Кабель управления, сигнализации, информатизации и связи для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах

Полезная модель относится к кабелям управления сигнализации, информатизации и связи для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах.

Многопроволочные медные токопроводящие жилы изолированные поливинилхлоридным пластикатом скручены в сердечник повивной скруткой с заполнением пустот полимерным заполнителем на основе поливинилхлоридного пластиката.

Поверх сердечника наложен общий экран либо в виде оплетки из медных или медных луженых жил, либо комбинированный из последовательных слоев металлополимерной ленты металлом кверху с перекрытием и оплетки из медных или медных луженых проволок. При этом плотность оплетки выбирается такой, чтобы ее масса была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной равной диаметру проволоки оплетки.

Поверх общего экрана наложена влагозащитная оболочка из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману поливинилхлоридного пластиката.

Предложена конструкция, в которой на одну или более изолированных токопроводящих жил наложены индивидуальные экраны, совпадающие по конструкции с общим экраном и оболочки из поливинилхлоридного пластиката.

Толщины оболочек поверх индивидуальных экранов и влагозащитной оболочки поверх общего экрана выбраны с условием, чтобы они выдерживали испытание напряжением не менее 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенное между любыми индивидуальными экранами, между любыми индивидуальными и общим экраном, между общим экраном и водой.

Предложены также конструкции бронированных кабелей и кабелей, отвечающих повышенным требованиям пожароопасности.

Конструкции, предложенные в данной полезной модели обеспечат выполнение требований к кабелям, установленным в Правилах классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ.

Полезная модель относится к кабельной технике и может быть использована в конструкциях кабелей управления, сигнализации, информатизации и связи для прокладки во взрывоопасных зонах на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах.

Известны кабели марок КГВВ; КУГВВ; КУГВЭВ; КУГВВЭ (Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян; А.И.Яковлева «Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник», М., «Энергоиздат», 1987 г.). Кабели имеют гибкие токопроводящие жилы, изоляцию и оболочку из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. В кабеле марки КУГВЭВ изолированные токопроводящие жилы имеют индивидуальный экран в виде оплетки из медной проволоки, однако отсутствуют требования к экрану и к изоляции экранов друг от друга, также отсутствует общий экран.

В кабеле марки КУГВВЭ имеется общий экран, выполненный в виде обмотки алюминиевой лентой толщиной 0,15-0,20 мм с проложенной под ней медной проволокой или медной многопроволочной жилой. Такой экран ухудшает гибкость кабеля, что немаловажно при условии прокладки в компактных помещениях плавучих буровых установок и морских стационарных платформ, а также, алюминий недолговечен при эксплуатации в условиях воздействия агрессивных сред.

Всем вышеперечисленным кабелям присущ еще один серьезный недостаток: в сердечнике кабеля имеются воздушные полости, по которым взрывоопасные газообразные смеси могут передаваться из взрывоопасных зон в невзрывоопасные зоны, создавая там аварийную ситуацию.

В качестве прототипа выберем кабель типа КГВВ.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание кабеля управления, сигнализации, информатизации и связи для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах, препятствующего распространению взрывоопасных газообразных смесей по сердечнику кабеля из взрывоопасных зон в невзрывоопасные зоны, обеспечивающего требование к экранам кабелей для искробезопасных цепей по гибкости («Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ», 2006 г., п.16.5.1) и плотности («Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ», 2006 г., п.16.5.1) и требования к наружным защитным покровам по нефтемаслобензостойкости, стойкости к морской воде и морскому туману. («Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ», 2006 г., п.п.2.3.2.1. и 16.8.1.5).

Техническая задача решается тем, что предлагается кабель управления сигнализации, информатизации и связи для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах, состоящий из сердечника, включающего несколько токопроводящих жил скрученных из нескольких медных проволок каждая, изолированных поливинилхлоридным пластикатом, скрученных между собой в сердечник повивной скруткой, и влагозащитной оболочки из поливинилхлоридного пластиката. С целью предотвращения распространения взрывоопасных газообразных смесей по сердечнику кабеля воздушные полости в сердечнике кабеля заполняются полимерным заполнителем на основе поливинилхлоридного пластиката. Для обеспечения требования к экранам искробезопасных цепей: по гибкости - экран выполняется в виде оплетки из медных или медных луженых проволок или комбинированным из последовательных слоев

металлополимерной ленты с перекрытием металлом кверху и оплетки из медных или медных луженых проволок, по плотности-плотность оплетки выбирается такой, чтобы ее масса была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной равной диаметру проволоки оплетки. По требованию нефтемаслобензостойкости, стойкости к морской воде и морскому туману наружных покровов влагозащитная оболочка выполнена из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману ПВХ пластиката.

В связи с особенностью управляемого объекта или принципа организации линии связи целесообразно скрутить жилы в группы, состоящие из двух, трех, или четырех жил, которые, в свою очередь, скручиваются в сердечник повивной скруткой.

С целью снижения электромагнитных влияний между жилами или группами в сердечнике на одну или более жил или групп жил целесообразно наложить индивидуальный или, соответственно, групповой экран, отвечающий тем же требованиям, что и общий экран.

Поверх индивидуального или группового экрана должна быть наложена полимерная оболочка, толщина которой выбирается исходя из условия испытания напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенного между любыми индивидуальными экранами, между любыми индивидуальными и общим экранами, между общим экраном и водой (ГОСТ Р 51330.13-99 п.12.2.2.1).

С целью защиты от механических воздействий целесообразно на влагозащитную оболочку положить броню в виде оплетки из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок, а поверх брони - влагозащитный шланг из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману ПВХ пластиката.

Для кабелей бронированных, прокладываемых в помещениях, которые могут подвергнуться затоплению, целесообразно под броню проложить водоблокирующий слой.

Для обеспечения повышенных требований по пожаробезопасности необходимо, чтобы изоляция, заполнитель, оболочка, влагозащитная оболочка и влагозащитный шланг были выполнены из специального ПВХ- пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, причем материалы для влагозащитной оболочки и влагозащитный шланг изготавливают из материалов нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману.

Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения и прилагаемым чертежом, на котором на Фиг.1 изображено поперечное сечение бронированного кабеля управления, сигнализации, информатизации и связи с индивидуально экранированными жилами для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах.

Кабель управления сигнализации, информатизации и связи с индивидуально экранированными жилами для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах 1 (Фиг.1) состоящий из сердечника, включающего несколько медных многопроволочных токопроводящих жил 2, изолированных ПВХ -пластикатом 3, с индивидуальными экранами 4 в виде оплетки из медных проволок, с оболочками 5, наложенными поверх индивидуальных экранов 4, скрученных между собой повивной скруткой, с заполнением воздушных полостей 6 в сердечнике полимерным заполнителем, общего экрана 7 в виде оплетки из медных проволок, наложенного поверх сердечника, влагозащитной оболочки 8 из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману ПВХ-пластиката, брони 9 в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок и влагозащитного шланга 10 из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману ПВХ-пластиката.

Технология изготовления кабелей согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.

Медные проволоки для токопроводящих жил 2 изготавливают, как правило, из медной проволоки «катанки» преимущественно диаметром 8 мм методом волочения. В зависимости от диаметра готовой проволоки применяют либо только грубое, либо грубое и среднее волочение. После чего проволоку отжигают либо в специальных печах отжига, либо в устройствах отжига на проход, встроенных в машины среднего волочения.

Токопроводящая жила 2 скручивается из отдельных проволок на машинах сигарного типа.

Изоляция 3, оболочки 5, влагозащитная оболочка 8, влагозащитный шланг 10 накладываются на экструзионных линиях. Причем во всех случаях экструдирование полимерных материалов производится компрессионным способом (под давлением).

Экраны 5 и 7 в виде оплеток из мягких медных проволок накладывают на оплеточных машинах. Плотность оплетки выбирают такой, чтобы ее масса была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной равной диаметру проволоки оплетки. Проволоку для оплетки изготавливают также, как и проволоку для токопроводящей жилы. Для обеспечения требуемой плотности на тростильных машинах готовят пучки из нескольких проволок. Броню 9 из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок также накладывают на оплеточных машинах. Проволоку приобретают готовую. При необходимости также тростят пучки из нескольких проволок на тростильных машинах.

Водоблокирующий слой накладывают обмоткой по спирали водоблокирующими лентами на лентобмоточной машине или подпуская продольно под броню на операции оплетки.

Для подтверждения технического результата были изготовлены три образца кабеля с четырьмя индивидуально экранированными жилами с оболочками по экранам, заполнением сердечника, общим экраном и влагозащитной оболочкой.

Было проведено испытание напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между индивидуальными экранами, между индивидуальными экранами и общим экраном, между общим экраном и водой. Все образцы испытание напряжением выдержали.

1. Кабель управления, сигнализации, информатизации и связи для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах, состоящий из сердечника, включающего несколько токопроводящих жил, скрученных из нескольких медных проволок каждая, изолированных поливинилхлоридным пластикатом, скрученных между собой в сердечник повивной скруткой, и влагозащитной оболочки из поливинилхлоридного пластиката, отличающийся тем, что воздушные промежутки в сердечнике заполнены полимерным заполнителем на основе поливинилхлоридного пластиката, поверх сердечника под влагозащитной оболочкой наложен общий экран, либо в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, либо комбинированный из последовательных слоев металлополимерной ленты металлом кверху с перекрытием и оплетки из медных или медных луженых проволок, причем плотность оплетки выбирается такой, чтобы ее масса была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной, равной диаметру проволоки оплетки, а названная влагозащитная оболочка выполнена из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману поливинилхлоридного пластиката, или полихлоропреновой резины, или хлорсульфированного полиэтилена, наложенного под давлением.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что изолированные токопроводящие жилы скручены в группы из двух, трех или четырех жил, которые, в свою очередь, скручены в сердечник.

3. Кабель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что поверх названной влагозащитной оболочки наложены броня в виде оплетки из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок и влагозащитный шланг из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману поливинилхлоридного пластиката, или полихлоропреновой резины, или хлорсульфированного полиэтилена, наложенного под давлением.

4. Кабель по п.3, отличающийся тем, что под броню проложен водоблокирующий слой.

5. Кабель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что изоляция, заполнитель, оболочки и влагозащитная оболочка выполнены из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, наложенных под давлением.

6. Кабель по п.5, отличающийся тем, что поверх названной влагозащитной оболочки наложена броня в виде оплетки из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок и влагозащитный шланг из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, наложенных по давлением.

7. Кабель по п.6, отличающийся тем, что под броню проложен водоблокирующий слой.

8. Кабель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что на каждую одну или более изолированных токопроводящих жил или групп наложены индивидуальные или соответственно групповые экраны, либо в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, либо комбинированные из последовательных слоев металлополимерной ленты металлом кверху с перекрытием и оплетки из медных или медных луженых проволок, причем плотность оплетки выбирается такой, чтобы ее масса была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной, равной диаметру проволоки оплетки, и оболочки из поливинилхлоридного пластиката, наложенного под давлением.

9. Кабель по п.8, отличающийся тем, что толщины оболочек выбраны такими, чтобы они выдерживали испытание напряжением не менее 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми экранами, между любыми индивидуальными или групповыми и общим экраном.

10. Кабель по п.8, отличающийся тем, что поверх названной влагозащитной оболочки наложена броня в виде оплетки из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок и влагозащитный шланг из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману поливинилхлоридного пластиката, или полихлоропреновой резины, или хлорсульфированного полиэтилена, наложенных по давлением.

11. Кабель по п.10, отличающийся тем, что под броню проложен водоблокирующий слой.

12. Кабель по п.8, отличающийся тем, что изоляция, заполнитель, оболочки и влагозащитная оболочка выполнены из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, наложенных под давлением.

13. Кабель по п.12, отличающийся тем, что толщины оболочек выбраны такими, чтобы они выдерживали испытание напряжением не менее 500 В переменного тока частотой 50 Гц, приложенным между любыми индивидуальными или групповыми экранами, между любыми индивидуальными или групповыми экранами и общим экраном.

14. Кабель по п.12, отличающийся тем, что поверх названной влагозащитной оболочки наложена броня в виде оплетки из стальных оцинкованных или стальных нержавеющих проволок и влагозащитный шланг под давлением из нефтемаслобензостойких, стойких к морской воде и морскому туману специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, наложенных по давлением.

15. Кабель по п.14, отличающийся тем, что под броню проложен водоблокирующий слой.