Кабель электрический нагревостойкий Советский патент 1977 года по МПК H01B7/02 

1

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к кабельной технике, в частности к нагревостойким высоковольтньом кабелям.

Известны кабели электрические нагревостойкие, содержащие токопроводяИУЮ жилу, изоляцию из нагревостойких эластомеров, например из кремнийорганической резины, и внешнюю оплетку l.

Недостатком этих кабелей является механическая неустойчивость конструкции при нагреве.

В процессе нагрева материал изоляции расширяется, а оплетка, выполненная из неэластичного материала (например, стеклонитей или металлических проволок) , не компенсирует;,увеличение периметра изоляции. Вследствие этого образуются изгибы жилы и разрывы оплетки, приводящие к повреждению и пробою изоляции.

Указанных недостатков не имеет конструкция электрического кабеля, в которой изоляция кабеля имеет сложную геометрическую форму в виде кругового цилиндра с продольными канавками, равномерно расположенными по периметру 2

При нагревании материал изоляции, расширяясь, заполняет пустоты, образованные продольными канавками, благодаря чему снимаются внутренние напряжения, возникающие в изоляции при нагреве. Однако Б полостях, образованных продольными канавками, под дейСтвием электрического напряжения, превышающего оп|зеделенное значение, возникает ионизация, разрушающая изоляцию. Этот недостаток исключает возможность применения данной конструкции

для высоковолыных кабелей.

Цель изобретения - повышение электрической прочности изоляции во всем диапазоне рабочих температур.

Поставленная задача достигается

тем, что в кабеле электрическом нагревостойком, содержащем жилу, изоляцию и оплетку, изоляции придается форма призмы, имеющей в поперечном сечении форму выпуклого многоугольника.

Известно, что при постоянном периметре наибольшую площадь из всех выпуклых многоугольников имеет окружность .

Следовательно, если изоляция выполиена из эластичного материала в форме призмы и поверх изоляции наложена пло1 но прилегающая к ней оплетка из нерастягивающегося материала, то компенсация приращения объема изоляции при нагреве будет происходить с постепенным. по мере нагрева, преобразованием многоугольника в окружность того же периметра. Кроме того, при поперечном сечении изоляции, представляющем правильный выпуклыЯ многоугольник, наибольшее число сторон, при котором осуществляется компенсация теплового расширения определяе тся из соотношения зг ,л. t«f-o. п- наибольшее число сторон многоугольника;о1- коэффициент линейного расширения материала изоляции, -b - температура изоляции, С. Чем меньше число сторон, тем больше разница при равном периметре между площадями круга и многоугольника и, следовательно, тем выше допустимая температура. Однако с уменьшением чис г.а сторон уменьшается минимальная тол щина изоляции и, следовательно, уменьшается допустимое рабочее напряжение. Поэтому поперечное сечение изоляции кабеля на заданную температуру должно иметь форму правильного выпуклого многоугольника с наибольшим допустимым для данной температуры числом сто рон, т.е. в соответствии с предлагаемой формулой. Для ряда высоковольтных кабелей плотное прилегание металлической опле ки к поверхности изоляции не исключает возможности возникновения частичных разрядов между оплеткой и изоляцией . Это относится к высоковольтным кабелям для плотного и подвижного мон тажа, у которых в процессе монтажа и эксплуатации из-за многократных изгибов может происходить отделение оплет ки от изоляции . В этих случаях применяется проводящий слой, расположенный между изоляцией и оплеткой и выполненный из того же материала, что и изоля ция, но имеет повышенную проводимость например, за счет добавки специальных ингредиентов. Для высоковольтных кабелей с наруж ным полупроводящим слоем изоляция наложена в виде кругового цилиндра , а по верх нее накладывается проводящий слой таким образом, что в сечении образует ся выпуклый многоугольник. Предлагаемое решение поясняется чер тежом. Кабель содержит центральную жилу 1 одно- или двухслойную изоляцию 2 из эластичного материала и оплетку 3 из неэластичного материала. Число сторон многоугольника определяется в соответствии с приведенной формулой. Например, для кремнийорганической резины при температуредо lesc число сторон должно быть равно шести. Предлагаемая конструкция работает следующим образом. В процессе нагрева материал изоляции расширяется.Так как периметр изоляции остается постоянным (например, в случае оплетки из стекловолокна), компенсация приращения объема происходит за счет постепенного изменения сечения, которое принимает по мере нагревания форму окружности того же периметра (на чертеже эта окружность показана пунктирной линией). Применение кабеля предложенной конструкции позволяет увеличить рабочую температуру высоково.пьтных кабелей, снизить процент брака при изготовлении и увеличить эксплуатационную долговечность кабелей при предельных температурах . Формула изобретения 1.Кабель электрический нагревостойкий, содержащий жилу с изоляцией некруглого сечения из нагревостойкого, например кремнийорганического, элас- томера и оплетку из неэластичного материала, например стеклянных нитей, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности изоляции во всем диапазоне рабочих температур, изоляция в поперечном сечении имеет форму выпуклого многоугольника. 2.Кабель электрический по п.1,о тли чающийся тем, что многоугольник выполнен правильным с числом сторон, удовлетворяющим соотношению (i,,5) где п - число сторон многоугольника , ОС - коэффициент линейного расширения материала, -t - максимальная экспуатационная температура. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Великобритании №743396, кл. 36 А, 1956. 2.Патент Великобритании №928998, кл. 36 А, 1968.