Кабель низкоомный для объектов ядерной энергетики

 

Кабель нагревостойкий с уменьшенной удельной электропроводностью жил токопроводящих жил и высокой точностью передаваемых сигналов, увеличенной толщиной оболочки, с минеральной высокодисперсной изоляцией и более высокими, по сравнению с аналогами, характеристиками предназначен для использования в системах контроля в ядерной энергетике. Высокая радиационная стойкость, отсутствие в составе кабеля горючих материалов и выделения взрывоопасных и токсичных газов при нагреве до высоких температур, длительная работоспособность в экстремальных условиях и многовариантность исполнения дают данным видам продукции неоценимые преимущества.

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 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 2 из сплава на основе никеля аналогичного химсостава, имеющих сопротивление 5 Ом/м. Шаг твиста - 50 мм.

1. Кабель низкоомный для объектов ядерной энергетики, состоящий из одно- или многослойной металлической оболочки с внешним диаметром 1±0,02 мм, в которой размещены не менее двух токопроводящих жил, изолированных друг от друга и от оболочки минеральной изоляцией, отличающийся тем, что электросопротивление жил кабеля не более 16 Ом/м.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы и оболочка выполнены из сплава на основе никеля, включающего 94% Ni +2% Аl +2,5% Мn +1% Si +0,5% Fe.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что в кабеле использована высокодисперсная минеральная изоляция из F230.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы имеют поперечное сечение в виде сегмента круга.

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что толщина оболочки кабеля увеличена не менее чем на 30% от номинальной толщины оболочки, равной 0,15 мм.

6. Кабель по п.1, отличающийся тем, что оболочки и токопроводящие жилы имеют одинаковый химсостав и изготовлены из материала одной и той же плавки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кабельной технике, к конструкциям самонесущих изолированных проводов для воздушных линий электропередачи до 35 кВ, содержащих оптические волокна и позволяет снизить затраты на монтаж и соединение строительных длин и ответвлений провода, уменьшить риск повреждения оптической части провода
Наверх