Екранувальний елемент для кабелів і проводів

Екранувальний елемент для кабелів і проводів, виконаний екструдуванням з композиційного вуглецевмісного матеріалу на основі полімеру, який відрізняється тим, що екранувальний елемент має товщину 0,2-2,0 мм та виконаний з мате 3 75706 4 відомого екранувального елемента підсилюється нути підвищення напруженості електричного поля вплив зовнішніх електромагнітних полів на у струмоведучих жилах, нагрів матеріалу, що внутрішні жили і, як наслідок, знижується екранує, в місцях неоднорідності структури та ефективність екранування. електричного опору. Це приводить до порушення Відомий також екранувальний елемент для рівномірності і стабільності електричних властивокабелів і проводів [див. свідоцтво на корисну мостей екранувального елемента, до посилення дель РФ №27963, М.кл.7 Н01В7/04, заявл. впливу електромагнітних полів і до зниження 05.06.02, опубл. 27.02.03], виконаний з мідних ефективності екранування. Крім того, відомий екдротів і накладений поверх скручених ізольованих ранувальний елемент не суміщається з жил. Мідні багатодротові струмопровідні жили ізоляційними матеріалами на основі ізольовані полівінілхлоридним пластикатом. полівінілхлоридного пластикату. Відомий екранувальний елемент з накладених В основу винаходу поставлена задача удоскомідних дротів характеризується слабкою захисною налення екранувального елемента для кабелів і дією від впливу струму екранувального елемента і проводів, у якому нове виконання його з нового впливу електромагнітних полів на внутрішні матеріалу - композиційного вуглецевмісного провідники. Це пов'язано з тим, що в цьому випадматеріалу нового складу, і нові геометричні ку екранувальний елемент поводиться як розміри забезпечать рівномірність і стабільність соленоїд, намотаний навколо внутрішніх проводів. електричних властивостей екранувального елеТому з'являється значний взаємний зв'язок між мента, а також зниження впливу електромагнітних екранувальним елементом і внутрішніми жилами. полів на екрановані проводи і кабелі, і за рахунок Крім того, напруга, яка створюється на витку, може цього підвищиться ефективність екранування при бути достатньою для виникнення між витками дузниженні собівартості виробів. гового розряду. Все це знижує ефект екранування, Поставлена задача вирішується тим, що у негативно позначається на експлуатаційних влавідомому екранувальному елементі для кабелів і стивостях проводів і кабелів, оснащених відомим проводів, виконаному екструдуванням з екранувальним елементом. композиційного вуглецевмісного матеріалу на Найбільш близьким за технічною суттю та реоснові полімеру, новим, відповідно до винаходу, зультатом, що досягається, є екранувальний елещо заявляється, є те, що екранувальний елемент мент для кабелів і проводів, виконаний екструдумає товщину 0,2-2,0мм та виконаний з матеріалу, ванням з композиційного вуглецевмісного який містить як полімер полівінілхлоридну смолу, і матеріалу на основі полімеру [див. П. РФ має такий склад, мас. ч.: №2028681, М. кл.6 Н01В13/24, заявл. 17.06.91 р., полівінілхлоридна смола - 100; опубл. 09.02.1995 р.]. Відомий екранувальний пластифікатор - 75-95; елемент виконаний з матеріалу, який містить як свинець сірчанокислий - 3-5; полімер бутадієн-метілстірольний каучук, і має кальцій стеариновокислий - 1,2-2,0; такий склад, мас. ч.: стеаринова кислота - 10-20; бутадієн-метілстірольний каучук 100 вуглець технічний - 30-60; 2-Меркатобензтіазол 0,6-1,2 хлорпарафін - 15-25; сірка 0,1-0,8 діфенілолпропан - 0,03-0,1; тетраметілтіурамдісульфід 0,3-0,6 графіт - 20-40. цинкові білила 3-6 Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю стеарин 6-8 ознак винаходу, що заявляється, і технічним рефеніл-2-нафтіламін 0,8-1,2 зультатом, що досягається, полягає у такому. парафін 10,4-20,8 Одночасне виконання екранувального еленафтовий бітум 5-10 мента товщиною 0,2-2,0мм з нового матеріалу, що каніфоль 1-2 має поліпшені і стабільні електричні властивості, крейда 50-100 дозволяє знизити вплив електромагнітних полів і тальк 50-96 підвищити ефективність екранування при зниженні тетраборнокислий натрій 10-15 собівартості екранувального елемента. Це вуглець технічний 30-60 пояснюється таким. дібутілфталат 0,240. Заявлене виконання екранувального елемента Відомий композиційний матеріал екструдуванням з матеріалу, що заявляється, використовується для виготовлення внутрішнього дозволяє одержати матеріал екранувального елешару оболонки електричного кабелю, що екранує, мента з рівномірними і стабільними електричними забезпечуючи кабелю значну гнучкість. Однак, властивостями. Це відбувається за рахунок того, використання як полімер бутадієнщо в процесі екструдування екранувального елеметілстірольного каучуку приводить до мента змінюється агрегатний стан композиційного необхідності введення до складу композиції вуглецевмісного матеріалу на основі інгредієнтів, що вулканізують, прискорювачів і полівінілхлоридної смоли - з твердої в результаті активаторів вулканізації, що ускладнює і здорожує нагрівання він стає високов'язким розплавом із процес виготовлення екранувального елемента, властивостями неньютонівської рідини. Новий агприводить до збільшення вартості кабелів і регатний стан речовини, а також її новий склад, проводів, оснащених відомим екранувальним що заявляється, забезпечують екранувальному елементом. елементу поліпшені властивості, високу Крім того, внаслідок неоднорідності структури електропровідність і ефективність екранування. відомого композиційного матеріалу можуть виник 5 75706 6 Експериментально встановлено, що нова При виготовленні екранувального елемента з якість матеріалу екранувального елемента обуматеріалу, що містить компоненти в позамежних мовлена уведенням нових інгредієнтів, а також значеннях, екранувальний елемент має гірші новим співвідношенням інгредієнтів у властивості. композиційному вуглецевмісному матеріалі на Виконання екранувального елемента товщиоснові полівінілхлоридної смоли. ною 0,2-2,0мм також сприяє досягненню Введені в новий матеріал компоненти впливапідвищеної ефективності екранування. Якщо товють на властивості екранувального елемента тащина екранувального елемента буде нижче ким чином. заявленої, це не забезпечить необхідної Виконання екранувального елемента для ефективності екранування, приведе до ускладнень кабелів і проводів з композиційного матеріалу, що при накладанні екранувального елемента на заявляється, дозволяє зберегти поліпшені ізоляцію. При товщині екранувального елемента, властивості екранувального елемента, зокрема, вищій за заявлену, збільшуються конструктивні підвищену гнучкість, яка властива матеріалу на розміри кабелю та зростає матеріалоємність. основі бутадієн-метілстирольного каучуку (протоЕкранувальний елемент, що заявляється, витип), і одночасно знизити собівартість екранувальготовляють таким чином. Готують композиційний ного елемента, а отже, і кабелів і проводів, оснавуглецевмісний матеріал так: до основи щених ним, за рахунок використання більш полівінілхлоридної смоли додають пластифікатор, дешевих та менш дефіцитних матеріалів. свинець сірчанокислий, кальцій стеариновокислий, Введення до складу композиційного матеріалу стеаринову кислоту, вуглець технічний, пластифікатора в кількості, що заявляється, додає хлорпарафін, діфенілолпропан, графіт у матеріалу екранувального елемента пластичність і співвідношенні, що заявляється. Отриманий розширює інтервал перебування його у високоематеріал піддають екструдуванню та одержують ластичному стані, полегшує умови переробки трубчасті екранувальні елементи товщиною 0,2матеріалу екранувального елемента. 2,0мм, які накладають поверх ізоляції проводів або Свинець сірчанокислий, який є стабілізатором кабелів. Екранувальні елементи повинні полівінілхлориду, сприяє тривалому збереженню відокремлюватися від ізоляції без її ушкодження. фізичних і хімічних властивостей матеріалу екраНа існуючому устаткуванні Бердянського канувального елемента. бельного заводу були виготовлені дослідні партії Кальцій стеариновокислий при введенні його екранованих проводів і кабелів з різним перетином до складу матеріалу, що заявляється, діє як змоосновних жил, оснащених ізоляцією та оболонкачувальний і емульгуючий компонент, оскільки має ми, виконаними з полівінілхлоридного пластикату. у своєму складі довгий вуглеводневий радикал і Для виготовлення проводів і кабелів, оснащених гідрофільний іон. Крім того, кальцій стеариновоекранувальними елементами, що заявляються, кислий у сполученні з полівінілхлоридною смолою використовували матеріали відповідно з такими сприяє підвищенню температури розкладання діючими нормативними документами: матеріалу, з якого виконаний екранувальний елеполівінілхлоридна мент, сприяє підвищенню його термічної стійкості. смола Як пом'якшувач в композиційний матеріал суспензійна ДСТ 14332-78 введена стеаринова кислота, що сприяє пластифікатор підвищенню стійкості отриманої системи, додає їй (діоктилфталат) ДСТ 8728-88 ліофільні властивості, збільшує гнучкість свинцевий стабілізатор матеріалу екранувального елемента. (свинець ТУ 6-09-17-210-88 Вуглець технічний підвищує сірчанокислий) електропровідність матеріалу екранувального кальцій стеариновоТУ 6-09-17-270-80 елемента і одночасно є наповнювачем. кислий Введення хлорпарафіну в кількості, що кислота стеаринова ДСТ 6484-96 заявляється, у матеріал екранувального елемента вуглець технічний ТУ 3811591-87 дозволяє досягти необхідного розм'якшення і хлорпарафін ТУ 6-09-16-90 підвищити стійкість до поширення горіння. діфенілолпропан ДСТ 12138-86 Запобіганню та уповільненню процесу окисграфіт ДСТ 8295-73 лювання молекулярним киснем сприяє введення в Виготовлені екрановані силові кабелі викориматеріал екранувального елемента стовували переважно для приєднання шахтних діфенілолпропану. Як антиоксидант пересувних машин і механізмів до електричних діфенілолпропан сприяє призупиненню окислюмереж на номінальну напругу до 1140В частоти до вання сполук, що входять до складу матеріалу 50Гц на основних та до 220В на допоміжних жиекранувального елемента, уповільнює його лах. старіння. Досліджували вплив складу матеріалу екрануГрафіт, що має високу електропровідність, вального елемента на експлуатаційні властивості забезпечує підвищення цієї властивості у кабелів і проводів, екранувальні елементи яких матеріалі екранувального елемента. виконані з матеріалу, що заявляється (результати Експериментально встановлено, що найкращі досліджень наведені в таблиці). При цьому властивості мають екранувальні елементи, вимірювали питомий електроопір матеріалу екравиконані з матеріалу, що містить компоненти саме нувального елемента, електроопір екранувального у співвідношенні, яке заявляється. елемента в кабелі, межу міцності, відносне подовження. 7 75706 8 У таблиці, у прикладах №№ 2-4 наведені хаЯкщо до складу композиційного матеріалу рактеристики матеріалу екранувального елемента, введені компоненти у кількості, меншій за заявледо складу якого компоненти введені у оптимальну, то екранувальні елементи мають нижчу ному співвідношенні, що заявляється, у прикладах ефективність екранування, оскільки мають високі №№1, 5 наведені характеристики матеріалу екрапоказники питомого електроопору матеріалу та нувального елемента з позамежними значеннями електроопору екранувального елемента в кабелі кількості компонентів. У прикладі № 6 наведені (приклад № 1). Якщо кількість компонентів у складі характеристики композиційного матеріалу, який композиційного матеріалу вище за заявлену, то має склад за прототипом. екранувальні елементи мають високу Дослідження показали, що екранувальні елеефективність екранування, однак характеризуютьменти, що заявляються, мають підвищену ся низькими фізико-механічними властивостями ефективність екранування і підвищену (приклад № 5). електропровідність, про що свідчать значення пиЕкспериментально встановлено також, що оптомого електроопору матеріалу, з якого виготовтимальною при виготовленні проводів та кабелів є лений екранувальний елемент, і значення електовщина таких екранувальних елементів 0,2троопору екранувального елемента в кабелях 2,0мм. (приклади №№ 2-4), а також кращі фізикоТаким чином, екранувальний елемент, що замеханічні характеристики, а саме межу міцності і являється, має підвищену ефективність екранувідносне подовження. вання при зниженні собівартості екранувального елемент на 20% у порівнянні з прототипом. Таблиця № з/р 1 2 3 4 5 6 Склад композиційного матеріалу Полівінілхлоридна смола Пласти фікатор (діоктилфта лат) Свинець сірчано кислий (стабілі затор) Кальцій стеариновокислий Кислота стеариннова 100 100 100 100 100 65 75 85 95 105 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 0,7 1,2 1,6 2,0 2,8 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 1,0 феніл-2нафтіламін 7,0 100 7,240 бутадієн дібутіл метілсті- фталат, рольний нафто каучук вий бітум Комп’ютерна верстка М. Клюкін Вуглець технічний Хлорпара фін 20,0 10,0 30,0 15,0 45,0 20,0 60,0 25,0 70,0 30,0 прототип 45,0 15,0 (пара фін) Діфенілолпро пан Графіт 0,01 0,03 0,07 0,1 0,15 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 Підписне Питомий Електро Межа електроопір екміцності опір ранувальМПа матеріалу ного екрануелемента вального в кабелі, елемента, кОм Ом.м 2,5 100 10,0 0,6 1,5 8,0 0,7 1,5 7,0 0,8 1,5 6,0 0,37 0,8 5,0 1,0 1,5-2,0 5,0 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 Відносне подовження, % 250 150 130 120 0 120