Новое поколение кабелей для систем железнодорожной автоматики и телемеханики

Статистические данные свидетельствуют о том, что на кабельных линиях в среднем происходит 33 повреждения на 100 км в год, причем более половины – из-за нарушения герметичности подземных соединительных муфт и оболочки кабелей, более трети – из-за несанкционированных действий сторонних организаций и по другим причинам. При повреждении кабеля и в случае, когда его концы не герметизированы в оконечных устройствах или муфтах, влага попадает внутрь сердечника и заполняет промежутки между изолированными жилами.

При проникновении воды в кабели с кордельно-бумажной изоляцией или с пористо-полиэтиленовой изоляцией, последняя быстро увлажняется и теряет диэлектрические свойства. Практически сразу происходит короткое замыкание, и связь прекращается.

В случае проникновения воды в сердечник кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией или с трёхслойной изоляцией связь не прерывается мгновенно, а происходит постепенное изменение параметров кабеля, что обнаруживается не сразу. За это время вода по сердечнику кабеля может распространиться на 100 и более метров.

Поскольку вода имеет диэлектрическую проницаемость в несколько раз больше воздуха, то на строительной длине кабеля с «замокшим» участком сопротивление изоляции жил уменьшается в 1000 раз, рабочая емкость и коэффициент затухания увеличивается в 2-3 раза. В результате кабельная линия становится неработоспособной, и требуется замена «замокшего» участка кабеля большой длины. Радикальным способом защиты таких кабелей от проникновения воды является создание влагонепроницаемого сердечника.[1 с.7]

Первыми образцами влагонепроницаемых кабелей стали кабели с гидрофобным заполнением сердечника. Гидрофобный заполнитель изготавливается на основе минерального масла с добавками полиэтилена, полиэтиленового воска и синтетического каучука. Гидрофобный заполнитель вводится в сердечник кабеля в горячем виде. Кабели с гидрофобным заполнением обладают продольной влагонепроницаемостью сердечника. В случае повреждения его оболочки гидрофобный заполнитель достаточно надежно препятствует проникновению воды только при условии полного заполнения всех промежутков между изолированными жилами. Это не всегда технически возможно из-за усадки гидрофобного заполнителя в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации при отрицательных температурах. Кроме того, гидрофобный заполнитель - это вязкая вазелиновая масса, которую необходимо длительно и тщательно очищать с конструктивных элементов кабеля, инструмента и рабочего места. Это увеличивает трудоемкость и продолжительность монтажа ремонтно-восстановительных работ, и соответственно время восстановления кабельных линий.

При дальнейшем усовершенствовании конструкции кабелей для систем автоматики и телемеханики были применены новые «сухие» водоблокирующие материалы – кордели и ленты. [2 с.14] Эти элементы занимают первоначально незначительный объём, а при взаимодействии с водой увеличиваются в объёме в несколько раз и образуют гелеобразную массу, которая заполняет свободное пространство между конструктивными элементами внутри кабеля и препятствует дальнейшему проникновению в него воды. Две изолированные жилы, резко отличающиеся по цвету изоляции, скручены в пару. Пары совместно с нитями из водоблокирующего материала, обеспечивающего продольную влагонепроницаемость, скручены в элементарные пучки, если сердечник кабеля с числом пар не более 10. Сердечник кабеля с числом ар 12 и более скручен из элементарных пучков, скреплённых обмоткой из синтетических нитей или лент разного цвета. Контрольная жила, однопроволочная или многопроволочная из медной мягкой проволоки проложенная под поясной изоляцией кабеля, позволяет посредством непрерывного мониторинга сопротивления ее изоляции контролировать целостность оболочки кабеля в процессе эксплуатации, а так же определить место ее повреждения при проникновении в кабель влаги. [1, с.9]

В процессе эксплуатации были проведены сравнительные испытания стойкости кабелей проникновению воды при повреждении оболочки с «сухими» водоблокирующими материалами и с гидрофобным заполнителем по методике, утвержденной Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД». Испытания показали, что кабели с «сухими» водоблокирующими материалами по стойкости к проникновению воды не уступают кабелям с гидрофобным заполнением.

Применение кабелей с элементами из водоблокирующих материалов позволяет повысить надежность кабельной линий и осуществлять непрерывный мониторинг

целостности оболочки кабелей посредством контрольной жилы, снизить трудоемкость и повысить культуру труда при монтаже. [2, с.14-15]

Наряду с усовершенствованными сигнально-блокировочными кабелями с водоблокирующими материалами, с однопроволочными токопроводящими жилами в соответствии с техническими требованиями и техническим заданием Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» были разработаны сигнально-блокировочные кабели с водоблокирующими материалами, многопроволочными токоведущими жилами, в оболочках из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности.

Однопроволочные токопроводящие жилы кабелей изготавливаются из медной мягкой круглой проволоки диаметром 0,8 или 0,9 мм, а многопроволочные токопроводящие жилы современных кабелей соответствующего сечения скручены из семи медных мягких круглых проволок номинальным диаметром 0,43 мм.

Применение кабелей с многопроволочными жилами вместо однопроволочных соответствующего сечения позволит исключить дублирование жил. Например, в электропитании рельсовых цепей, в цепях управления и контроля удалённых объектов от поста электрической централизации. Это повысит надёжность работы устройств автоматики и телемеханики за счёт уменьшения количества обслуживаемых жил и снижения вероятности их перепутывания при отключении и последующем подключении, а также за счёт исключения возможности передавливания однопроволочных жил при подключении нескольких жил под гайку или при разделке кабеля.

Использование кабелей с многопроволочными гибкими жилами, ответвляющихся от магистральных кабелей с однопроволочными жилами, позволит вводить кабели непосредственно в напольное оборудование - светофоры, стрелочные электроприводы, исключив необходимость применения универсальных конечных и промежуточных кабельных муфт и трансформаторных ящиков.

Разработанные кабели с оболочкой их поливинилхлоридного пластиката пониженной пожароопасности по сравнению с применяемыми в настоящее время кабелями удовлетворяют повышенным требованиям к нераспространению горения, в том числе при нагреве одного из кабелей в пучке. При горении и тлении они выделяют меньшее количество дыма со значительно меньшей оптической плотностью, горючих газов и токсичных продуктов горения, исключают или снижают коррозию аппаратуры, расположенной в непосредственной близости от места пожара как в помещении с горящими кабелями, так и соседних помещениях за счёт понижения выделения коррозионно-активных газов.

При возгорании таких современных кабелей пониженной пожароопасности облегчается эвакуация людей, снижаются масштабы пожара и улучшаются условия его ликвидации.[3, с.28-29]

Усовершенствованные кабели обладают преимуществами по сравнению с гидрофобными кабелями: введена отличительная расцветка каждой пары в элементарном пучке и скрепляющих элементов каждого элементарного пучка; упорядочена система скрутки сердечника кабеля; на наружной оболочке проставлена маркировка и мерные метки; имеется контрольная жила; экранирование кабелей; строительная длинна кабелей увеличилась до 1000 метров. [3, с. 24]

Таким образом, кабели для сигнализации и блокировки нового поколения позволяют в целом повысить эксплуатационную надёжность кабельных линий железнодорожной автоматики и телемеханики и сократить трудозатраты при их строительстве, реконструкции и техническом обслуживании. [1, с. 10.]

Литература:

1. Влагонепроницаемые кабели для сигнализации и блокировки. Журнал АСИ №5 2012г.

2. Испытания кабелей с водоблокирующими материалами. Журнал АСИ №8 2008г.

3. Новое поколение сигнально-блокировочных кабелей. Журнал АСИ №4 2007г.

4. Усовершенствованные сигнально–блокировочные кабели. Журнал АСИ №6 2006г.