Кабель коаксиальный для передачи и распространения электрической энергии
Предлагаемый кабель коаксиальный предназначен для передачи и распространения электрической энергии в силовых и осветительных сетях номинальным переменным напряжением до 380 В и частотой 50 Гц. Задачей полезной модели является повышение надежности и безопасности эксплуатации силовых и осветительных сетей с исключением возможности несанкционированного подключения потребителей к этим сетям. Для решения поставленной задачи предлагается в коаксиальном кабеле внутренний проводник выполнить одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок, скрученных между собой в сердечник. Для повышения надежности кабеля и устранения его растяжения и провисания предлагается часть жил внутреннего и внешнего проводников выполнить в виде упрочняющих элементов - стальных оцинкованных проволок. При этом количество стальных проволок определяется требуемым разрывным усилием, которое должен выдерживать кабель.
Предлагаемый кабель коаксиальный предназначен для передачи и распространения электрической энергии в силовых и осветительных сетях номинальным переменным напряжением до 380 В и частотой 50 Гц.
Известен кабель АВТ-1 (АВТ-2), представляющий собой 2, 3 или 4 изолированные жилы, скрученные вокруг изолированного стального троса, применяемый в качестве ответвлений от высоковольтных линий. Применение данного кабеля не исключает возможность несанкционированного подключения потребителя, минуя приборы учета.
Известны кабели силовые с внешней проволочной броней (Бачелис Д.С и др.. Электрические кабели, провода и шнуры (справочник), под общ. ред. Н.И.Белоруссова. Изд. 3-е, перераб. М., «Энергия», 1971, стр.76). Известные кабели содержат внутренний изолированный проводник, с наложенной поверх изоляции проволочной броней, которая покрыта внешней оболочкой. В данной конструкции кабеля также не исключается возможность несанкционированного подключения потребителей к линиям электропередачи.
Наиболее близок к предлагаемому техническому решению коаксиальный кабель по патенту РФ №33669, который содержит внутренний одножильный проводник, изоляцию внутреннего проводника, внешний многожильный проводник и изоляцию внешнего многожильного проводника. Данная конструкция кабеля исключает возможность несанкционированного подключения потребителей к линиям электропередачи, поскольку невозможно подключиться к жиле внутреннего проводника, не повредив внешний. Существенным недостатком данного кабеля является значительное растяжение и провисание его в процессе эксплуатации на воздушных линиях, что снижает надежность и безопасность силовых и осветительных сетей.
Задачей полезной модели является повышение надежности и безопасности эксплуатации силовых и осветительных сетей с исключением возможности несанкционированного подключения потребителей к этим сетям.
Для решения поставленной задачи предлагается в коаксиальном кабеле, состоящем из внутреннего проводника, изоляции внутреннего проводника, на которую концентрично наложен внешний многожильный проводник из алюминиевых проволок и внешняя изолирующая оболочка, внутренний проводник
выполнить одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок, скрученных между собой в сердечник. Для повышения надежности кабеля и устранения его растяжения и провисания предлагается часть жил внутреннего и внешнего проводников выполнить в виде упрочняющих элементов - стальных оцинкованных проволок. При этом количество стальных проволок определяется требуемым разрывным усилием, которое должен выдерживать кабель, и определяется по формуле:
где
n - количество стальных проволок,
к - коэффициент запаса равный от 1,4 до 1,5,
Р - разрывное усилие кабеля (Н),
S - номинальное сечение внутреннего, внешнего проводника (мм2),
1 - временное сопротивление разрыву внутреннего проводника (Н/мм2),
2 - временное сопротивление разрыву внешнего проводника (Н/мм2),
3 - временное сопротивление разрыву стальных проволок (Н/мм2),
d - диаметр проволок внешнего проводника и стальных проволок (мм 2).
Для защиты кабеля от воздействия влаги между жилами внешнего проводника дополнительно проложены водоблокирующие нити.
Для придания кабелю дополнительной прочности поверх внешнего проводника может быть наложен дополнительный скрепляющий элемент в виде нитей.
Изоляция внутреннего и внешнего проводника может быть выполнена из поливинилхлоридного пластиката или силанольносшиваемого полиэтилена.
Для повышения пожаростойкости кабеля изоляция внутреннего и внешнего проводников может быть выполнена из пластиката, не распространяющего горение.
Дополнительными отличиями предлагаемого кабеля является также то, что внутренний проводник может быть выполнен из одной стальной и шести медных или алюминиевых проволок, а внешний проводник может содержать 4 или 6 стальных проволок.
Пример конструкции предлагаемого кабеля с многожильным внутренним проводником и внешним проводником, содержащим 6 стальных проволок, представлен на фиг.1 и фиг.2, где:
1. Внутренний проводник
2. Изоляция внутреннего проводника
3. Внешний проводник
4. Проволоки стальные
5. Скрепляющий элемент
6. Внешняя изолирующая оболочка
7. Водоблокирующая нить.
В предлагаемом кабеле внутренний проводник 1 изготавливается из медных или алюминиевых проволок, скрученных между собой в сердечник. Поверх внутреннего проводника 1 накладывается изоляция 2 внутреннего проводника 1 из поливинилхлоридного пластиката, или силанольносшиваемого полиэтилена, или пластиката, не распространяющего горение. Поверх изоляции 2 внутреннего проводника 1 располагается внешний многожильный проводник 3, состоящий из алюминиевых проволок. Между жилами внешнего многожильного проводника 3 проложены водоблокирующие нити 7. Для придания конструкции кабеля прочности часть жил внешнего и внутреннего проводника выполнены из стальных оцинкованных проволок 4. Поверх внешнего проводника 3 наложен скрепляющий элемент 5 в виде нитей.
Выполним для примера расчет количества проволок для конкретного кабеля марки АВК 6/6
где,
n - количество стальных проволок
к - коэффициент запаса равный от 1,4 до 1,5, выбираем коэффициент равный 1,4
Р - разрывное усилие кабеля, (Н), равно 3021 Н, согласно требованиям ПУЭ
S - номинальное сечение внутреннего, внешнего проводника, (мм2), исходя из марки кабеля, его сечение равно 6 мм2
1 - временное сопротивление разрыву внутреннего проводника, (Н/мм2), величина справочная, исходя из ТУ равна 162 Н/мм2
2 - временное сопротивление разрыву внешнего проводника, (Н/мм2), величина справочная, исходя из ТУ равна 176 Н/мм2
3 - временное сопротивление разрыву стальных проволок, (Н/мм2), величина справочная, исходя из ТУ равна 1800 Н/мм2
d - диаметр проволок внешнего проводника и стальных проволок, (мм 2), выбирается исходя из периметра окружности изоляции внутреннего проводника, с учетом необходимости покрытия изоляции внутреннего проводника проволоками внешнего проводника не менее чем на 80%-90%, в данном случае диаметр проволок внешнего проводника выбираем равным 0,5 мм.
Исходя из рассчитанной формулы, выбираем ближайшее, большее целое значение, в нашем случае это 4. Таким образом, для того, чтобы кабель АВК 6/6 удовлетворял требованиям ПУЭ, достаточно в его внешнем проводнике разместить 4 стальные проволоки.
Технология изготовления кабеля состоит из следующих операций:
- волочение алюминиевых или медных проволок внутреннего проводника,
- скрутка алюминиевых(медных) и стальной проволоки в жилу на крутильной машине,
- наложение методом экструзии изоляции внутреннего проводника,
- совмещенный процесс наложения внешнего проводника с водоблокирующими нитями при помощи SZ-скрутки с наложением скрепляющей нити(ленты) методом обмотки и наложение внешней изолирующей оболочки выполняется на совмещенной линии, состоящей из устройства реверсивной SZ-скрутки, обмоточного устройства и экструдера.
Для изготовления кабеля применяются следующие материалы:
- Проволока алюминиевая марок AM, АПТ, AT по ТУ 16.К71 - 088
- Проволока стальная оцинкованная по ТУ 14-4-1457 или ГОСТ 1526
- Пластикат поливинилхлоридный по ГОСТ 5960
- Композиция полиэтилена силанольносшиваемого по ТУ 301-05-131.
Конструкция предлагаемого кабеля исключает возможность несанкционированного подключения к линии электропередачи, оснащенной данным кабелем. Кроме того, предлагаемый кабель обладает высокой прочностью и
устойчивостью к растяжению и провисанию, что делает возможным его применение на воздушных линиях электропередач. За счет применения многожильного внутреннего проводника увеличивается гибкость кабеля по сравнению с прототипом. Применение силанольносшиваемого полиэтилена в качестве материала изоляции позволяет уменьшить массу кабеля, увеличить срок его службы, а также появляется возможность эксплуатировать этот кабель при более высокой температуре. Применение пластиката, не распространяющего горение, в качестве материала изоляции, повышает пожарную безопасность кабельных линий, оснащенных кабелем предлагаемой конструкции.
1. Кабель коаксиальный для передачи и распределения электрической энергии, включающий внутренний проводник, изоляцию внутреннего проводника, на которую концентрично наложен внешний многожильный проводник из алюминиевых проволок, и внешнюю изолирующую оболочку, отличающийся тем, что внутренний проводник выполнен одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок, скрученных между собой в сердечник, часть жил внутреннего и внешнего проводников выполнена из стальных оцинкованных проволок, причем количество стальных проволок определяется требуемым разрывным усилием, которое должен выдерживать кабель, по формуле:
где
n - количество стальных проволок;
к - коэффициент запаса, равный от 1,4 до 1,5;
Р - разрывное усилие кабеля ,Н;
S - номинальное сечение внутреннего, внешнего проводника ,мм;
1 - временное сопротивление разрыву внутреннего проводника, Н/мм2;
2 - временное сопротивление разрыву внешнего проводника, Н/мм2;
3 - временное сопротивление разрыву стальных проволок ,Н/мм2;
d - диаметр проволок внешнего проводника и стальных проволок, мм 2, тогда как между жилами внешнего проводника дополнительно проложены водоблокирующие нити.
2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что внутренний проводник выполнен из одной стальной и шести медных или алюминиевых проволок.
3. Кабель по п.2, отличающийся тем, что внешний проводник содержит 4 стальные проволоки.
4. Кабель по п.3, отличающийся тем, что внешний проводник содержит 6 стальных проволок.
5. Кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что поверх внешнего проводника дополнительно наложен скрепляющий элемент в виде нитей.
6. Кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что изоляция внутреннего и внешнего проводников выполнена из поливинилхлоридного пластиката.
7. Кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что изоляция внутреннего и внешнего проводников выполнена из композиции силанольносшивающегося полиэтилена.
8. Кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что изоляция внутреннего и внешнего проводников выполнена из пластиката, не распространяющего горение.
