Патент на изобретение №2154867

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОВОД

(57) Реферат:

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к конструкциям монтажных проводов. Технический результат заключается в повышении стойкости к распространению электрической дуги и облегчении снятия изоляции при монтаже при высокой механической и радиационной стойкости. В электрическом проводе, содержащем токопроводящую жилу и изоляцию в виде слоя на полиимидной основе, изоляция дополнительно содержит внутренний слой, предварительно сформированный на токопроводящей жиле при пропускании ее через водную суспензию фторопласта и последующей термообработке, причем соотношение толщин внутреннего слоя изоляции к внешнему на полиимидной основе составляет 1:25-1:6. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к конструкциям монтажных проводов, предназначенных для работы в условиях большого перепада температур и повышенной радиации.

В кабельной технике широко применяются провода, содержащие токопроводящую жилу и изоляцию, которую в зависимости от того, в каких целях используют провод, выполняют из различных материалов. Как правило, это должны быть термоустойчивые, эластичные материалы с высокой изолирующей способностью [1, 2].

Известен электрический провод, содержащий токопроводящую жилу и изоляцию в виде внутреннего слоя, образованного лентами фторопласта, а именно политетрафторэтилена, и наружного слоя из плавкого сополимера тетрафторэтилена с перфтор(алкил)виниловыми эфирами [3]. Такой провод надежен в работе при повышенной температуре до +250^oC, циклическом воздействии и электрическом напряжении 100 В, 50 Гц. Однако провода с такой изоляцией имеют низкую радиационную стойкость, низкую механическую прочность, непригодны для условий работы при низких температурах вследствие своей хладотекучести. Хладотекучесть приводит к продавливанию изоляционного слоя под воздействием механических нагрузок даже при низких температурах, а низкая механическая прочность – к необходимости применения изоляционного слоя толщиной не менее 0,2 – 0,3 мм, что увеличивает габариты и массу провода.

Наиболее близким устройством, решающим задачу создания электрического провода с малой толщиной изоляции и небольшими габаритами и массой при высокой разрешающей способности, высокой механической прочности, является электрический провод, содержащий токопроводящую жилу и изоляцию, представляющую собой полиимидную пленку [4], например, в виде нанесенного на жилу электроизоляционного полиимидного лака АД-9103 по ТУ 6-19.283-85. Известно, что изоляция из полиимида имеет высокие радиационную стойкость, механическую прочность и твердость, не размягчается вплоть до температуры разложения (400^oC), благодаря высокой механической прочности может использоваться для изоляции проводов в виде очень тонких слоев (0,05 – 0,1 мм), благодаря чему провода имеют небольшие габариты и массу, что особенно ценно для космической и авиационной техники.

Однако эти провода обладают низкой стойкостью к распространению электрической дуги по длине жгута при ее образовании вследствие повреждения изоляции расположенных рядом проводов. Образующиеся под действием высокой температуры токопроводящие коксообразные и газообразные продукты разложения (пиролиза) способствуют поддержанию дуги и ее распространению по длине собранных в жгут проводов, что может вызвать пожар в электрической сети. Дуга распространяется при напряжении выше 12В, что ограничивает рабочее напряжение при применении таких проводов несмотря на высокую электрическую прочность изоляции. Кроме того, при зачистке в процессе монтажа полиимидная изоляция, которая, как правило, наносится путем нанесения полиимидного лака на поверхность токопроводящей жилы с последующей термообработкой, трудно снимается с токопроводящей жилы вследствие высокой адгезии.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение стойкости к распространению электрической дуги, облегчение снятия изоляции при монтаже при сохранении всех остальных положительных свойств проводов, включая радиационную стойкость и механическую прочность.

Этот технический результат достигается тем, что в электрическом проводе, содержащем токопроводящую жилу и изоляцию в виде нанесенного на жилу слоя на полиимидной основе, изоляция дополнительно содержит внутренний слой, предварительно сформированный на токопроводящей жиле при пропускании ее через водную суспензию фторопласта и последующей термообработке, при соотношении толщины внутреннего слоя к толщине слоя на полиимидной основе 1:25 – 1:6.

На чертеже изображен предлагаемый электрический провод, где 1 – токопроводящие жилы, 2 – внутренний слой изоляции, сформированный на токопроводящей жиле при пропускании ее через водную суспензию фторопласта и последующей термообработке, 3 – внешний слой на полиимидной основе. В зависимости от условий работы электрического провода и требований к радиационной стойкости, механической прочности соотношение толщины слоя 2 к толщине слоя 3 равно 1: 25 – 1:6.

Для изготовления электрического провода токопроводящую жилу пропускают через установку с водной суспензией фторопласта, например Ф-4Д по ТУ 6-05-1246-81, после чего подвергают термообработке при температуре 330-360^oC. Толщина получаемого при этом внутреннего слоя, как правило, соответствует 0,01 – 0,015 мм, но может достигать 0,04 мм и регулируется количеством проходов токопроводящей жилы через ванну с суспензией фторопласта и печь для термообработки. Затем токопроводящую жилу с уже нанесенным на нее слоем фторопласта пропускают через камеру эмальпечи, где на ее поверхность наносят слой на полимерной основе, например лак электроизоляционный полиимидный марки АД-9103 по ТУ 6-19.283-85. Толщина изоляции проводов такой конструкции получается 0,07 – 0,1 мм. Поскольку толщина внутреннего слоя почти на порядок меньше толщины внешнего полиимидного слоя, внутренний фторопластовый слой не оказывает существенного влияния на прочностные и механические характеристики, в том числе и стойкость к радиации, электрического провода предлагаемой конструкции, не увеличивает массу и габариты проводов, что особенно важно при использовании их в качестве монтажных проводов в космической и авиационной технике.

Использование провода предлагаемой конструкции позволяет расширить диапазон сечений проводов до 0,5 мм (тогда как в прототипе – до 0,35 мм), так как значительно увеличивается напряжение распространения дуги. Все вышеизложенное подтверждается данными испытаний, представленными в таблице 1.

В зависимости от того, в каких условиях предполагают использовать электрический провод, а также геометрических размеров провода отношение толщины слоев (внутреннего фторопластового к внешнему полиимидному) при этом выбирают от 1: 25 до 1:6. В таблице 2 представлены характеристики проводов предлагаемой конструкции в зависимости от соотношения толщины слоев. Из таблицы видно, что выполнение внешнего слоя изоляции толщиной меньше, чем в 6 раз превышающей толщину внутреннего слоя, нецелесообразно, так как ухудшаются механические характеристики изолированного провода вследствие недостаточной толщины полиимидного слоя. Выполнение внешнего слоя толще чем в 25 раз внутреннего ведет к неоправданному увеличению массы и габаритов провода.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1362917, кл. H 01 В 7/02, 1987 г.

2. Авторское свидетельство СССР 1775734, кл. H 01 В 7/02, 1992 г.

3. Авторское свидетельство СССР 1405590, кл. H 01 В 7/02, 1995 г.

4. Астахин В. В. и др. “Электроизоляционные лаки”, М.Химия, 1981, с. 97-106.

Формула изобретения

Электрический провод, содержащий токопроводящую жилу и изоляцию в виде нанесенного на жилу слоя на полиимидной основе, отличающийся тем, что изоляция дополнительно содержит внутренний слой, предварительно сформированный на токопроводящей жиле при пропускании ее через водную суспензию фторопласта с последующей термообработкой, при соотношении толщины внутреннего слоя к толщине слоя на полиимидной основе 1 : 25 – 1 : 6.

РИСУНКИ