Рішення для єдиноядерного екранованого кабелю з тонкими стінками високого напруги

1. Абстракт​
   Цей рішення вирішує типові проблеми, з якими стикаються високовольтові кабелі в складних середовищах, такі як фізичні пошкодження, хімічна корозія та електромагнітне заваджування. Основою рішення є новаторський одножильний захищений тонкостінний високовольтовий кабель. Благодіяючи інноваційній двошаровій захисті XLPE, композитній структурі захисту та опціональному оптимізованому зовнішньому покриттю, він забезпечує виняткову механічну захисту, ізоляційні властивості, ефективність захисту та тривалий термін служби, надаючи безпечне, надійне та ефективне підключення для систем передачі електроенергії.

​II. Технічний тло та мета корисної моделі​

1. ​Технічний тло​
   Дроти та кабелі, як ключові продукти для передачі енергії, пересилання інформації та реалізації електромагнітного перетворення, часто називають "судинами" та "нервами" національної економіки. Їх надійність є критично важливою для стабільної роботи цілих систем. Проте, існуючі високовольтові кабелі часто стикаються з серйозними проблемами:
   • Біологічна та екологічна ерозія: Вразливі до пошкоджень від гризунів, комах або зовнішньої вологи, кислот, основ та інших хімічних речовин, що може призвести до зламу ізоляції, коротких замикань або навіть пожеж.
   • Механічне пошкодження: При умовах, таких як встановлення, втягання, вплив вітру та сонячного світла, зовнішній ізоляційний шар нахилив до стертості та тріщин, що викриває жилу та порушує передачу енергії, створюючи ризики для безпеки.
   • Недостатній захист: Невідповідний електромагнітний захист робить кабелі вразливими до зовнішніх завад або випромінювання, що впливає на якість сигналу та стабільність передачі.
2. ​Мета корисної моделі​
   Це рішення має на меті надати одножильний захищений тонкостінний високовольтовий кабель з розумною конструктивною розробкою, відмінними захисними властивостями, довгим терміном служби та високою ефективністю захисту, повністю вирішуючи вищезазначені проблеми та задовольняючи строгі вимоги для різних складних сценаріїв застосування.

​III. Основна конструкція кабелю та технічні параметри​
Кабель використовує точну багатошарову структуру, починаючи зсередини, де кожен шар виконує специфічні функції для синергетичного підвищення загальної продуктивності.

​​(I) Основна структура (шари зсередини на зовні)​​

​​(II) Опціональні оптимізовані структури (конфігурування відповідно до сценаріїв застосування)​​
Для вирішення екстремальних або особливих умов, наступні оптимізовані структури можна додати поза зовнішньою оболонкою XLPE:

1. ​Осьові ребра:​​
• Структура: На поверхні зовнішньої оболонки надаються осьові ребра з вбудованим заземлювальним дротом всередині.
• Функція: Один кінець заземлювального дроту підключений до внутрішньої плесені з луженої міді, а інший надійно заземлений, формуючи ефективний шлях розряду, що значно підвищує ефективність захисту та антизавадні властивості. Ребриста структура також підвищує напружність розтягування кабелю та зменшує прямі пошкодження зовнішньої оболонки.
2. ​Кільцеві виступи:​​
• Структура: На поверхні зовнішньої оболонки розташовані кільцеві виступи з вбудованими феритовими магнітними кільцями всередині.
• Функція: Феритові кільця ефективно приглушують високочастотні електромагнітні завади, що додатково оптимізує спектр захисту. Кільцеві виступи також забезпечують стійкість до стискання та зменшують пошкодження.
3. ​Шар плесені з поліестерових волокон:​​
• Структура: Як найзовнішній шар застосовується плесень з високоміцніх поліестерових волокон.
• Функція: Забезпечує комплексну захисту від середовища, ефективно протистоячи УФ-випромінюванню, високим температурам, вологі, низьким температурам, кислотним/основним газам та іншим ерозивним факторам. Також зменшує механічний вплив, забезпечуючи довготривалу безпечну роботу в складних умовах.

​IV. Технічні переваги та цінність​

1. ​Подвійний захист, безпечний та надійний:​​
• Двощарова конструкція ізоляції XLPE формує надлишкову систему безпеки. Навіть якщо зовнішня оболонка буде несподівано сильно пошкоджена, внутрішній шар залишається цілим, значно зменшуючи ризик відключень та коротких замикань, забезпечуючи безперервність поставок електроенергії.
2. ​Стабільна конструкція, висока вогнестійкість:​​
• Компактний шар обмотки забезпечує цілісність та стабільність конструкції кабелю, запобігаючи внутрішньому розслабленню. Його високі вогнестійкі властивості значно підвищують рейтинг пожежної безпеки продукту.
3. ​Ефективний композитний захист, відмінні антизавадні властивості:​​
• Композитна структура захисту, сформована плесенню з луженої міді та шаром алюмінієвої фольги ("металева плесень + повне покриття"), забезпечує 360° бездоганний захист, ефективно ізольуючи внутрішні та зовнішні електромагнітні завади. Опціональні заземлювальні дроти та феритові кільця можуть вирішити проблеми завад в конкретних частотних діапазонах.
4. ​Виняткова стійкість, широкий діапазон застосування:​​
• Благодіяючи дизайну ребер та виступів на зовнішній оболонці та найзовнішньому шару плесені з поліестерових волокон, стійкість кабелю до пошкоджень, розривів та погодних умов якісно покращується. Його термін служби значно продовжується, роблячи його придатним для широкого спектра складних та суворих середовищ, таких як промислові парки, встановлення на відкритому повітрі, тунелі та підземні копалини, зменшуючи загальні витрати на обслуговування.