Газонаполненный кабель с заглушкой

Авторы патента:

Карачинов Владимир Александрович (RU)

Разумовская Александра Олеговна (RU)

H01B9/06 - газо- и маслонаполненные кабели под давлением; кабели для использования в трубопроводах под давлением текучей среды

Владельцы патента RU 2420819:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого (RU)

Изобретение относится к области конструирования кабельных конструкций, в том числе кабелей связи, содержащих в своем составе газонаполненные оболочки. Конструкция газонаполненного кабеля содержит сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами, размещенный в изоляции, заключенной в наружный защитный шланг и с оптически прозрачной заглушкой на одном из торцов. Защитный шланг кабеля и оптически прозрачная заглушка выполнены из материалов, химически стойких по отношению к воздействию паров, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, при этом оптически прозрачная заглушка обладает селективным коэффициентом пропускания (поглощения) света. Заглушка установлена таким способом, что между ней и торцом сердечника имеется зазор. Изобретение позволяет повысить химическую и радиационную стойкость кабеля; защитить от воздействия агрессивной внешней среды приборы и устройства, размещенные во внутреннем объеме кабеля; обеспечить визуальный контроль элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки; осуществлять фильтрацию оптического излучения, проходящего через оптически прозрачную заглушку; обеспечить наличие свободного пространства между проводниками электрического тока и оптически прозрачной заглушкой. 1 ил.

Изобретение относится к области конструирования кабельных конструкций, в том числе кабелей связи, содержащих в своем составе газонаполненные оболочки.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип симметричный кабель связи с кордельно-полистирольной изоляцией, содержащий в составе оболочки наружный защитный полиэтиленовый шланг, транспортирующийся, хранящийся и эксплуатируемый под избыточным давлением воздуха или инертного газа внутри кабеля от 0,6 до 1,1 кгс/см². Сердечник кабеля состоит из стандартизованных звездных четверок с медными жилами. Концы кабеля защищены от попадания внутрь влаги: металлическая оболочка с нижнего конца кабеля должна быть запаяна или заделана другим равноценным способом, обеспечивающим сохранение ее герметичности при транспортировании и хранении. Верхний конец кабеля должен быть снабжен впаянным в оболочку вентилем, позволяющим контролировать давление воздуха или инертного газа внутри кабеля. При этом для герметизации торцов кабеля как в условиях его хранения, транспортировки, так и эксплуатации, на наружный полиэтиленовый шланг одним из известных способов должен быть насажен пластмассовый колпачок (заглушка), (см. ГОСТ 15125-92 Кабели связи симметричные высокочастотные с кордельно-полистирольной изоляцией. Технические условия. Нормативные данные по конструктивным и электрическим характеристикам междугородных кабелей связи / Центральный научно-исследовательский институт связи. М., 1974, с.10-13,53).

Недостатками такого кабеля являются низкая химическая стойкость элементов его конструкции по отношению к воздействию паров, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, а также невозможность оптического (визуального) контроля через герметизированный торец кабеля за техническим состоянием элементов конструкции, расположенных внутри оболочки.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности элементов конструкции кабеля и обеспечение возможности визуального контроля через торец элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки.

Для решения данной задачи предложена конструкция газонаполненного кабеля с сердечником из стандартизованных звездных четверок с медными жилами, размещенным в изоляции, заключенной в наружный защитный шланг и с оптически прозрачной заглушкой на одном из торцов. Причем защитный шланг кабеля и оптически прозрачная заглушка выполнены из материалов, химически стойких по отношению к воздействию паров, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, при этом оптически прозрачная заглушка обладает селективным коэффициентом пропускания (поглощения) света. Кроме того, оптически прозрачная заглушка установлена таким способом, что между ней и торцом сердечника имеется зазор. Свободное пространство внутри кабеля заполнено газом (или смесью газов), который находится под давлением не ниже давления окружающей среды.

Технический результат, который позволяет получить предлагаемое изобретение, выражен в повышении надежности конструкции газонаполненного кабеля при эксплуатации, хранении и транспортировке в химически агрессивной среде за счет того, что наружный защитный шланг и оптически прозрачная заглушка выполнены из материалов, химически стойких по отношению к воздействию паровой фазы, водных растворов щелочей и концентрированных растворов кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту. Тем самым исключается возможность изменения геометрических размеров и формы внешних элементов конструкции кабеля, а следовательно, и изменения исходной его структуры, плотности, газопроницаемости, прочностных характеристик. Кроме того, наличие химически стойкой оптически прозрачной заглушки и газовой прослойки, находящейся под давлением не ниже давления окружающей среды, исключает свободный доступ агрессивной среды и обеспечивает проникновение оптического излучения во внутренний объем кабеля через его торец.

Введение оптически прозрачной заглушки обеспечивает возможность визуального контроля элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки. Свободное пространство между оптически прозрачной заглушкой и торцом сердечника препятствует их механическому контакту при увеличении температуры окружающей среды и изменении длины изолированных жил.

На чертеже изображен общий вид (разрез вдоль продольной оси O-O) конструкции газонаполненного кабеля с оптической заглушкой.

Устройство состоит из сердечника из стандартизованных звездных четверок с медными жилами 1, размещенного в заполненной газом (или смесью газов) под давлением не ниже давления окружающей среды изоляции 2, которая заключена в наружный химически стойкий защитный шланг 3, и оптически прозрачной заглушки 4, соединенной одним из известных способов с оболочкой кабеля (2, 3).

В качестве материала наружного химически стойкого защитного шланга 3 использован фторопласт-4, который обладает известной щелоче- и кислотостойкостью, в том числе и по отношению к фтористоводородной (плавиковой) кислоте (см. Энциклопедия полимеров, т.3, М., 1977, см. Фторполимеры, пер, с англ., М., 1975; см. Советская энциклопедия, 1977, с.381; см. Чегодаев Д.Д. и др. Фторопласты, М.: Госхимиздат, 1960, с.80-81.). Поэтому геометрические размеры наружного химически стойкого защитного шланга и заглушки кабеля оболочки кабеля остаются постоянными. В качестве оптически прозрачной заглушки 4 используется пластинка из монокристаллического карбида кремния политипа 6Н компенсированного типа. Такой выбор обеспечивает оптическую прозрачность карбида кремния в видимом спектральном диапазоне не хуже обычного стекла, а также высокую химическую стойкость по отношению к воздействию водных растворов щелочей и кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту (см. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Полупроводниковые соединения А^IVВ^IV. - В кн.: Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. - Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.461-463; см. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения.- М.: Металлургия, 1976, с.379-380). Поэтому не происходит химической эрозии поверхности пластинки карбида кремния и не изменяется коэффициент пропускания оптически прозрачной заглушки SiC - слоя 4. Кроме того, блокируется поступление химически агрессивной среды на изоляцию 2, во внутренний объем кабеля и на сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами 1. В качестве газа используется оптически прозрачный инертный газ аргон, находящийся под давлением не ниже давления окружающей среды, что исключает свободный доступ агрессивной среды через неплотности соединений конструкции кабеля (см. Справочник конструктора РЭА / Под ред. Р.Г.Варламова - М.: Сов. радио, 1980, с.334).

Устройство работает следующим образом.

Газонаполненный кабель с оптически прозрачной заглушкой находится в химически агрессивной среде (содержащей пары или водные растворы щелочей, или концентрированные растворы кислот, в том числе фтористоводородной (плавиковой)). Изоляция, наружный химически стойкий защитный шланг и заглушка кабеля, выполненные из химически стойких материалов, сохраняют свою целостность (структуру, плотность, газопроницаемость, прочностные характеристики и электроизоляционные свойства) под воздействием химически агрессивной среды, а также вместе с газовой прослойкой, находящейся под давлением не ниже давления окружающей среды, не допускает проникновение химически агрессивной среды во внутренний объем кабеля. Сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами выполняет функции, заложенные в каждом конкретном случае применения. Оптически прозрачная заглушка при этом позволяет осуществлять визуальный контроль элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки, через торец кабеля. А зазор между оптически прозрачной заглушкой и изолированными жилами исключает механический контакт между ними.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

повысить химическую и радиационную стойкость кабеля;

защитить от воздействия агрессивной внешней среды приборы и устройства, размещенные во внутреннем объеме кабеля;

обеспечить визуальный контроль элементов конструкции, расположенных внутри герметизирующей оболочки;

осуществлять фильтрацию оптического излучения, проходящего через оптически прозрачную заглушку

обеспечить наличие свободного пространства между проводниками электрического тока и оптически прозрачной заглушкой.

Газонаполненный кабель с заглушкой, включающий изоляцию, сердечник из стандартизованных звездных четверок с медными жилами и заглушку, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен наружным защитным шлангом, скрывающим изоляцию, а заглушка выполнена оптически прозрачной и обладает селективным коэффициентом пропускания, причем защитный шланг и заглушка выполнены из материалов, обладающих химической стойкостью по отношению к парам и водным растворам щелочей и кислот, включая фтористоводородную (плавиковую) кислоту, а между оптически прозрачной заглушкой и торцом сердечника имеется зазор.

Изобретение относится к аппаратуре для разделения и/или осушки газовых смесей, в частности воздуха, с помощью мембранных устройств. .

Установка для содержания телефонных и газонаполненных кабелей под избыточным давлением // 2171513

Изобретение относится к области электротехники и касается эксплуатации силовых кабелей и городских телефонных сетей, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется газорегулирующая газовая и воздушная среда под избыточным давлением.

Способ защиты кабелей от воздействия атмосферы и устройство для его осуществления // 2145130

Изобретение относится к защите объектов от воздействия внешней агрессивной среды и может быть использовано при эксплуатации электрооборудования, в частности для защиты кабелей от вредного воздействия атмосферы.

Установка для содержания кабелей телефонных сетей под избыточным газовым давлением // 2133513

Изобретение относится к области электротехники и касается эксплуатации силовых и телефонных кабельных линий, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется изолирующая газовая или воздушная среда под избыточным давлением.

Установка для содержания кабелей городских телефонных сетей под избыточным газовым давлением // 2107962

Способ содержания кабелей под постоянным избыточным давлением осушенного воздуха и устройство для его осуществления // 2098903

Установка для содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением // 2056689

Изобретение относится к эксплуатации силовых и телефонных кабельных линий, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется изолирующая газовая среда под избыточным давлением.

Гибкий газоизолированный кабель // 1304083

Изобретение относится к электротехнике , в частности к высоковольтной технике . .

Подземная многополюсная герметичная газонаполненная высоковольтная линия // 1212333

Токопровод сверхвысокого напряжения с газовой изоляцией // 1108925

Способ очистки изолированного газом высоковольтного устройства // 2443031

Изобретение относится к области электротехники и касается способа очистки изолированного газом высоковольтного устройства

Система сборных шин с первым и вторым проводом расщепленной фазы // 2514853

Изобретение относится к системе сборных шин. Система сборных шин имеет участок (3) сборных шин. Участок (3) сборных шин проходит вдоль продольной оси (2) и окружен закрытым корпусом (1). Участок сборных шин имеет первый и второй провода (4, 5, 6) расщепленной фазы. Между проводами (4, 5, 6) расщепленной фазы расположен зазор (7, 8). Провода (4, 5, 6) расщепленной фазы в поперечном сечении ограничивают круговой огибающий контур. Провода расщепленной фазы соединены друг с другом внутри огибающего контура распорками. Изобретение позволяет создать систему шин, допустимая нагрузка которой незначительно зависит от эффектов нагревания. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Газоизолированная линия электропередачи // 2515275

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к конструкциям газоизолированных линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Технический результат изобретения - равномерное распределение напряженности электрического поля как в теле, так и на поверхности опорных изоляторов. Газоизолированная линия электропередачи содержит цилиндрическую оболочку (1), заполненную газом, и размещенную в ней токоведущую трубу (2), фиксированную с помощью опорных изоляторов (3), установленных на внутренней поверхности оболочки (1). Торец (4) опорного изолятора (3) введен в токоведущую трубу (2) через отверстие (5) в ее стенке и охвачен экранирующим наконечником (6), вершина (7) которого зафиксирована в стенке токоведущей трубы (2) напротив указанного отверстия (5). Отверстие (5) шире, чем экранирующий наконечник (6), кромка (8) которого отбортована с возможностью фиксации в отверстии (5). Токоведущая труба (2) и экранирующий наконечник (6) могут быть выполнены из одного и того же металла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением // 2572845

Изобретение относится к области эксплуатации силовых кабелей и телефонных сетей, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется изолирующая газовая или воздушная среда под избыточным давлением. Из источника сжатого воздуха по воздуховоду сжатый воздух подают в теплообменник, где происходит охлаждение и предварительная осушка воздуха, далее воздух пропускают через воздушный и пылевой фильтры для очищения от сконденсировавшейся влаги и твердых частиц соответственно, после чего воздух поступает в мембранный газоразделительный аппарат, делится на два потока, меньший из которых сбрасывается, а больший поступает в адсорбер и далее в основной ресивер, при этом до основного ресивера воздух проходит через дроссель и открытый обратный клапан, а после основного ресивера воздух подают через регулируемый редуктор и выходной вентиль в оболочку кабеля, причем, при достижении давления в основном ресивере верхнего предела отключается источник сжатого воздуха, закрывается обратный клапан и воздух обратным током из промежуточного ресивера поступает через адсорбер и мембранный газоразделительный аппарат, удаляя накопленную влагу, а при достижении давления в основном ресивере нижнего предела снова включается источник сжатого воздуха, открывается обратный клапан и цикл повторяется. Изобретение направлено на увеличение степени осушки воздуха, повышение уровня качества и надежности работы, а также на увеличение срока службы установки при уменьшении электропотребления, что в свою очередь позволяет уменьшить затраты на обслуживание установки. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Высоковольтный кабель // 2602513

Изобретение относится к электротехнике, а именно к передаче электрической энергии высоковольтными кабелями с газовой, жидкой или вакуумной изоляцией. В высоковольтном кабеле, содержащем металлическую оболочку, изоляцию и внутренний проводник (1), центрируемый относительно оболочки с помощью изоляционных растяжек (3) стержневого типа с наконечниками (4), закрепленными на промежуточных металлических втулках (2), установленных на внутреннем проводнике, узлы крепления растяжек (3) расположены в полости промежуточных втулок (2), в радиальных отверстиях, сопряженных с патрубками (6), выполненными в форме усеченного конуса с криволинейной образующей, обращенного вершиной к оси промежуточной втулки, при этом глубина расположения узла крепления не менее наименьшего радиуса радиального отверстия и не более радиуса промежуточной втулки, на поверхности внутреннего проводника и промежуточных втулок нанесено покрытие из полупроводникового или диэлектрического материала, а изоляция кабеля - газовая, жидкая или вакуумная. Изобретение обеспечивает снижение наибольшей напряженности электрического поля в месте расположения изоляционных растяжек и повышение электрической прочности изоляции и эксплуатационной надежности высоковольтного кабеля. 1 ил.