RU188206U1

RU188206U1 - FIRE RESISTANT CABLE

Info

Publication number: RU188206U1
Application number: RU2018135994U
Authority: RU
Inventors: Виталий Геннадиевич Мещанов; Михаил Юрьевич Шувалов; Михаил Кузьмич Каменский; Андрей Александрович Фрик; Алексей Анатольевич Сливов; Мария Алексеевна Николаева
Original assignee: Акционерное общество "Кирскабель"
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-04-03

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей контрольных с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении до 1000 В частотой до 100 Гц. Кабель силовой содержит токопроводящие жилы 1, термический барьер 2, изоляцию 3 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющей энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 100 для времени 20000 часов, с КИ не менее 28 и удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг, изолированные жилы скручены в сердечник, наружную оболочку 4 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющую энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 110 для времени 20000 часов, с КИ не менее 32 и удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг. Кабель может дополнительно содержать скрепляющую обмотку 5 из полиамидной или полиэтилентерефталатной ленты, внутреннюю экструдированную оболочку 6 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с КИ не менее 40 и удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, экран 7 из медных лент или медных проволок, или броню 8 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава. Кабель также может дополнительно содержать обмотку 9 из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты. Технический результат заключается в разработке контрольных кабелей пожаробезопасного исполнения с назначенным сроком службы 60 лет при температуре окружающей среды до плюс 60°С.The utility model relates to cable technology, namely, to the construction of control cables with plastic insulation and a sheath, designed for transmission and distribution of electrical energy in stationary electrical installations with an alternating voltage of up to 1000 V and a frequency of up to 100 Hz. The power cable contains conductive conductors 1, thermal barrier 2, insulation 3 from a cross-linked halogen-free polymer composition having an activation energy of at least 100 kJ / mol, with a TI of at least 100 for a time of 20,000 hours, with a KI of at least 28 and specific heat combustion no more than 19 MJ / kg, insulated conductors twisted into a core, outer shell 4 of a cross-linked halogen-free polymer composition having an activation energy of at least 100 kJ / mol, with a TI of at least 110 for a time of 20,000 hours, with a CI of at least 32 and specific heat of combustion no more than 18 MJ / k g. The cable may additionally contain a fastening winding 5 of polyamide or polyethylene terephthalate tape, an inner extruded sheath 6 of a halogen-free polymer composition with a KI of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg, screen 7 of copper tapes or copper wires, or armor 8 of two steel galvanized tapes, superimposed overlapping, or of steel wires or wires of aluminum or aluminum alloy. The cable may also further comprise a winding 9 of at least one polyethylene terephthalate tape. The technical result consists in the development of control cables of fireproof design with an assigned service life of 60 years at an ambient temperature of up to plus 60 ° C.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей контрольных с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 660 В частотой до 100 Гц и постоянном напряжении до 1000 В.The utility model relates to cable technology, namely to the construction of control cables with plastic insulation and a sheath, designed for the transmission and distribution of electrical energy in stationary electrical installations with an alternating voltage of 660 V with a frequency of up to 100 Hz and a constant voltage of up to 1000 V.

Известны контрольные огнестойкие кабели, не распространяющие горение, марки КППГнг(A)-FRHF, имеющие токопроводящие жилы, обмотку из слюдосодержащей ленты, изоляцию и оболочку из полимерных композиций, не содержащих галогенов (Полезная модель №174771).Known fire-resistant control cables that do not propagate combustion, KPPGng (A) -FRHF brands, having conductive conductors, a winding of mica tape, insulation and a sheath of halogen-free polymer compositions (Utility Model No. 174771).

Такие кабели соответствуют требованиям по нераспространению горения при групповой прокладке при испытаниях по ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, требованиям по оптической плотности дыма при испытаниях по ГОСТ IEC 61034-2-2011, требованиям по огнестойкости при испытаниях по ГОСТ IEC 60331-21-2011, требованиям по коррозионной активности продуктов горения при испытания по ГОСТ IEC 60754-2-2015 и имеют подтвержденный срок службы 40 лет при температуре окружающей среды до плюс 50°С при испытаниях по IEC 60216-1(2013) "Материалы электроизоляционные. Характеристики теплостойкости. Часть 1. Процедуры испытаний на старение и оценка результатов".Such cables comply with the requirements for non-proliferation of flame during group laying during tests in accordance with GOST IEC 60332-3-22-2011, requirements for optical smoke density during tests in accordance with GOST IEC 61034-2-2011, fire resistance requirements during tests in accordance with GOST IEC 60331-21 -2011, the requirements for the corrosion activity of combustion products when tested in accordance with GOST IEC 60754-2-2015 and have a confirmed service life of 40 years at an ambient temperature of up to + 50 ° С when tested in accordance with IEC 60216-1 (2013) "Electrical insulating materials. Characteristics heat resistance - Part 1: P otsedury aging tests and evaluation of results. "

Однако, в соответствии с требованиями ПНСТ 167-2016 "Изделия кабельные для атомных станций. Общие технические требования", для кабелей, предназначенных для применения на атомных станциях, назначенный срок службы кабелей должен быть не менее 60 лет. Поставленная задача заключалась в выборе конструкции и определении полимерных материалов, обеспечивающих срок службы кабельного изделия не менее 60 лет при температуре окружающей среды до плюс 60°С при одновременном подтверждении требований по нераспространению горения кабелей при групповой прокладке с объемом горючей массы 7 л/м, огнестойкости, снижению светопроницаемости при горении и тлении не более 40%, проводимостью водного раствора абсорбированных продуктов дымо- и газовыделения не более 10 мкСм/мм с кислотным числом (рН) не более 4,3.However, in accordance with the requirements of PNST 167-2016 “Cable products for nuclear power plants. General technical requirements”, for cables intended for use at nuclear power plants, the assigned cable service life should be at least 60 years. The task was to select the design and determination of polymeric materials that provide a cable product with a service life of at least 60 years at an ambient temperature of up to plus 60 ° С while confirming the requirements for the non-proliferation of cable combustion during group installation with a fuel mass of 7 l / m, fire resistance reduction of light transmission during combustion and decay of not more than 40%, conductivity of an aqueous solution of absorbed smoke and gas products no more than 10 μS / mm with an acid number (pH) of not more than 4.3.

Технический результат заключается в разработке контрольных кабелей пожаробезопасного исполнения с назначенным сроком службы 60 лет при температуре окружающей среды до плюс 60°С.The technical result consists in the development of control cables of fireproof design with an assigned service life of 60 years at an ambient temperature of up to plus 60 ° C.

Технический результат достигается тем, что в кабеле контрольном, содержащем скрученные медные токопроводящие жилы с наложенными поверх каждой термическим барьером, выполненным, по меньшей мере, из одной спирально наложенной с перекрытием слюдосодержащей лены, и изоляцией из полимерной композиции, и наложенную поверх скрученных изолированных жил наружную оболочку из полимерной композиции, наружная оболочка выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с температурным индексом (ТИ), определенным по IEC 60216-1, не менее 110 для времени 20000 часов, с кислородным индексом (КИ) не менее 32, и определенной по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг.The technical result is achieved in that in the control cable, containing twisted copper conductive conductors with a thermal barrier overlaid on top of each, made of at least one mica-containing linen superimposed spirally and overlapping, and with insulation from the polymer composition, and an external overlay over twisted insulated cores a shell of a polymer composition, the outer shell is made of a cross-linked halogen-free polymer composition with a temperature index (TI) defined in accordance with IEC 60216-1, not less than 110 for a time of 20,000 hours, with an oxygen index (CI) of at least 32, and a specific heat of combustion determined in accordance with ISO 5660-1 of not more than 18 MJ / kg.

Изоляция и оболочка могут быть выполнены из полимерных композиций, не содержащих галогенов, сшитых с помощью радиационного или химического метода сшивки, имеющих определенную по ГОСТ Р 56722-2015 энергию активации не менее 100 кДж/моль.The insulation and the shell can be made of halogen-free polymer compositions crosslinked using the radiation or chemical crosslinking method, having an activation energy determined by GOST R 56722-2015 of at least 100 kJ / mol.

Изоляция кабеля может быть выполнена из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, с ТИ не менее 100 для времени 20000 часов, с КИ не менее 28 и удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг.The cable insulation can be made of a cross-linked halogen-free polymer composition with a TI of at least 100 for a time of 20,000 hours, with a CI of at least 28 and a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg.

Кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил скрепляющую обмотку в виде спирально наложенной полиамидной или полиэтилентере-фталатной ленты и/или внутреннюю экструдированную оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с КИ не менее 40 и определенной по ISO 5660-1 удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг.The cable may additionally contain, on top of the insulated cores twisted into the core, a fastening winding in the form of a spirally applied polyamide or polyethylene phthalate tape and / or an extruded inner sheath of a halogen-free polymer composition with a KI of at least 40 and specific heat determined according to ISO 5660-1 combustion no more than 15 MJ / kg.

Кабель может дополнительно содержать поверх внутренней оболочки экран из медных лент или медных проволок, которые могут быть соединены медной лентой или пасмой, или броню из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава.The cable may further comprise, on top of the inner sheath, a shield of copper tapes or copper wires that can be connected with copper tape or skeins, or armor of two galvanized steel tapes superimposed overlapping, or of steel wires or wires of aluminum or aluminum alloy.

Для предотвращения осыпания слюды кабель может дополнительно содержать поверх термического барьера обмотку из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.To prevent shedding of mica, the cable may additionally comprise, on top of the thermal barrier, a winding of at least one polyethylene terephthalate tape.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан кабель контрольный в разрезе.A utility model is illustrated in the drawing, which shows a control cable in section.

Кабель контрольный содержит токопроводящие жилы 1, термический барьер 2, изоляцию 3 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющей энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 100 для времени 20000 часов, с КИ не менее 28 и удельной теплотой сгорания не более 19 МДж/кг, изолированные жилы скручены в сердечник и наружную оболочку 4 из сшитой полимерной композиции, не содержащей галогенов, имеющую энергию активации не менее 100 кДж/моль, с ТИ не менее 110 для времени 20000 часов, с КИ не менее 32 и удельной теплотой сгорания не более 18 МДж/кг. Кабель может дополнительно содержать скрепляющую обмотку 5 из полиамидной или полиэтилентерефталатной ленты, внутреннюю экструдированную оболочку 6 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с КИ не менее 40 и удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, экран 7 из медных лент или медных проволок, или броню 8 из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, или из стальных проволок или проволок из алюминия или алюминиевого сплава. Кабель также может дополнительно содержать обмотку 9 из, по крайней мере, одной полиэтилентерефталатной ленты.The control cable contains conductive conductors 1, thermal barrier 2, insulation 3 from a cross-linked halogen-free polymer composition having an activation energy of at least 100 kJ / mol, with a TI of at least 100 for a time of 20,000 hours, with a KI of at least 28 and specific heat combustion not more than 19 MJ / kg, insulated conductors are twisted into the core and outer shell 4 of a cross-linked halogen-free polymer composition having an activation energy of at least 100 kJ / mol, with a TI of at least 110 for a time of 20,000 hours, with a CI of at least 32 and specific heat of combustion no more than 18 MJ / kg. The cable may additionally contain a fastening winding 5 of polyamide or polyethylene terephthalate tape, an inner extruded sheath 6 of a halogen-free polymer composition with a KI of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg, screen 7 of copper tapes or copper wires, or armor 8 of two steel galvanized tapes, superimposed overlapping, or of steel wires or wires of aluminum or aluminum alloy. The cable may also further comprise a winding 9 of at least one polyethylene terephthalate tape.

Примененные для изготовления предлагаемого кабеля полимерные композиции, не содержащие галогенов, выпускаются промышленно.The halogen-free polymer compositions used for the manufacture of the proposed cable are commercially available.

Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной проволоки, традиционной для электрических кабелей, скрутку элементов кабеля производят на обычном крутильном оборудовании.Conductors 1 are made of copper wire, traditional for electric cables, the twisting of the cable elements is carried out on conventional twisting equipment.

Термический барьер 2, скрепляющую обмотку 5 и полиэтилентерефталатную ленту 9 накладывают на обмоточном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.The thermal barrier 2, fastening the winding 5 and the polyethylene terephthalate tape 9 is applied to the winding equipment, traditionally used in the cable industry.

Изоляцию 3, внутреннюю 6 и наружную оболочки 4 накладывают на экструзионном оборудовании.Insulation 3, inner 6 and outer shell 4 are applied on extrusion equipment.

Наложение экрана 7 из медных лент или медных проволок осуществляют на известном оборудовании, традиционно применяемом в кабельной промышленности.The overlay screen 7 of copper tapes or copper wires is carried out on known equipment, traditionally used in the cable industry.

Наложение брони 8 производится на бронировочных машинах, традиционно применяемых в кабельной промышленности.The imposition of armor 8 is made on armor machines, traditionally used in the cable industry.

Все образцы предлагаемых кабелей были испытаны на соответствие следующим требованиям пожарной безопасности: на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, на огнестойкость по ГОСТ IEC 60331-21-2011, на дымообразование при горении и тлении по ГОСТ IEC 61034-2-2005, на количество выделяемых газов галогеновых кислот при горении материалов конструкции кабелей по ГОСТ IEC 60754-2-2011. Результаты испытаний положительные. Расчетный срок службы был определен в соответствии с требованиями IEC 60216-1 и составил более 60 лет для температуры эксплуатации 60°С.All samples of the proposed cables were tested for compliance with the following fire safety requirements: for non-proliferation of combustion during group installation according to GOST IEC 60332-3-22-2011, for fire resistance in accordance with GOST IEC 60331-21-2011, for smoke formation during combustion and smoldering in accordance with GOST IEC 61034-2-2005, on the amount of halogen acid gases emitted during the combustion of cable construction materials in accordance with GOST IEC 60754-2-2011. The test results are positive. The estimated service life was determined in accordance with the requirements of IEC 60216-1 and amounted to more than 60 years for an operating temperature of 60 ° C.

Результаты испытаний, проведенных в соответствии с требованиями ГОСТ IEC 60332-3-22-2011, по сроку службы, а также сравнительные данные по удельной теплоте сгорания кабелей (за 100% приняты значения теплоты сгорания кабеля-прототипа) приведены в таблице.The results of tests carried out in accordance with the requirements of GOST IEC 60332-3-22-2011, on the service life, as well as comparative data on the specific heat of combustion of the cables (values of the calorific value of the prototype cable are taken as 100%) are given in the table.

Claims

1. Fire-resistant control cable containing twisted copper conductive conductors with a thermal barrier overlaid on top of each of them made of at least one mica tape and insulation made of a polymer composition spirally laid with an outer sheath made of a polymer composition overlaid on an insulated strand characterized in that the outer shell is made of a halogen-free polymer composition with a temperature index (TI) of at least 110 for a time of 20,000 hours, with oxygen and index no less than 32 and specific heat of combustion no more than 18 MJ / kg.

2. The cable according to claim 1, characterized in that the insulation and the outer shell are made of halogen-free polymer compositions crosslinked by the radiation or chemical crosslinking method, having an activation energy of at least 100 kJ / mol.

3. The cable according to claim 2, characterized in that the insulation is made of a cross-linked halogen-free polymer composition with a temperature index (TI) of at least 100 for a time of 20,000 hours, with an oxygen index of at least 28 and a specific heat of combustion of not more than 19 MJ / kg.

4. Cable according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that it further comprises a fastening winding in the form of a spirally applied polyamide or polyethylene terephthalate tape over twisted into a core of insulated cores.

5. The cable according to claim 1, characterized in that it further comprises, on top of the twisted insulated core, an inner sheath of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg.

6. The cable according to claim 4, characterized in that it further comprises, on top of the twisted insulated core, an inner sheath of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of at least 40 and a specific heat of combustion of not more than 15 MJ / kg.

7. The cable according to claim 5 or 6, characterized in that it further comprises a screen on top of the inner sheath made of copper tapes or copper wires.

8. The cable according to claim 7, characterized in that the copper tape or copper wire is connected by a copper tape or skein.

9. The cable according to claim 5 or 6, characterized in that it further comprises, on top of the inner shell, armor from two galvanized steel tapes superimposed overlapping, or from steel wires, or aluminum wires, or aluminum alloy wires.

10. The cable according to claim 1, characterized in that it further comprises, on top of the thermal barrier, a winding of at least one polyethylene terephthalate tape.