Вся информация на сайте предназначена только для специалистов кабельной отрасли, энергетики и электротехники.
+
 
Журнал "Кабели и провода"
ВНИИКП

Современные судовые кабели

DOI 10.52350/2072215Х_2021_4_стр.   //   Материал поступил в редакцию 14.04.2021

Согласно принятой в России стратегии развития судостроительной промышленности перед кораблестроителями поставлена серьёзная задача существенного увеличения доли отечественного рынка в мировом судостроении. Основная цель этой задачи – создание конкурентоспособной отрасли, способной изготавливать заказы на техническом уровне, соответствующем высоким требованиям мировых стандартов. Это касается и кабельных изделий, которыми должны оснащаться современные корабли (рис. 1).

Рис. 1. Работы в доке

Однако в настоящее время по-прежнему на морских и речных судах широко применяются традиционные, разработанные более 40 лет назад, судовые кабели по ГОСТ 7866.1–76, ГОСТ 7866.2–76, ТУ 16-705.169–80, ТУ 16-505.305–81,которые уже не отвечают мировому техническому уровню и современным техническим требованиям. В частности, они имеют невысокую допустимую температуру нагрева кабеля при эксплуатации (до плюс 65 °С), высокие габариты и массу. В случае возникновения пожара они распространяют пламя, выделяют большой объём дыма, паров галогенных кислот и не способны передавать электрическую энергию при воздействии открытого пламени. Современные судовые кабели могут длительно эксплуатироваться при температуре на токопроводящей жиле до плюс 90 °С, при этом они соответствуют самым современным требованиям по пожарной безопасности: нераспространение горения при групповой прокладке, низкое выделение дыма при горении и тлении, отсутствие галогенов в продуктах горения, а также сохранение работоспособности кабеля при воздействии открытого пламени в течение трёх часов – для кабелей в огнестойком исполнении.

Следовательно, для повышения уровня безопасности эксплуатации таких технически сложных объектов, как речные и морские суда, требуется проработка вопросов эффективного применения проектными и судостроительными организациями судовых кабелей с повышенными параметрами пожарной безопасности, что в свою очередь обязывает к развитию отечественную кабельную промышленность и приводит к значительным изменениям в связи с развитием смежных областей промышленности, появлением новых материалов и ростом передаваемых мощностей и объёмов информации. Отмечено, что масса судовых кабелей, входящих в бортовую сеть, может достигать 1/3 от общей массы всего судового электрооборудования. Кроме прочего, безопасность личного состава на подводных аппаратах напрямую связана с надёжностью кабельных сетей, а также с работоспособностью этих сетей в аварийных ситуациях, таких как затопление или пожар.

Очевидно, что задача обеспечения герметичности судовых кабелей при давлении, соответствующем глубине погружения подводных аппаратов (400–600 метров), при сохранении показателей пожарной безопасности этих кабелей становится особенно актуальной в последнее время.

Внештатные ситуации с кабелем возникают:

  1. при поступлении забортной воды внутрь корпуса подводного аппарата в зоне прокладки кабельных сетей: при повреждении оболочки или обрыве кабеля с негерметизированными жилами через кабельную трассу произойдет затопление смежных помещений;
  2. при возгорании внутри смежных помещений: кабельная сеть должна обеспечить своё функционирование в штатном режиме определённое время, требуемое для выполнения аварийно-спасательных работ и обеспечения живучести объекта.

Для решения вышеуказанных задач в АО «Экспокабель» в период с 2014 по 2020 годы был освоен выпуск кабелей по ТУ 0293-005-07537654–2008 «Кабели судовые герметизированные огнестойкие» и ТУ 3500-006-07537654–2008 «Кабели судовые безгалогенные и огнестойкие».

Была проведена глубокая модернизация производства, в результате которой полностью обновился парк производственного оборудования:

  • волочильное оборудование (грубое, среднее, тонкое) компаний NIEHOFF и Henrich (Германия), MFL (Италия) (рис. 4);
  • гальваническая линия лужения компании Henrich (Германия);
  • экструзионные линии для переработки поливинилхлоридных пластикатов, полиуретанов, полиэтиленов, безгалогенных компаундов, фторопластов, резин (диаметры шнеков: 30, 35, 40, 45, 60, 80, 90, 100, 120 мм) компаний Mario Frigerio (Италия) и Pioneer (рис. 2, 5);
  • линии непрерывной вулканизации производства компаний Troester (Германия) и Maillefer (Финляндия);
  • крутильное и оплёточное оборудование компании NIEHOFF (Германия) (рис. 3);
  • отечественные ускорители электронов «ЭЛВ-4» (рис. 7);
  • стеклообмоточные линии компании NewTech (Италия);
  • лентообмоточные машины для изготовления огнестойкой изоляции фирмы WTM (Италия) и т.д.;
  • отечественные активные отдающие устройства АО «СПКБ-Техно» (рис. 8).

В технологическом оборудовании используются системы бесконтактного измерения диаметра, измерители эксцентриситета и спарк-тестеры производства фирмы SIKORA (Германия). Лабораторная и испытательная базы завода укомплектованы современным прецизионным оборудованием, которое даёт возможность производить широкий ассортимент кабельно-проводниковой продукции на высоком качественном уровне (рис. 6).

      

Рис. 2.Высокоскоростная экструзионная линия компании Frigerio-MFL group ISLS 120+45+80                               Рис. 3. Оплёточные машины марки BMV-16 и BMV-24 компании NIEHOFF

      

Рис. 4. Линия многониточного волочения компании Frigerio-MFL group                                                              Рис. 5. Линия наложения кремнийорганической резины

       

Рис. 6. Оригинальная установка для проверки продольной герметичности                       Рис. 7. Вид подпучковой системы отечественного ускорителя электронов

Рис. 8. Отечественные активные отдающие устройства

Таким образом, новая современная технология производства судовых кабелей была разработана с использованием новейшего отечественного и зарубежного оборудования. В результате модернизации АО «Экспокабель» может изготавливать практически любые конструкции кабелей сечением от 0,08 до 500 мм2 с различными типами изоляции и оболочки, а также любыми конструктивными исполнениями, такими как огнестойкие, с пониженным дымо- и газовыделением, с повышенной помехозащищённостью и т.д. Благодаря наличию широкого ассортимента оборудования, организуется полный цикл производства продукции, начиная с волочения медной катанки и заканчивая выпуском готовой продукции.

Была внедрена эффективная интегрированная система менеджмента качества (ИСМ), сертифицированная в системах ГОСТ Р ИСО и ISO. Персонал предприятия постоянно проходит обучение для подтверждения и повышения квалификации. Ведётся постоянный поиск новых современных материалов. Проводятся мероприятия по улучшению качества выпускаемой продукции.

Для удовлетворения потребности судостроительной промышленности в современных кабельных изделиях АО «Экспокабель» в период с 2014 по 2020 годы поставило на производство полный спектр номенклатуры судовых безгалогенных и огнестойких кабелей, соответствующих современным стандартам исполнения «нг-HF», «нг-FRHF», «нг-LS», «нг-FRLS» (ТУ 3500-006-07537654–2008 «Кабели судовые безгалогенные и огнестойкие»). Кабели по ТУ 3500-006-07537654–2008 защищены патентами РФ №157628, №160352, №160825, №191800. После постановки на производство безгалогенных и огнестойких кабелей были выполнены поставки кабельной номенклатуры для нужд судостроения.

Для подтверждения уровня качества проведены сертификационные испытания представителями органов по сертификации: Российского морского регистра судоходства, Российского речного регистра, которые подтвердили высокие технические параметры выпускаемых кабелей АО «Экспокабель».

Основными преимуществами кабелей по ТУ 3500-006-07537654–2008 над традиционными являются следующие:

1.    Меньшая масса и наружный диаметр кабелей, большая допустимая токовая нагрузка. Это достигается за счёт применения в кабелях изоляции и оболочки из современных «сшиваемых» полимерных материалов, а также резиновых смесей нового поколения, позволяющих обеспечить рабочую температуру на жилах до 85–90 °С, что позволяет использовать кабель с жилами меньшего сечения при сохранении заданной токовой нагрузки.

Рассмотрим, например, следующий пример.

Для передачи токовой нагрузки 130 А ранее выбирался судовой силовой кабель по ГОСТ 7866.176 марки КНР 3×50, наружный диаметр которого 33,6 мм, а масса 1 м – 2,511 кг.

Аналогичную нагрузку 130 А с запасом можно передать по новому кабелю марки КНРнг-HF 3×35, наружный диаметр которого согласно
ТУ 3500-006-087537654–2008 составляет 24,7 мм (на 26 % меньше), а масса 1 м – 1,545 кг (ниже на 38 %).

Как видно из примера применение новых материалов позволяет снизить материалоёмкость, габариты и стоимость кабеля, что в свою очередь скажется на уменьшении массы судовых силовых кабельных трасс, и затрат при их монтаже.

2.    Увеличенный срок службы (не менее 35 лет), а также срок гарантированной наработки (не менее 130 000 ч).

3.    Повышенная стойкость к внешним воздействующим факторам (вибрационным и ударным нагрузкам, воздействию индустриального масла и дизельного топлива, морской воды и т. д.).

4.    Надежная помехозащищённость кабелей для цепей контроля, связи и передачи данных за счет скрутки изолированных жил в группы (пары, тройки, четвёрки). Кабельные конструкции разработаны с применением общего экрана или двойного экрана (экран каждой группы или изолированной токопроводящей жилы и общий экран). Для обеспечения защиты сигнала от внешних электромагнитных сигналов или для предотвращения утечки более сильного сигнала и его воздействия на окружающие электрические сети и оборудование на силовых кабелях предусмотрена модификация с комбинированным экраном (обмотка медной лентой с последующей оплёткой).

5.    Высокая пожаробезопасность, на основании того, что конструкции кабелей с изоляцией/оболочкой из безгалогенных компаундов, исполнения «нг-HF», базируется на применении в кабелях не поддерживающих горения безгалогенных материалов с пониженным дымообразованием и низкой удельной теплотой сгорания. В серии кабелей с индексом «нг-LS» применяются не поддерживающих горения галогеносодержащие материалы (с нормированным содержанием галогенов) с пониженным дымообразованием. Кроме того, к конструктивным решениям, направленным на повышение стойкости к нераспространению пламени, относятся заполнение пространства между изолированными токопроводящими жилами специальным материалом-заполнителем, имеющим высокий кислородный индекс 40–55 %, и применение в качестве оболочки материалов с кислородным индексом более 40 %.

6.    Сохранение работоспособности при воздействии открытого пламени (огнестойкость). Огнестойкость кабелей обеспечивается применением термических барьеров, сохраняющих электроизоляционные свойства в течение 3 часов в пламени при температуре 750–850 °С. Номенклатурный перечень таких материалов ограничен и в настоящий момент фактически ограничен стеклослюдолентой.

В зависимости от назначения огнестойкие кабели выпускаются на номинальное напряжение:

  • до 250 В включительно – кабели для цепей контроля, связи, сигнализации и межприборных соединений;
  • свыше 250 до 750 В – кабели для цепей управления и контроля;
  • свыше 750 до 1000 В – кабели для силовых сетей.

Все вновь разработанные и освоенные конструкции судовых безгалогенных и огнестойких кабелей соответствует требованиям Правил Российского морского регистра судоходства, комплекса стандартов МЭК 60092-3, нормирующих требования к материалам, конструкциям и методам испытаний судовых кабелей, а также комплексу стандартов ГОСТ Р МЭК, устанавливающих требования к испытаниям по определению параметров пожарной безопасности.

Для удобства проектных организаций и потребителей обозначение новых кабелей базируется на маркировке традиционных судовых кабелей с введением дополнительных индексов, обозначающих пожаробезопасные исполнения:

  • КНРнг-HF, КНРнг-FRHF, КНРнг-LS, КНРнг-FRLS с изоляцией и оболочкой из резин;
  • КНРкнг-HF, КНРкнг-FRHF, КНРкнг-LS, КНРкнг-FRLS с изоляцией из резины и оболочкой из сшитой безгалогенной композиции или поливинилхлоридного пластиката;
  • СПОВнг-HF, СПОВнг-FRHF, СПОВнг-LS, СПОВнг-FRLS с изоляцией из сшитого полиэтилена или сшитой безгалогенной композиции и оболочкой из сшитой безгалогенной композиции.

Выпускаемые судовые безгалогенные и огнестойкие кабели по ТУ 3500-006-07537654–2008 «Кабели судовые безгалогенные и огнестойкие» включают в себя как кабели для стационарной прокладки, так и гибкие кабели для подвижных соединений.

Кабели исполнения «нг-HF», «нг-LS» применяются для одиночной и пучковой прокладки кабельных линий питания электрооборудования и электропроводок, в том числе в жилых и других помещениях, оснащённых компьютерной и микропроцессорной техникой.

Кабели марок исполнения «нг-FRHF», «нг-FRLS» применяются для одиночной и пучковой прокладки кабельных линий питания электрооборудования систем безопасности, электропроводок цепей систем пожарной безопасности, требующих функционирования при пожаре до момента его устранения.

Для обеспечения нужд судостроения герметизированными огнестойкими кабелями АО «Экспокабель» в период с 2015 по 2018 годы внедрило в серийное производство кабели соответствующие современным стандартам по ТУ 0293-005-07537654–2008 «Кабели судовые герметизированные огнестойкие» (кабели по ТУ 0293-005-07537654–2008 защищены патентами РФ №115552, №115553):

  • СМПВГО-40, СМПВЭГО-40, СМПЭВГО-40, СМПЭВЭГО-40 – кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката.
  • КРНГО-40, КРНЭГО-40 – кабели с изоляцией и оболочкой из резины.

Основными преимуществами кабелей по ТУ 0293-005-07537654–2008 являются:

  1. Сохранение работоспособности при воздействии открытого пламени (огнестойкость). Огнестойкость кабелей обеспечивается применением термических барьеров, сохраняющих электроизоляционные свойства в течение 3 часов в пламени при температуре 750–850 °С.

В зависимости от назначения огнестойкие кабели выпускаются на номинальное напряжение:

  • до 250 В включительно – кабели для цепей контроля, связи, сигнализации и межприборных соединений;
  • свыше 250 до 400 В – кабели для цепей управления и контроля;
  • свыше 400 до 690 В – кабели для силовых сетей.
  1. Надёжная помехозащищённость кабелей для цепей управления и контроля за счёт применения общего экрана или двойного экрана (экран каждой изолированной жилы и общий экран).
  2. Повышенная стойкость к внешним воздействующим факторам (вибрационным и ударным нагрузкам, воздействию индустриального масла и дизельного топлива, морской воды и т. д.).
  3. Наличие продольной герметизации при воздействии гидростатического давления до 4 МПа. В случае обрыва герметизированной изолированной жилы, либо повреждения оболочки кабеля по конструкции не будет распространяться вода на глубинах до 400 метров.
  4. Применение в кабелях типа СМПВГО-40 изоляции из современных «сшиваемых» полимерных материалов и улучшенных резиновых смесей в изоляции и оболочке кабелей типа КРНГО-40, позволяющих обеспечить работу кабельных линий в кратковременных аварийных режимах при температуре на жилах до 100–120 °С.

Ввиду того, что в последние годы активно ведётся разработка и освоение промышленного производства кабелей с повышенными параметрами пожарной безопасности, с увеличенной помехозащищённостью, с увеличенным сроком службы для большинства всех отраслей промышленности, аналоги кабельно-проводниковой продукция для судов на рынке представлены в малом ассортименте.

Для удовлетворения потребности рынка в подобной продукции АО «Экспокабель» изготавливает и поставляет по требованию заказчика модификации кабелей по ТУ 3500-006-07537654–2008, а также совместно с ОАО «ВНИИКП» проводит комплекс работ по увеличению срока службы кабелей судовых герметизированных огнестойких по ТУ 0293-005-07537654–2008 и кабелей судовых безгалогенных и огнестойких по ТУ 3500-006-07537654–2008. Клиентоориентированность, технические и технологические улучшения являются одними из основополагающих принципов эффективности систем менеджмента качества и предприятия в целом.



7.7

ПОДРОБНЕЕ О КОМПАНИИ

Обсуждают на форуме (7)

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно
Прямой эфир
+