Силовой кабель с электромагнитным экраном


 


Владельцы патента RU 2444075:

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ "ПРОМЕТЕЙ" ФГУП "ЦНИИ КМ "ПРОМЕТЕЙ" (RU)

Изобретение относится к силовым кабелям с экранами, а также к экранированию аппаратов или их деталей от магнитных полей и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) силовых кабелей в различных отраслях промышленности, а также для защиты биологических объектов от негативного воздействия электромагнитных полей. Силовой кабель дополнительно содержит многослойный экран, выполненный из лент аморфных и/или нанокристаллических магнитомягких сплавов на основе железа и/или кобальта с начальной магнитной проницаемостью не ниже 10·103. Техническим результатом настоящего изобретения является разработка новой конструкции силового кабеля, содержащей электромагнитный экран, значительно снижающий уровень магнитного поля, возникающего при работе и отвечающего нормативным требованиям. 1 ил.

 

Изобретение относится к силовым кабелям с экранами, а также к экранированию аппаратов или их деталей от магнитных полей и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) силовых кабелей в различных отраслях промышленности, а также для защиты биологических объектов от негативного воздействия магнитных полей.

Исследования, проводимые в течение уже многих лет, однозначно доказывают, что магнитные поля являются неблагоприятным экологическим фактором, который оказывает негативное влияние на работу электрических и магнитных устройств, а также на здоровье и работоспособность людей. Одним из наиболее распространенных и трудно контролируемых источников избыточного магнитного фона являются кабельные трассы силовых источников электроснабжения [1, 2].

Известны конструкции силовых кабелей, изложенных в полезной модели к патенту №77721, №75096, №78602, а также конструкция высокочастотного кабеля, защищенная российским патентом №2273904. Общим недостатком этих конструкций является то, что они не обеспечивают эффективного подавления избыточного магнитного поля, возникающего в процессе эксплуатации силового кабеля.

С точки зрения воздействия электромагнитного поля на технические средства и, особенно, на биологические объекты, наиболее «вредными» следует считать именно магнитные поля вследствие их большой проникающей способности [3, 4].

Для снижения магнитного поля, возникающего при работе кабеля, до значений, удовлетворяющих действующим нормативным документам [5, 6] необходимо использовать силовой кабель с электромагнитным экраном.

Наиболее близкой по технической сущности является выбранная в качестве прототипа конструкция силового кабеля по полезной модели к патенту №77721 [7]. В данной конструкции в качестве экрана используется оплетка из медной проволоки, которая эффективно подавляет электрические наводки, создаваемые работающим силовым кабелем. Однако вследствие наличия магнитных «дыр» в таком экране из-за сетчатой конструкции оплетки не может быть обеспечен требуемый уровень подавления магнитных полей.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка новой конструкции силового кабеля, содержащей электромагнитный экран, эффективно подавляющий негативное действие магнитных полей.

Технический результат достигается за счет того, что силовой кабель дополнительно содержит многослойный экран, выполненный из материалов с высокими магнитными свойствами.

Конструкция экранированного кабеля представлена на Фиг.1. Кабель состоит из: 1 - жилы, 2 - экранирующий материал, 3 - внешняя защитная оболочка.

В качестве экранирующего материала используются ленты аморфных и/или нанокристаллических магнитомягких сплавов на основе железа и/или кобальта с начальной магнитной проницаемостью не ниже 10·103.

Существенная новизна заключается в том, что в конструкции экрана исключено присутствие магнитных «дыр» за счет того, что ленты располагаются внахлест. Помимо этого, в конструкции экрана для достижения необходимого уровня экранирования применен многослойный экран, в котором чередуются слои из сплавов с различными магнитными свойствами.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Внутренние слои экранирующего материала, обладающие высокой индукцией насыщения, поглощают основную часть избыточного магнитного поля, генерируемого работающим силовым кабелем. Оставшуюся часть, обладающую значительно меньшей интенсивностью, поглощают внешние слои экранирующего материала за счет высокой магнитной проницаемостью.

Экран изготавливается навивкой такой ленты вокруг кабеля внахлест с перекрытием не менее толщины самой ленты. Относительно друг друга ленты фиксируются с помощью полимерной диэлектрической пленки. Для фиксации экрана на него накладывается внешняя защитная оболочка.

Для проведения испытаний был изготовлен экранированный силовой кабель на основе стандартного силового кабеля АВВГ 4×24. Номинальное значение силы тока в каждой жиле - 65 A. Испытания представляли собой измерение значений магнитного поля на различных расстояниях от оси кабеля, при различных значениях силы тока.

Результаты испытаний, представленные в таблице 1, показали, что использование электромагнитного экрана в конструкции силового кабеля значительно снижает уровень магнитного поля, возникающего при его работе. Помимо этого использование электромагнитного экрана в конструкции силового кабеля обеспечивает выполнение требований СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07 «Нормы (предельно допустимые уровни) магнитных полей частотой 50 Гц в помещениях жилых, общественных зданий и на селитебных территориях».

Источники информации

1. Материалы третьей международной конференции «Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования», 17-24 сентября 2002 г., Москва-Санкт-Петербург.

2. Григорьев Ю.Г. Электромагнитное загрязнение окружающей среды как фактор воздействия на человека и биоэкосистемы // Материалы научно-практической конференции «Электромагнитная безопасность. Проблемы и пути решения», г.Саратов, 28-30 августа 2000 г.

3. Реакция биологических систем на магнитные поля / Под ред. Ю.А.Холодова // М.: Наука, 1978. - 287 с.

4. Аполлонский С.М., Каляда Т.В., Синдаловский Б.Е. Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях: Учеб. пособие. СПб.: Политехника. 2006 г. - 263 с.

5. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Электромагнитные поля в производственных условиях». СанПиН 2.2.4.1191-03.

6. Гигиенические нормативы «Нормы (предельно допустимые уровни) магнитных полей частотой 50 Гц в помещениях жилых, общественных зданий и на селитебных территориях». ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07.

7. Описание полезной модели к патенту №77721 «Кабель гибкий силовой экранированный», кл H01B 7/02, 2008.

Таблица 1
Результаты испытания экранированного силового кабеля
Ток, A Расстояние до поверхности кабеля, см.
0 5 15 30 50 0 5 15 30 50
Индукция магнитного поля на различных расстояниях от оси кабеля, мкТл
Неэкранированный кабель Экранированный кабель
120 >100 10 1,1 1,0 0,9 0,2 0,12 0,1 0,1 -
150 >100 15 1,0 _* - 0,22 0,15 - -
160 >100 20 1,1 - - 0,24 0,2. - -
*) Знак «-» означает, что результат измерения не фиксировался в связи с тем, что значение поля на соответствующем расстоянии от экранированного кабеля не превышало общего магнитного фона возле испытательного стенда (менее 0,1 мкТл).

При экранировании силового кабеля АВВГ 4×24 уровень магнитного поля снижается в 10-500 раз, что позволяет обеспечить выполнение требований СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07 «Нормы (предельно допустимые уровни) магнитных полей частотой 50 Гц в помещениях жилых, общественных зданий и на селитебных территориях».

Силовой кабель с электромагнитным экраном, отличающийся тем, что он дополнительно содержит многослойный экран из лент нанокристаллических магнитомягких сплавов на основе железа и/или кобальта с начальной магнитной проницаемостью не ниже 10·103, расположенных внахлест с величиной прекрытия не меньше толшины ленты, причем в экране чередуются слои из сплавов с различными магнитными свойствами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения кабельных сборок с одинарным или двойным экранированием и двумя барьерами герметичности, предназначенных для работы в зонах с тяжелыми условиями в отношении температуры, вибрации и электромагнитных помех, таких, как турбореактивный или турбовинтовой двигатель.
Изобретение относится к ленте с нелинейными электрическими свойствами для управления полем, содержащей микроваристорные частицы из ZnO. .

Изобретение относится к адаптеру для управления электрической напряженностью в электрическом силовом кабеле, имеющем уменьшенную толщину изоляции. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к защитной оболочке от излучения, формируемого электрическим полем, генерируемым у электрических кабелей (1, 2, 3), проходящих внутри оболочки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к материалу для сглаживания электрического поля в высоковольтных применениях, и может быть использовано для предотвращения больших перепадов напряжения или сглаживания электрического поля на сростке или на концевой муфте электрического силового кабеля.
Изобретение относится к электроизоляционной технике, в частности к электроизоляционным оболочкам, обладающим огнетермостойким экранирующим эффектом. .

Изобретение относится к самоподдерживающимся кабелям, которые включают по крайней мере один изолированный проводник, который включает токоведущую жилу, которая имеет по крайней мере одну проволоку и изоляцию вокруг токоведущей жилы кабеля.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к кабельной промышленности, и может найти применение при изготовлении питающих кабелей для погружных электронасосов.

Изобретение относится к производству изоляционных полупроводящих материалов, предназначенных для экранирования изоляции силовых кабелей различного назначения и получаемых путем нанесения на кабельную бумагу токопроводящего слоя.

Изолированный композитный электрический кабель предназначен для использования в качестве подземных или подводных линий электропередачи, имеет сердцевину из проводов, определяющую общую продольную ось, множество композитных проводов вокруг сердцевины из проводов, и изоляционную оболочку, окружающую композитные провода. В некоторых воплощениях первое множество композитных проводов спирально закручено вокруг сердцевины из проводов в первом направлении укладки, под первым углом укладки по отношению к общей продольной оси, и с первым шагом укладки, и второе множество композитных проводов спирально закручено вокруг первого множества композитных проводов в первом направлении укладки, под вторым углом укладки и со вторым шагом укладки, и при этом относительная разность между первым углом укладки и вторым углом укладки составляет не более чем примерно 4°. Описаны также способы изготовления и использования изолированных композитных кабелей. Изобретение обеспечивает повышение прочности на растяжение композиционных кабелей в изоляционной оболочке. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагается экранированный провод, который может быть использован в качестве обмоточного провода или жилы многожильного кабеля, включающий удлиненный проводник (3), изоляционный слой (2) и экранирующий слой (1), окружающие удлиненный проводник (3), при этом экранирующий слой (1) содержит ферромагнитный порошок и связующее из изоляционного материала. Изоляционный слой (2) примыкает к удлиненному проводнику (3), а экранирующий слой (1) непосредственно примыкает к изоляционному слою (2). Изобретение обеспечивает высокую долговечность и низкую себестоимость предлагаемого экранированного провода. 10 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям кабелей силовых с экструдированной полимерной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 6-35 кВ частотой 50 Гц при температуре от минус 40°C до плюс 50°C и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°C. Фаза кабеля содержит токопроводящую жилу 1, электропроводящий экран по жиле 2, изоляцию из химически сшитого полиэтилена или этиленпропиленовой резины 3, электропроводящий экран по изоляции 4, причем участки 5 электропроводящего экрана по жиле, в которых материал ориентирован вдоль силовых линий электрического поля, аналогичные участки 6 в изоляции и участки 7 в электропроводящем экране по изоляции расположены вне углов сектора, т.е. на плоских и/или цилиндрическом его участках, и при этом положения указанных участков во всех трех элементах изоляционной системы смещены друг относительного друга. Изобретение обеспечивает повышение надежности кабеля за счет повышения его электрической прочности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к интегрированному составному кабелю высокой мощности. Интегрированный составной силовой кабель (K1) включает по меньшей мере один силовой кабель (4) для передачи больших объемов электрической энергии/мощности и заполняющий материал (2, 3) в виде жестких удлиненных пластиковых элементов, уложенных по меньшей мере частично вокруг и между упомянутых силовых кабелей (4). Посредством операции укладки и фиксирования эти элементы собраны вместе в витую скрутку, которая, в свою очередь, заключена в защитную оболочку (1). По меньшей мере один из окружающих элементов, то есть заполняющий материал (2, 3) или оболочка (1), выполнены из полупроводникового материала, который способен отводить емкостные токи, возникающие в упомянутом составном силовом кабеле (K1), когда упомянутый по меньшей мере один силовой кабель (4) передает большие объемы электрической энергии/мощности. Изобретение повышает механическую защищенность силового кабеля. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способу изготовления силового кабеля для передачи или распределения средневольтной или высоковольтной электрической энергии. Способ изготовления силового кабеля, включающего по меньшей мере одну электрически проводящую жилу и по меньшей мере один термопластичный электроизоляционный слой, включает стадии, в которых импрегнируют термопластичный материал в измельченной твердой форме, имеющий энтальпию плавления, равную или меньшую 70 Дж/г, диэлектрической текучей средой для получения импрегнированного термопластичного материала; подают указанный импрегнированный термопластичный материал в измельченной твердой форме в одношнековый экструдер и экструдируют импрегнированный термопластичный материал на указанную по меньшей мере одну проводящую жилу, чтобы сформировать указанный по меньшей мере один термопластичный электроизоляционный слой, сообразно чему указанный импрегнированный термопластичный материал не подвергают никакой обработке в любой стадии механической гомогенизации в расплавленном состоянии. Изобретение обеспечивает улучшение диэлектрической прочности изоляции. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх