Кабельная сеть

Кабельная сеть

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может найти широкое применение как при создании изделий ракетно-космической техники (РКТ), так и в других областях народного хозяйства.

Известен электрический соединитель по авторскому свидетельству СССР №1229868, кл. Н 01 R 13/62, который состоит из двух частей, вилки и розетки, расположенных в соответствующих корпусах, соединенных накидной гайкой и содержащих фиксирующий узел. Фиксирующий узел содержит гильзу, пружину и защелку, накидная гайка выполнена ступенчатой с коническим переходом между ступенями, на наружной поверхности гильзы выполнен кольцевой уступ и резьба. Недостатком указанного соединителя, является низкая надежность и недостаточная взрывозащищенность, в частности, искроопасных цепей.

Известен многоконтактный взрывобезопасный электрический соединитель, описанный в авторском свидетельстве СССР №1069037, кл. H 01 R 24/00.

Указанный соединитель содержит корпус с установленными в них изоляционными колодками, контактными и направляющими элементами и подводимыми к ним проводниками. В нем каждый из корпусов выполнен с двумя выступами, направляющие элементы выполнены в виде штырей и гнезд с наружной ступенчатой поверхностью и установленных в изоляционные колодки.

К недостаткам указанного электрического соединителя можно отнести то, что он не обеспечивает взрывобезопасность искроопасных электрических цепей, а также имеет низкую механическую защищенность указанных проводников.

В качестве прототипа выбрана кабельная сеть, описание которой приведено в авторском свидетельстве СССР №1272388, кл. Н 02 G 15/08. Прототип содержит электрические соединители с контактными полями и искроопасные проводники с положительным и отрицательным потенциалами, а также корпус из двух частей. Внутренняя полость корпуса разделена на три отсека. Крайние отсеки соединены между собой каналами с образованием замкнутого контура, заполненного герметизирующим материалом и расположенного по периметру среднего отсека. В среднем отсеке размещен сросток кабелей и заземляющая перемычка. Узлы соединения перемычки с кабелями заармированы в крайних отсеках с образованием стопорного приспособления. В перегородках корпуса по обе стороны каждого крайнего отсека установлены уплотнения. Такое выполнение позволяет передавать действующие на кабель растягивающие усилия на корпус муфты, предохраняя таким образом сросток кабелей. Недостатком рассмотренной кабельной сети является низкий уровень взрывозащиты электрических проводников, в частности искроопасных проводников.

Таким образом, можно сделать вывод, что приведенные выше устройства обладают низким уровнем взрывозащиты, в частности, искроопасных проводников, что естественно может привести к аварийным ситуациям при эксплуатации таких устройств во взрывоопасных средах.

Задачей обеспечения пожаровзрывобезопасности в предлагаемой кабельной сети является обеспечение взрывозащиты кабельной сети за счет обеспечения высокого уровня взрывозащиты искроопасных проводников с положительным и отрицательным потенциалами.

Технический результат достигается за счет того, что в кабельной сети, содержащей электрические соединители с контактными полями и искроопасные проводники с положительным и отрицательным потенциалами, контактное поле каждого электрического соединителя разделено на две зоны, как минимум, одним рядом свободных контактов, при этом искроопасные проводники с положительным потенциалом подсоединены к контактам первой зоны, а искроопасные проводники с отрицательным потенциалом подсоединены к контактам второй зоны.

Кроме этого, в кабельной сети искроопасные проводники с одинаковым потенциалом объединены, как минимум, в два жгута, при этом каждый жгут покрыт дополнительно изоляционным материалом максимально по всей длине.

В электронных устройствах автоматики и в электротехнике, как правило, рассматривают два вида отказов. Отказ типа "обрыв цепи" и отказ типа "короткое замыкание". При возникновении отказов обоих типов возникает искра, мощности которой достаточно для подрыва окружающей взрывоопасной среды. Например, для подрыва водородо-кислородных (воздушных) смесей достаточно энергии 0,002 мДж.

Под взрывобезопасными (взрывозащищенными) кабельными сетями подразумевают кабельные сети, используемые во взрывоопасных средах и выполненных таким образом, чтобы вероятность возникновения отказов типа "обрыв" или "короткое замыкание" была сведена к минимуму или исключена полностью. То есть должны быть приняты схемотехнические и конструктивные меры, предотвращающие возникновение искры и, следовательно, не происходил взрыв окружающей взрывоопасной среды. Практика проектирования изделий РКТ показывает, что более 90% цепей, бортовых кабельных сетей, относится к категории искроопасных.

Схема размещения искроопасных проводников на контактном поле электрического соединителя приведена на чертеже и содержит контактное поле электрического соединителя 1, на первой зоне 2 которой размещены электрические цепи с положительным потенциалом, и на второй зоне 3 - электрические цепи с отрицательным потенциалом, а также ряд свободных контактов 4, разделяющих зоны искроопасных проводников с положительным и отрицательным потенциалами между собой.

Один кабель, как правило, содержит два соединителя, соединенных между собой набором проводов. Под кабельными сетями следует понимать набор одиночных кабелей, соединенных между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой. На чертеже приведена структурная схема размещения электрических искроопасных проводников на контактном поле одного электрического соединителя.

Из чертежа видно, что на левой половине контакного поля электрического соединителя 1 размещены все искроопасные проводники 2 данного кабеля, которые связаны или коммутируют "плюс" источника питания и, следовательно, являются цепями с положительным потенциалом.

На правой половине контактного поля 3 электрического соединителя 1 размещены все искроопасные проводники данного кабеля, которые связаны или коммутируют "минус" источника питания и являются искроопасными проводниками с отрицательным потенциалом.

Таким образом, короткое замыкание в кабельных сетях, выполненных вышеуказанным способом, практически исключается, что безусловно повышает взрывобезопасность кабеля, а значит и его взрывозащищенность. Кроме этого, для уменьшения вероятности отказов типа "короткое замыкание" искропасные проводники 2 с положительным потенциалом и искроопасные проводники с отрицательным потенциалом 3 разделены между собой, как минимум, одним рядом свободных контактов 4 электрического соединителя 1.

Для повышения взрывозащищенности кабельной сети в предлагаемое устройство введена дополнительная механическая и электрическая защита искроопасных проводников с положительным и отрицательным потенциалами по всей длине искроопасных проводников путем раздельной обмотки искроопасных проводников с положительным и отрицательным потенциалами с помощью изоляционных материалов

Обмотка искроопасных проводников проводится последовательно в два этапа. Сначала собираются искроопасные проводники с положительным потенциалом и с помощью изоляционных материалов проводится обмотка указанных искроопасных проводников по всей длине цепей от одного электрического соединителя до другого электрического соединителя. Точно такая же операция проводится в отношении искроопасных проводников с отрицательным потенциалом. В результате проведенных операций вероятность короткого замыкания и обрыва проводников исключается полностью.

В связи с этим предлагаемая кабельная сеть может найти широкое применение в химической, атомной и в других видах промышленного производства, где используются взрывоопасные компоненты.

Таким образом, предлагаемая кабельная сеть позволяет значительно увеличить уровень взрывозащищенности кабельных сетей за счет резкого снижения вероятности возникновения отказов типа "обрыв" и "короткое замыкание".

В настоящее время разработана конструкторская документация, изготовлены образцы бортовой кабельной сети, которые прошли экспериментальную отработку с положительными результатами испытаний.

1. Кабельная сеть, содержащая электрические соединители с контактными полями и искроопасные проводники с положительным и отрицательным потенциалом, отличающаяся тем, что контактное поле каждого электрического соединителя разделено на две зоны, как минимум одним рядом свободных контактов, при этом искроопасные проводники с положительным потенциалом подсоединены к контактам первой зоны, а искроопасные проводники с отрицательным потенциалом подсоединены к контактам второй зоны.

2. Кабельная сеть по п.1, отличающаяся тем, что в ней искроопасные проводники с одинаковым потенциалом объединены как минимум в два жгута, при этом каждый жгут покрыт дополнительно изоляционным материалом максимально по всей длине.