КАБЕЛЬ НИЗКООМНЫЙ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к кабелям, используемым в ядерной энергетике, в измерительных устройствах.
Известны нагревостойкие и радиационностойкие кабели с минеральной изоляцией в металлических оболочках (См. В.Ф.Сучков, Э.Э.Финкель, В.И.Светлова «Жаростойкие кабели с минеральной изоляцией», Энергоатомиздат, 1984, стр.97-106), в конструкциях которых используются: для наружной оболочки сплав 08Х18Н10Т или сплав ХН78Т; для токопроводящей жилы - сплавы 08Х18Н10Т, нихром Х20Н80-Н, никель НП1, НП2, НП3; для изоляции - периклаз (плавленая окись магния).
Известны кабели нагревостойкие с наружным диаметром 1 мм, в оболочке из сплава 08Х18Н10Т и с двумя твистированными или нетвистированными токопроводящими жилами из того же сплава (первый вариант), или в оболочке и с токопроводящими жилами из сплава Inconel 600 (второй вариант).
В первом варианте при длительном воздействии на кабель потока быстрых и тепловых нейтронов большой плотности токопроводящие жилы становятся хрупкими. Кроме этого, как в первом, так и во втором варианте кабеля, электросопротивление токопроводящих жил составляет до 40 Ом/м, что существенно затрудняет прохождение сигнала от источника к измерительной аппаратуре.
В целях удовлетворения возрастающих требований к точности замера параметров объекта ядерной энергетики разработаны новые кабели с использованием новых материалов с меньшей удельной электропроводностью.
Технические результаты от использования заявляемого технического решения - уменьшение искажений передаваемых по кабелю сигналов, достигаемое вследствие использования новых материалов оболочки, токопроводящих жил и изоляции, а также использования материалов одной плавки для токопроводящих жил и оболочки, и как следствие - повышение точности измерения параметров объекта.
При изменении конструкции токопроводящих жил кабеля дополнительно повышается точность передаваемых сигналов вследствие уменьшения электросопротивления токопроводящих жил кабеля в результате утолщения токопроводящих жил. При этом повышается ресурс работоспособности кабеля в случае возникновения экстремальных ситуаций (при одновременном воздействии высоких температур, давления, вибрации и потока тепловых и быстрых нейтронов) за счет увеличения толщины оболочки.
Описание заявляемого технического решения:
Кабель низкоомный для объектов атомной энергетики, имеющий диаметр не более 1±0,02 мм, состоит из одно- или двухслойной металлической оболочки, в которой размещены две, три, четыре или более токопроводящие жилы, изолированные друг от друга и от оболочки минеральной изоляцией. Токопроводящие жилы кабеля имеют электросопротивление не более 16 Ом/м. Токопроводящие жилы и оболочка могут быть выполнены из сплава на основе никеля (94% Ni +2% Аl +2,5% Мn +1% Si +0,5% Fe), а изоляция выполнена из F230. Материал оболочки, изоляции и токопроводящих жил соответствует условиям длительной эксплуатации в экстремальных условиях.
Кабель, выполненный с круглыми токопроводящими жилами с использованием выше указанного сплава имеет электросопротивление 16 Ом/м, что в несколько раз ниже электросопротивления токопроводящих жил в аналогах.
В целях эффективного снижения электросопротивления токопроводящих жил кабеля может быть увеличена их площадь сечения за счет максимально возможного использования внутреннего пространства кабеля. Токопроводящие жилы имеют поперечное сечение в виде сегмента круга, что позволяет в максимальной степени использовать внутренний объем кабеля. При этом заявитель экспериментально выявил оптимальное соотношение между электросопротивлением токопроводящих жил, размером их сечения и толщиной оболочки кабеля. Без изменения внешнего диаметра кабеля, равного 1±0,02 мм, выполнено утолщение оболочки до 30% от номинальной толщины оболочки, равной 0,15 мм, за счет изменения конфигурации сечения токопроводящих жил. Это повысило эксплуатационные свойства кабеля.
Для дополнительного уменьшения искажений сигналов при возникновении паразитной термоЭДС токопроводящие жилы и оболочка изготовлены из материала одинакового химсостава, одной и той же плавки.
На Фиг.1 приведено изображение кабеля с жилами, имеющими круглое поперечное на Фиг.2 - трансформированное сечение.
1 - оболочка кабеля, 2 - изоляция, 3 - токопроводящие жилы.
Примеры выполнения нагревостойкого кабеля с уменьшенным электросопротивлением токопроводящих жил и увеличенной толщиной оболочки:
1 Кабель нагревостойкий твистированный с наружным диаметром 1 мм, в оболочке из сплава на основе никеля (94% Ni +2% Аl +2,5% Мn +1% Si +0,5% Fe), с высокодисперсной изоляцией F230, с двумя круглыми токопроводящими жилами из сплава на основе никеля, имеющих сопротивление не более 13 Ом/м. Шаг твиста - 50 мм.
2
2 Кабель нагревостойкий твистированный с наружным диаметром 1 мм, в оболочке из сплава на основе никеля (94% Ni +2% Аl +2,5% Мn +1% Si +0,5% Fe), с высокодисперсной изоляцией F230, с двумя трансформированными и твистированными токопроводящими жилами сечением 0,04 мм из сплава на основе никеля аналогичного химсостава, имеющих сопротивление 5 Ом/м. Шаг твиста - 50 мм.