Русские промышленники и исследователи всегда проявляли интерес к полярным районам, имеющимся там ресурсам и богатствам. Одно из самых наглядных достижений в реализации этого интереса — работающий Северный Морской путь. Другим воплощением значимости полярных территорий, а также прибрежных шельфов, может служить приход на них нефтяников и газовиков. И речь идет не о каких-то случайных акциях, а о комплексном освоении Севера. А это требует использования специальной техники и оборудования, в том числе и кабелей.
Все представляют, что такое районы Крайнего Севера и какой там климат. А также знают об огромных запасах нефти, газа, металлов в тех местах. К ним современная промышленность и бизнес проявляют неослабевающий интерес. Причем добывать их приходится не только на земле, но и под водой, вдали от берегов. Все это определяет достаточно специфические условия работы как РЭА (радиоэлектронной аппаратуры), так и КПП (кабельно-проводниковой продукции).
ГОСТ 15150-69 (таблица 1, приложение 11), определяющий параметры изделий для работы в различных точках земного шара, характеризует подобные территории как:
В первом случае значение окружающей температуры может достигать минус 60 ºС, во втором — минус 70 ºС, в третьем — минус 88 ºС. Хотя фактические данные могут отличаться от приведенных.
Так, в Оймяконе, считающемся полюсом холода, зафиксирована температура 67,7 ºС. А в Антарктиде — минус 94 ,7 ºС. Так что уже простое ознакомление с этими цифрами позволяет понять, в каких условиях используется техника.
Но работы ведутся не только на земле, но и в водах Северного Ледовитого Океана. Там строятся буровые платформы, ледоколы проводят караваны, а танкеры ледового класса перевозят нефть. И везде, в самых жестких условиях работают различные типы кабелей — силовые, монтажные, специального назначения.
Промышленное использование подобных изделий в Арктике гораздо шире, чем в Антарктиде. Поэтому нет ничего удивительного, что кабель с маркировкой АХЛ, рассчитанный на работу в условиях Южного Полюса, используется в качестве арктического, на Севере, где условия ненамного, но мягче.
Станция «Восток» находится в очень суровой температурной зоне, на высоте 3500 метров. Кстати, именно станция "Восток" зарегистрировала температурный мировой рекорд – минус 89,2 градуса С. А вот самая жаркая погода здесь за всю историю наблюдений – минус 13,6 градуса С.
Это далеко не простое изделие. При его внешней незамысловатости, в нем реализованы открытия из различных областей техники, порой даже на их стыке. Для понимания этого достаточно рассмотреть изоляцию. Если раньше, да и сейчас в бытовых условиях, с задачами защиты токопроводящих жил прекрасно справляется покрытие из ПВХ, то сегодня для реализации многих задач его уже мало.
Кабель должен сочетать гибкость и жесткость, защищая токопроводящие жилы и в то же время позволяя изгибать их под нужным углом, исходя из условий применения. А это достигается в первую очередь благодаря изоляции. Кроме того, она обеспечивает защиту токопроводящих жил при различных внешних воздействиях. Зачастую именно возможность противостоять им и определяет надежность работы кабеля.
В роли изоляции используют различные материалы — тот же самый ПВХ, причем с разнообразными добавками и модификаторами, полиэтилен, резину, фторопласты, минералы и полиолефины. Комбинируя материал изолятора и добавки, получают кабели с нужными характеристиками для работы в заданных условиях.
Пониженная температура вызывает повышенную жесткость и хрупкость изоляции. Она, как говорится, «дубеет». Причина в том, что любой материал содержит в своих порах воду, пусть и в микроскопических дозах. Ее замерзание приводит к увеличению ее объема, и соответственно, к возрастанию давления на стенки пор и повреждению изоляции.
Чтобы избежать подобного эффекта, производителям продукции, рассчитанной на работу при экстремальных пониженных температурах (с индексом АХл), приходится использовать специальные полимерные материалы, остающиеся эластичными и гибкими при воздействии низких температур.
Поэтому кабелям, имеющим маркировку с индексами Хл, ЭХл, АХл в соответствии с ГОСТ 15150-69, благодаря использованию таких материалов удается сохранить повышенную гибкость при низких температурах. Как это сказывается на их применении, мы коснемся немного позже.
Если зима занимает три четверти времени в году, то приходится к этому приспосабливаться. И в первую очередь правильно выполнять монтажные работы при низкой температуре. С учетом того, что кабели при этом становятся жесткими, существуют ограничения по температуре, при которой допускается проведение монтажных операций. Чтобы проводить работы при более низкой температуре, кабель дополнительно прогревают.
Практикуют три метода подогрева:
Следующее ограничение, связанное с монтажом при пониженных температурах, касается времени работы с подогретым кабелем. Их необходимо выполнить за:
Приведенные данные свидетельствуют, что затраты на монтажные работы в зимнее время значительно возрастают. Выходом из такого положения будет использование специальных типов кабелей, в холодоустойчивом исполнении. Так, для кабелей серии ИнСил монтаж без предварительного подогрева допускается при температурах:
Так что использование специальных типов кабелей позволит значительно сократить затраты на их прокладку в зимнее время. Кстати, для всех остальных типов ИнСил, не относящихся к холодоустойчивым, порог ограничения на работу при пониженной температуре составляет минус 30 ºС.
Существует множество требований и правил, касающихся проведения монтажных работ. Описывать их все не имеет смысла, тем более, на эту тему есть специальная нормативная документация — ГОСТ Р 53246-2008 «Правила монтажа кабельной системы». Но про одно требование стоит сказать особо — необходимо соблюдать радиусы изгиба кабелей.
Дело в том, что в этих местах возникают значительные напряжения, которые приводят к повреждению изоляции и в дальнейшем к нарушению электрических связей. Особенно это требование является актуальным при пониженных температурах, при которых вообще лучше не изгибать кабель.
С полным основанием им можно считать ИнСил разработки и производства НПП ИНТЕХ. Но прежде чем мы его рассмотрим, давайте попробуем понять, а какой из всего многообразия различных типов наиболее востребован, и в каких отраслях. Немного общей информации и статистики, касающейся применения КПП в условиях Севера.
Интерес правительства и бизнеса направлен не просто на развитие северных районов, но он подразумевает их комплексное использование. А это значит, что осваиваться будут не только континентальные месторождения полезных ископаемых, но и шельф, и морские пути, по которым будет осуществляться завозка грузов и вывоз готовой продукции.
Это вполне совпадает с принятой программной строительства ледокольного флота, а также танкеров ледокольного класса, вспомогательных судов, буксиров и прочих судов. Не стоит забывать и о строительстве плавучих атомных станций, одна из которых («Академик Ломоносов») уже работает на Чукотке. Протяженность проложенных на ней кабелей составила 1300 км.
Не меньшая потребность в КПП возникает при строительстве буровых платформ, освоении новых нефтяных и газовых месторождений. Причем статистика говорит, что востребованы как силовые, так и монтажные кабели. В первую очередь используются кабели в системах контроля и управления, а также силовые на напряжение до 1,0 кВ.
Да и не стоит забывать, что все это должно работать в условиях Крайнего Севера и морского климата.
Кабели ИнСил производства НПП ИНТЕХ исполнения АХл обладают всеми характеристиками, что и остальные изделия этого семейства. Токопроводящие жилы у них медные. Изготавливаются варианты с броней из оцинкованной проволоки или ленты, экраном, как для отдельных токопроводящих жил, так и общим.
Работать подобные кабели могут как в обычных условиях, так и во взрывоопасных, и на опасных производственных объектах. В том числе в условиях Крайнего Севера на объектах нефтяной и газовой промышленности, на морских судах и портовых сооружениях. Стоит добавить, что по заказу дополнительно могут быть изготовлены кабели любого назначения, обладающие нужными свойствами, в том числе и морозоустойчивостью.
Сечение токопроводящих жил находится в диапазоне от 0,2 до 16 мм2, они изготавливаются как одно-, так и многопроволочными. Жилы могут быть одинарными, могут идти витыми парами, тройками и четверками. Их общее число меняется от 1 до 91.
Кабели в обычном исполнении выдерживают повышенную температуру до 80 ºС, хотя есть и различные варианты термостойкого исполнения — от 150 ºС до 300 ºС. По способности работать на пониженной температуре кабели делятся на группы:
Отдельно стоит отметить изделия с изоляцией из этиленпропиленовой резины, они выдерживают воздействие минус 65 ºС и допускают, как и кабели группы ЭХЛ, монтаж без подогрева до температуры не ниже минус 40 ºС.
При выполнении работ радиус изгиба кабелей с многопроволочными жилами должен составлять 3D, а с однопроволочными — 6D (D — фактический диаметр кабеля).
Кабели исполнения АХЛ обладают стойкостью к воздействию:
Все перечисленные воздействия характерны для судов морского флота с неограниченным районом плавания. Кроме того, как на всяких мобильных устройствах, на кораблях все изделия обязаны выдерживать многочисленные механические нагрузки. Для кабелей ИнСил характерна стойкость к воздействию:
При использовании кабелей на буровых установках они проявляют стойкость к эпизодическому попаданию смазочных масел, дизельного топлива, бензина, смеси воды и антифриза, тормозной жидкости, раствора этанола, 50% раствора гидроксида натрия, 10 % раствора соляной кислоты.
Отдельно стоит остановиться на вопросах пожарной безопасности. Способность кабеля работать при пониженных температурах вовсе не означает, что можно пренебрегать подобными требованиями. Кабели ИнСил в дополнение к стойкости к воздействию холодов способны противостоять и открытому пламени. В отношении вопросов пожарной безопасности необходимо отметить, что кабели ИнСил:
Продукция сертифицирована на соответствие требованиям пожарной безопасности, работы во взрывоопасных зонах и на опасных производственных объектах. Прошла испытания Морского регистра судоходства и получила соответствующий сертификат.
Кабель с индексом АХл по ГОСТ 15150-69 предназначен для применения в условиях крайне низких температур. Его использование позволяет значительно сократить затраты на проведение монтажа кабельных линий в зимнее время. И кроме того, выбор такого изделия для применения в условиях Крайнего Севера обеспечит длительную и надежную работу различного оборудования.