Секция нагревательная кабельная

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям нагревательных кабельных секций, предназначенных для обогрева локальных участков трубопроводов в различных отраслях промышленности, например в нефтегазовой, химической, судостроении и пр.
Секции нагревательные кабельные, состоят, как правило, из двухжильного кабеля питания, соединенного с двухжильным нагревательным кабелем. Нагревательная часть секции размещается на участке обогрева трубопровода, а кабель питания, предназначенный для подключения к источнику электрической энергии, находится вне зоны обогрева.
Широко применяются «бытовые» электрические нагревательные кабельные секции для систем «теплый пол», систем снеготаяния и защиты от обледенения, для обогрева почвы, сушки бетона без особых требований по условиям эксплуатации.
К специализированным нагревательным кабельным секциям, которые эксплуатируются в сложных условиях внешней среды, предъявляются требования пожарной безопасности, стойкости к агрессивным химическим веществам, к взрывобезопасности (отсутствие возможности проникновения вдоль секции взрывоопасных газов и пыли).
Известна секция электрическая нагревательная кабельная, включающая двухжильный питающий кабель с резиновой изоляцией и оболочкой, двухжильный нагревательный кабель с резиновой изоляцией и оболочкой, соединение питающего кабеля с нагревательным кабелем, оконечную перемычку жил нагревательного кабеля, где питающий кабель выполнен герметизированным в продольном и радиальном направлениях и имеет в сечении круглую форму, а нагревательный кабель имеет в сечении форму близкую к эллипсу, в котором большая ось в 1,5 раза превышает малую ось, причем каждая токопроводящая жила нагревательного кабеля выполнена в виде гибкого сердечника, скрученного, по крайней мере, из одного проводника из проволок из прецизионного сплава с высоким электрическим сопротивлением, упрочненного полиэфирными мононитями и усиленного обмоткой из нагревостойкой пленки, а каждая токопроводящая жила питающего кабеля выполнена из медных проволок. Соединение питающего и нагревательного кабеля и оконечная перемычка жил нагревательного кабеля имеют цилиндрическую наварку из резины, герметично соединенную с оболочками питающего и нагревательного кабелей. (патент Украины на полезную модель №113091, Мкл. Н01В 7/02, от 10.01.2017 г.). Однако, вышеуказанные нагревательные кабельные секции не пригодны для применения в сложных условиях внешней среды, где требуется не распространение горения, стойкость к нефтепродуктам, не допускается проникновение вдоль секции взрывоопасных газов (питающий кабель герметизирован только от проникновения воды).
В основу настоящей полезной модели поставлена задача модернизировать конструкцию нагревательной кабельной секции, в которой за счет применения новых материалов и их сочетания, была бы обеспечена необходимая стойкость секции к распространению пламени, стойкость к нефтепродуктам, исключено проникновение вдоль секции взрывоопасных газов, без снижения заданной мощности и эффективности обогрева зон трубопроводов.
Поставленная задача достигается тем, что в секции нагревательной кабельной, включающей двухжильный плоский нагревательный кабель с токопроводящими жилами из проволок из прецизионного сплава с высоким электрическим сопротивлением, с резиновой изоляцией и оболочкой, двухжильный круглый кабель питания с медными жилами, с резиновой изоляцией и оболочкой, соединительную муфту нагревательного кабеля с кабелем питания с герметичной защитной наваркой, оконечную перемычку жил нагревательного кабеля с герметичной защитной наваркой, согласно настоящей полезной модели оболочка нагревательного кабеля выполнена из не распространяющей горение, маслостойкой резины повышенной теплостойкости с кислородным индексом не ниже 35% на основе хлорированного полиэтилена, а оболочка кабеля питания, защитные наварки соединительной муфты и оконечной перемычки выполнены из не распространяющей горение, маслостойкой резины с кислородным индексом не ниже 30% на основе полихлоропренового каучука.
Выполнение оболочки нагревательного кабеля из не распространяющей горение, маслостойкой резины повышенной теплостойкости на основе хлорированного полиэтилена с кислородным индексом не ниже 35%, обеспечивает требуемую пожарную безопасность секции, ее стойкость к нефтепродуктам, термическую стойкость секции при длительной эксплуатации в зоне обогрева.
Выполнение оболочки кабеля питания, защитных наварок соединительной муфты и оконечной перемычки из не распространяющей горение, маслостойкой резины на основе полихлоропренового каучука с кислородным индексом не ниже 30% обеспечивает необходимую пожарную безопасность и стойкость к нефтепродуктам при эксплуатации секции.
Токопроводящие жилы нагревательного кабеля могут быть выполнены из проволок из прецизионного сплава с высоким электрическим сопротивлением, причем удельное электрическое сопротивление проволок должно быть не менее 1,03 мкОм⋅м, но не более 1,16 мкОм⋅м, для обеспечения нормированной тепловой мощности кабельной секции с высокой стабильностью.
В секции нагревательной кабельной изоляция жил нагревательного кабеля может быть выполнена из теплостойкой этиленпропиленовой резины, не поддерживающей горение, которая сохраняет высокие диэлектрические свойства при температуре нагрева жил до плюс 90°С в течение всего срока службы и, кроме того, повышает пожарную безопасность секции.
В секции нагревательной кабельной содержание каучука в резинах для оболочки нагревательного кабеля, для оболочки кабеля питания, для защитных наварок соединительной муфты и оконечной перемычки может быть не менее 40%, что обеспечивает высокую эластичность и гибкость секции, облегчая ее монтаж на обогреваемых объектах с малыми радиусами изгибов.
В секции нагревательной кабельной кабель питания может быть выполнен тазо- и водонепроницаемым путем заполнения всех воздушных пустот между элементами кабеля резиновой смесью на основе бутадиен-стирольного и натурального каучуков, обладающей высокой адгезией к токопроводящим жилам, изоляции и оболочке.
В секции нагревательной кабельной длина нагревательного кабеля может составлять от 235 до 580 см, что обеспечивает номинальную мощность секции от 75 до 150 Вт, а длина кабеля питания выполнена фиксированной - (300±30) см.
Преимуществом и полезностью предложенной секции нагревательной кабельной является то, что она обеспечивает эффективный обогрев локальных участков различных объектов и сооружений (например, трубопроводов), в сложных условиях внешней среды, где требуется не распространение горения, стойкость к нефтепродуктам, не допускается проникновение вдоль секции взрывоопасных газов.
Предлагаемая полезная модель схематично изображена на фиг. 1-3.
На фиг. 1 изображена секция кабельная нагревательная.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение плоского кабеля нагревательного.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение круглого кабеля питания. Где: 1 - кабель питания; 2 - соединительная муфта нагревательного кабеля с кабелем питания с герметичной защитной наваркой; 3 - двухжильный плоский нагревательный кабель; 4 - оконечная перемычка жил нагревательного кабеля с герметичной защитной наваркой; 5 - токопроводящая жила нагревательного кабеля из проволок из прецизионного сплава с высоким электрическим сопротивлением; 6 - изоляция жилы нагревательного кабеля из теплостойкой этиленпропиленовой резины; 7 - оболочка нагревательного кабеля из не распространяющей горение, маслостойкой резины повышенной теплостойкости на основе хлорированного полиэтилена; 8 - токопроводящая жила кабеля питания из медных проволок; 9 - изоляция жилы кабеля питания из резины; 10 - газо-водонепроницаемое заполнение из резиновой смеси между элементами кабеля питания; 11 - оболочка кабеля питания из не распространяющей горение, маслостойкой резины на основе полихлоропренового каучука.
2
Пример. Секция кабельная нагревательная (фиг. 1) номинальной мощностью 175 Вт содержит нагревательный кабель 3 длиной (L2) 550 см, кабель питания 1 марки КВДН-100 2×2,5 мм длиной (L1) 300 см.
Секция кабельная нагревательная (фиг. 1) содержит также соединительную муфту 2 нагревательного кабеля 3 с кабелем питания 1, оконечную перемычку 4 жил нагревательного кабеля 3, которые имеют защитные наварки из не распространяющей горение, маслостойкой резины типа РШН-2 на основе полихлоропренового каучука Байпрен 611, которые вулканизируются в пресс-форме, образуя герметичное соединение с резиновой оболочкой кабеля питания 2 и с оболочкой нагревательного кабеля 3.
Нагревательный кабель 3 (фиг. 2) имеет в сечении плоскую форму и содержит две, параллельно расположенные токопроводящие жилы 5, состоящие из пяти проволок диаметром 0,2 мм из сплава марки Х15Н60-Н с удельным электрическим сопротивлением проволок 1,1 мкОм⋅м. Каждая жила имеет изоляцию 6 из не поддерживающей горение этиленпропиленовой резины типа РТЭПИ-1 марки ИПГ-30Д с длительно допустимой температурой эксплуатации 90°С и кислородным индексом не менее 30%. Оболочка 7 нагревательного кабеля 3 выполнена из не распространяющей горение маслостойкой резины типа РШН-1 марки ШНХПЭ-42 с кислородным индексом 36%. Содержание каучука (хлорированного полиэтилена CPE 3602-С) в резине - 42%.
2
Кабель питания 1 (фиг. 3) имеет в сечении круглую форму и содержит две скрученные токопроводящие жилы 8 номинальным сечением 2,5 мм, каждая из которых состоит из семи медных проволок. Каждая жила имеет изоляцию 9 из резины типа РТИ-1 марки ТСШ-35.
Оболочка 11 кабеля питания 1 выполнена из не распространяющей горение, маслостойкой резины типа РШН-2 марки ШН-40 с кислородным индексом 31%. Содержание полихлоропренового каучука Байпрен 611 в резине - 40%.
В кабеле питания 1 имеется заполнение 10 из резиновой смеси марки ТСШ-21С на основе бутадиен-стирольного и натурального каучуков, обладающее высокой адгезией к изоляции и оболочке. Между проволоками токопроводящих жил также имеется заполнение из резиновой смеси марки ГРН-9. Заполнение обеспечивает газо- водонепроницаемость кабеля питания 1.
Предлагаемая полезная модель секции кабельной нагревательной реализуема в серийном производстве, заявленные технические характеристики подтверждены соответствующими испытаниями образцов.