научная статья по теме О ПРИМЕНЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ БЕЗГАЛОГЕННЫХ ОГНЕСТОЙКИХ КАБЕЛЕЙ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «О ПРИМЕНЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ БЕЗГАЛОГЕННЫХ ОГНЕСТОЙКИХ КАБЕЛЕЙ»

СУДОСТРОЕНИЕ 1'2015

О ПРИМЕНЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ БЕЗГАЛОГЕННЫХ ОГНЕСТОЙКИХ КАБЕЛЕЙ

Ю. Г. Ермолин, тел. 495-9262871 (ОАО «Экспокабель»), К. С. Ляпидов, канд. техн. наук (филиал «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский ГНЦ»), С. Н. Турусов, докт. техн. наук, тел. 812-6066176 (ОАО «ВНИТИ ЭМ») удк 621.3.032.531-762

Функционирование практически всех технических средств и систем современного корабля невозможно без непрерывного обеспечения их электроэнергией. Для этих целей служит электроэнергетическая система корабля (ЭСК). Она рассматривается как совокупность источников электроэнергии, преобразователей, распределительных и регулирующих устройств и кабелей, объединенных процессом производства, преобразования и распределения электроэнергии.

Электрический кабель — обособленный элемент ЭСК, срок службы которого без восстановления работоспособности должен быть равен сроку службы корабля. Замена корабельных кабелей в период заводских ремонтов является крайне трудоемкой и затратной операцией, проведение которой в некоторых случаях невозможно. Кабели, связывающие элементы ЭСК в единую систему, обеспечивают процесс генерирования, преобразования и распределения электроэнергии. По ним осуществляется электропитание корабельных потребителей и передаются различные сигналы. При монтаже одиночные кабели сначала объединяются в пучки, затем на их основе формируются кабельные трассы (КТ).

В качестве величины, характеризующей насыщенность корабля кабельными изделиями, в судостроении используют коэффициент кабелеёмкости. Его вычисляют как отношение общей физической длины кабелей к стандартному водоизмещению корабля.

Анализ табл. 1 показывает, что на отечественных кораблях одинакового назначения и близкого водоизмещения по сравнению с зарубежными кораблями применя-

ется большее количество кабелей, и соответственно КТ занимают большие объемы корпуса (сравнение проводилось между современными российскими и зарубежными кораблями предыдущих поколений, по которым имелись данные, опубликованные в открытой печати).

В отечественном кораблестроении принята следующая классификация кабелей по назначению: силовые; управления, сигнализации и связи; специальные кабели.

60—70% от общего количества электрических кабелей на отечественных кораблях составляют кабели систем управления, сигнализации и связи (рис. 1). Ранее количество кабелей для кораблей зарубежной постройки имело примерно такое же значение. Внедрение единых систем связи и передачи данных в военном кораблестроении ведущих зарубежных стран позволило значительно сократить количество кабелей соответствующего назначения до нескольких кольцевых шин благодаря уплотнению каналов связи и внедрению специальных средств электронно-вычислительной техники. Широко используются кабельные оптические линии для передачи команд и информации, что также приводит к значительному сокращению количества кабелей управления.

Существенное влияние на массогаба-ритные характеристики КТ оказывает качество изоляционных материалов. Высокий уровень развития химической и электротехнической промышленности за рубежом позволил создать изоляцию кабелей, выдерживающую более высокую (свыше 100°С) температуру на токоведущей жиле. Инновация дает возможность увеличить токовые нагруз-

Таблица 1 Сравнение кабелеёмкости кораблей различных классов

Характеристика Фрегат пр. 11356 Фрегат пр. 122 «Бремен» (ФРГ) Эсминец пр. 956 ЭМ Эсминец УРО «Бейнбридж» (США) Авианесущий крейсер пр.1143 Авианосец «Клемансо» (Франция)

Водоизмещение, т Длина кабелей, км Кабелеёмкость, км/т 3300 305 0,092 3600 252 0,07 6600 481 0,073 8200 492 0,06 36000 2800 0,078 27300 600 0,022

пр. 11356

гр. 956ЭМ

II

5,2% ■ ...Iii

13,6?!

3,5%

Рис. 1. Распределение корабельных кабелей по назначению на современных надводных кораблях пр. 11356 и 956ЭМ:

I — схемы управления; II — системы РУ, зарядные сети; III — схемы генерирования и распределения электроэнергии, силовые сети; IV — схемы связи и телефонии; V — схемы специальных систем

ки без увеличения сечений кабелей, обеспечивает экономию меди, уменьшение диаметров кабелей и, в конечном итоге, объемов, отводимых под размещение КТ.

Необходимость выполнения требований по живучести ЭСК и повышению надежности электропитания ответственных потребителей, реализуемая конструктивно путем разнесения фидеров основного и резервного питания и бортовых перемычек между электростанциями по разным бортам, приводит к увеличению количества КТ на отечественных кораблях. Ранее считалось, что на корабле при боевом воздействии или аварии получают повреждения КТ только одного борта. На другом борту они, как правило, остаются без повреждений и сохраняют способность передавать электроэнергию к потребителям, что было справедливо и полностью оправданно на определенном этапе развития флота. Однако такой подход сохранился и сегодня.

В настоящее время в качестве силовых кабелей на строящихся и эксплуатируемых кораблях применяются (табл. 2):

— кабели с резиновой изоляцией в резиновой оболочке КНР,

КНРЭ, КНРП, КНРУ, НРШМ, МРШН, МРШНЭ, МЭРШН-100 (ГОСТ 7866.1—76);

— кабели с резиновой изоляцией в оболочке из поливинилхло-ридного пластиката КНРП , КНР, КНРЭк(ГОСТ 7866.2—76);к

— судовые кабели с резиновой изоляцией в наружной оболочке из поливинилхлоридного пластиката марок КСРВВ, КСРРВ, КСРРПВ (ТУ 16-705.089—78);

— кабели с резиновой изоляцией силовые и контрольные герметизированные марок КРНГ-60, КРНЭГ-60, КВДН-100, КВДН-630;

— кабели с полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке герметизированные марки СМПВГ и их модификации;

— кабели судовые с изоляцией из радиационно модифицированного полиэтилена марок СПОВ, СПОВЭ и их модификации.

Кабели типа КНР и КНРк представляют собой кабели с резиновой изоляцией. Наружная оболочка кабеля КНР выполнена из резины марки РШН-2, у кабеля КНРк— из поли-винилхлоридного пластиката (ПВХ). Кабели выпускаются по ГОСТ 7866.1—7866.2—76. Первоначаль-

но срок службы кабелей составлял 10 лет, который по результатам экс-плуатации(без изменения технологии производства) продлен до 25 лет. Длительно допустимая температура на токопроводящей жиле соответствует +65 и +75°С.

В 1983 г. на снабжение ВМФ были приняты комбинированные кабели с повышенным ресурсом с изоляцией из кремнийорганической резины: с поливинилхлоридной наружной и внутренней оболочкой типа КСРВВ и с резиновой внутренней и поливинилхлоридной наружной оболочкой типа КСРРВ. Кабели предназначались для работы в стационарных условиях при температуре от -40 до +60°С. Допустимая температура на токопроводящей жиле +85°С. Кабель не распространяет горение и выдерживает температуру открытого пламени +800°С в течение 10—30 мин. Ресурс кабеля составлял 80—100 тыс. ч при сроке службы 25 лет. По своим характеристикам кабель находился на уровне мировых образцов, но из-за сложной технологии его производства, а также отсутствия в кабельной промышленности того времени нового оборудования и сырья производство полной номенклатуры кабелей типа КСРВВ промышленностью освоено не было. К 1990 г. только «Азовкабель» освоил их выпуск, причем только кабелей с большим сечением, что не обеспечивало потребности военного судостроения в кабелях управления и связи.

В качестве кабелей управления, сигнализации и связи используются малогабаритные кабели с пластмассовой изоляцией и оболочкой марок КМПВ, КМПВЭ, КМПВЭВ,

Таблица 2 Основные характеристики силовых кабелей

Характеристика КНР, КНРЭ, КНРП, НРШМ КНРк, КНРЭк, КНРП, КНРТЭ к' к КСРВВ, КСРВПВ КСРРВ, КСРРПВ КРНГ, КРНЭГ, КВДН-100, КВДН-630 СПОВ, СПОВЭ СМПВГ 60, СМПВГ 100

Соответствие требованиям Срок службы, лет Изоляция Оболочка: наружная внутренняя Температура на жиле, °С Температура воздуха, °С ГОСТ 7866.1—76 25 Резина Резина +65 -40...+45 ГОСТ 7866.2—76 25 Резина ПВХ +75 -40...+45 ТУ 16-705.123—80 25 КОР ПВХ ПВХ | КОР +85 -40...+60 ГОСТ 15520—80 КРНГ—20; КВДН—12 Резина Маслостойкая резина +65 -40...+50 ТУ 16-505.305.71 Внутри — 20, снаружи — 12 Полиэтилен Теплостойкий ПВХ +85 -40...+65 ТУ 16-505.913—76 СМПВГ60 — 20, СМПВГ100 — 10 ПВП ПВХ +70 -40...+65

СУДОСТРОЕНИЕ 1'2015

СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Таблица 3 Основные характеристики кабелей управления, сигнализации и связи

Характеристика КМПВ, КМПВЭ, КМПВЭВ, КМПЭВ, КМПЭВЭ, КМПВВЭ РК-50, РК-75

Соответствие требованиям Срок службы, лет Изоляция Оболочка Длительно допустимая температура на жиле, °С Температура воздуха, °С ТУ 16-705.169-80 23 (с внешним экраном—15) Полиэтилен, ПВХ ПВХ +70 (изоляция полиэтилен); +65 (изоляция ПВХ) -50...+65 ГОСТ 11326.3—79 13 Полиэтилен Полиэтилен +85 -60...+85

Таблица 4 Номенклатура показателей пожарной безопасности

Показатель Обозначение Нормативная база для определения показателя

Нераспространение горения при одиночной прокладке Нераспространение горения при пучковой прокладке Дымообразование при горении и тлении Содержание галогенов при горении Огнестойкость «нг» «LS» «LS» «HF» «FR» ГОСТ Р МЭК 60332-1-2—2007 ГОСТ Р МЭК 60332-3-22—2005 (категория А) ГОСТ Р МЭК 60332-3-23—2005 (категория В) ГОСТ Р МЭК 60332-3-24—2005 (категория С) ГОСТ Р МЭК 61034-2 ГОСТ Р МЭК 60754-1—99 ГОСТ Р МЭК 60754-2—99 ГОСТ Р МЭК 60331-21—2003

КМПЭВ и их модификации (табл. 3). Они отличаются малой толщиной изоляции и оболочки и соответственно малыми диаметрами в целом.

Кроме этого на кораблях и судах для передачи сигналов широко применяются радиочастотные коаксиальные кабели типа РК, разработанные в тот же период (см. табл. 3). Радиочастотные кабели предназначены для соединения передающих и приемных антенн с радио- и телевизионными станциями, различными радиочастотными установками. Кабели поставляются по ГОСТ 11326.3—79. Помимо радиочастотных коаксиальных кабелей типа РК в специальных системах применяются и другие радиочастотные кабели специальной конфигурации, такие как КВСФ, КТФЭ, СФКА, СЭК. В локальных сетях обработки цифровой информации нашли применения кабели, выполненные на основе «витой пары».

Таким образом, до настоящего времени на кораблях ВМФ применяются кабели, разработанные более 30 лет назад, с эксплуатационными характеристиками, не соотв

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»