О взрывобезопасности кабелей связи

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

62

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

О взрывобезопасности 
кабелей связи 

Кабели связи — неотъемлемый атрибут современных промышленных объек-
тов повышенной опасности. На примере кабелей для информационных шин 
систем автоматизации были выявлены перспективы совершенствования нор-
мативов, определяющих безопасность кабелей связи и промышленных объ-
ектов в целом. 

Дмитрий ХВОСТОВ, генеральный директор ЗАО «СИМПЭК», 

Евгений ВИШНЯКОВ, старший преподаватель Озёрского филиала МИФИ


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

63

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Тональная карта напряжённости 

электрического поля в сердечнике кабеля и тока 

в его проводниках

Тёмные кривые — линии равного электрического и 

магнитного потенциалов. Следует обратить внимание на 
повышенную напряжённость электрического поля и плот-
ности тока возле вершин проволок, слабые искажения 
поля дренажным проводником, изломы хода линий потен-
циала на границе изолятора и прозрачность проводников 
для магнитного поля (39 кГц). Цифры около проводников 
вверху — их номера. Цифры внутри жилы внизу слева — 
номера проволок.


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

64

 

 
 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Распределение токов (39 кГц) в жилах 

со стальной центральной проволокой 

или диэлектрическим корделем (ПВХ)

Следует обратить внимание на незначительное изме-

нение распределения магнитного поля и токов в перифе-
рийных проволоках. 

Рис. 3. Распределение плотности тока (39 кГц) 

вдоль диаметра жил

Гладкая кривая — для семипроволочной медной жилы, 

не монотонная — для медной жилы с центральной сталь-
ной проволокой. Следует обратить внимание на практиче-
ски нулевую плотность тока в стальной проволоке и обрат-
ный знак тока в центральных областях жилы.

Медная жила

Кордель в центре

Сталь в центре

Проволока

Re

Im

Re

Im

Re

Im

0

1,04920

-0,43340

0

0

0,03077

0,02642

1

-0,55246

1,5098

-0,53291

1,7498

-0,53684

1,7257

2

-0,56491

1,4819

-0,54500

1,7206

-0,55285

1,6972

3

-0,60012

1,4392

-0,57995

1,6755

-0,59565

1,6544

4

-0,61983

1,4241

-0,59970

1,6592

-0,61932

1,6396

5

-0,59878

1,4384

-0,57853

1,6747

-0,59425

1,6534

6

-0,56274

1,4814

-0,54274

1,7202

-0,55058

1,6965

Табл. 2. Токи проволок жилы, А 

    

0 — центральная проволока, 1 — ближайшая к оси кабеля (рис. 1, 2).

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

65

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

Центр, проволока

C, нФ/км

R, Ом/км

L, мГн/км

Z, Ом

V/c

Att, дБ/км

 = 3,5 

 = 9,12 мм

*

медь

45,9

23,2

0,465

100,6

0,722

2,00

кордель

45,9

24,7

0,456

99,7

0,729

2,16

сталь

45,9

25,3

0,457

99,8

0,728

2,20

 = 2,0 

 = 5,47 мм

медь

35,3

27,7

0,369

101,3

0,924

2,35

кордель

35,3

29,3

0,361

100,1

0,935

2,51

сталь

35,3

29,7

0,361

100,2

0,934

2,55

Табл. 3. Параметры экранированной пары с разным материалом центральной проволоки жил 

*

 диаметр жилы в изоляции.

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

0

-2%

-4%

-6%

-8%

-10%

-12%

-14%

-16%

-18%

-20%

K

вб

1,0

1,7

2,9

5,1

8,7

14,9

25,5

43,8

75,2

129

221

Табл. 4. Рост взрывобезопасности при снижении энергии искры

Рис. 4. Ёмкости двухпроводной симметричной 

экранированной пары

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Page 6
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Рельеф электрического и магнитного 

(внизу) потенциалов при расчёте ёмкостей 

и индуктивностей, представленных на рис. 4

Рис. 6. Рельеф магнитного (вверху, середина) и 

электрического (внизу) потенциала и тональные 

карты распределений плотности тока 

и напряжённости электрического поля в области 

проволок жил и дренажа

Следует обратить внимание на «выталкивание» маг-

нитного поля из проводников с увеличением частоты, 
сильное экранирование на частоте 1 МГц (и выше) и пол-
ное — для электрического поля.

 

 
 

 

 

 

 

 
 

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Page 7
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

67

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проводники

12

01

(01) 2

0 (12)

C, нФ/км

35,3

67,4

67,5

129,0

R, Ом/км

0,590

0,381

0,306

0,157

L, мГн/км

0,369

0,191

0,188

0,097

Z, Ом

102,3

53,2

52,8

27,4

V/с

0,713

0,717

0,716

0,720

Att, дБ/км

2,35

2,24

2,12

2,24

CU

2

/2 Д 

0,027

0,052

0,052

0,099

LJ

2

/2 Д

0,256

0,133

0,135

0,068

W, мДж

0,283

0,185

0,186

0,167

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Page 8
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 

 

Табл. 6. Зависимость энергии полевой шины 

(Д = 5 км) от волнового сопротивления её кабелей 

Z, Ом

120

100

80

Z

опт

W, мДж

0,136

0,127

0,121

0,092

Обрыв, 

м/с

W

p

мДж

показатель взрывобезопасности 

К

вб 

для 7,1% 

этиленовоздушной смеси

7,9

0,115

0,007

0,06

0,24

220

4,0

0,135

0,8

5,0

16,4

5 10

3

2,0

0,200

6 10

3

2 10

4

4 10

4

2 10

6

 
 
 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 
 

 

Рис. 7. Зависимость оптимального волнового 

сопротивления кабеля связи от рабочего 

тока для разных напряжений 

(числа около кривых, В)

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Page 9
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru

69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ


Читать онлайн

Кабели связи — неотъемлемый атрибут современных промышленных объектов повышенной опасности. На примере кабелей для информационных шин систем автоматизации были выявлены перспективы совершенствования нормативов, определяющих безопасность кабелей связи и промышленных объектов в целом.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Технологический суверенитет в российской энергетике: энергоэффективные трансформаторы с сердечниками из аморфной стали

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование Экология
ООО «НПК «АВТОПРИБОР»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Разработка методики точной оценки фактической загрузки трансформаторов 6(10)–0,4 кВ с помощью данных от интеллектуальных систем учета электрической энергии

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование
Мусаев Т.А. Хабибуллин М.Н. Шагеев С.Р. Федоров О.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

О ремонтах оборудования распределительных устройств 220‑500 кВ узловых подстанций и их схемах

Управление производственными активами / Техническое обслуживание и ремонты / Подготовка к ОЗП Оборудование
Гринев Н.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»