Кабель силовий

Реферат: Кабель силовий з ізоляцією із зшитого поліетилену, який містить щонайменше одну суцільну або багатодротову жилу, тришарову пероксиднозшиту ізоляцію з ізоляційним шаром з триінгостійкого співполімеру поліетилену та щільно скріплених з ним шарів з провідної композиції поліетилену, металевий екран, накладений поверх ізоляції, та полімерну оболонку. При цьому металевий екран виконано у вигляді повиву дротів з термокорозійностійкого сплаву алюмінію із додаванням рідкісних та/або рідкоземельних металів, масова частка яких становить до 1 %. UA 122576 U (12) UA 122576 U UA 122576 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електричних кабелів і проводів, а саме до кабелів силових для стаціонарного прокладання, призначених для електричних мереж напругою від 6 кВ до 35 кВ. Найближчий відомий аналог - кабель силовий за патентом України на винахід № 60285 від 30.07.2003 р. Це одножильний кабель, основними елементами конструкції якого є металева жила, тришарова ізоляція, екран з нанесених навиванням мідних дротин, обмотаних разом принаймні однією мідною стрічкою, та полімерна оболонка. Ізоляція кабелю складається з одночасно нанесених на жилу методом екструзії внутрішнього шару провідникового полімерного матеріалу, шару вулканізованого поліетилену з високими ізоляційними властивостями та зовнішнього шару провідникового полімерного матеріалу. Відомі також аналогічні трижильні конструкції: із окремими стрічковими мідними екранами поверх кожної ізольованої жили (патент України на корисну модель № 80378 від 05.12.2012 р., патент України на винахід № 60266 від 30.07.2003 р.) та зі спільним мідним екраном поверх трьох скручених ізольованих жил (патент України на корисну модель № 75499 від 20.03.2012 р.). Запропонована корисна модель ставить задачу підвищення експлуатаційних характеристик кабелю, а саме зниження його погонної ваги та вартості без погіршення інших його показників. Поставлена задача вирішується використанням у конструкції кабелю замість міді для екранів спеціального термокорозійностійкого сплаву алюмінію, наприклад, марки TAL. Модифікування алюмінію рідкісними або рідкоземельними металами (цирконієм, скандієм, ітрієм, церієм та ін.) або їх сумішами значно підвищує стабільність його механічних характеристик під час термічних навантажень в аварійних ситуаціях. При цьому зазначене модифікування алюмінію залишає майже незмінною його електропровідність: питомий -8 електричний опір сплаву марки TAL становить при 20 °C - 2,87·10 Ом·м, а чистого алюмінію -8 2,81·10 Ом·м. Також з рівня техніки відомо, що можливе лише незначне модифікування рідкісними або рідкоземельними металами через їх гранично малу розчинність в алюмінії. Проте навіть таке незначне модифікування алюмінію рідкісними або рідкоземельними металами дозволяє досягти підвищення його термостійкості, міцності та корозійностійкості, потрібних для забезпечення цих показників, які має силовий кабель з мідним екраном. Було виявлено, що оптимальним і технічно можливим є додавання рідкісних або рідкоземельних металів до алюмінію у межах 1 % масової частки всього сплаву. Необхідно зазначити, що переріз алюмінієвих екранів має бути підвищений відносно перерізу мідних екранів для забезпечення такого ж рівня електричного захисту мережі. Так, розрахунок за IEC 60949 для екрану з алюмінієвого сплаву перерізом 25 мм² дає величину допустимого струму короткого замикання 3,3 кА, що відповідає такому ж струму для мідного екрана перерізом 16 мм². На фіг. 1-5 наведені варіанти конструкції кабелю: фіг. 1 та фіг. 2 - одножильні неброньовані кабелі; фіг. 3 - одножильний броньований кабель; фіг. 4 - трижильний кабель зі спільним екраном, фіг. 5 - трижильний кабель з окремими екранами поверх ізольованих жил. Усі варіанти конструкцій мають алюмінієві або мідні жили (1) (суцільні або багатодротові, багатодротові можуть мати також поздовжню герметизацію вологопоглинаючими матеріалами), тришарову ізоляцію (2), металеві екрани з термокорозійностійкого алюмінієвого сплаву (3) та зовнішню полімерну оболонку (4). Тришарова ізоляція складається з одночасно нанесених методом екструзії внутрішнього шару провідникової композиції поліетилену, шару ізоляційного триінгостійкого співполімеру поліетилену пероксидного зшивання, зовнішнього шару провідникової композиції полімеру високої гладкості, щільно скріплених між собою. Металеві екрани виконані у вигляді повиву дротів зі сплаву марки TAL діаметром від 1,13 мм до 3,50 мм, які можуть бути скріплені електропровідною, наприклад, алюмінієвою стрічкою, товщиною 0,150,25 мм. Оболонка кабелів залежно від умов їх застосування може бути виготовлена з поліетилену високої щільності, полівінілхлоридного (ПВХ) пластикату, композицій ПВХ пластикату зниженої горючості або пожежонебезпечності або з полімерних композицій, що не поширюють горіння та не містять галогенів. Кабель за фіг. 2 має додаткову поздовжню та поперечну герметизацію екрана водонабрякаючими матеріалами та алюмополімерною плівкою (5). Кабелі можуть містити також броню (6): одножильні кабелі - з алюмінієвих дротів, трижильні - зі сталевих стрічок або дротів, під бронею накладається полімерна подушка (7). Трижильні кабелі можуть мати заповнення (8) проміжків між скрученими жилами з полімерного матеріалу або поліпропіленових джгутів, а можуть бути виготовлені без такого заповнення. Технічним результатом корисної моделі є зниження погонної ваги екранів кабелів на 40-60 % та зниження вартості кабелів на 15-30 %, а також підвищення зручності монтажу трижильних кабелів з екранами поверх кожної ізольованої жили за рахунок використання дротяних екранів замість стрічкових. 1 UA 122576 U 5 Були виготовлені два зразка кабелів: одножильний марки АПвЭагаПу-10 1 × 120/50(AL) та трижильний марки АПвЭагаПу-10 3 × 400/150(AL). Зразки мали зовнішній діаметр 33,7 мм, 96,2 мм та вагу 1024,5 кг/км і 11027,9 кг/км відповідно. Випробування підтвердили забезпечення достатніх електричних та механічних характеристик кабелів. Кабелі визнані придатними для використання у запропонованій області їх застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 1. Кабель силовий з ізоляцією із зшитого поліетилену, який містить щонайменше одну суцільну або багатодротову жилу, тришарову пероксиднозшиту ізоляцію з ізоляційним шаром з триінгостійкого співполімеру поліетилену та щільно скріплених з ним шарів з провідної композиції поліетилену, металевий екран, накладений поверх ізоляції, та полімерну оболонку, який відрізняється тим, що металевий екран виконано у вигляді повиву дротів з термокорозійностійкого сплаву алюмінію із додаванням рідкісних та/або рідкоземельних металів, масова частка яких становить до 1 %. 2. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що виконаний одножильним. 3. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що виконаний трижильним. 4. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що жила додатково має поздовжню герметизацію водонабрякаючим матеріалом. 5. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що металевий екран має герметизацію водонабрякаючим матеріалом. 6. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що під полімерною оболонкою міститься броня. 7. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що під полімерною оболонкою міститься щільно скріплена з нею алюмополімерна плівка. 8. Кабель силовий за п. 1, який відрізняється тим, що повив дротів скріплений електропровідною стрічкою. 2 UA 122576 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3