WO2020225631A1

WO2020225631A1 - Электрический кабель для цепей управления и контроля

Info

Publication number: WO2020225631A1
Application number: PCT/IB2020/053714
Authority: WO
Inventors: Геннадий Мещанов; Михаил Шолуденко; Евгений ВАСИЛЬЕВ; Любовь Лаппо; Вера ЛАНКИНА; Ирина Хвощевская
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Полезная модель относится к токопроводящему оборудованию. Кабель содержит сердечник (3), снаружи которого последовательно расположены поясная изоляция (4), экран (5) и оболочка (6) из термопластичного материала. Сердечник (3) выполнен в виде четырёхпарного пучка. Пучок образован скрученными в пары и снабжёнными изоляцией (2) токопроводящими жилами (1). Технический результат: повышение надёжности.

Description

Электрический кабель для цепей управления и контроля

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкции электрических кабелей преимущественно для цепей управления, контроля и передачи данных в сооружениях промышленного, транспортного и энергетического назначения, в частности, в объектах атомной энергетики.

Уровень техники

Из уровня техники известно большое число конструкций электрических кабелей.

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный электрический кабель содержащий сердечник, снаружи которого последовательно расположены поясная изоляция, экран и оболочка из термопластичного материала, упомянутый сердечник выполнен в виде скрученных пучков, каждый из которых образован скрученными в пары и снабжёнными изоляцией токопроводящими жилами (RU83875, опубликовано 03.02.2009). Недостатком данного известного кабеля является недостаточность стабильность функциональных и механических параметров в условиях высокой сейсмической активности.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническая задача, решаемая настоящей полезной моделью, состоит в создании слаботочного электрического кабеля, обладающего высокой эксплуатационной надёжностью в условиях интенсивных динамических нагрузок.

Достигаемый технический результат состоит в улучшении работоспособности кабеля за счёт повышения стабильности электромеханических параметров, в частности переходного затухания, и пожаробезопасности кабеля в условиях продолжительных высокоинтенсивных динамических нагрузок, вызванных, например, сейсмической активностью.

Указанный технический результат достигается тем, что электрический кабель для цепей управления и контроля содержит восемь токопроводящих жил, снабжённых изоляцией из термопластичного материала, упомянутые токопроводящие жилы скручены попарно с образованием четырёх пар, упомянутые пары токопроводящих жил скручены между собой с образованием четырёхпарного пучка, поверх которого последовательно расположены поясная изоляция из полимерного материала, экран и оболочка из термопластичного материала, при этом отношение диаметра кабеля к шагу скрутки упомянутых токопроводящих жил в паре составляет величину от 0,04 до 0,3. Указанный технический результат достигается также тем, что четырёхпарный пучок обмотан по спирали скрепляющим элементом из синтетического материала с шагом не более 300 мм.

Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция каждой токопроводящей жилы имеет свой цвет.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх каждой токопроводящей жилы расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна.

Указанный технический результат достигается также тем, что экран выполнен металлическим или металлополимерным.

Отличительной особенностью конструкции электрического кабеля в соответствии с настоящей полезной моделью является оптимальный подбор шага скрутки пар токопроводящих жил.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано поперечное сечение кабеля.

Осуществление полезной модели

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. Надёжность и безопасность таких систем определяется надёжностью и безопасностью электропроводящего оборудования. Одним из наиболее ответственных с точки зрения требований к безопасности является область атомной энергетики. Изделия, предназначенные для эксплуатации на атомных станциях,

з должны сохранять свою высокую функциональную и эксплуатационную надёжность при любых внешних воздействиях.

Последние происшествия, связанные с объектами атомной энергетики, показывают, что одним из наиболее опасных внешних воздействий является сейсмическая активность. Требования к оборудованию в условиях сейсмоактивности устанавливаются различными регламентами, нормами и правилами в области использования атомной энергии (например, Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций НП-031-01).

Основной причиной потери электропроводящим оборудованием работоспособности или свойств пожаробезопасности является разрушение защитных покрытий, оболочек, изоляций и пр. Механика разрушения покрытий из полимерных материалов имеет свои закономерности. Разрушение начинается в местах наибольшей концентрации механических напряжений (в местах максимального трения поверхностей) и далее локальные разрушения охватывают соседние области, вызывая разрушение токопроводящих материалов, выход из строя кабеля или пожар.

Механические напряжения и деформации появляются прежде всего в местах контактирования токопроводов, которое в свою очередь определяется параметрами скрутки и их соотношением с другими геометрическими параметрами кабеля. Настоящая полезная модель основана на сочетании оптимальных параметров скрутки и диаметра кабеля.

Как показано на Фиг.1, электрический кабель содержит сердечник 3, поверх которого последовательно расположены поясная изоляция 4 из полимерного материала, экран 5 и оболочка 6 из термопластичного материала. Сердечник 3 выполнен в виде четырёхпарного пучка, образованного токопроводящими жилами 1. Четырёхпарный пучок образован скрученными в пары и снабжёнными изоляцией 2 из термопластичного материала токопроводящими жилами 1.

Токопроводящие жилы 1 могут быть выполнены однопроволочными или многопроволочными. Изоляцию 2 и оболочку 6 целесообразно выполнить из безгалогеновой термопластичной полимерной композиции. Экран 5 целесообразно выполнить из металлической или металлополимерной ленты (например, из алюмополимерной ленты) толщиной не менее 0,05мм. Под экраном 5 целесообразно проложить медную лужёную контактную проволоку (сечение проволоки показано позицией 7) диаметром от 0,3мм до 0,6мм.

Отношение диаметра кабеля к шагу скрутки упомянутых токопроводящих жил в паре составляет величину от 0,04 до 0,3. Экспериментально установлено, что стабильность электромеханических свойств кабеля при динамических нагрузках, особенно переходное затухание, зависит от расположения и размеров очагов концентрации механических напряжений. При указанном соотношении достигается стабильность переходного затухания при динамических нагрузках на кабель и оптимальные массовые и механические характеристики. При значении указанного соотношения меньше 0,04 диаметр сердечника становится непостоянным. В этом случае экран 5 и оболочка 6 оказывают неравномерное давление на различные участки токопроводящих жил 1 , что приводит к образованию концентраторов механических напряжений. При значениях больше 0,3 переходное затухание возрастает вследствие большого числа витков токопроводящих жил и высокой степени их обжатия. Кроме этого, заявленный диапазон обеспечивает оптимальное соотношение погонной массы кабеля и его прочности на разрыв, а также оптимальное значение гибкости кабеля. Изоляцию 2 каждой токопроводящей жилы 1 целесообразно выполнить различным цветом для облегчения монтажа и тестирования целостности.

Снаружи каждой токопроводящей жилы 1 может быть расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна, толщиной от 0,1мм до 0,2мм. Это позволяет обеспечить стабильность электромеханичеких параметров кабеля при высоких температурах.

Поясная изоляция 4 может быть выполнена из полимерного материала.

Кабель в соответствии с настоящей полезной моделью может быть изготовлен на известном промышленном оборудовании с использованием известных технологий.

Полезная модель работает следующим образом.

Осуществляют прокладку кабеля и его подключение к электрическим устройствам. Цветовое решение токопроводящих жил и скрепляющих элементов позволяет быстро осуществлять соединение на протяжённых линиях.

Указанное соотношение шагов скрутки токопроводящих жил в пары и диаметра кабеля позволяет обеспечить стабильность прежде всего переходного затухания, а также других конструктивных, электрических, механических, физико-механических параметров кабеля и сохранить его работоспособность при воздействии землетрясений, вибраций и дигнамических нагрузок любого иного происхождения.

Claims

Формула полезной модели

1. Электрический кабель для цепей управления и контроля, содержащий восемь токопроводящих жил, снабжённых изоляцией из термопластичного материала, упомянутые токопроводящие жилы скручены попарно с образованием четырёх пар, упомянутые пары токопроводящих жил скручены между собой с образованием четырёхпарного пучка, поверх которого последовательно расположены поясная изоляция из полимерного материала, экран и оболочка из термопластичного материала, при этом отношение диаметра кабеля к шагу скрутки упомянутых токопроводящих жил в паре составляет величину от 0,04 до 0,3.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что упомянутый четырёхпарный пучок обмотан по спирали скрепляющим элементом из синтетического материала с шагом не более 300 мм.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что изоляция каждой токопроводящей жилы имеет свой цвет.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что снаружи каждой токопроводящей жилы расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна.

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что экран выполнен металлическим или металлополимерным.