Кабель управления

Полезная модель относится к кабельной технике, в частности, к кабелям управления с изоляцией и оболочкой, предназначенным для передачи электрических сигналов и распределения электрической энергии в цепях управления и контроля в электроустановках различного назначения, информационных цепях, цепях связи и сигнализации, межприборных соединениях, не распространяющих горение и работающих при номинальном напряжении 380 В переменного тока частотой до 400 Гц или при напряжении 750 В постоянного тока. Кабель может быть использован в системах атомных электростанций (АЭС), в том числе для применения внутри гермозоны АЭС.
14
Известен кабель управления, содержащий, по меньшей мере, две скрученные изолированные токопроводящие медные жилы с пластмассовой изоляцией, расположенную поверх скрученных изолированных жил обмотку в виде ленты из полиимидной или полиамидной, или полиэтилентерефталатной пленки, наложенную с перекрытием, и пластмассовую наружную оболочку. Поверх каждой токопроводящей жилы имеется термический барьер, выполненный из экструдированной композиции на основе синтетического каучука, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 80 и удельным электрическим сопротивлением при 20°С не менее 1⋅10 Ом⋅см и при 750°С - не менее 1⋅10 Ом⋅см, образующей при температуре (700-800)°С керамический слой, радиальная толщина (а) термического барьера определена соотношением 0,2≤а≤0,5 мм, изоляция выполнена из экструдированной сшитой полимерной композиции на основе полиолефина, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 или из термопластичной полимерной композиции на основе полиолефина, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 и наружная оболочка выполнена из экструдированной термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 45 (патент РФ №57961 на полезную модель «Кабель управления, сигнализации и связи», опубл. 27.10.06).
Несмотря на то, что конструкция известного кабеля выполнена огнестойкой и позволят предотвратить распространение горения при прокладке кабеля в пучках, недостатком кабеля является его несоответствие требованиям по стойкости к специальным внешним воздействиям гермозоны атомной станции.
Наиболее близким предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является кабель управления, содержащий, по меньшей мере, две скрученные в пары изолированные токопроводящие медные жилы с пластмассовой изоляцией, расположенную поверх скрученных в сердечник пар изолированных жил обмотку из полимерной ленты, внутреннюю оболочку из полиолефиновой композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 35%, экран в виде оплетки из медных проволок с поверхностной плотностью экрана не менее 70%, обмотку из полимерной ленты, наложенную с перекрытием и наружную оболочку, изоляция выполнена из сшитой полимерной композиции на основе полиолефина, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 или из сшитой полиэтиленовой композиции, а наружная оболочка выполнена из сшитой полимерной композиции на основе полиолефина, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 30 (патент РФ №128387 на полезную модель«Кабель управления», опубл. 20.05.13 г.).
Недостатком известного кабеля является невысокий срок его службы при длительном воздействии радиации.
Задачей полезной модели является создание конструкции кабеля управления, работающей при номинальном напряжении 380 В переменного тока частотой до 400 Гц или при напряжении 750 В постоянного тока и при температуре окружающей среды от минус 50°С до плюс 60°С в условиях длительного воздействия радиации.
Полезная модель направлена на увеличение срока службы кабеля при длительном воздействии радиации.
Поставленная задача решается тем, что кабель управления, содержащий, по меньшей мере, две скрученные в пару токопроводящие медные жилы с изоляцией из сшитого полимерного материала, не содержащего галогенов, расположенный поверх сердечника разделительный слой из полимерного материала, не содержащего галогенов, экран в виде оплетки из медных проволок с поверхностной плотностью не менее 80%, обмотку поверх экрана из полимерной ленты, наложенной с перекрытием и наружную оболочку из сшитого полимерного материала пониженной горючести, не содержащего галогенов, дополнительно содержит обмотку из полимерной пленки, наложенную поверх каждой изолированной токопроводящей жилы.
Кроме того, обмотка, наложенная поверх каждой изолированной токопроводящей жилы, выполнена из полиимидной пленки.
При этом обмотка поверх экрана выполнена из полиимидной пленки.
Причем между каждой токопроводящей жилой и изоляцией расположен термический барьер в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты.
Наличие дополнительной обмотки из полимерной пленки, предпочтительно полиимидной, наложенной поверх каждой изолированной токопроводящей жилы и выполнение обмотки поверх экрана из полиимидной пленки позволяет обеспечить полную защиту поверхности материала изоляции жилы от свободного доступа кислорода, а также от воздействия ионизирующих лучей и, соответственно, уменьшить скорость деструкции материала изоляции. Такое конструктивное решение позволит повысить срок службы и надежность кабеля в виду полной защиты материала изоляции жилы.
Выполнение обмотки поверх экрана из полиимидной пленки позволяет повысить срок службы кабеля, так как усиливает защиту токопроводящих жил от проникновения радиации, создавая дополнительный защитный барьер.
Расположение термического барьера в виде обмотки, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты, между каждой токопроводящей жилой и изоляцией позволяет повысить огнестойкость кабеля, что увеличивает срок его службы в пожароопасных условиях.
На фиг. 1 показан предлагаемый кабель управления в разрезе; на фиг. 2 - то же, в огнестойком исполнении.
Кабель управления содержит токопроводящие жилы 1, изготовленные из медных или медных луженых проволок, изоляцию 2 из сшитого полимерного материала, не содержащего галогенов. Поверх каждой изолированной токопроводящей жилы 2 наложена обмотка 3 из полиимидной пленки, изолированные жилы 2 скручены в пары, пары скручены в сердечник, поверх которого наложен разделительный слой 4 из полимерного материала, не содержащего галогенов, экран 5 в виде оплетки из медных проволок, обмотка 6 из полиимидной пленки, наложенная с перекрытием поверх экрана, и наружная оболочка 7 из сшитого полимерного материала пониженной горючести, не содержащего галогенов. Между каждой токопроводящей жилой 1 и изоляцией 2 расположен термический барьер в виде обмотки 8, по меньшей мере, из одного слоя слюдосодержащей ленты.
Предлагаемый кабель управления изготавливают следующим образом.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медных или медных луженых проволок, применяемых для электрических кабелей. Поверх каждой жилы на экструдере наносят изоляцию 2 из сшитого полимерного материала, не содержащего галогенов. На обмоточном оборудовании на каждую жилу 1 поверх изоляции 2 накладывают обмотку 3 из полиимидной пленки. Изолированные жилы скручивают в пару на крутильном оборудовании, пары скручивают в сердечник. Поверх сердечника на экструдере наносят разделительный слой 4 из полимерного материала, не содержащего галогенов. Наложение экрана 5 в виде оплетки из медных проволок осуществляют на оплеточных машинах с заданным параметром поверхностной плотности оплетки -не менее 80%. Поверх экрана на обмоточном оборудовании накладывают с перекрытием обмотку 6 из полиимидной пленки. Наружную оболочку 7 из сшитого полимерного материала пониженной горючести, не содержащего галогенов, наносят на экструдере, диаметр шнека которого подбирают в зависимости от диаметра заготовки. При изготовлении кабеля в огнестойком исполнении между каждой токопроводящей жилой 1 и изоляцией 2 на обмоточном оборудовании накладывают обмотку 8 из слюдосодержащей ленты.
Предлагаемый кабель управления и кабель по прототипу были испытаны на радиационную стойкость.
Результаты приведены в таблице:
Как видно из таблицы, срок службы предлагаемого кабеля выше срока службы известного кабеля.