RU193822U1

RU193822U1 - Electric cable for control and monitoring circuits

Info

Publication number: RU193822U1
Application number: RU2019122183U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Мещанов; Михаил Владимирович Шолуденко; Евгений Борисович Васильев; Ирина Владимировна Хвощевская; Любовь Юрьевна Лаппо; Вера Аркадиевна Ланкина; Дмитрий Викторович Кисин; Дмитрий Викторович Пташинский; Янина Юрьевна Старовойтова; Ирина Сергеевна Бекренева
Original assignee: Акционерное общество "Завод "Энергокабель" (АО "Завод "Энергокабель")
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2019-11-18

Abstract

Полезная модель относится к электрическим кабелям. Кабель содержит сердечник, поверх которого последовательно расположены поясная изоляция 3, экран 4 с контактным проводником 6 и оболочка 5 из сшитого термопластичного материала. Сердечник выполнен в виде двух и более скрученных между собой и снабженных изоляцией 2 токопроводящих жил 1. Технический результат - увеличение срока эксплуатации.The utility model relates to electrical cables. The cable contains a core, on top of which a belt insulation 3 is arranged sequentially, a shield 4 with a contact conductor 6 and a sheath 5 of crosslinked thermoplastic material. The core is made in the form of two or more twisted together and provided with insulation 2 conductive conductors 1. The technical result is an increase in service life.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.The technical field to which the utility model belongs.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкции электрических кабелей преимущественно для цепей управления и контроля, а также передачи данных в сооружениях промышленного, транспортного и энергетического назначения, в частности, в объектах атомной энергетики.The utility model relates to electrical engineering, in particular to the design of electric cables mainly for control and control circuits, as well as data transmission in industrial, transport and energy facilities, in particular, in nuclear power facilities.

Уровень техники.The level of technology.

Из уровня техники известно большое число конструкций электрических кабелей.A large number of electrical cable designs are known in the art.

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный электрический кабель для цепей управления и контроля содержащий сердечник, поверх которого последовательно расположены поясная изоляция, экран, оболочка из термопластичного материала, упомянутый сердечник выполнен в виде скрученных пучков, каждый из которых образован скрученными в пары и снабженными изоляцией токопроводящими жилами (RU 83875, опубликовано 03.02.2009). Недостатком данного известного кабеля для цепей управления и контроля является ограниченный срок эксплуатации и ухудшение электрических и механических параметров в условиях длительной эксплуатации.As the closest analogue, a well-known electric cable for control and control circuits is selected containing a core over which a belt insulation is sequentially arranged, a shield, a shell of thermoplastic material, the said core is made in the form of twisted bundles, each of which is formed into twisted pairs and equipped with conductive insulation cores (RU 83875, published 03.02.2009). The disadvantage of this known cable for control and monitoring circuits is the limited service life and the deterioration of electrical and mechanical parameters in long-term operation.

Раскрытие сущности полезной модели.Disclosure of the essence of the utility model.

Техническая задача, решаемая настоящей полезной моделью, состоит в создании электрического кабеля для цепей управления и контроля, обладающего длительным сроком эксплуатации и высокой надежностью в условиях длительной эксплуатации.The technical problem solved by this utility model is to create an electric cable for control and monitoring circuits, which has a long service life and high reliability in long-term operation.

Достигаемый технический результат состоит в повышении надежности кабеля за счет сохранения стабильности, по меньшей мере, в течение шестидесяти лет эксплуатации электрических и механических параметров и пожаробезопасности кабеля, в условиях длительной эксплуатации.The technical result achieved is to increase the reliability of the cable by maintaining stability for at least sixty years of operation of the electrical and mechanical parameters and the fire safety of the cable in long-term operation.

Указанный технический результат достигается тем, что электрический кабель для цепей управления и контроля содержит, по крайней мере, две токопроводящие жилы, снабженные изоляцией из термопластичного материала, упомянутые токопроводящие жилы скручены между собой с шагом скрутки с образованием, по крайней мере, одной пары, образующей сердечник, поверх упомянутого сердечника последовательно расположены поясная изоляция, экран и оболочка из термопластичного материала, при этом упомянутая оболочка выполнена из сшитой полимерной безгалогеновой композиции, имеющей значения диэлектрической проницаемости от 2 до 6 и температурного индекса не менее 110 для времени 20000 часов, а упомянутая изоляция выполнена из сшитой полимерной безгалогеновой композиции, имеющей значение диэлектрической проницаемости от 2 до 6 и температурного индекса не менее 100 для времени 20000 часов.The specified technical result is achieved by the fact that the electric cable for control and monitoring circuits contains at least two conductive conductors provided with insulation from a thermoplastic material, said conductive conductors are twisted together with a twisting step with the formation of at least one pair forming core, belt insulation, a screen and a sheath of thermoplastic material are arranged sequentially on top of the core, said shell being made of a cross-linked polymer without halogen a new composition having a dielectric constant of 2 to 6 and a temperature index of at least 110 for a time of 20,000 hours, and said insulation is made of a crosslinked halogen-free polymer composition having a dielectric constant of 2 to 6 and a temperature index of at least 100 for a time of 20,000 hours .

Указанный технический результат достигается также тем, что упомянутые токопроводящие жилы выполнены однопроволочными из медной или медной луженой проволоки.The specified technical result is also achieved by the fact that the said conductive cores are made single-wire from tinned copper or copper tinned wire.

Указанный технический результат достигается также тем, что упомянутые токопроводящие жилы выполнены многопроволочными из медных или медных луженых проволок.The specified technical result is also achieved by the fact that the aforementioned conductive cores are made multi-wire from tinned copper or copper tinned wires.

Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция каждой жилы имеет свой цвет.The specified technical result is also achieved by the fact that the insulation of each core has its own color.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх каждой токопроводящей жилы расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна.The specified technical result is also achieved by the fact that on top of each conductive core there is a thermal barrier made of mica tape or fiberglass.

Указанный технический результат достигается также тем, что экран выполнен в виде обмотки из металлической или металлополимерной ленты, под которой проложен медный луженый контактный проводник.The specified technical result is also achieved by the fact that the screen is made in the form of a winding from a metal or metal polymer tape, under which a tinned copper contact conductor is laid.

Указанный технический результат достигается также тем, что экран выполнен в виде оплетки из медных или медных луженых проволок.The specified technical result is also achieved by the fact that the screen is made in the form of a braid of copper or tinned copper wires.

Отличительной особенностью конструкции электрического кабеля в соответствии с настоящей полезной моделью является оптимальный подбор материалов, геометрических параметров элементов и конструкции кабеля.A distinctive feature of the design of the electric cable in accordance with this utility model is the optimal selection of materials, geometric parameters of the elements and cable design.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На Фиг. 1 показано поперечное сечение однопарного кабеля. На Фиг. 2 показано поперечное сечение двухпарного кабеля.In FIG. 1 shows a cross section of a single pair cable. In FIG. 2 shows a cross section of a two-pair cable.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

В современных условиях компьютеризированные средства управления, контроля и передачи данных получают широкое распространение в системах автоматики, телемеханики, измерительно-испытательных комплексах и системах управления в самых различных областях. Надежность и безопасность таких систем определяется надежностью, безопасностью и долговечностью кабельных изделий. Одним из наиболее ответственных с точки зрения требований к безопасности является, например, область атомной энергетики. Изделия, предназначенные для эксплуатации на атомных станциях, должны сохранять свою высокую функциональную и эксплуатационную надежность длительное время при заданных внешних воздействиях.In modern conditions, computerized control, monitoring and data transmission tools are widely used in automation systems, telemechanics, measuring and testing complexes and control systems in various fields. The reliability and safety of such systems is determined by the reliability, safety and durability of cable products. One of the most critical safety requirements is, for example, the field of nuclear energy. Products intended for operation at nuclear power plants must maintain their high functional and operational reliability for a long time under specified external influences.

Последние происшествия со сложными техническими системами, в частности с объектами атомной энергетики, показывают, что одной из основных причин техногенных аварий является ухудшение со временем эксплуатационных свойств оборудования, которое приводит к критическим отказам, особенно в условиях длительной эксплуатации. Требования к условиям и срокам безопасной эксплуатации оборудования постоянно повышаются и регулируются многочисленными регламентами, в частности, нормами и правилами в области атомной энергетики (например, Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций НП-031-01).Recent incidents with complex technical systems, in particular with nuclear power facilities, show that one of the main causes of technological accidents is the deterioration of the operational properties of equipment over time, which leads to critical failures, especially in long-term operation. Requirements for the conditions and terms of safe operation of equipment are constantly being increased and regulated by numerous regulations, in particular, norms and rules in the field of nuclear energy (for example, Design Standards for Earthquake-Resistant NP-031-01 Nuclear Power Plants).

Основными причинами потери кабельными изделиями работоспособности и свойств пожаробезопасности являются: ухудшение свойств полимерных материалов элементов кабелей в результате их старения в процессе длительной эксплуатации.The main reasons for the loss of operability and fire safety by cable products are: deterioration of the properties of polymer materials of cable elements as a result of their aging during long-term operation.

В процессе старения полимерных материалов происходит постоянное их разрушение - деструкция. Этот процесс протекает с разрывов основной макромолекулярной цепи, что приводит к снижению молекулярной массы полимера.In the process of aging of polymeric materials, their constant destruction occurs - destruction. This process proceeds with breaks in the main macromolecular chain, which leads to a decrease in the molecular weight of the polymer.

Являясь необратимой химической реакцией, деструкция приводит к нежелательным изменениям в структуре полимеров в процессе их длительной эксплуатации. Происходит постоянное ухудшение физико-механических параметров полимерных материалов элементов кабеля вплоть до растрескивания его изоляции и оболочки, что приводит к ухудшению электрических параметров изоляции и оболочки кабеля и, в конечном счете, к потере работоспособности кабеля.Being an irreversible chemical reaction, destruction leads to undesirable changes in the structure of polymers during their long-term operation. There is a constant deterioration in the physicomechanical parameters of the polymeric materials of the cable elements up to cracking of its insulation and the sheath, which leads to a deterioration in the electrical parameters of the insulation and the sheath of the cable and, ultimately, loss of cable performance.

Эксплуатационные свойства электрических кабелей определяются совокупностью его электрических, механических, физических и иных свойств, которые оказывают взаимное влияние друг на друга. Настоящая полезная модель обеспечивает достижение указанного технического результата, в том числе, оптимальным сочетанием материалов и конструктивных элементов кабеля.The operational properties of electric cables are determined by the combination of its electrical, mechanical, physical and other properties that have a mutual influence on each other. This utility model ensures the achievement of the specified technical result, including the optimal combination of materials and structural elements of the cable.

Как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2, электрический кабель содержит токопроводящие жилы 1, снабженные изоляцией 2 из сшитого безгалогенового полимерного материала. Изолированные токопроводящие жилы 1 скручены в пары с определенным шагом скрутки. Количество пар в кабеле может быть различным (от 1 до 40) в зависимости от назначения и области его использования.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the electric cable contains conductive conductors 1 provided with insulation 2 of a cross-linked halogen-free polymer material. Insulated conductive conductors 1 are twisted in pairs with a certain twist pitch. The number of pairs in the cable can be different (from 1 to 40) depending on the purpose and area of its use.

Токопроводящие жилы 1 могут быть выполнены однопроволочными из медной или медной луженой проволоки.Conducting cores 1 can be made single-wire from copper or tinned copper wire.

Токопроводящие жилы 1 также могут быть выполнены многопроволочными из медных или медных луженых проволок для повышения надежности.Conductors 1 can also be multi-wire made of copper or tinned copper wires to increase reliability.

Поверх каждой токопроводящей жилы 1 может быть расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна, толщиной от 0,1 мм до 0,2 мм. Это позволяет обеспечить работоспособность кабеля в условиях воздействия пламени.A thermal barrier made of mica tape or fiberglass with a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm can be located on top of each conductive core 1. This allows you to ensure the operability of the cable under conditions of flame exposure.

Скрученные в пары изолированные токопроводящие жилы 1 образуют сердечник кабеля.Twisted in pairs, insulated conductive conductors 1 form the core of the cable.

Поверх сердечника, образованного токопроводящими жилами 1, снабженных изоляцией 2 и скрученных в пару, последовательно расположены поясная изоляция 3, экран 4 и оболочка 5 из термопластичного материала.On top of the core formed by conductive conductors 1, equipped with insulation 2 and twisted into a pair, a belt insulation 3, a shield 4 and a sheath 5 of thermoplastic material are arranged in series.

Оболочка 5 кабеля выполнена из сшитой полимерной безгалогеновой композиции, имеющей значения диэлектрической проницаемости от 2 до 6 и температурного индекса не менее 110 для времени 20000 часов.The cable sheath 5 is made of a cross-linked halogen-free polymer composition having a dielectric constant of 2 to 6 and a temperature index of at least 110 for a time of 20,000 hours.

Изоляция 2 выполнена из сшитой полимерной безгалогеновой композиции, имеющей значение диэлектрической проницаемости от 2 до 6 и температурного индекса не менее 100 для времени 20000 часов.Insulation 2 is made of a cross-linked halogen-free polymer composition having a dielectric constant of 2 to 6 and a temperature index of at least 100 for a time of 20,000 hours.

Использование сшитых полимерных материалов с указанными сочетаниями электрических и физических свойств обеспечивают оптимальное сочетание долговечности и надежности эксплуатации кабеля.The use of crosslinked polymeric materials with the indicated combinations of electrical and physical properties provides the optimal combination of durability and reliability of cable operation.

Токопроводящие жилы 1 могут быть скреплены скрепляющим элементом, в качестве которого могут использоваться синтетические нити или ленты.Conductors 1 can be fastened with a fastening element, which can be used as synthetic threads or tapes.

Изоляцию 2 каждой жилы следует выполнить различным цветом для облегчения монтажа и тестирования целостности.Insulation 2 of each core should be done in a different color to facilitate installation and integrity testing.

Указанные выше значения диэлектрической проницаемости материала изоляции 2 и оболочки 5 определены по методике, установленной стандартом IEC 60216-1. Целесообразно обеспечить значение удельной теплоты сгорания материала оболочки 5 и изоляции 2 от 13 МДж/кг до 23 МДж/кг при определении по методике, установленной стандартом ISO 5660-1.The above values of the dielectric constant of the insulation material 2 and the sheath 5 are determined according to the procedure established by the IEC 60216-1 standard. It is advisable to provide the value of the specific heat of combustion of the material of the shell 5 and insulation 2 from 13 MJ / kg to 23 MJ / kg when determined by the method established by the ISO 5660-1 standard.

Экран 4 целесообразно выполнить в виде обмотки из металлической или металлополимерной ленты (например, алюмополимерной ленты) с толщиной алюминиевого слоя не менее 0,05 мм, под которой проложен медный луженый контактный проводник 6 сечением 0,2-0,8 мм².The screen 4 is expediently made in the form of a winding from a metal or metal-polymer tape (for example, an aluminum-polymer tape) with an aluminum layer thickness of at least 0.05 mm, under which a tinned copper contact conductor 6 with a cross section of 0.2-0.8 mm ² is laid.

Также экран 4 может быть выполнен в виде медных или оплетки из медных луженых проволок.Also, the screen 4 can be made in the form of copper or braid of tinned copper wires.

Поясная изоляция 3 может быть выполнена в виде обмотки лентой из полимерного материала или в виде оболочки из полимерного материала.Belt insulation 3 can be made in the form of a winding tape of a polymeric material or in the form of a shell of a polymeric material.

Кабель в соответствии с настоящей полезной моделью может быть изготовлен на известном промышленном оборудовании с использованием известных технологий.The cable in accordance with this utility model can be manufactured on known industrial equipment using known technologies.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Осуществляют прокладку кабеля и его подключение к электрическим устройствам.Carry out the laying of the cable and its connection to electrical devices.

Указанное сочетание материалов изоляции 2 и оболочки 5 позволяет обеспечить стабильность электрических, механических и физико-механических параметров кабеля и сохранить его работоспособность в течение длительной эксплуатации.The specified combination of insulation materials 2 and sheath 5 allows to ensure the stability of the electrical, mechanical and physico-mechanical parameters of the cable and maintain its operability for long-term operation.

Claims

1. An electric cable for control and monitoring circuits, comprising at least two conductive cores provided with insulation of thermoplastic material, said conductive cores are twisted together with a twisting step to form at least one pair forming a core over said core insulation, a shield and a shell of thermoplastic material are arranged sequentially, said shell being made of a cross-linked polymer halogen-free composition having dielectric values oh permeability of from 2 to 6 and a temperature index of at least 110 for the time of 20,000 hours, and said insulation is made of a crosslinked halogen-free polymer composition having a dielectric constant of 2 to 6 and a temperature index of at least 100 for the time of 20,000 hours.

2. The cable according to claim 1, characterized in that said conductive conductors are made single-wire from tinned copper or copper tinned wire.

3. The cable according to claim 1, characterized in that the said conductive conductors are multi-wire made of tinned copper or copper tinned wires.

4. The cable according to claim 1, characterized in that the belt insulation is made in the form of a winding with a tape of polymeric material or in the form of a sheath of polymeric material.

5. The cable according to claim 1, characterized in that the insulation of each core has its own color.

6. The cable according to claim 1, characterized in that on top of each conductive core there is a thermal barrier made of mica tape or fiberglass.

7. The cable according to claim 1, characterized in that the screen is made in the form of a winding from a metal or metal polymer tape, under which a tinned copper contact conductor is laid.

8. The cable under item 1, characterized in that the screen is made in the form of a braid of copper or tinned copper wires.