RU218854U1 - Подводный силовой кабель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электричеству, в частности к основным элементам электрического оборудования, а именно к силовым кабелям. Подводный силовой кабель содержит три токопроводящие жилы с фазной изоляцией, скрученные с заполнением промежутков жгутами, поясную изоляцию, экран из электропроводящей кабельной бумаги, пропитанные жидкой изоляцией, металлическую оболочку, внутреннюю оболочку, наружную оболочку. Поверх металлической оболочки нанесен антикоррозионный нерастворимый в воде слой битума. Поверх битумного слоя последовательно уложены полиэтиленовая пленка, внутренняя оболочка из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена и слой водоблокирующей ленты, образующие гидроизолирующие слои. Поверх и вдоль слоя водоблокирующей ленты уложена проволочная броня, выполненная с возможностью сопротивления кабеля деформации на разрыв. Поверх брони обернута вторым слоем водоблокирующая лента из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена, и смонтирована внешняя оболочка, образующие очередные гидроизолирующие слои. Снаружи внешней оболочки заодно с ней смонтированы ребра жесткости, представляющие собой продольные утолщения материала внешней оболочки. Полезная модель позволяет повысить стойкость элементов кабеля к воздействию жидких сред. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к электричеству, в частности к основным элементам электрического оборудования, а именно к силовым кабелям [H01B 7/00, H01B 9/00].

Из уровня техники известен КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИЛОВОЙ [RU 133343 U1, опубликовано: 10.10.2013], содержащий одну или несколько алюминиевых или медных токопроводящих жил, фазную изоляцию жил из одного или нескольких слоев микрокрепированной бумаги, включая наружный слой из сигнальной или маркированной бумаги, заполнители междужильного пространства из волокнистых материалов или без них, поясную изоляцию из одного или нескольких слоев микрокрепированной бумаги, включая наружный слой из маркированной бумаги, или без поясной изоляции, экран по поясной изоляции из электропроводящей бумаги или без него, диэлектрический пропиточный состав, свинцовую или алюминиевую оболочку, защитную подушку из волокнистых материалов и полимерной пленки или без нее, пропитанных битумом, или без подушки, броню из стальной оцинкованной ленты или проволоки или без нее, наружный защитный покров из волокнистых материалов и полимерной пленки или без нее, пропитанных битумом, или без покрова, меловое или слюдяное покрытие или без него, отличающийся тем, что в качестве фазной и поясной изоляции он содержит одно или многослойную микрокрепированную бумагу с пониженным содержанием глинозема 0,05-1,60 мас.%, без проклейки канифольным клеем, плотностью 0,7-0,8 г/см3, изготавливаемую из сульфатной небеленой целлюлозы. В качестве фазной и поясной изоляции он содержит микрокрепированную бумагу из 100%-ной сульфатной сосновой небеленой целлюлозы или бумагу-основу кабельную микрокрепированную марки БКМ-140 или бумагу мешочную полурастяжимую марки SKS-105 или крафт-бумагу электротехническую изоляционную марки GSM-100 или бумагу микрокрепированную кабельную марки БМК-140. В качестве сигнальной бумаги используется бумага-основа кабельная микрокрепированная сигнальная марки БКМ-140С с полосами красного, или синего или зеленого цвета, нанесенными на одну сторону бумаги нерастворимой в масле краской. В качестве маркированной бумаги используется бумага-основа кабельная микрокрепированная маркированная марки БКМ-140М с цифрами и буквами черного цвета, нанесенными на одну сторону бумаги нерастворимой в масле краской. В качестве заполнителей междужильного пространства используются жгуты из бумаги-основы кабельной микрокрепированной марки БКМ-100 проклеенной канифольным клеем или заполнитель кабельный джутовый однониточный марки ЗКДо. В качестве экрана по поясной изоляции используется бумага электропроводящая кабельная двухцветная микрокрепированная марки БЭКДм-150 с электропроводным покрытием на основе печной сажи и графита. Диэлектрический пропиточный состав содержит загуститель пропиточных составов кабельный марки ЗПСКм, состоящий из смеси сополимеров. Кабель содержит защитную подушку на основе ленты кабельной пропитанной бумажной марки ЛКПБ из бумаги-основы крепированной марки БОК-120, предварительно пропитанной раствором состава биокоррозионно-защитного кабельного марки АСКМ-1А в минеральном масле или на основе лент полотна нетканого кабельного клееного марки ПНКкл, изготовленного из 100%-ного полиэфирного волокна или защитную подушку, пропитанную составом негорючим кабельным марки СНК-70 на основе битума. Кабель содержит наружный защитный покров на основе ленты кабельной пропитанной тканевой марки ЛКПТ из джутового волокна, предварительно пропитанной раствором состава биокоррозионно-защитного кабельного марки АСКМ-1А в минеральном масле или наружный защитный покров на основе пряжи джутовой антисептированной малокрученой марки ПДАм из джутовых волокон, предварительно пропитанной раствором состава биокоррозионно-защитного кабельного марки АСКМ-1А в минеральном масле или наружный защитный покров, пропитанный составом негорючим кабельным марки СНК-70 на основе битума.

Недостатком аналога является низкая надежность, обусловленная слабой гидрозащитой элементов кабеля.

Также известен КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИЛОВОЙ [RU 66592 U1, опубликовано: 10.09.2007], характеризующийся тем, что в качестве заполнителей промежутков между изолированными токопроводящими жилами он содержит жгуты из микрокрепированной бумаги удельной массой 60-80 г/м², плотностью 0,65-0,75 г/см³ и энергией разрыва в машинном направлении 150-350 Дж/м², изготавливаемой из сульфатной хвойной небеленой целлюлозы. В качестве заполнителей промежутков между изолированными токопроводящими жилами кабель содержит жгуты из бумаги-основы кабельной микрокрепированной марки БКМ-100, проклеенной канифольным клеем.

Недостатком аналога является низкая надежность, обусловленная слабой гидрозащитой элементов кабеля.

Наиболее близким по технической сущности является КАБЕЛЬ СИЛОВОЙ [RU 198557 U1, опубликовано: 15.07.2020], содержащий три токопроводящие жилы с фазной изоляцией, скрученные с заполнением промежутков жгутами, выполненными из кабельной бумаги, поясную изоляцию, выполненную из термостойкой кабельной бумаги, полупроводящий экран из электропроводящей кабельной бумаги, пропитанные нестекающим пропиточным составом, имеющим кинематическую вязкость не менее 30 сСт (сантистокс) при температуре 120°C, металлическую оболочку, внутреннюю оболочку, наружную оболочку, отличающийся тем, что фазная изоляция, поясная изоляция, жгуты выполнены их термостойкой кабельной бумаги с температурой нагревостойкости не менее 110°C, как минимум один термодатчик расположен между изолированными токопроводящими жилами. Термодатчик может быть выполнен из одномодового или многомодового оптического волокна в защитной оболочке. Токопроводящие жилы могут быть выполнены из меди или алюминия. Металлическая оболочка может быть выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава, или свинца, или алюминиевого сплава. Поверх металлической оболочки может быть наложен антикоррозионный слой, выполненный из продуктов перегонки нефти и полиэтилентерефталатной пленки или термический барьер, выполненный из стеклосодержащих или слюдосодержащих лент, повышающий огнестойкость кабеля и снижающий его горючесть. Поверх внутренней оболочки может быть расположен второй термический барьер. Поверх внутренней оболочки может быть расположена броня, выполненная из лент оцинкованной стали, или из проволок из алюминиевого сплава, или из проволок из оцинкованной стали.

Основной технической проблемой прототипа является низкая надежность, обусловленная слабой гидрозащитой элементов кабеля.

Задача полезной модели состоит в устранении недостатков прототипа, а именно создание конструкции кабеля, обладающего высокой эксплуатационной надежностью, которая выражается, в частности, в повышении гидрозащиты элементов кабеля.

Технический результат полезной модели заключается в повышении стойкости элементов кабеля к воздействию жидких сред.

Указанный технический результат достигается за счет того, что подводный силовой кабель, содержащий три токопроводящие жилы с фазной изоляцией, скрученные с заполнением промежутков жгутами, выполненными из кабельной бумаги, поясную изоляцию, выполненную из термостойкой кабельной бумаги, экран из электропроводящей кабельной бумаги, пропитанные жидкой изоляцией, металлическую оболочку, внутреннюю оболочку, наружную оболочку, отличающийся тем, что поверх металлической оболочки нанесен антикоррозионный нерастворимый в воде слой битума, поверх битумного слоя последовательно уложены полиэтиленовая пленка, внутренняя оболочка из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена и слой водоблокирующей ленты, образующие гидроизолирующие слои, поверх и вдоль слоя водоблокирующей ленты уложена проволочная броня, выполненная с возможностью сопротивления кабеля деформации на разрыв, поверх брони обернута вторым слоем водоблокирующая лента из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена, и смонтирована внешняя оболочка, образующие очередные гидроизолирующие слои, снаружи внешней оболочки заодно с ней смонтированы ребра жесткости, представляющие собой продольные утолщения материала внешней оболочки.

На фигуре показан подводный силовой кабель в поперечном разрезе, на которой обозначено: 1 – токопроводящие жилы, 2 – фазная изоляция, 3 – жгуты, 4 – опознавательная лента, 5 – поясная изоляция, 6 – экран, 7 – изоляция, 8 – металлическая оболочка, 9 – битумный слой, 10 – полиэтиленовая плёнка, 11 – внутренняя оболочка, 12 – слой водоблокирующей ленты, 13 – проволочная броня, 14 – второй слой водоблокирующей ленты , 15 – внешняя оболочка, 16 – ребра жесткости.

Осуществление полезной модели

Подводный силовой кабель содержит три многопроволочные токопроводящие жилы 1, выполненные из меди или алюминия. Каждая из токопроводящих жил 1 заключена в индивидуальную фазную изоляцию 2, изготовленную из бумаги повышенной термостойкости, выдерживающую температуру до плюс 90°С. Токопроводящие жилы 1 расположены по кругу, при этом по центру и между упомянутыми жилами 1 проложены жгуты 3, выполненные из скрученной термостойкой изоляционной кабельной бумаги, так что жгуты 3 полностью или частично заполняют промежутки между токопроводящими жилами 1.

Поверх фазной изоляции 2 каждой из токопроводящих жил 1, уложены опознавательные ленты 4, выполненные с возможностью идентификации каждой токопроводящих жил 1 на разных концах кабеля или в месте его разреза.

Токопроводящие жилы 1, заключенные в фазную изоляцию 2, жгуты 3 и опознавательные ленты 4, собранные в единый пучок, скручены концентрическими повивами по длине с возможностью уменьшения взаимных электромагнитных влияний, снижения влияния внешних электромагнитных полей на кабельные цепи, облегчения взаимного перемещения токопроводящих жил 1 при изгибах кабеля и обеспечения ему устойчивой и круглой формы.

Скрученная конструкция из токопроводящих жил 1 в фазной изоляции 2, жгутов 3 и опознавательных лент 4 обернута сначала в поясную изоляцию 5 из термостойкой изоляционной кабельной бумагой класса нагревостойкости А, а затем в электропроводящую бумагу, например марки БЭКДм-150, выполняющую функцию экрана 6.

Поверх экрана 6 нанесена изоляция 7 путем погружения конструкции из токопроводящих жил 1 в фазной изоляции 2, жгутов 3, опознавательных лент 4, поясной изоляции 5, экрана 6 в жидкий пропиточный изоляционный состав, который проникает в слои конструкции и после высыхания образует изоляцию 7 и первый гидроизолирующий слой.

Поверх изоляции 7 смонтирована броня, выполненная в виде непрерывной металлической оболочки 8 из свинца или свинцового сплава с возможностью защиты токопроводящих жил 1 от механического воздействия, влаги и других внешних воздействий (кислот, газов и т.п.) и образующего второй гидроизолирующий слой. Металлическая оболочка 8 может быть выполнена из свинцово-сурьмянистого сплава марки ССуМТ.

На металлическую оболочку 8 нанесен нерастворимый в воде битумный слой 9, образующий третий гидроизолирующий слой.

Вокруг полученной конструкции по длине последовательно смонтированы полиэтиленовая пленка 10, выполненная, например из полиэтиленовой пленки марки «Э» толщиной 2 мкм, внутренняя оболочка 11, выполненная из термо- и окислительно стойкого полиэтилена, например марки ПВД 153-10К, и первый слой водоблокирующей ленты 12 изготовленной из нетканого полиэстера, связующего компонента и смолы супер абсорбента, выполненные с возможностью образования четвертого, пятого и шестого гидроизолирующих слоев соответственно.

Далее поверх и вдоль конструкции уложена проволочная броня 13, выполненная преимущественно с возможностью сопротивления кабеля деформации на разрыв. Проволочная броня 13 может быть выполнена из отдельно размещенных стальных проволок, диаметром 2,5 мм.

Вся конструкция вновь обернута вторым слоем водоблокирующей ленты 14 изготовленной из термо- и окислительно стойкого полиэтилена толщиной от 1,6 до 2,1 мм, например, из нетканого полиэстера, связующего компонента и смолы супер абсорбента, образующей седьмой гидроизолирующий слой и помещена во внешнюю оболочку 15, образующую восьмой гидроизолирующий слой. Внешняя оболочка 15 может быть выполнена из полиэтилена марки ПВД 153-10К. Снаружи внешней оболочки 15 заодно с ней смонтированы ребра жесткости 16, представляющие собой продольные утолщения материала внешней оболочки 15, размещенные на равном удалении друг от друга по её периметру.

Особенности конструкции кабеля обеспечивают его высокую механическую надежность и прочность на растяжение, разрыв, перегиб за счет того, что:

токопроводящие жилы 1 в фазной изоляции 2 расположены по кругу, при этом по центру и между упомянутыми жилами 1 проложены жгуты 3, выполненные из скрученной термостойкой изоляционной кабельной бумаги, так что жгуты 3 полностью или частично заполняют промежутки между токопроводящими жилами 1, указанные элементы собраны в единый пучок и скручены концентрическими повивами по длине, образуя, таким образом, плотный скрученный сердечник устойчивой и круглой формой;

поверх экрана 6 нанесена изоляция 7 путем погружения конструкции из токопроводящих жил 1 в фазной изоляции 2, жгутов 3, опознавательных лент 4, поясной изоляции 5, экрана 6 в жидкий изоляционный состав, который за счет использования в качестве промежуточных слоев бумагу проникает в слои конструкции и после высыхания образует заполняющую сердечник изоляцию 7;

поверх изоляции 7 смонтирована металлическая оболочка 8 защищающая от механического воздействия, влаги и других внешних воздействий (кислот, газов и т.п.);

на металлическую оболочку 8 нанесен битумный слой 9, обладающий такими свойствами как пенетрация, дуктильность, адгезию, поверхностное натяжение на границе раздела фаз, когезия надежно сцепляется с металлической оболочкой;

поверх битумного слоя 9 смонтирована полиэтиленовая пленка 10, которая за счет приведенных выше свойств битумного слоя 9 хорошо сцепляется с ним и образует прочную конструкцию;

в состав кабеля включена проволочная броня 13, выполненная преимущественно с возможностью сопротивления кабеля деформации на разрыв из отдельно размещенных стальных проволок, диаметром 2,5 мм;

снаружи внешней оболочки 15 заодно с ней смонтированы ребра жесткости 16, представляющие собой продольные утолщения материала внешней оболочки 15, размещенные на равном удалении друг от друга по её периметру, обеспечивающие сопротивление деформации на разрыв.

Осуществление полезной модели

Подводный силовой кабель предназначен для прокладки в жидких агрессивных средах, преимущественно под водой.

Токопроводящие жилы 1 подводного силового кабеля после его прокладки с одной стороны подключают к источнику переменного тока, а с другой – к потребителю, при этом подключение осуществляют в соответствии в соответствии с фазностью, которую определяют с помощью опознавательной ленты 4.

После подачи тока от источника потребителю в случает повышенного нагрева токопроводящих жил 1, который может быть вызван увеличением мощности подключенных к кабелю потребителей, фазная изоляция 2, выполненная из термостойкой бумаги повышенной нагревостойкости, обеспечивает диэлектрическую защиту токопроводящих жил 1, а поясная изоляция 5, выполненная из термостойкой бумаги повышенной нагревостойкости, обеспечивает кроме диэлектрической защиты также защиту от температурного воздействия в результате нагрева токопроводящих жил 1 последующих оболочек кабеля.

Экран 6 из электропроводящей бумаги при работе кабеля обеспечивает защиту токопроводящих жил 1 от внешних магнитных полей и защиту внешней среды от внутренних магнитных полей, возникающих в кабеле.

Металлическая оболочка 8 обеспечивает защиту от внешних и внутренних магнитных волн, а также защиты сердечника из токопроводящих жил 1 в фазной изоляции 2, жгутов 3, опознавательных лент 4, поясной изоляции 5, экрана 6 и изоляции 7 от механического воздействия, влаги и других внешних воздействий (кислот, газов и т.п.).

Изоляция 7, металлическая оболочка 8, нанесенные поверх металлической оболочки 8 битумный слой 9, полиэтиленовая пленка 10, внутренняя оболочка 11 из термо- и окислительно стойкого полиэтилена, слой обмотки из водоблокирующей ленты 12, образуют последовательные слои гидроизоляции кабеля.

Проволочная броня 13, выполненная из стальных оцинкованных проволок, обеспечивает защиту от возможных механических повреждений кабеля, вызванных его перегибом и удлинением на разрыв.

Нанесенные поверх проволочной брони 13, второй слой обмотки из водоблокирующей ленты 14 и внешняя оболочка 15 из термо- и окислительно стойкого полиэтилена толщиной от 1,6 до 2,1 мм образуют верхние гидрозащитные слои кабеля для дополнительной гидрозащиты элементов кабеля.

Ребра жесткости 16 выполненные на внешней оболочке 15 образуют дополнительную защиту от внешнего механического воздействия.

Указанный технический результат - повышение стойкости элементов кабеля к воздействию жидких сред достигается за счет того, что:

поверх экрана 6 нанесен жидкий изоляционный состав, который проникает в слои сердечника и после высыхания образует изоляцию 7 и первый гидроизолирующий слой;

поверх изоляции 7 смонтирована непрерывная металлическая оболочка 8, образующая второй гидроизолирующий слой;

на металлическую оболочку 8 нанесен битумный слой 9, образующий третий гидроизолирующий слой;

вокруг полученной конструкции по длине последовательно смонтированы полиэтиленовая пленка 10, внутренняя оболочка 11, выполненная из термо- и окислительно стойкого полиэтилена, и первый слой водоблокирующей ленты 12, выполненные с возможностью образования четвертого, пятого и шестого гидроизолирующих слоев соответственно;

вся конструкция обернута вторым слоем водоблокирующей ленты 14, выполненной из термо- и окислительно стойкого полиэтилена толщиной от 1,6 до 2,1 мм, образующей седьмой гидроизолирующий слой и помещена во внешнюю оболочку 15, образующую восьмой гидроизолирующий слой;

металлическая оболочка 8, проволочная броня 13 и ребра жесткости 16 обеспечивают механическую прочность кабеля, сопротивление деформации кабеля на разрыв, растяжение и изгиб и тем самым снижают вероятность повреждения гидроизолирующих слоев кабеля.

Claims (1)

1. Подводный силовой кабель, содержащий три токопроводящие жилы с фазной изоляцией, скрученные с заполнением промежутков жгутами, выполненными из кабельной бумаги, поясную изоляцию, выполненную из термостойкой кабельной бумаги, экран из электропроводящей кабельной бумаги, пропитанные жидкой изоляцией, металлическую оболочку, внутреннюю оболочку, наружную оболочку, отличающийся тем, что поверх металлической оболочки нанесен антикоррозионный нерастворимый в воде слой битума, поверх битумного слоя последовательно уложены полиэтиленовая пленка, внутренняя оболочка из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена и слой водоблокирующей ленты, образующие гидроизолирующие слои, поверх и вдоль слоя водоблокирующей ленты уложена проволочная броня, выполненная с возможностью сопротивления кабеля деформации на разрыв, поверх брони обернута вторым слоем водоблокирующая лента из термо- и окислительно-стойкого полиэтилена, и смонтирована внешняя оболочка, образующие очередные гидроизолирующие слои, снаружи внешней оболочки заодно с ней смонтированы ребра жесткости, представляющие собой продольные утолщения материала внешней оболочки.

Images