Электрический кабель Советский патент 1992 года по МПК H01B7/18 

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к конструкциям бронированных кабелей с оболочками и защитными покровами из пластмасс, подвергающихся воздействию значительных осевых усилий в процессе монтажа и эксплуатации.

Известны электрические кабели 1,2, содержащие сердечник из изолированных жил и наложенную на него оболочку из пластмассы, в которой грузонесущие элементы расположены с разъединением (т.е. с промежутками между ними) параллельно сердечнику, находящемуся на оси кабеля.

Расположение грузонесущих элементов параллельно оси кабеля является недостатком упомянутых конструкций, так как при больших значениях модуля упругости материала грузонесущих элементов (упрочняющие нити из стекловолокна или из синтетических волокон, стальные проволоки и т.п.) существенно снижает гибкость кабеля в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является электрический кабель 3, содержащий сердечник, образованный одной изолированной экранированной жилой, и последовательно наложенные на него оболочку из пластмассы, броню из спирального повива круглых проволок и защитный покров из кабельной пряжи, пропитанной битумом. В этом кабеле изоляция выполнена из вулканизированного полиэтилена.

Недостатком этого кабеля является необходимость укладки круглых металлических проволок брони вплотную друг к другу для обеспечения стабильности их расположения, что приводит к неоправданному перерасходу стали и утяжелению конструкции.

м

xj О

ч оо

Кроме того, плотное соприкосновение проволок брони между собой снижает гибкость кабеля за счет сил трения, возникающих между проволоками при изгибах кабеля. Снижение гибкости приводит к увеличению усилий, затрагиваемых при прокладке и монтаже кабеля, и к увеличению трудоемкости при выполнении этих операций.

Цель изобретения - снижение материалоемкости кабеля, а также трудоемкости при прокладке и онтаже путем увеличения гибкости кабеля.

Для достижения этой цели в электрическом кабеле, Содержащем сердечник, обра- зооанный по меньшей мере одной изолированной жилой, и последовательно наложенные на него оболочку из пластмассы, броню из спирального повива круглых проволок и защитный покров, проволоки брони расположены друг относительно друга с зазорами, величина которых не превышает диаметра проволок, защитный покров выполнен в виде шланга из пластмассы, на внутренней поверхности которого выполнены расположенные в указанных зазорах и повторяющие их конфигурацию выступы, высота которых больше радиуса проволок, но меньше их диаметра.

Конструкция кабеля представлена на чертеже.

Электрический кабель содержит сердечник из токопроводящей жилы 1 и изоляции 2, оболочку 3 сердечника, выполненную из пластмассы, броню 4 из круглых металлических проволок и защитный шланг 5 из пластмассы. Проволоки брони 4 расположены друг относительно друга с зазорами, величина которых не превышает диаметра прополок. На внутренней поверхности шланга 5 выполнены выступы 6, расположенные в зазорах между проволоками брони и повторяющие конфигурацию зтих зазоров. Высота выступов 6 больше радиуса проволок, но меньше их диаметра, благодаря чему между вершинами выступов 6 и наружной поверхностью оболочки 3 сердечника имеется радиальный зазор 7.

Величина зазора между проволоками брони не должна превышать диаметра проволок, поскольку в противном случае при наложении шланга возможно проникновение пластмассы между проволоками до соприкосновения с оболочкой сердечника и приварка к нему, ч го сделает конструкцию более жесткой. Выступы шланга должны охватывать более половины поверхности каждой проволоки брони, поскольку при невыполнении этого условия проволоки не будут надежно зафиксированы в необходимом положении и будут смещаться при изгибах кабеля.

Сердечник кабеля может состоять из одной или нескольких экранированных или не- экранированных изолированных жил

любого назначения, например, силовых, контрольных, связи или их комбинаций.

При необходимости предлагаемый кабель может содержать экран 8, проводящие слои 9 и 10, расположенные соответственно

между токопроводящей жилой 1 и изоляцией 2 и между изоляцией 2 и экраном 8, а также эмиссионный слой 11, расположенный между проводящим слоем 9 и изоляцией 2.

При изготовлении кабеля целесообразно использовать для оболочки сердечника и защитного шланга пигментированный полиэтилен или поливинилхлоридный пластикат, для брони - стальную одинаковую проволоку или, при необходимости, проволоку из немагнитного металла или сплава.

В предлагаемом электрическом кабеле соприкосновение проволок брони между собой (как D известном кабеле) заменено на

соприкосновение проволок брони, зафиксированных выступами защитного шланга, с наружной поверхностью оболочки сердечника, выполненной из пластмассы. Благодаря этому снижаются силы трения между

конструктивными элементами кабеля, обеспечиваются ограниченная круговая и продольная подвижности шланги и брони относительно сердечника и, таким образом, повышается гибкость кабеля а целом, что

облегчает прокладку и монтаж кабеля, например, при качке в морских условиях.

В известном кабеле количество и размер проволок брони выбирают из числа катушек фонарной машины и условия

плотного соприкосновения проволок между собой, что обеспечивает устойчивость их взаимного расположеня при изгибах кабеля. Поэтому, как правило, расход стали пре- вышает необходимый, определяемый

прочностными требованиями, предъявляемыми к броне.

В предлагаемом кабеле положение проволок брони фиксируется на внутренней поверхности защитного шланга, поэтому

диаметр проволок может быть у(меньшен по сравнению с проволоками брони известного кабеля. При наложении проволок брони на оболочку сердечника предлагаемого кабеля на фонарной машине усилия их торможения на отдающих устройствах должны быть отрегулированы так, чтобы натяжения всех проволок были равны, что обеспечивает их устойчивое положение на поверхности

оболочки. Заполнение зазоров между проволоками материалом шланга осуществляют подбором взаимного расположения прессующего инструмента (дорна и матрицы), и его формы, а также регулированием числа оборотов шнека червячного пресса в зависимости о свойств материала шланга.

В предлагаемом кабеле суммарное сечение проволок брони может быть определено в соответствии с реальными прочностными требованиями, что приведет к экономии металлической проволоки, снижению массы кабеля и его материалоемкости.

Это подтверждено опытом изготовления образцов одножильных силовых кабе- лей для подводной прокладки (известного и предлагаемого) с одинаковыми сердечниками и оболочками.

Конструкции изготовленных образцов приведены в таблице.

Общая масса образца известного кабеля 5893,4 кг/км, в этом числе масса брони 3324,0 кг/км. Общая масса образца предлагаемого кабеля 4036,8 кг/км, в том числе масса брони 1556,8 кг/км.

Сравнение гибкости изготовленных образцов проводят по следующей методике: образцы кабелей консольно закрепляют в горизонтальном положении при длине свободного конца 0,6 м. На конец образца под- вешивают груз до отклонения на 10 см от исходного положения. Образец известного кабеля отклоняется на указанную величину при нагрузке 1,85 кгс{18,1 Н), образец предлагаемого кабеля при нагрузке 1,25 кгс (t2,3 И). Это подтверждает его большую гибкость, что потребует меньших усилий при прокладке и монтаже и снизит трудоемкость при проведении таких работ.

Для оценки устойчивости положения проволок брони, зафиксированных выступами шланга, обращенными к оси кабеля, образец предлагаемого кабеля подвергают трехкратной перемотке с барабана на барабан. Диаметр шейки барабанов - 1200 м. Подобное испытание по существу является воздействием трехкратного изгиба кабеля на ±180° в каждой точке испытуемого отрезка.

После каждой перемотки шланг кабеля подвергают визуальному осмотру. После трех двойных перемоток кабель разрезают на пяти местах по длине для определения положения проволок брони.

Результаты проведенных испытаний подтверждают устойчивость положения проволок брони после воздействия изгибов на кабель предлагаемой конструкции.

Формула изобретения

Электрический кабель, содержащий сердечник, образованный по меньшей мере одной изолированной жилой, и последовательно наложенные на него оболочку из пластмассы, броню из спирального повива круглых проволок и защитный покров, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, а также трудоемкости при прокладке и монтаже путем увеличения гибкости кабеля, проволоки брони расположены одна относительно другой с зазорами, величина которых не превышает диаметра проволок, защитный покров выполнен в виде шланга из пластмассы, на внутренней поверхности которого выполнены расположенные в указанных зазорах и повторяющие их конфигурацию выступы, высота которых больше радиуса проволок, но меньше их диаметра.

Использование: для эксплуатации в условиях воздействия значительных осевых усилий. Сущность изобретения: электрический кабель содержит сердечник, образованный по меньшей мере одной изолированной жилой, оболочку из пластмассы, броню и защитный покров. Проволоки брони расположены друг относительно друга с зазорами, защитный покров выполнен в виде шланга, на внутренней поверхности которого выполнены расположенные в зазорах и повторяющие их конфигурацию выступы, высота которых больше радиуса проволок, но меньше их диаметра. Снижается материалоемкость, увеличивается гибкость кабеля. 1 ип.

Предлагаемый

11,0

13,0 13,8 27,8 30,2

46,2

,2 36,2 36x2,5 43,2

(кабельная пряжа,пропитка)

(шланг из пигментированногополиэтиле- на)