RU195814U1

RU195814U1 - ELECTRIC POWER CABLE

Info

Publication number: RU195814U1
Application number: RU2019134118U
Authority: RU
Inventors: Валерий Кондратьевич Барсуков; Евгений Валерьевич Барсуков; Денис Александрович Курашов; Галина Петровна Бортникова; Любовь Борисовна Знаменская
Original assignee: Общество с ограниченной ответственность "СЕВАН"; Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Энергия"
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Заявленная полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям экранированных силовых электрических кабелей высокого напряжения, применяемых для передачи электрической энергии.Технической задачей полезной модели является разработка конструкции силового электрического кабеля с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией, имеющего более широкую область применения по номинальному напряжению до 110 кВ включительно.Поставленная задача достигается применением дополнительных экранов по токопроводящим жилам с электрическим сопротивлением не более 500 Ом и удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м. В предлагаемой конструкции кабель электрический силовой содержит токопроводящие жилы, экраны по жилам, фазную и поясную изоляцию жил из электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, заполнение промежутков между изолированными жилами, экран по поясной изоляции, диэлектрический пропиточный состав, металлическую оболочку и защитные покровы.Новый кабель обладает более широкой областью применения по номинальному напряжению и повышенной надежностью по пробивному напряжению.The claimed utility model relates to cable technology, namely, to the designs of high voltage shielded power electric cables used to transmit electrical energy. The technical task of the utility model is to develop a design of power electric cable with impregnated paper-plastic insulation, which has a wider scope of rated voltage up to 110 kV inclusive. The task is achieved by the use of additional screens for conductive conductors with electric skim resistance less than 500 ohms and an electrical resistivity not exceeding 100 ohm-m. In the proposed design, the electric power cable contains conductive cores, conductor shields, phase and zone insulation of cores from an electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, filling the gaps between insulated cores, a belt insulation shield, dielectric impregnating composition, metal sheath and protective covers. The new cable has a wider range of applications for rated voltage and increased reliability in breakdown voltage. dressing.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям экранированных силовых электрических кабелей высокого напряжения, применяемых для передачи электрической энергии.The utility model relates to cable technology, namely, to the designs of shielded high-voltage power electric cables used to transmit electrical energy.

Экраны силовых кабелей обеспечивают симметрию электрического поля вокруг токопроводящих жил кабеля. Многопроволочные и секторные жилы кабеля имеют неровную поверхность, что и приводит к появлению на поверхности жил повышенной местной напряженности Е электрического поля. Увеличение Е может достигать 30% и более. Чтобы уменьшить влияние проволочности и секторной жилы на напряженность электрического поля и исключить частичные разряды ЧР между жилой и изоляцией на токопроводящую жилу ТПЖ наносят электропроводящий экран, который сглаживает пики напряженности электрического поля. Экраны по изоляции шунтируют искажения электрического поля, которые возникают за счет наличия дефектов изоляции, а также шунтируют разряды в воздушных и масляных включениях системы «изоляция - металлическая оболочка» вследствие того, что входят в электрическую цепь, имея относительно большое активное сопротивление. Это в конечном итоге снижает интенсивность ионизации и увеличивает срок службы кабеля. Установлено, что электрическая прочность изоляции силовых кабелей при экранировании повышается на 20%, а импульсная прочность - на 5%. Электропроводящие экраны служат также тепловым барьером между токопроводящей жилой и изоляцией. Они предотвращают образование воздушных и масляных прослоек в системе «изоляция - металлическая оболочка» при циклах нагрева и охлаждения кабеля в процессе эксплуатации. Кроме того, экраны защищают изоляцию от проникновения металлических мыл, образующихся в пропиточном составе, который контактирует с токопроводящими жилами и металлической оболочкой кабеля. При увеличении электропроводности экранов до определенных значений увеличивается электрическая прочность изоляции силовых кабелей. Особенно это актуально для силовых кабелей на напряжение более 10 кВ.Shields of power cables provide symmetry of the electric field around the conductors of the cable. Multiwire and sector cable cores have an uneven surface, which leads to the appearance of increased local electric field strength E on the surface of the cores. An increase in E can reach 30% or more. In order to reduce the influence of wire and sector wires on the electric field and to exclude partial discharges of the PD between the wire and the insulation, a conductive screen is applied to the conductive conductors of the conductors, which smoothes the peaks of the electric field. Insulation screens shunt the distortions of the electric field that occur due to the presence of insulation defects, as well as shunt discharges in the air and oil inclusions of the insulation-metal sheath system due to the fact that they enter the electric circuit with a relatively high active resistance. This ultimately reduces the intensity of ionization and increases the life of the cable. It was found that the electric strength of the insulation of power cables during shielding increases by 20%, and the pulse strength by 5%. Conductive screens also serve as a thermal barrier between the conductive core and insulation. They prevent the formation of air and oil gaps in the insulation-metal sheath system during heating and cooling cycles of the cable during operation. In addition, the screens protect the insulation from penetration of metal soaps formed in the impregnating composition, which is in contact with conductive cores and the metal sheath of the cable. With an increase in the electrical conductivity of the shields to certain values, the electric strength of the insulation of the power cables increases. This is especially true for power cables with a voltage of more than 10 kV.

Известны конструкции силовых электрических кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, например «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно» по ГОСТ Р 55025-2012, год ввода 2013, Россия. Силовые кабели по ГОСТ Р 55025-2012 состоят из токопроводящей жилы, полимерного экрана по жиле из электропроводящей полимерной сшитой композиции, монолитной изоляции из сшитого полиэтилена, полимерного экрана по изоляции из электропроводящей полимерной сшитой композиции, металлического экрана из медных проволок и медной ленты, разделительного слоя и полимерной оболочки. Монолитная полимерная изоляция из сшитого полиэтилена в отличие от бумажной пропитанной изоляции является более чувствительной к разного рода посторонним микровключениям, пустотам, выступам на электропроводящих экранах, влаге, ионам меди и другим факторам, которые повышают локальную напряженность электрического поля в толще твердого монолитного диэлектрика и создают предпосылки для образования триингов (проводящих каналов). Основные недостатки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена:Known designs of power electric cables with insulation made of cross-linked polyethylene, for example, "Power cables with plastic insulation for a nominal voltage of 6 to 35 kV inclusive" according to GOST R 55025-2012, year of entry 2013, Russia. Power cables according to GOST R 55025-2012 consist of a conductive core, a polymer screen for a core of an electrically conductive cross-linked composition, a monolithic insulation of cross-linked polyethylene, a polymer screen for insulation of an electrically conductive polymer cross-linked composition, a metal screen of copper wires and a copper tape, a separation layer and polymer shell. Monolithic polymer insulation made of cross-linked polyethylene, unlike paper impregnated insulation, is more sensitive to various extraneous microinclusions, voids, protrusions on electrically conductive screens, moisture, copper ions and other factors that increase the local electric field strength in the thickness of a solid monolithic dielectric and create the prerequisites for the formation of triings (conductive channels). The main disadvantages of cables with XLPE insulation:

способность изоляции из сшитого полиэтилена к триингообразованию;cross-linked polyethylene insulation ability to form;

отсутствие эффекта самозалечивания данной изоляции;lack of self-healing effect of this insulation;

пониженная электрическая прочность изоляции;reduced dielectric strength;

существенное снижение электрической прочности изоляции из сшитого полиэтилена при повышенном рабочем напряжении кабеля и перенапряжениях;a significant reduction in the electrical strength of cross-linked polyethylene insulation with increased cable operating voltage and overvoltage;

повышенные механические напряжения монолитной изоляции при изгибе кабеля;increased mechanical stresses of monolithic insulation during cable bending;

повышенное термическое старение изоляции из сшитого полиэтилена, особенно в присутствии ионов меди от медных экранов кабеля;increased thermal aging of cross-linked polyethylene insulation, especially in the presence of copper ions from copper cable shields;

пониженная живучесть изоляции из сшитого полиэтилена и повышенное число отказов кабелей с данной изоляцией;reduced survivability of cross-linked polyethylene insulation and increased failure rate of cables with this insulation;

пониженная надежность и долговечность кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена;reduced reliability and durability of cables with cross-linked polyethylene insulation;

использование импортных материалов и технологии при изготовлении кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена;the use of imported materials and technology in the manufacture of cables with cross-linked polyethylene insulation;

увеличенные габариты и масса кабельных линий из трех одножильных кабелей;increased dimensions and weight of cable lines from three single-core cables;

повышенная цена.increased price.

Известны также конструкции силовых электрических кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, например «Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией» по ГОСТ 18410-73, год ввода 1975, Россия, изготавливаемые на кабельных заводах РФ. Силовые кабели по ГОСТ 18410-73 содержат одну или несколько медных или алюминиевых токопроводящих жил, фазную изоляцию жил из лент кабельной бумаги марки К или КМ, включая наружный слой из сигнальной или маркированной бумаги, заполнители междужильного пространства из бумажных жгутов или пряжи, поясную изоляцию из лент кабельной бумаги, включая наружный слой из маркированной бумаги, экран по поясной изоляции из электропроводящей бумага, вязкий или нестекающий диэлектрический пропиточный состав, свинцовую или алюминиевую оболочку и защитные покровы. Основные недостатки силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией:Also known are the designs of power electric cables with impregnated paper insulation, for example, “Power cables with impregnated paper insulation” according to GOST 18410-73, input year 1975, Russia, manufactured at cable plants in the Russian Federation. Power cables in accordance with GOST 18410-73 contain one or more copper or aluminum conductive conductors, phase insulation of conductors from K or KM cable paper tapes, including an outer layer of signal or marked paper, core space fillers from paper plaits or yarn, waist insulation from cable paper tapes, including the outer layer of labeled paper, a belt insulation shield of electrically conductive paper, a viscous or non-leaking dielectric impregnating composition, a lead or aluminum sheath, and protective veils. The main disadvantages of impregnated paper insulated power cables are:

пониженное значение длительно допустимой температуры нагрева токопроводящих жил кабеля до 70°С;reduced value of the long-term allowable heating temperature of the conductive cable conductors to 70 ° C;

пониженное значение длительно допустимой токовой нагрузки и передаваемой мощности кабеля;reduced value of long-term current load and transmitted power of the cable;

пониженная механическая прочность изоляции при испытании кабеля на изгиб (наличие продольных и поперечных надрывов бумажных лент);reduced mechanical strength of the insulation when testing the cable for bending (the presence of longitudinal and transverse tears of paper tapes);

ограничение минимального радиуса изгиба кабеля при его прокладке на сильноизогнутых участках трассы;limiting the minimum bending radius of the cable when laying it on strongly curved sections of the route;

миграция ионов металла (проводников электрического тока) по толщине изоляции;migration of metal ions (electrical conductors) over the thickness of the insulation;

пониженная электрическая прочность бумажной пропитанной изоляции;reduced dielectric strength of paper impregnated insulation;

повышенное число прогаров (электрического пробоя изоляции) кабелей во время приемо-сдаточных и периодических испытаний;increased number of burnouts (electrical breakdown of insulation) of cables during acceptance tests and periodic tests;

снижение электрической прочности кабеля вследствие образования гофр, складок, морщин, трещин, надрывов и разрывов лент бумажной изоляции, а также обеднения бумажной изоляции пропиточным составом в местах изгибов кабеля и дефектов алюминиевой оболочки («бамбуковых» колец);reduction in the electric strength of the cable due to the formation of corrugations, wrinkles, wrinkles, cracks, tears and tears of paper insulation tapes, as well as impoverishment of paper insulation by the impregnating composition in places of cable bends and defects in the aluminum sheath ("bamboo" rings);

повышенная зависимость содержания диэлектрического пропиточного состава в бумажной изоляции от давления прессования металлической оболочки кабеля;increased dependence of the content of the dielectric impregnating composition in paper insulation on the pressing pressure of the metal sheath of the cable;

повышенная зависимость содержания диэлектрического пропиточного состава в бумажной изоляции от технологических режимов сушки-пропитки и от качества бумаги;increased dependence of the content of the dielectric impregnating composition in paper insulation on the technological regimes of drying-impregnation and on the quality of the paper;

пониженное электрическое сопротивление бумажной пропитанной изоляции и повышенное время его набора до требуемого значения после изготовления кабеля;reduced electrical resistance of impregnated paper insulation and increased set time to the desired value after cable manufacture;

пониженная технологичность (повышенная обрывность бумажных лент при изолировании кабеля);reduced manufacturability (increased breakage of paper tapes when insulating the cable);

повышенная толщина бумажной пропитанной изоляции и повышенный расход материалов кабеля: бумаги, пропиточного состава, металлической оболочки и защитных покровов;increased thickness of paper impregnated insulation and increased consumption of cable materials: paper, impregnating composition, metal sheath and protective covers;

повышенные габариты и масса кабеля с бумажной пропитанной изоляцией;increased dimensions and weight of cable with impregnated paper insulation;

повышенная стоимость кабеля с бумажной пропитанной изоляцией.increased cost of cable with impregnated paper insulation.

Ближайшим по своим параметрам к предлагаемой конструкции является кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией по патенту №188351 от 28.12.2018, Россия, на полезную модель (прототип). Кабель по прототипу содержит токопроводящие жилы, фазную и поясную изоляцию жил из электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, заполнение промежутков между изолированными жилами, экран по поясной изоляции, диэлектрический пропиточный состав, металлическую оболочку и защитные покровы. Данная конструкция кабеля с экраном по поясной изоляции рассчитана на номинальное напряжение до 10 кВ, поэтому ее недостатком является ограничение области применения кабеля по напряжению. Увеличение номинального напряжения кабеля по прототипу выше 10 кВ приводит к существенному увеличению напряженности электрического поля, появлению частичных разрядов между жилой и изоляцией и пробою изоляции.The closest in its parameters to the proposed design is an electric power cable with impregnated paper-plastic insulation according to the patent No. 188351 of 12/28/2018, Russia, for a utility model (prototype). The prototype cable contains conductive conductors, phase and zone insulation of conductors from an electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, filling the gaps between insulated conductors, a belt insulation screen, a dielectric impregnating composition, a metal sheath and protective coatings. This design of a cable with a screen for zone insulation is designed for a rated voltage of up to 10 kV, so its drawback is the limited scope of the cable for voltage. An increase in the nominal cable voltage of the prototype above 10 kV leads to a significant increase in the electric field strength, the appearance of partial discharges between the core and insulation and the breakdown of insulation.

Технической задачей полезной модели является разработка конструкции силового электрического кабеля, не уступающего прототипу по основным характеристикам и имеющего более широкую область применения по напряжению до 110 кВ включительно.The technical task of the utility model is to develop the design of a power electric cable that is not inferior to the prototype in basic characteristics and has a wider range of applications for voltage up to 110 kV inclusive.

Поставленная задача достигается применением дополнительных экранов по жилам с электрическим сопротивлением не более 500 Ом и удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м. В предлагаемой конструкции кабель электрический силовой содержит токопроводящие жилы, экраны по жилам, фазную и поясную изоляцию жил из электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, заполнение промежутков между изолированными жилами, экран по поясной изоляции, диэлектрический пропиточный состав, металлическую оболочку и защитные покровы.The task is achieved by the use of additional screens for conductors with an electrical resistance of not more than 500 Ohms and a specific electrical resistance of not more than 100 Ohm⋅. In the proposed design, the electric power cable contains conductive cores, conductor shields, phase and zone insulation of cores from an electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, filling the gaps between insulated cores, a belt insulation shield, dielectric impregnating composition, metal sheath and protective covers.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, обеспечивается за счет использования в конструкции силового электрического кабеля с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией дополнительных экранов по жилам из электропроводящих материалов на бумажной основе с электропроводным покрытием, имеющим электрическое сопротивление не более 500 Ом, и электропроводящих материалов на синтетической и минеральной основе с удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м, разработанных авторами полезной модели и впервые примененных в конструкции силовых кабелей с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией. При увеличении электрического сопротивления экранов по токопроводящим жилам более 500 Ом и удельного электрического сопротивления более 100 Ом⋅м в силовых кабелях на номинальное напряжение более 10 кВ появляются частичные разряды между жилой и изоляцией, приводящие к электрическому пробою изоляции. С целью уменьшения электрического сопротивления экранов по жилам, снижения частичных разрядов и исключения электрического пробоя кабелей на 20; 35 и 110 кВ с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией авторами полезной модели разработаны новые электропроводящие материалы марки ЭКРАН-Б на бумажной основе с электрическим сопротивлением (150-250) Ом, ЭКРАН-Т - на тканевой основе с удельным электрическим сопротивлением (5-15) Ом⋅м, ЭКРАН-Н - на нетканой основе с удельным электрическим сопротивлением (10-20) Ом⋅м и ЭКРАН-С - на основе стеклоткани с удельным электрическим сопротивлением (40-50) Ом⋅м. Электропроводящий материал ЭКРАН-С на основе стеклоткани может быть использован также в качестве термоэкрана под алюминиевую оболочку кабеля для предохранения поясной изоляции от воздействия высокой температуры (более 500°С) и давления при наложении алюминиевой оболочки и экранирования поясной изоляции. С целью уменьшения времени сушки-пропитки и улучшения качества пропитанной бумажно-пластиковой изоляции кабеля авторами полезной модели разработаны электроизоляционный композиционный материал марки ЭКМ по ТУ 22.29.29.-57-50289046-2018, год ввода 2018, Россия, на основе целлюлозной бумаги с многослойным микропористым полимерным покрытием, а также нестекающий диэлектрический состав марки СКДн по ТУ 19.20.41.190-060-50289046-2018, год ввода 2018, Россия, с температурой каплепадения не менее 110°С, на основе электроизоляционного масла марки МЭИ-20 по ТУ 0253-052-50289046-2014, год ввода 2014, Россия, (разработка авторов полезной модели) и загустителя нестекающих пропиточных составов кабельного марки ЗПСКн по ТУ 19.20.41.190-059-50289046-2018, год ввода 2018, Россия, (разработка авторов полезной модели).The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model is ensured by the use of additional shields on conductors of electrically conductive materials on a paper basis with an electrically conductive coating having an electrical resistance of not more than 500 Ohms and electrically conductive materials in the design of the power electric cable impregnated with paper-plastic insulation on a synthetic and mineral basis with a specific electrical resistance of not more than 100 Ohm⋅m, developed by the authors of a useful model and first used in the construction of power cables with impregnated paper-plastic insulation. With an increase in the electrical resistance of shields over conductive conductors of more than 500 Ohm and specific electric resistance of more than 100 Ohm⋅m in power cables for a rated voltage of more than 10 kV, partial discharges appear between the core and insulation, leading to electrical breakdown of insulation. In order to reduce the electrical resistance of the screens along the cores, reduce partial discharges and eliminate electrical breakdown of cables by 20; 35 and 110 kV with impregnated paper-plastic insulation, the authors of the utility model developed new electrically conductive materials of the ECRAN-B brand on a paper basis with an electrical resistance (150-250) Ohm, SCREEN-T on a fabric basis with a specific electrical resistance (5-15) Ohm⋅, SCREEN-N - on a non-woven basis with a specific electrical resistance (10-20) Ohm⋅ and SCREEN-S - on the basis of fiberglass with a specific electrical resistance (40-50) Ohm. The electrically conductive material SCREEN-S based on fiberglass can also be used as a thermal screen under the aluminum sheath of the cable to protect the belt insulation from high temperatures (more than 500 ° C) and pressure when applying an aluminum shell and shielding the belt insulation. In order to reduce the drying-impregnation time and improve the quality of the impregnated paper-plastic insulation of the cable, the authors of the utility model developed an ECM insulating composite material according to TU 22.29.29.-57-50289046-2018, year of entry 2018, Russia, based on cellulose paper with multilayer microporous polymer coating, as well as non-leaking dielectric composition of the SKDn brand according to TU 19.20.41.190-060-50289046-2018, year of entry 2018, Russia, with a dropping point of at least 110 ° C, based on MEI-20 electrical insulating oil according to TU 0253- 052-50289046-2014, year in Water 2014, Russia, (development of the authors of the utility model) and thickener of non-leaking impregnating compounds of the cable grade ZPSKn according to TU 19.20.41.190-059-50289046-2018, year of entry 2018, Russia, (development of the authors of the utility model).

Новый кабель в трудногорючем исполнении может также содержать в защитном покрове ленту стеклотканевую кабельную марки СК, пропитанную полимерным связующим (разработка авторов полезной модели).The new cable in a nonflammable design may also contain in the protective cover a ribbon of SK fiberglass cable impregnated with a polymer binder (development of the authors of a utility model).

Преимущества новых силовых кабелей с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией и дополнительными экранами по жилам с пониженным электрическим сопротивлением:Advantages of new power cables with impregnated paper-plastic insulation and additional shields for conductors with reduced electrical resistance:

более широкая область применения силовых кабелей по номинальному напряжению - до 110 кВ включительно;wider field of application of power cables at rated voltage - up to 110 kV inclusive;

повышенная надежность силовых кабелей по пробивному напряжению;increased reliability of power cables by breakdown voltage;

применение полностью отечественных материалов, позволяющее исключить зависимость от импортных материалов.the use of fully domestic materials, eliminating the dependence on imported materials.

В результате проведенного поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».As a result of a search by patent and scientific and technical sources of information, no solutions were found containing the entire set of essential features of an independent claim of a utility model formula, which allows us to conclude that the claimed utility model meets the patentability criterion of “novelty”.

Заявляемая конструкция силового электрического кабеля с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией приведена на (фиг.) и содержит токопроводящие жилы 1, экран по жилам 2 из электропроводящих материалов с электрическим сопротивлением не более 500 Ом и удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м, фазную изоляцию жил 3 из слоев электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, заполнители междужильного пространства 4 из бумажных жгутов или пряжи, поясную изоляцию 5 из слоев электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, экран 6 по поясной изоляции из электропроводящих материалов, диэлектрический пропиточный состав для пропитки фазной и поясной изоляции, а также экранов по жилам и поясной изоляции, металлическую оболочку 7, защитную подушку 8, броню 9, наружный защитный покров 10. Силовые электрические кабели с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией и дополнительными экранами по токопроводящим жилам изготавливаются по следующей технологии. На токопроводящие жилы 1 накладывается экран 2 из ленты электропроводящего материала с перекрытием на изолировочных лентообмоточных машинах по спирали с определенным шагом и скоростью наложения. Лента из электропроводящего материала марки ЭКРАН-Б на бумажной основе накладывается электропроводящим слоем к жиле. На экран 2 по жиле накладывается фазная изоляция 3 из лент электроизоляционного композиционного материала шириной (14-30) мм на изолировочных лентообмоточных машинах по спирали с определенным шагом и скоростью наложения. Ленты из электроизоляционного композиционного материала, включая наружный слой из сигнальной или маркированной бумаги, накладываются с зазором. Количество лент и толщина фазной изоляции 3 зависят от марки кабеля (номинального напряжения) и толщины материала. Изолированные и маркированные жилы поступают на общую скрутку с заполнением промежутков между жилами бумажным или джутовым шпагатом 4. Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция 5 из лент композиционного материала определенной ширины, включая наружный слой из ленты маркированной бумаги. Ленты композиционного материала в поясной изоляции накладываются с зазором. Поверх поясной изоляции накладывается экран 6 из одной ленты электропроводящего материала с перекрытием. После наложения изоляции из композиционного материала и экранов кабель подвергается сушке-пропитке для удаления влаги и воздуха из изоляции и экранов и пропитки их диэлектрическим составом, например нестекающим диэлектрическим составом марки СКДн с температурой каплепадения более 105°С. Сушка и пропитка изоляции из композиционного материала являются взаимосвязанными процессами, так как влага из атмосферы быстро поглощается сухой бумажной основой материала, поэтому пропитка производится немедленно после сушки без воздействия на изоляцию кабеля атмосферного воздуха или эти два процесса производят одновременно. Последовательность операций сушки-пропитки кабеля:The inventive design of the power electric cable with impregnated paper-plastic insulation is shown in (Fig.) And contains conductive conductors 1, a screen for conductors 2 made of conductive materials with an electrical resistance of not more than 500 Ohms and a specific electric resistance of not more than 100 Ohm, phase insulation lived 3 of layers of electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, core fillers 4 of paper tows or yarn, belt insulation 5 from layers of an electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, a screen 6 for zone insulation of electrically conductive materials, a dielectric impregnating composition for impregnation of phase and zone insulation, as well as vein and zone insulation screens, a metal shell 7, a protective cushion 8 , armor 9, external protective cover 10. Power electric cables with impregnated paper-plastic insulation and additional shields for conductive cores are made according to the following her technology. A screen 2 of a tape of electrically conductive material is superimposed on the conductive conductors 1 with overlapping on insulating tape-wrapping machines in a spiral with a certain step and speed of application. A tape of electrically conductive material of the ECRAN-B brand on a paper basis is applied by an electrically conductive layer to the core. Phase insulation 3 of tapes of an electrical insulating composite material (14-30) mm wide on insulating tape-wrapping machines in a spiral with a certain step and speed of application is applied to the screen 2 along the core. Tapes made of electrical insulating composite material, including the outer layer of signal or marked paper, are superimposed with a gap. The number of tapes and the thickness of the phase insulation 3 depend on the brand of cable (rated voltage) and the thickness of the material. Insulated and marked strands go into a general twist with filling the gaps between the strands with paper or jute twine 4. On top of the twisted insulated strands, belt insulation 5 is applied from tapes of composite material of a certain width, including the outer layer from a strip of marked paper. Tapes of composite material in belt insulation are superimposed with a gap. On top of the belt insulation, a screen 6 of one tape of electrically conductive material is overlapped. After applying insulation from the composite material and the shields, the cable is dried and impregnated to remove moisture and air from the insulation and shields and impregnated with their dielectric composition, for example, non-draining SKDn dielectric composition with a dropping point of more than 105 ° C. Drying and impregnation of insulation from a composite material are interrelated processes, since moisture from the atmosphere is quickly absorbed by the dry paper base of the material, therefore, impregnation is carried out immediately after drying without affecting the insulation of the cable of atmospheric air or these two processes are performed simultaneously. The sequence of drying and impregnation of the cable:

загрузка кабеля в вакуумный котел с паровой рубашкой;loading the cable into a vacuum boiler with a steam jacket;

нагрев кабеля под вакуумом до температуры (120±3)°С пропусканием тока по жиле и пара в рубашке котла;heating the cable under vacuum to a temperature of (120 ± 3) ° С by passing current through the core and steam in the boiler jacket;

предварительная сушка под вакуумом при температуре (125±5)°С;preliminary drying under vacuum at a temperature of (125 ± 5) ° С;

сушка под вакуумом при температуре (125±5)°С в течение (8-10) час;drying under vacuum at a temperature of (125 ± 5) ° C for (8-10) hours;

впуск в котел с кабелем дегазированного пропиточного состава СКДн под вакуумом при температуре (130±10)°С;inlet into the boiler with a cable of degassed impregnating composition SKDn under vacuum at a temperature of (130 ± 10) ° С;

пропитка кабеля под вакуумом при температуре (130±10)°С;cable impregnation under vacuum at a temperature of (130 ± 10) ° С;

пропитка кабеля при атмосферном давлении и температуре (130±10)°С;cable impregnation at atmospheric pressure and temperature (130 ± 10) ° С;

выгрузка кабеля из вакуумного котла;unloading the cable from the vacuum boiler;

охлаждение кабеля до температуры (60-70)°С.cable cooling to a temperature of (60-70) ° С.

Пропитанный нестекающим составом СКДн композиционный материал является гигроскопичным материалом, поэтому после сушки-пропитки на кабель накладывается поверх экрана влаго-воздухонепроницаемая металлическая оболочка 7 (свинцовая или алюминиевая). Поверх металлической оболочки кабеля наносятся защитные покровы.The composite material impregnated with a non-leaking SKDn composition is a hygroscopic material, therefore, after drying-impregnation, a moisture-impermeable metal sheath 7 (lead or aluminum) is applied to the cable over the screen. Protective coatings are applied over the metal sheath of the cable.

После изготовления кабель подвергается приемо-сдаточным и периодическим испытаниям.After manufacturing, the cable is subjected to acceptance and periodic tests.

Силовые электрические кабели на номинальное напряжение более 10 кВ с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией и дополнительными экранами по токопроводящим жилам из электропроводящих материалов с электрическим сопротивлением не более 500 Ом и удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м прошли технологическое опробование и всесторонние испытания на кабельных заводах РФ с положительными результатами. В связи с этим заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».Power electric cables for a rated voltage of more than 10 kV with impregnated paper-plastic insulation and additional shields for conductive conductors made of electrically conductive materials with an electrical resistance of not more than 500 Ohms and electrical resistivity of not more than 100 Ohm have passed technological testing and comprehensive tests at cable plants RF with positive results. In this regard, the claimed technical solution meets the patentability criterion of "industrial applicability".

Claims

1. Кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией, содержащий токопроводящие жилы, фазную и поясную изоляцию жил из электроизоляционного композиционного материала, состоящего из бумажной основы и многослойного полимерного покрытия, заполнение промежутков между изолированными жилами, экран по поясной изоляции, диэлектрический пропиточный состав, металлическую оболочку и защитные покровы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит экраны по жилам с электрическим сопротивлением не более 500 Ом и удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом⋅м.1. An electric power cable with impregnated paper-plastic insulation, containing conductive conductors, phase and belt insulation of conductors from an electrical insulating composite material consisting of a paper base and a multilayer polymer coating, filling the gaps between insulated conductors, a belt insulation screen, dielectric impregnating composition, a metal shell and protective covers, characterized in that it additionally contains screens on conductors with an electrical resistance of not more than 500 Ohms and specific electrical resistance not more than 100 Ohm⋅m.

2. Кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией по п. 1, отличающийся тем, что фазная и поясная изоляция токопроводящих жил содержит ленты из электроизоляционного композиционного материала марки ЭКМ на основе целлюлозной крафт-бумаги с многослойным микропористым полимерным покрытием.2. An electric power cable with impregnated paper-plastic insulation according to claim 1, characterized in that the phase and zone insulation of conductive conductors contains tapes of an electrical insulation composite material of the ECM brand based on cellulose kraft paper with a multilayer microporous polymer coating.

3. Кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией по п. 1, отличающийся тем, что в качестве экранов по токопроводящим жилам и поясной изоляции используется лента из электропроводящего материала марки ЭКРАН-Б на бумажной основе, или ЭКРАН-Т на тканевой основе, или ЭКРАН-Н на нетканой основе, или ЭКРАН-С на основе стеклоткани.3. An electric power cable with impregnated paper-plastic insulation according to claim 1, characterized in that the screens of conductive conductors and waist insulation use a tape of electrically conductive material EKRAN-B on a paper basis, or EKRAN-T on a fabric basis, or SCREEN-N on a non-woven basis, or SCREEN-S on the basis of fiberglass.

4. Кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией по п. 1, отличающийся тем, что фазная и поясная изоляция токопроводящих жил и экраны пропитаны нестекающим диэлектрическим составом марки СКДн на основе минерального масла марки МЭИ-20 и загустителя нестекающих пропиточных составов кабельного марки ЗПСКн.4. An electric power cable with impregnated paper-plastic insulation according to claim 1, characterized in that the phase and zone insulation of conductive conductors and screens are impregnated with SKDn non-leaking dielectric composition based on MEI-20 mineral oil and thickening non-leaking impregnating compounds of cable type ZPSKn .

5. Кабель электрический силовой с пропитанной бумажно-пластиковой изоляцией по п. 1, отличающийся тем, что защитный покров содержит ленту стеклотканевую кабельную марки СК, пропитанную полимерным связующим.5. An electric power cable with impregnated paper-plastic insulation according to claim 1, characterized in that the protective cover contains a glass cloth cable tape of the SK brand impregnated with a polymer binder.