Многожильный жаростойкий кабель
Заявляемое техническое решение относится к кабелям с минеральной изоляцией, используемым, главным образом, на объектах техники, эксплуатирующихся в экстремальных условиях: на атомных электростанциях, в судостроении, в металлургии, аэрокосмических устройствах и т.п. промышленных и гражданских объектах повышенной опасности. В одном блок-кабеле могут быть заложены как силовые, так и сигнальные кабели, которые имеют разнообразные функциональные назначения: контрольный, сигнальный, термопарный, термочувствительный, нагревостойкий или иные варианты кабелей. Рабочие характеристики заявляемого кабеля не нарушаются при возможном воздействии одновременно: радиоактивного излучения, повышенных температур, вибрации, ускорений. При этом, благодаря возможности изготовления субкабелей тонкими и с индивидуальными гермовводами, появилась возможность выполнения заявляемых блок-кабелей с резервными линиями. Многожильный жаростойкий кабель, выполнен из отдельных субкабелей, скрученных между собой, при необходимости - в цилиндрическую спираль. Каждый из субкабелей имеет в своем составе одну или несколько токопроводящих жил, изготовленных из коррозионно-стойких, жаропрочных материалов: либо меди, либо медных сплавов, либо алюминия либо алюминиевых сплавов в термостойкой оболочке, изолированных друг от друга и оболочек минеральным наполнителем, при этом субкабели снабжены индивидуальными гермовводами или специальными оконцевателями.
Заявляемое техническое решение относится к кабелям с минеральной изоляцией - как к силовым, так и к сигнальным, используемым, главным образом, на объектах техники, эксплуатирующихся в экстремальных условиях: на атомных электростанциях, в судостроении, в металлургии, аэрокосмических устройствах и т.п. промышленных и гражданских объектах повышенной опасности. Рабочие характеристики заявляемого кабеля не нарушаются при возможном воздействии одновременно: радиоактивного излучения, повышенных температур, вибрации, ускорений.
Известен многожильный кабель, способ изготовления которого приведен в WO 0029117.
Кабель представляет собой металлическую оболочку внутри которой проходит один, или несколько медных, стальных или алюминиевых проводников изолированных друг от друга минеральной изоляцией.
Недостатками данного кабеля являются:
- его высокая жесткость - он предназначен для неподвижной прокладки и допускает только фиксированные изгибы;
- строительная длина кабелей больших сечений - например 1×400, ограничена 44 м;
- кабель предназначен для сравнительно кратковременной работы при температуре от 250 град.С;
- число токопроводящих жил в кабеле не более 19.
Наиболее близким к заявляемому является «Многожильный жаростойкий кабель» - патент на полезную модель №53069. Сущность этого технического решения заключается в том, что многожильный жаростойкий кабель выполнен из отдельных субкабелей, скрученных между собой, и скрепленных на конце наконечником. Каждый из субкабелей имеет в своем составе одну или несколько токопроводящих жил, изготовленных из меди или жаропрочного сплава, в термостойкой оболочке, и изолированных от оболочек минеральным наполнителем. Из описания данного кабеля и чертежей, приведенных в качестве иллюстрации, понятно, что этот блок-кабель состоит из одинаковых субкабелей.
Недостатками этого кабеля является то, что все выводы токоведущих жил объединяются одним наконечником, и все субкабели в повивах имеют одинаковый диаметр, и вследствие этого, с увеличением числа повивов возрастает жесткость конструкции блок-кабеля, и как следствие - увеличивается радиус изгиба.
Задачи, решаемые при разработке данного технического решения:
- создание кабеля, с уменьшенными, по сравнению с известными кабелями, габаритными размерами, при сохранении требуемых эксплуатационных характеристик:
сопротивления токоведущих жил, коррозионной, радиационной стойкости, пожаростойкости, устойчивости к вибрациям и к воздействию повышенных температур;
- создание многожильного кабеля - с числом жил в широком диапазоне (до 500 и более), и с повышенной гибкостью, с возможностью многократных изгибов при его трассировке, при этом радиус изгиба должен быть не более 70 мм и повышенной строительной длиной - строительная длина должна быть не менее 200 м;
- сочетание в одном блок-кабеле различных типов субкабелей, которые имеют разнообразные функциональные назначения: силовой, контрольный, сигнальный, термопарный, термочувствительный, нагревостойкий или иные варианты кабелей.
Технические результаты заявляемого технического решения заключаются:
1. в повышении гибкости блок-кабеля, с достижением минимально допустимых радиусов изгибов - что обеспечивает более удобную трассировку и монтаж. Этот результат достигается за счет того, что, как правило, субкабели меньших диаметров располагаются либо в промежуточных, либо наружном повивах, а субкабели больших диаметров расположены в центральной части блок-кабеля;
2. в возможности перемещения блок-кабеля - объекта подключения в различных плоскостях за счет повышения его гибкости, достигаемой за счет сворачивания в случае необходимости блок-кабеля в цилиндрическую спираль;
3. в возможности удлинения блок-кабеля, свернутого в цилиндрическую спираль, для компенсации температурных воздействий;
4. в облегчении монтажа блок-кабеля за счет того, что возрастает в несколько раз допустимое число изгибов на каждые 100 м трассы за счет повышенной гибкости (кабели могут изгибаться в любой плоскости неоднократно);
5. в возможности сочетания в одном блок-кабеле различных типов субкабелей, изготовленных независимо от других субкабелей, которые имеют разнообразные функциональные назначения: силовой, контрольный, сигнальный, термопарный, термочувствительный, нагревостойкий или иные варианты кабелей, даже после прокладки, блок-кабель может быть преобразован из контрольного - в силовой, или их комбинацию, или наоборот;
6. в повышении надежности при эксплуатации в различных экстремальных условиях (при высокой и при низкой температурах, при высоком давлении, в вакууме, в условиях повышенной радиации) - за счет применения минеральной изоляции, в сочетании с использованием токопроводящих жил и оболочек из различных материалов, устойчивых к вышеперечисленным факторам, а также за счет установки на данном кабеле гермовводов;
7. к блок-кабелю, после его установки в систему, может быть выполнено дополнительное подключение, т.к. имеется возможность изготовления его с резервными линиями;
8. в зависимости от технических требований, с сохранением повышенной гибкости и удобства при монтаже, может быть изготовлен кабель с повышенной радиационной стойкостью и пожаростойкостью до температуры 1400 град. С и выше за счет использования термостойких материалов;
9. с блок-кабелем может быть выполнена операция «джекетирования» - кабель может быть защищен полностью или частично дополнительной оболочкой.
Изображение блок-кабеля представлено на Фиг.1.
Фиг.1 - сечение блок-кабеля с числом субкабелей, равным 7×1,5+16×0,35.
где: 1 - токопроводящая жила сечением 1,5 мм2:
2 - изоляция;
3 - оболочка;
4 - токопроводящая жила сечением 0,35 мм2;
5 - изоляция
6 - оболочка
Заявляемое техническое решение заключается в том, что: конструкция многожильного жаростойкого кабеля (далее по тексту - блок-кабеля) представляет собой скрученные в блок известными способами отдельные кабели (далее по тексту - субкабели), на концах субкабелей имеется оконцовочная арматура или гермовводы.
Субкабели снабжены индивидуальными гермовводами, или специальными оконцевателями.
Блок-кабели, исходя из технических требований гибкости, могут иметь несколько повивов. При этом, как правило, субкабели меньших диаметров располагаются либо в промежуточных, либо в наружном повивах, что позволяет существенно повысить гибкость блок-кабеля. При этом полученный блок-кабель может состоять из субкабелей, предназначенных для силовых линий, для линий связи, или для передачи сигналов иного назначения, т.е. достигается сочетание различных функций, которые выполнялись ранее специализированными кабелями, характеризующимися определенными свойствами.
Блок-кабель изготовлен из комбинации одно, или многожильных субкабелей, имеющих одинаковое, или различное количество токоведущих жил, которые могут быть круглыми, или трансформированными, с покрытием, с плакировкой или без них.
В субкабелях используются токопроводящие жилы из меди, медных сплавов, алюминия, или алюминиевых сплавов, жаропрочных, коррозионно-стойких или иных
сплавов, изолированные от оболочки минеральной изоляцией, где для оболочек субкабелей могут использоваться не только медь, медные сплавы, но и другие материалы, включая, длительно стойкие к агрессивным средам и высоким температурам, например-нержавеющая сталь, или ее сплавы, сплавы на основе никеля а также сплавы с добавками молибдена и т.п. В многожильном жаростойком кабеле, для повышения его термостойкости, субкабели могут иметь несколько оболочек.
Блок-кабель может быть изготовлен в виде цилиндрической спирали - для повышения гибкости и компенсации удлинения при температурных воздействиях, а также при возможных перемещениях одного из объектов подключения.
Примеры выполнения блок-кабеля:
1. Блок-кабель, состоит из 7 субкабелей сечением жил 1,5 мм2 и 16 субкабелей сечением жил 0,35 мм2. Оболочки субкабелей выполнены из сплава 321(08Х18Н10Т), внутри оболочки - минеральная изоляция MgO, материал жил - медь или медные сплавы.
Наружный диаметр СК7-1×1,5-3 мм.
Наружный диаметр CK16-1×0,35-2 мм.
Общий габаритный размер конструкции - диаметр от 13÷13,1 мм. Строительная длина кабеля может превышать 200 метров. Минимальный радиус изгиба блок-кабеля - 70 мм.
2. Блок-кабель, состоит из 7 субкабелей сечением жил 1,5 мм2 и 18 субкабелей сечением жил 0,35 мм2. Оболочки субкабелей выполнены из сплавов со специальными свойствами, ХН78Т, 316L, инконель 600 или ЭП 747, с однородной, или комбинированной изоляцией, внутри оболочки - минеральная изоляция MgO, материалы жил изготовлены из никеля или сплавов стали, включая коррозионно-стойкие и жаростойкие.
В субкабелях в качестве изоляции может использоваться MgO, Аl2О3, SiO 2, BeO, НfO2, или материалы другого состава с изолирующими свойствами, предназначенными для использования в кабелях, работающих в установленном диапазоне температур. Токоведущие жилы могут иметь дополнительное покрытие или плакировку.
Строительная длина блок-кабеля может достигать свыше 200 м.
Блок-кабель имеет высокую гибкость и может выдерживать длительное воздействие высоких температур, агрессивных сред при повышенных температурах, а также обладать виброустойчивостью, радиационной стойкостью, пожаростойкостью и ударопрочностью.
1. Многожильный жаростойкий кабель выполнен из отдельных субкабелей, скрученных между собой, где каждый из субкабелей состоит из: термостойкой оболочки, заполненной минеральной изоляцией, и одной, или нескольких токопроводящих жил, изготовленных из коррозионно-стойких жаропрочных материалов: либо меди, либо медных сплавов, либо алюминия, либо алюминиевых сплавов, при этом минеральный наполнитель служит изолятором между токоведущими жилами и оболочкой, а субкабели снабжены оконцевателями и индивидуальными гермовводами.
2. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что имеет несколько повивов, при этом, субкабели меньших диаметров располагаются либо в промежуточных, либо в наружном повивах.
3. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что блок-кабель изготовлен в виде цилиндрической спирали для повышения гибкости и компенсации удлинения при температурных воздействиях, а также при возможных перемещениях одного из объектов подключения.
5. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из меди.
6. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из медных сплавов.
7. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из алюминия.
8. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из алюминиевых сплавов.
9. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из стали.
10. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в его составе имеются субкабели с оболочками, выполненными из сплавов стали.
11. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что в одном блок-кабеле субкабели состоят из одного или нескольких силовых, и/или сигнальных, и/или термопарных, и/или термочувствительных, и/или нагревостойких кабелей.
12. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, с блок-кабелем может быть выполнена операция «джекетирования».
13. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что оболочки субкабелей выполнены многослойными.
14. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что токоведущие жилы в субкабелях имеют круглую форму или могут быть трансформированными.
15. Многожильный жаростойкий кабель по п.1, отличающийся тем, что токоведущие жилы выполнены с покрытием или с плакировкой.
