Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкции электрических кабелей преимущественно для цепей управления, контроля и передачи данных в сооружениях промышленного, транспортного и энергетического назначения, в частности, в объектах атомной энергетики.

Уровень техники

Из уровня техники известно большое число конструкций электрических кабелей.

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный электрический кабель содержащий сердечник, снаружи которого последовательно расположены поясная изоляция, экран и оболочка из термопластичного материала, упомянутый сердечник выполнен в виде скрученных пучков, каждый из которых образован скрученными в пары и снабжёнными изоляцией токопроводящими жилами (RU83875, опубликовано 03.02.2009). Недостатком данного известного кабеля является недостаточность стабильность функциональных и механических параметров в условиях высокой сейсмической активности.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническая задача, решаемая настоящей полезной моделью, состоит в создании слаботочного электрического кабеля, обладающего высокой эксплуатационной надёжностью в условиях интенсивных динамических нагрузок.

Достигаемый технический результат состоит в улучшении работоспособности кабеля за счёт повышения стабильности электромеханических параметров, в частности переходного затухания, и пожаробезопасности кабеля в условиях продолжительных высокоинтенсивных динамических нагрузок, вызванных, например, сейсмической активностью.

Указанный технический результат достигается тем, что электрический кабель для цепей управления и контроля содержит четыре токопроводящие жилы, снабжённые изоляцией из термопластичного материала, упомянутые токопроводящие жилы скручены между собой с определённым шагом с образованием двух пар, упомянутые пары токопроводящих жил скручены между собой, поверх последовательно расположены поясная изоляция из полимерного материала, экран и оболочка из термопластичного материала, при этом отношение шага скрутки упомянутых токопроводящих жил в паре к шагу скрутки упомянутых пар составляет величину от 0,1 до 0,8.

Указанный технический результат достигается также тем, упомянутые токопроводящие жилы обмотаны по спирали скрепляющим элементом из синтетического материала с шагом не более 300 мм. Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция каждой токопроводящей жилы имеет свой цвет.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх каждой токопроводящей жилы расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна.

Указанный технический результат достигается также тем, что экран выполнен металлическим или металлополимерным.

Отличительной особенностью конструкции электрического кабеля в соответствии с настоящей полезной моделью является оптимальный подбор геометрических параметров элементов, образующих сердечник кабеля.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано поперечное сечение кабеля.

Осуществление полезной модели

В современных условиях компьютеризированные средства управления, контроля и передачи данных получают широкое распространение в системах автоматики, телемеханики, измерительно-испытательных комплексах и системах управления в самых различных областях. Надёжность и безопасность таких систем определяется надёжностью и безопасностью электропроводящего оборудования. Одним из наиболее ответственных с точки зрения требований к безопасности является область атомной энергетики. Изделия, предназначенные для эксплуатации на атомных станциях, должны сохранять свою высокую функциональную и эксплуатационную надёжность при любых внешних воздействиях. Последние происшествия, связанные с объектами атомной энергетики, показывают, что одним из наиболее опасных внешних воздействий является сейсмическая активность. Требования к оборудованию в условиях сейсмоактивности устанавливаются различными регламентами, нормами и правилами в области использования атомной энергии (например, Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций НП-031-01).

Основной причиной потери электропроводящим оборудованием работоспособности или свойств пожаробезопасности является разрушение защитных покрытий, оболочек, изоляций и пр. Механика разрушения покрытий из полимерных материалов имеет свои закономерности. Разрушение начинается в местах наибольшей концентрации механических напряжений (в местах максимального трения поверхностей) и далее локальные разрушения охватывают соседние области, вызывая разрушение токопроводящих материалов, выход из строя кабеля или пожар.

Механические напряжения и деформации появляются прежде всего в местах контактирования токопроводов, которое в свою очередь определяется геометрическими параметрами кабеля и соотношением размеров его компонентов (диаметр жил, толщина изоляции, шаги скрутки и пр.). Настоящая полезная модель обеспечивает достижение технического результата оптимальным сочетанием диаметра изолированных токопроводящих жил и шага скрутки пары.

Как показано на Фиг.1, электрический кабель содержит четыре токопроводящие жилы 1, снабжёнными изоляцией 2 из термопластичного материала. Изолированные токопроводящие жилы 1 скручены между собой с определённым шагом скрутки с образованием двух пар, показанных пунктирной линией на Фиг.1 .

Пары токопроводящих жил 1 могут быть обмотаны по спирали скрепляющим элементом из синтетического материала с шагом не более 300 мм. Это позволит повысить механические свойства кабеля. Таким образом, настоящая полезная модель относится к двухпарным электрическим кабелям, сердечник которых образован двумя парами скрученных токопроводящих жил 1 .

Поверх скрученных пар, последовательно расположены поясная изоляция 3 из полимерного материала, экран 4 и оболочка 5 из термопластичного материала. Скрученные пары могут быть скреплены скрепляющим элементом, в качестве которого могут использоваться синтетические нити или ленты.

Отношение шага скрутки токопроводящих жил 1 в паре к шагу скрутки упомянутых пар составляет величину от 0,1 до 0,8. Экспериментально установлено, что стабильность электромеханических свойств кабеля при динамических нагрузках, особенно переходное затухание, зависит от расположения и размеров очагов концентрации механических напряжений. При указанном соотношении шагов скрутки достигается стабильность переходного затухания при динамических нагрузках на кабель. При значении указанного соотношения меньше 0,1 переходное затухание возрастает вследствие большой кривизны изгиба токопроводящих жил 1. При значениях больше 0,8 диаметр сердечника становится непостоянным. В этом случае экран 4 и оболочка 5 оказывают неравномерное давление на различные участки токопроводящих жил 1 , что приводит к образованию концентраторов механических напряжений. Кроме этого, заявленный диапазон обеспечивает оптимальное соотношение погонной массы кабеля и его прочности на разрыв.

Изоляцию 2 каждой жилы целесообразно выполнить различным цветом для облегчения монтажа и тестирования целостности.

Снаружи каждой токопроводящей жилы может быть расположен термический барьер, выполненный из слюдосодержащей ленты или стекловолокна.

Поясная изоляция 3 может быть выполнена из полимерного материала. Токопроводящие жилы 1 могут быть выполнены однопроволочными или многопроволочными. Изоляцию 2 и оболочку 5 целесообразно выполнить из безгалогеновой термопластичной полимерной композиции. Экран 4 целесообразно выполнить из металлической или металлополимерной ленты (например, из алюмополимерной ленты) толщиной не менее 0,05мм. Под экраном 4 целесообразно проложить медную лужёную контактную проволоку (сечение проволоки показано позицией 6) диаметром от 0,3мм до 0,6мм.

Кабель в соответствии с настоящей полезной моделью может быть изготовлен на известном промышленном оборудовании с использованием известных технологий.

Полезная модель работает следующим образом.

Осуществляют прокладку кабеля и его подключение к электрическим устройствам.

Указанное соотношение шагов скрутки позволяет обеспечить стабильность прежде всего переходного затухания, а также других конструктивных, электрических, механических, физико -механических параметров кабеля и сохранить его работоспособность при воздействии землетрясений, вибраций и дигнамических нагрузок любого иного происхождения .