие нагрузки, должна быть применена проволочная броня, что оговорено в п 2.3.45 ПУЭ. Таким образом, известный кабель имеет ограничения по возможности, использования.
Дополнительным недостатком прототипа является применение в данном силовом кабеле свинцовой оболочки, выполняющей функцию металлического экрана и герметизирующей оболочки. Такая оболочка обладает низкой термоустойчивостью, что приводит к недостаточной надежности кабеля.
Целью данной полезной модели является создание такой конструкции однофазного силового кабеля на среднее переменное напряжение, которая бы позволила значительно улучшить его эксплуатационные свойства, а именно, надежность и степень защиты от механических воздействий при прокладке в различных грунтах и условиях, где кабель может быть подвержен осевым растягивающим нагрузкам, следовательно, повысить срок службы.
1. Для достижения поставленной цели предлагается в кабеле силовом однофазном на среднее переменное напряжение, включающим алюминиевую или медную токопроводящую жилу, электропроводящий экран по жиле, изоляцию из полимерного материала, электропроводящий экран по изоляции, первый разделительный слой, броню и наружную оболочку, токопроводящую жилу выполнить в виде круглой многопроволочной уплотненной жилы, а броню выполнить из круглой проволоки из алюминиевого сплава, поверх которой наложить слой обмотки из полимерных лент.
При этом бронепокров из проволок алюминиевого сплава используется в качестве металлического экрана. В этом случае исключается применение экрана из медных проволок и разделительного слоя.
Дополнительным отличием является то, что между первым разделительным слоем и броней может быть наложен экран из медных проволок, скрепленных медной лентой, второй разделительный слой и внутренняя оболочка.
Еще одним дополнительным отличием является то, что поверх разделительного слоя под внутренней оболочкой может быть наложена ламинированная алюмополимерная лента, обеспечивающая герметизацию от радиальной миграции воды в изоляцию.
В предлагаемом кабеле первый разделительный слой может быть выполнен из электропроводящей бумаги, или электропроводящей водоблокирующей ленты, а второй разделительный слой может быть выполнен из кабельной бумаги, или прорезиненной ткани, или электропроводящей водоблокирующей ленты.
В рассматриваемой полезной модели предлагается применить в качестве брони, защищающей кабель от осевых и радиальных воздействий, бронепроволоки из немагнитного материала, а именно, из алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав с присадками магния, кремния, железа, оставаясь немагнитным материалом, приобретает почти вдвое большую прочность на разрыв (не менее 295 МПа) по сравнению с электротехническим алюминием, высокую коррозионную стойкость и стойкость к ползучести. При этом плотность сплава остается такой же, как у электротехнического алюминия - 2,7 г/ см3.
Такое сочетание свойств алюминиевого сплава позволяет использовать его в качестве бронепроволок в защитных покровах однофазных кабелей среднего напряжения вместо стальных оцинкованных бронепроволок при прокладке кабелей в земле с подвижными грунтами, либо на трассах, где возможны осевые растягивающие усилия.
Дополнительным отличием предлагаемой конструкции является применение экрана из медных проволок, обладающего высокой термостойкостью. Как известно, отечественные распределительные сети среднего напряжения работают по схеме с изолированной нейтралью. При двухфазном коротком замыкании по экрану кабеля течет большой ток (десятки кА), что приводит к разогреву металлического экрана и, в дальнейшем, к отключению линии. Температура разогрева экрана из медной проволоки, может, без ущерба для работоспособности линии, достигать 350°С. Тогда как, свинцовая оболочка не выдерживает такой температуры
На фиг.1 изображен один из вариантов выполнения предлагаемого кабель в разрезе, где:
1. круглая многопроволочная уплотненная алюминиевая или медная токопроводящая жила,
2. внутренний экструдированный электропроводящий экран,
3. изоляция из сшитого полиэтилена,
4. внешний экструдированный электропроводящий экран,
5. первый разделительный слой из электропроводящей бумаги или электропроводящей водоблокирующей ленты,
6. броня из круглой проволоки из алюминиевого сплава
7. слой из полимерных лент,
8. наружная оболочка.
На фиг.2 изображен второй вариант исполнения предлагаемого кабеля в разрезе, где:
1. круглая многопроволочная уплотненная алюминиевая или медная токопроводящая жила,
2. внутренний экструдированный электропроводящий экран,
3. изоляция из сшитого полиэтилена,
4. внешний экструдированный электропроводящий экран,
5. слой электропроводящей бумаги или электропроводящей водоблокирующей ленты,
6. броня из круглой проволоки из алюминиевого сплава
7. слой обмотки полимерными лентами
8. наружная оболочка.
9. экран из медных проволок, скрепленных медной лентой,
10. второй разделительный слой из кабельной бумаги, прорезиненной ткани или водоблокирующей ленты,
11. ламинированная алюмополимерная лента,
12. внутренняя оболочка из ПВХ пластиката, или ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, или из полимерной композиции не содержащей галогенов,
Силовой кабель, изготовленный в соответствии с предлагаемой конструкцией, обладает высокой устойчивостью к продольным и осевым растягивающим нагрузкам и может быть использован при прокладке кабельных линий в земле с подвижными грунтами или на трассах где возможны осевые растягивающие усилия. Дополнительно, кабель, отвечающий предлагаемой конструкции, обладает высокой устойчивостью к термическому воздействию в случае короткого замыкания.
Последовательность операций при изготовлении предлагаемого кабеля следующая:
- скрутка круглых токопроводящих жил осуществляется на фонарных крутильных машинах,
- наложение внутреннего экрана по жиле, изоляции из сшитого полиэтилена и экрана по изоляции производится одновременно на наклонной экструзионной линии,
- наложение обмотки из электропроводящей бумаги, экрана из медных проволок, скрепленных медной лентой, разделительного слоя и слоя из ламинированной алюмополимерной ленты - на 100 роличной крутильной машине,
- наложение внутренней оболочки из полимерной композиции - на экструзионной линии,
- наложение брони из круглых проволок алюминиевого сплава - на универсальной машине «драмтвистер»,
- наложение наружной оболочки из полимерной композиции - на экструзионной линии.
Для производства предлагаемого кабеля предполагается использовать имеющееся оборудование ОАО «СЕВКАБЕЛЬ».
Материалы, используемые для производства данного кабеля:
- алюминиевая или медная проволока,
- медная лента,
- электропроводящий сшивающийся полиэтилен,
- пироксидносшиваемый полиэтилен,
- ленты электропроводящей бумаги,
- водоблокирующие ленты,
- ламинированная алюмополимерная лента,
- ПВХ пластикат, пластикат ПВХ пониженной пожарной опасности, атмосферостойкий полиэтилен высокой плотности, полимерная композиция не содержащая галогенов,
- проволока из алюминиевого сплава
1. Кабель силовой однофазный на среднее переменное напряжение, включающий алюминиевую или медную токопроводящую жилу, электропроводящий экран по жиле, изоляцию из полимерного материала, электропроводящий экран по изоляции, первый разделительный слой, броню и наружную оболочку, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена в виде круглой многопроволочной уплотненной жилы, броня выполнена из круглой проволоки из алюминиевого сплава, поверх которой наложен слой обмотки из полимерных лент.
2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что между первым разделительным слоем и броней может быть дополнительно наложен экран из медных проволок, скрепленных медной лентой, второй разделительный слой и внутренняя оболочка.
3. Кабель по п.2, отличающийся тем, что поверх второго разделительного слоя может быть наложена алюмополимерная лента.
4. Кабель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что первый разделительный слой может быть выполнен из электропроводящей бумаги или электропроводящей водоблокирующей ленты.
5. Кабель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что второй разделительный слой может быть выполнен из кабельной бумаги, или прорезиненной ткани, или электропроводящей водоблокирующей ленты.
