ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ КАБЕЛЬ С ЗАГЛУШКОЙ
GAS-FILLED CABLE WITH PLUG

Изобретение относится к области конструирования кабельных конструкций, в том числе кабелей связи, содержащих в своем составе газонаполненные оболочки.
2
Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип симметричный кабель связи с кордельно-полистирольной изоляцией, содержащий в составе оболочки наружный защитный полиэтиленовый шланг, транспортирующийся, хранящийся и эксплуатируемый под избыточным давлением воздуха или инертного газа внутри кабеля от 0,6 до 1,1 кгс/см. Сердечник кабеля состоит из стандартизованных звездных четверок с медными жилами. Концы кабеля защищены от попадания внутрь влаги: металлическая оболочка с нижнего конца кабеля должна быть запаяна или заделана другим равноценным способом, обеспечивающим сохранение ее герметичности при транспортировании и хранении. Верхний конец кабеля должен быть снабжен впаянным в оболочку вентилем, позволяющим контролировать давление воздуха или инертного газа внутри кабеля. При этом для герметизации торцов кабеля как в условиях его хранения, транспортировки, так и эксплуатации, на наружный полиэтиленовый шланг одним из известных способов должен быть насажен пластмассовый колпачок (заглушка), (см. ГОСТ 15125-92 Кабели связи симметричные высокочастотные с кордельно-полистирольной изоляцией. Технические условия. Нормативные данные по конструктивным и электрическим характеристикам междугородных кабелей связи / Центральный научно-исследовательский институт связи. М., 1974, с.10-13,53).
Недостатками такого кабеля являются низкая химическая стойкость элементов его конструкции по отношению к воздействию паров, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, а также невозможность оптического (визуального) контроля через герметизированный торец кабеля за техническим состоянием элементов конструкции, расположенных внутри оболочки.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности элементов конструкции кабеля и обеспечение возможности визуального контроля через торец элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки.
Для решения данной задачи предложена конструкция газонаполненного кабеля с сердечником из стандартизованных звездных четверок с медными жилами, размещенным в изоляции, заключенной в наружный защитный шланг и с оптически прозрачной заглушкой на одном из торцов. Причем защитный шланг кабеля и оптически прозрачная заглушка выполнены из материалов, химически стойких по отношению к воздействию паров, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, при этом оптически прозрачная заглушка обладает селективным коэффициентом пропускания (поглощения) света. Кроме того, оптически прозрачная заглушка установлена таким способом, что между ней и торцом сердечника имеется зазор. Свободное пространство внутри кабеля заполнено газом (или смесью газов), который находится под давлением не ниже давления окружающей среды.
Технический результат, который позволяет получить предлагаемое изобретение, выражен в повышении надежности конструкции газонаполненного кабеля при эксплуатации, хранении и транспортировке в химически агрессивной среде за счет того, что наружный защитный шланг и оптически прозрачная заглушка выполнены из материалов, химически стойких по отношению к воздействию паровой фазы, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту. Тем самым исключается возможность изменения геометрических размеров и формы внешних элементов конструкции кабеля, а следовательно, и изменения исходной его структуры, плотности, газопроницаемости, прочностных характеристик. Кроме того, наличие химически стойкой оптически прозрачной заглушки и газовой прослойки, находящейся под давлением не ниже давления окружающей среды, исключает свободный доступ агрессивной среды и обеспечивает проникновение оптического излучения во внутренний объем кабеля через его торец.
Введение оптически прозрачной заглушки обеспечивает возможность визуального контроля элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки. Свободное пространство между оптически прозрачной заглушкой и торцом сердечника препятствует их механическому контакту при увеличении температуры окружающей среды и изменении длины изолированных жил.
На чертеже изображен общий вид (разрез вдоль продольной оси O-O) конструкции газонаполненного кабеля с оптической заглушкой.
Устройство состоит из сердечника из стандартизованных звездных четверок с медными жилами 1, размещенного в заполненной газом (или смесью газов) под давлением не ниже давления окружающей среды изоляции 2, которая заключена в наружный химически стойкий защитный шланг 3, и оптически прозрачной заглушки 4, соединенной одним из известных способов с оболочкой кабеля (2, 3).
IV
IV
В качестве материала наружного химически стойкого защитного шланга 3 использован фторопласт-4, который обладает известной щелоче- и кислотостойкостью, в том числе и по отношению к фтористоводородной (плавиковой) кислоте (см. Энциклопедия полимеров, т.3, М., 1977, см. Фторполимеры, пер, с англ., М., 1975; см. Советская энциклопедия, 1977, с.381; см. Чегодаев Д.Д. и др. Фторопласты, М.: Госхимиздат, 1960, с.80-81.). Поэтому геометрические размеры наружного химически стойкого защитного шланга и заглушки кабеля оболочки кабеля остаются постоянными. В качестве оптически прозрачной заглушки 4 используется пластинка из монокристаллического карбида кремния политипа 6Н компенсированного типа. Такой выбор обеспечивает оптическую прозрачность карбида кремния в видимом спектральном диапазоне не хуже обычного стекла, а также высокую химическую стойкость по отношению к воздействию водных растворов щелочей и кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту (см. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Полупроводниковые соединения АВ. - В кн.: Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. - Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.461-463; см. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения.- М.: Металлургия, 1976, с.379-380). Поэтому не происходит химической эрозии поверхности пластинки карбида кремния и не изменяется коэффициент пропускания оптически прозрачной заглушки SiC - слоя 4. Кроме того, блокируется поступление химически агрессивной среды на изоляцию 2, во внутренний объем кабеля и на сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами 1. В качестве газа используется оптически прозрачный инертный газ аргон, находящийся под давлением не ниже давления окружающей среды, что исключает свободный доступ агрессивной среды через неплотности соединений конструкции кабеля (см. Справочник конструктора РЭА / Под ред. Р.Г.Варламова - М.: Сов. радио, 1980, с.334).
Устройство работает следующим образом.
Газонаполненный кабель с оптически прозрачной заглушкой находится в химически агрессивной среде (содержащей пары или водные растворы щелочей, или концентрированные растворы кислот, в том числе фтористоводородной (плавиковой)). Изоляция, наружный химически стойкий защитный шланг и заглушка кабеля, выполненные из химически стойких материалов, сохраняют свою целостность (структуру, плотность, газопроницаемость, прочностные характеристики и электроизоляционные свойства) под воздействием химически агрессивной среды, а также вместе с газовой прослойкой, находящейся под давлением не ниже давления окружающей среды, не допускает проникновение химически агрессивной среды во внутренний объем кабеля. Сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами выполняет функции, заложенные в каждом конкретном случае применения. Оптически прозрачная заглушка при этом позволяет осуществлять визуальный контроль элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки, через торец кабеля. А зазор между оптически прозрачной заглушкой и изолированными жилами исключает механический контакт между ними.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:
повысить химическую и радиационную стойкость кабеля;
защитить от воздействия агрессивной внешней среды приборы и устройства, размещенные во внутреннем объеме кабеля;
обеспечить визуальный контроль элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки;
осуществлять фильтрацию оптического излучения, проходящего через оптически прозрачную заглушку
обеспечить наличие свободного пространства между проводниками электрического тока и оптически прозрачной заглушкой.