Спосіб випробування кабелів на вибухостійкість

Запропоноване технічне рішення належить до галузі електротехніки, переважно до способів випробування на вибухостійкість кабелів електропостачання, які мають металізовану оболонку. Випробування на вибухостійкість є новим видом випробувань, що вводяться у зв'язку зі створенням вибухобезпечних кабелів. Тому до цього часу способи випробування кабелів на вибухостійкість не розроблялися. Відомий спосіб випробування електричних кабелів на герметичність, який полягає в тому, що кабель заглушають з одного кінця і навантажують його внутрішнім тиском газу, вільний кінець кабелю поміщають у герметичну камеру з закріпленими в ній електродами, потім розміщають цю камеру з кабелем у вибуховій камері, яку заповнюють вибухонебезпечною сумішшю. Тиск усередині кабелю створюють дуговим коротким замиканням на електродах, а про герметичність судять по запаленню вибухонебезпечної суміші [див. авт. свід. №918805 колишн. СРСР, G01M3/40, G01R31/02, опубл. 07.04.82р., бюл. №13]. З аналізу технічного рішення випливає, що в останньому не досягнуто поставленої мети - наближення умов випробовувань до експлуатаційних, оскільки тиск створюють не у випробовуваному зразку кабелю, а в герметичній оболонці, у якій його розташовано. Тому гарантувати тиск у кабелі, аналогічний тискові в камері, неможливо. Виходячи зі сказаного, можна виділити такі недоліки даного способу. 1. Наявність металоємних оболонок, тому що використовується герметична додаткова оболонка, у яку вводять зразок випробовуваного кабелю, призводить до подорожчання випробувань. 2. Відсутність контролю струму к.з. у силовому колі, тиску в кабелі, тривалості дугового к.з. і температури нагрівання кабелю призводить до того, що неможливо оцінити як результати, так і умови протікання процесу випробувань. 3. Вибухову камеру заповнюють метано-повітряною сумішшю небезпечної концентрації, що обумовлює використання метану. Останнє створює небезпеку під час проведення випробувань і, крім того, здорожує їх в умовах газової кризи. Відомий також спосіб випробувань шахтних кабелів на пожежну безпеку, який полягає в тому, що на деякому відрізку випробовуваного зразка кабелю, переважно в середній його частині, знімають оболонку й ізоляцію жил. Потім оголені жили перемикають і поміщають зразок у герметичну оболонку, а кінець кабелю підключають до джерела живлення. Тривалість і струм дугового к.з. реєстр ують за допомогою осцилографа [див. "Ме тодика испытаний шахтных кабелей на пожарную безопасность", Макеевка - Донбасс. 1985. - 28с.]. Даний спосіб, який визначено за найближчий аналог, має такі недоліки. 1. Відсутність датчиків для вимірювання тиску усередині кабелю і температури нагрівання оболонки призводить до того, що неможливо оцінити параметри вибухостійкості кабелю. 2. Розміщення випробовуваного зразка кабелю усередині спеціальної камери, призводить до підвищення трудомісткості й подорожчання випробувань. У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення способу випробування кабелів на вибухостійкість, у якому зміна впливу режиму дугового короткого замикання на випробовуваний зразок кабелю дозволяє наблизити умови випробування до умов експлуатації кабелю, і, як наслідок, забезпечити підвищення безпеки використання кабелів у вибухонебезпечному середовищі. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в способі випробування кабелів на вибухостійкість, який полягає в тому, що у випробовуваному зразку кабелю перемикають струмопровідні жили, приєднують до джерела живлення і вимірюють тривалість й величину струму дугового короткого замикання, згідно з корисною моделлю, струмопровідні жили перемикають до накладення оболонки кабелю, а у місці перемикання жил вимірюють температур у зовнішньої оболонки і тиск усередині кабелю, при цьому про вибухостійкість кабелю судять по одержаних параметрах. На Фіг. наведено схему стенда для реалізації запропонованого способу випробування. Електрична схема стенда містить пересувну трансформаторну підстанцію 1, автоматичний вимикач 2, трансформатори струму 3, датчик 4 для реєстрації тиску, датчик 5 для реєстрації температури, осцилограф 6, пристрій 7 для автоматичного керування випробуваннями, вузол 8 для сполучення, мультиметр 9. Крім того, на Фіг. наведено штуцер 10, бандажні хомути 11, випробовуваний відрізок 12 кабелю та силові жили 13. Запропонований спосіб реалізують так. У середній частині зразків 12 кабелю, підготовлених на заводі для випробувань, після кручення жил 13 до накладення оболонки, їх перемикають за допомогою, наприклад, дроту, узятого зі стренг, що входять до складу жили. Це здійснюють проколюванням ізоляції до міді. Потім накладають оболонки кабелю. Перед випробуваннями з однієї сторони випробовуваного зразка 12 виконують кінцеве оброблення кабелю на довжині 150мм для підключення до стенду. На відстані не більше 15мм від місця к.з. в оболонці виконують отвір, на який накладають бандажний хомут 11 з увареним штуцером 10. По обидва боки кінці відрізка кабелю також віджимають бандажними хомутами 11. До штуцера 10 підключають датчик 4, а датчик 5 закріплюють на оболонці кабелю, наприклад, за допомогою скотча, і підключають до вимірника температури - мультиметра 9. Підготовлений зразок 12 приєднують до вимикача 2. При цьому встановлюють трансформатори струму (ТС) 3 на кожну фазу силового кола. Вихідні кінці ТС 3 через вузол сполучення 8 підключають до осцилографа 6. Вузол сполучення 8 виконує зниження вихідних сигналів від ТС 3 до значень, що відповідають вхідним значенням осцилографа 6. Пристроєм 7 для автоматичного керування випробуваннями задають тривалість дугового короткого замикання, для чого сигнал від пристрою 7 надходить на вимикач 2. Протягом режиму к.з. за допомогою апаратури, що реєстр ує: осцилографа, датчиків температури й тиску вимірюють струми к.з., його реальну тривалість, температуру нагрівання оболонки кабелю і тиск, що розвивається усередині кабелю в результаті к.з. Після проведення випробувань зразок кабелю відключають від мережі і здійснюють оцінку вубухостійкості кабелю. Кабель вважається таким, що витримав випробування, якщо немає розривів або тріщин, пропалювань оболонки при тиску усередині кабелю не менше 0,6МПа і температурі нагрівання оболонки не більше 150°С. Спосіб випробування кабелів на вибухостійкість передбачає нову сук упність операцій: - виконання міжфазного к.з. усередині кабелю до накладення оболонки відповідає реальним умовам аварійного режиму під час експлуатації, оскільки виникнення такого режиму відбувається в результаті пошкодження ізоляції жил; - підключення силових жил кабелю до джерела живлення з робочою напругою 660 або 1140В дозволяє створити усередині кабелю фактичні струмові навантаження, у тому числі в режимі к.з.; - вимір тиску в зоні міжфазного к.з. і температури нагрівання оболонки кабелю дозволяє оцінювати фактичне механічне і теплове навантаження, що виникають усередині кабелю, і, маючи такі дані, можна висунути вимоги вибухостійкості кабелю; - герметизуючи випробовуваний зразок кабелю по обидва боки, створюють замкнутий об'єм, і, тим самим, досягаються жорсткіші умови проведення випробувань. Реалізація запропонованого способу дозволить найбільш повно оцінювати технічні характеристики кабелю в режимі дугового замикання у порівнянні з існуючими способами випробувань, при цьому відпадає необхідність використання метану для утворення метано-повітряної суміші небезпечної концентрації, що підвищує безпеку і знижує тр удомісткість способу.