Кабели для цепей управления и контроля - эволюция решения

С целью присоединения измерительных преобразователей и исполнительных механизмов к программно-техническим средствам АСУТП по технологии MAXI-TERMI- POINT применяются кабели для цепей управления и контроля парной скрутки.

Ранее для этих целей в системах общепромышленного применения широко применялись кабели JE-Y(St)Y по немецкому стандарту DINVDE 0815.

Указанные кабели имеют изолированные поливинилхлоридным (ПВХ) пластикатом однопроволочные медные жилы диаметром 0,8 мм, скрученные в пары, которые скручены в элементарные четырёх парные пучки, в свою очередь скрученные в сердечник кабеля. Поверх сердечника кабеля последовательно наложена поясная изоляция, экран из алюмополимерной ленты и оболочка из ПВХ пластиката. Количество пар в кабеле 2,4,8,12,16,20,32 и 40.

КабелиJE-Y(St)Y с изоляцией и в оболочке из ПВХ пластиката общепромышленного применения не распространяют горение при одиночной прокладке, класс пожарной опасности кабелей по ГОСТ 31565-2012 – 01.8.2.5.4.

Кроме того, при горении и тлении кабеля выделяется значительное количество дыма и коррозионно-активных продуктов горения, что может привести к повреждению электрооборудования АСУТП.

В настоящее время кабели JE-Y(St)Y не соответствуют требованиям Технического регламента о требованиях пожарной безопасности от 02 июля 2008 года № 123-ФЗ, ГОСТ 31565-2012 и СТО 1.1.1.01.001.0902-2013 и поэтому не могут применяться для групповой прокладки в помещениях, оснащённых компьютерной и микропроцессорной техникой, в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей.

Учитывая опыт отечественных и международных разработок, ОАО «ВНИИКП» в соответствии с техническими требованиями ФГУП «ВНИИА» совместно с кабельными заводами России разработало серию кабелей для цепей управления и контроля, которые обеспечивают подсоединение по технологии MAXI-TERMI- POINT.

В 2009 году были разработаны кабели с однопроволочными медными и медными лужеными жилами диаметром 0,8 мм с изоляцией и оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов, марок КУППнг(А)-HF и КУППлнг(А)-HF по ТУ 3561-411-00217053-2009.

Конструктивные и электрические параметры разработанных кабелей аналогичны параметрам кабелей JE-Y(St)Y.Разработано серийное производство.

Показатели пожарной безопасности и электрические параметры кабелей для цепей управления и контроля указаны в таблице 1.

Таблица 1

В результате применения в конструкции разработанных кабелей изоляции и оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов, класс пожарной опасности кабелей по ГОСТ 31565-2012 – П 1б.8.1.2.1.

Однако, по сравнению с кабелями JE-Y(St)Y разработанные кабели КУППнг(А)-HF являются более жёсткими и имеют в 1,5 раза больший допустимый радиус изгиба при его прокладке и монтаже.

В 2012 году разработаны огнестойкие кабели марок КУППлнг(А)-FRHF и КУППнг(А)-FRHF ТУ 3561-442-00217053-2012 с однопроволочными медными и медными лужеными жилами, с экраном из алюмополимерной ленты и контактной медной луженой проволокой.Разработано серийное производство кабелей.

Поверх токопроводящей жилы кабелей наложен термический барьер и изоляция из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Класс пожарной опасности кабелей по ГОСТ 31565-2012 - П1б.4.1.2.1.

Кабели сохраняют работоспособность при воздействии землетрясения интенсивностью 9 баллов по MSK при размещении над нулевой отметкой до 60 м в соответствии с ГОСТ 30546.1 и имеют срок службы 30 лет. В результате опыта по изготовлению первой серии кабелей для цепей управления и контроля и с учетом требований потребителей в 2012 году были разработаны кабели марок КУППмнг(А)-HF и КУППмнг(А)-FRHF,    ТУ 3561-441-00217053-2012 с многопроволочными жилами,c изоляцией и в оболочке из полимерных материалов, не содержащей галогенов, с экраном в виде оплетки из медных луженых проволок.Также разработано серийное производство. Применение в конструкции многопроволочной жилы позволило уменьшить жёсткость и допустимый радиус изгиба кабеля, который в 1,5 раза меньше, чем у кабеля JE-Y(St)Y. Кабели с многопроволочными жилами стойкими к 10-ти монтажным изгибам на угол ±900 вокруг пары цилиндров диаметром, равный пятикратному максимальному наружному диаметру кабеля. Идентификация кабельных элементов в разработанных кабелях (основная и дополнительная расцветка изоляции жил, расцветка скрепляющих элементов каждого элементарного пучка) улучшает процесс визуального контроля, что исключает ошибки при монтаже кабелей.

Изолированные жилы в парах каждого элементарного пучка имеют основную расцветку в соответствии с указанной в таблице 2.

Таблица 2

С целью идентификации,изолированных жил в сердечнике кабеля, скрученным из нескольких элементарных пучков, на основную расцветку изоляции жил в каждом элементарном пучке нанесена дополнительная расцветка (маркировка) в виде группы поперечных полуколец (полос) чёрного цвета.

Число полуколец (полос) в группе и их ширина для каждого элементарного пучка соответствует указанным в таблице 3. Расстояние между группами поперечных полуколец - 50-70 мм. Расстояние между полукольцами в группе - 4-6 мм.

Таблица 3

С целью идентификации элементарных пучков, скрученных в сердечник кабеля, на каждый элементарный пучок наложена по открытой спирали скрепляющая обмотка из цветных синтетических нитей или узких синтетических лент, в соответствии с указанной в таблице 3.

В маркировке кабелей дополнительно применяются мерные метки на наружной оболочке, что исключает ошибки при измерении длины кабеля в процессе монтажных работ.

В начале августа 2014 года на АО «Завод «Энергокабель» состоялась межведомственная комиссия, с участием специалистов ОАО «Концерн Росэнергоатом», по проведению типовых испытаний новых типов кабелей для цепей управления и контроля марок КУПЭфПмнг(А)-HF, КУПЭфПмнг(А)­FRHF с многопроволочными жилами с экраном из алюмополимерной ленты.

Применение в качестве экрана алюмополимерной ленты позволило уменьшить трудоемкость изготовления кабелей по сравнению с кабелями с экраном в виде оплетки из медных луженых проволок.

По результатам типовых испытаний межведомственная комиссия подтвердила целесообразность внесения изменений в конструкцию и технологический процесс изготовления кабелей для цепей управления и контроля с многопроволочными жилами по ТУ 3561-441-00217053-2012, а именно:

• включение новых типов кабелей марок КУПЭфПмнг(А)-HF и КУПЭфПмнг(А)-FRHF;
• установление требований по огнестойкости кабелей с индексом нг(А)-FRHF – не менее 180 мин;
• установление требований по минимальному сроку службы кабелей – 40 лет;
• введение требований по стойкости кабелей к дезактивирующим растворам.

В соответствии с заключением ФГУП «ВНИИА» кабели с индексом нг(А)-HFи мнг(А)-HF позволяют производить монтаж по технологии MAXI-TERMI-POINT существенно ускоряющий присоединение измерительных преобразователей и исполнительных механизмов к программно-техническим средствам АСУТП, что подтверждено испытаниями и опытом практического монтажа на Кольской АЭС и Нововоронежской АЭС-2.

Таким образом, серия кабелей для цепей управления и контроля, разработанная ОАО «ВНИИКП» и выпускаемая заводами России, обеспечивает высокий уровень пожарной и электробезопасности, а также удобство монтажа при высоком качестве изготовления и надежности поставляемой продукции по конкурентоспособной цене. Данная серия кабелей обеспечивает полное импортозамещение, соответствует всем требованиям законодательства Российской Федерации в области пожарной безопасности и требованиям, заложенным при проектировании программно-технических средств АСУТП атомных станций.