УЗЕЛ ПРОХОДА КАБЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям узлов прохода для групп кабелей через герметичные пожаростойкие корпусные конструкции помещений объектов надводной морской техники.
Такой узел прохода кабелей должен не допустить распространения пожара через него в смежное помещение при известном однократном огневом воздействии, а при нормальной эксплуатации обладать непроницаемостью и продольной прочностью при допустимом воздействии гидростатического давления 0,2 МПа, в том числе после однократного воздействия пожара. Используемые в полезной модели материалы должны обеспечивать срок службы не менее чем у кабелей, для которых предназначается узел прохода, а так же не выделять галогенов при пожаре.
Известен пожаростойкий кабельный ввод, содержащий полый корпус с проходящими через него кабелями, залитый огнестойким составом, торцы корпуса заделаны вспученным с помощью импрегнирующего раствора материалом (каталог Geaquello Cable Sealing System фирмы AIK Flammadur GMBH).
Недостатком известного устройства является значительная передача тепла через поверхность металлического корпуса в уплотнение с кабелями при пожаре, что будет особенно выражено при огневом воздействии с неизолированной стороны. Кроме того срок службы уплотнения в данном устройстве менее чем у многих современных судовых кабелей.
У выбранного в качестве ближайшего аналога кабельного прохода содержащего герметизированный с торцов и заполненный полимеризующимся составом полый корпус с фланцем на внешней поверхности, с проходящими через него кабелями, снабжен охватывающим с зазором часть длины корпуса кожухом с фланцем на одном из торцов, при этом края фланцев, а так же торцы кожуха и корпуса с противоположной стороны, соединены герметично. (Авторское свидетельство СССР №1495885, МПК H02G 3/22, 23.07.1989 «Герметичный ввод»).
В указанном устройстве кожух, охватывающий лишь часть длины корпуса, с достаточным для монтажа незначительным зазором, и сварными соединениями с двух сторон, не снижает передачу тепла извне в уплотнение с кабелями через металлические поверхности.
Целью настоящей полезной модели является повышение огнестойкости узла прохода кабелей, при обеспечении срока службы не менее чем у современных судовых кабелей.
Поставленная цель достигается за счет того, что кожух полностью охватывает корпус с зазором определенной ширины, а прочное металлическое соединением между ними расположено только на одном из торцов узла прохода. При этом на противоположном торце водонепроницаемая заделка полости зазора, тоже соединяющая корпус с кожухом имеет низкую теплопроводность, что совместно с отражающим тепловое излучение листовым материалом обеспечивает малогабаритную теплоизоляцию поверхности корпуса. Оба торца узла прохода заделаны тиксотропным огнезащитным герметиком. Корпус с проходящими через него кабелями заполнен между торцевыми заделками полимеризующимся огнезащитным составом, например, кремнийорганическим образующим вулканитовую корку со стороны огневого воздействия и герметичное замещение гелеобразной массой выгоревших в проходе объемов оболочек и изоляций кабелей. Наружные металлические поверхности узла прохода защищены от коррозии покрытием, которое может так же обладать и огнезащитными свойствами.
Ширина зазора между корпусом и кожухом выбрана из известной предельной величины, при которой на передачу тепла через вертикальную воздушную прослойку не начинает влиять конвекция, а именно 16 мм, или 20 мм при условии, что после укладки в зазоре металлической фольги как теплоотражающего материала ширина воздушной прослойки не превысит 16 мм. Один из торцов кожуха соединен сварным швом с фланцем расположенным на торце корпуса соответственно, длина корпуса менее длины кожуха, для того чтобы на противоположной фланцу стороне часть слоя герметика торцевой заделки была бы продолжена за пределы сечения корпуса до сечения кожуха, и герметизировала полость зазора. При этом толщина слоя герметика закрывающая полость зазора ограничена так, чтобы обеспечить только водонепроницаемость при допустимом гидростатическом давлении равном 0,2 МПа, для чего герметик нанесен поверх плотно проложенного одним витком между краями кожуха и корпуса шнура квадратного сечения из жаростойкого волокна.
Необходимая толщина t слоя герметика наносимого поверх шнура и соответственно ширина адгезионного контакта с внутренней поверхностью края кожуха в настоящей полезной модели определена из зависимости:
согласно которой
где:
сдвиг.
σ - прочность на сдвиг адгезии герметика к стали, МПа.
Р - допустимое гидростатическое давление 0,2 МПа;
h - ширина зазора между стенками корпуса и кожуха, мм.
сдвиг
Например, при ширине зазора - 16 мм и σ=1,1 МПа между герметиком «Силотерм ЭП-71» и сталью, достаточная толщина части слоя продолжения торцевой заделки поверх шнура между корпусом и кожухом будет равна от 3 до 4 мм. При ширине зазора 20 мм будет равна от 4 до 5 мм, технологически целесообразно нанесение слоя толщиной около 5 мм, ограничиваемого за счет глубины укладки шнура от края кожуха. Таким образом, обеспечивается необходимая водонепроницаемость, а при огневом воздействии отсутствует возможность значительного повышения давления в полости зазора.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой полезной модели установленной в пожаростойком перекрытии в сборке с кабелями, на фиг.2 - разрез А-А.
Узел прохода кабелей содержит корпус 1 и кожух 2 в виде прямоугольных патрубков из листов стали, соединенных через фланец 3 на одном торце с зазором 4 между их стенками. В полости зазора 4 вокруг корпуса 1 размещается отражающая тепловое излучение металлическая фольга 5. Длина кожуха 2 превышает длину корпуса 1, что позволяет поверх предварительно уложенного в торец между ними витка прямоугольного шнура 6 нанести слой огнестойкого герметика 7, продолжающий, таким образом, герметичную заделку торца до кожуха 2. Огнезащитный заливочный состав 8 уплотняет кабели 9 между торцевыми заделками герметика 7.
В перекрытии 10, у которого противопожарная изоляция будет нанесена на одной стороне, узел прохода должен быть установлен, так чтобы фланец 3 располагался с не изолируемой стороны. Заливка огнезащитного состава в корпус узла прохода кабелей ориентированных горизонтально осуществляется постепенно с затяжкой кабелей или за один раз через временный штуцер в торцевой заделке.
Пример.
Узел прохода кабелей (фиг.2) установленный в перекрытии 10 содержит корпус 1 длиной 150 мм с приварными рамками из стального прутка ⌀10 мм и охватывающий его с зазором равным 16 мм кожух 2 выступающий за длину корпуса на 10 мм. Фланец 3 соединяет кожух с корпусом посредством герметичных сварных швов. В зазоре вокруг корпуса уложены в два слоя полосы из фольги 5 по ГОСТ 618-73, один край полос фольги предварительно изогнут на стороне, обращенной при укладке к фланцу 3. На глубину 5 мм от торца кожуха в зазор плотно уложен виток шнура 6 квадратного сечения из керамического волокна, армированного инконеловой проволокой. Кабели 9 уложены с расстоянием между ними в 6-10 мм. Торцы узла прохода заделаны слоями герметика 7 «Силотерм ЭП-71» ТУ 2257-003-33680530-03, толщиной 20-25 мм, и 5 мм поверх шнура 6. Корпус с проходящими через него кабелями заполнен между торцевыми заделками заливочным составом 8 «Силотерм ЭП-120П» ТУ 2257-01-33680530-2001. Наружные металлические поверхности узла прохода могут быть защищены покрытием «Синтосил С-61» ТУ 2257-002-68971212-2010.
Настоящая полезная модель так же обладает ремонтопригодностью.