Кабельные изделия

Производство проводов и кабелей уходит своими истоками в глубокую древность, когда люди научились выплавлять металлы, а затем начали изготовлять тонкую золотую и серебря­ную проволоку, используемую для различных ювелирных украшений и отделки одежды. Одна­ко это производство оформилось в самостоя­тельную область техники только после открытия электричества и реализации его технических применений. В XIX в. начато использование изо­лированных проводников для передачи электри­чества на расстояние {10.35—10.39]: появляются первые кабели и воздушные линии связи. Суще­ственный вклад в развитие мировой кабельной техники внес Э.В. Сименс (Германия), предло­живший использовать для изоляции кабелей но­вый в то время материал — гуттаперчу и усовер­шенствовавший промышленную технологию производства кабелей и проводов. В результате возникли первые кабельные заводы в Европе.

Первый кабельный завод в России был осно­ван в 1879 г. в Петербурге — завод кабелей, про­водников и углей для электротехнических целей (ныне АО «Севкабель»).

В начале 80-х годов XIX в. в Петербурге воз­ник еще один завод — «Русское производство изолированных проводов электричества», кото­рый сначала выпускал обмоточные и монтажные провода с изоляцией из натурального шелка я хлопчатобумажного волокна, а затем в 1890г. начал, как и «Севкабель», производство силовых 1 кабелей и кабелей связи с ленточной или прово­лочной стальной броней. В 90-е годы прошлого столетия в Петербурге возникли еще три кабельных завода, изготавливавшие как неизолированные, так и изолированные провода.

XIX в. характеризовался интенсивным разви­тием отечественной кабельной промышленно­сти. В 1900 г- было организовано кабельное про­изводство на Кольчугинском латунном и медно­прокатном заводе, выпускавшем силовые и теле­фонные кабели, провода, кабели и провода с ре­зиновой изоляцией. Ныне это ТОО «Электрока­бель» — один из основных кабельных заводов} России. В это же время в г. Киеве в кустарных мастерских было начато производство кабельной продукции, а позднее был создан завод «Укркабель».

В 1905 г. московская фабрика «Владимира Алексеев», специализировавшаяся на выпуске золотоканительных изделий, начинает выпус­кать кабели и провода. На основе этого произ­водства в 1909 г. открываются меднопрокатный и кабельный заводы товарищества «Владимир Алексеев» и «П. Вишняков и А. Шамшин», осво­ившие ряд новых для России кабельных изделий: эмалированных проводов, медных шин и полос, алюминиевых проводников. На базе этих заво­дов впоследствии был организован завод «Элек­тропровод», явивший собой наглядный пример превращения ремесленного мануфактурного предприятия в капиталистическое предприятие с машинным производством. Первым председа­телем правления всех вышеперечисленных заво­дов являлся выдающийся русский театральный режиссер К.С. Станиславский (К.С- Алексеев), который много сделал для реорганизации ка­бельного производства. В результате завод вы­полнил целый ряд важных заказов таких, как из­готовление в 1910 г, крупного морского кабеля для Кронштадтского порта, разработка и изго­товление в 1912 г, 1200-парных телефонных ка­белей. С 1913 г. завод изготовлял резину и ка­бельную продукцию с ее применением.

Московский завод «Москабель», в настоящее время АО «Москабельмет», официально ведет свое существование с 1885 г. Завод был основан инженером-технологом М.М. Подобедовым, ко­торый был не только высококвалифицирован­ным специалистом, но и ярым приверженцем становления отечественной кабельной промыш­ленности. Независимой от иностранного капита­ла, Завод «Москабель» уже в то время выпускал кабельную продукцию широкой номенклатуры: неизолированные медные проводники; провод­ники. изолированные лентами и нитями; провод­ники с изоляцией из гуттаперчи и каучука; кабе­ли силовые и связи, бронированные, в свинцо­вых оболочках.

Одновременно на заводе разрабатывалось и изготавливалось кабельное технологическое оборудование, например машины для брониро­вания плоской оцинкованной проволокой, кру­тильные машины, и технологическая оснастка, в частности, калибры.

В период гражданской войны производство кабельной продукции в России резко сократи­лось. Последующее интенсивное развитие ка­бельных заводов началось в 20-х годах, когда был принят и начал реализовываться план электрификации страны, известный как план ГОЭЛРО и предусматривающий резкое увеличе­ние производства различной электротехниче­ской продукции, в том числе кабельной.

В эти годы на заводе «Севкабель» были раз­работаны под руководством С.М. Брагина и С.А. Яковлева трехжильные кабели с радиаль­ным электрическим полем, известные как кабели с отдельно освинцованными жилами и бумаж­ной изоляцией, пропитанной вязким маслокани-фольным составом (рис. 10.5). В изоляции этих кабелей тангенциальная составляющая электри­ческого поля практически отсутствует, и поэто­му кабели могут надежно эксплуатироваться да­же при напряжениях 20 и 35 кВ переменного то ка. В это же время за рубежом были созданы ка­бели на аналогичные напряжения, но другой конструкции: три изолированные жилы имели электрические экраны из медных лент и были за­ключены в общую свинцовую оболочку. Такие кабели были названы Н-кабелями по имени их изобретателя немецкого инженера М. Хохштедтера. Интересно, что эти кабели выпускаются и в настоящее время, только наряду со свинцовой оболочкой используется и гофрированная алю­миниевая.

Рис. 10.5. Трехжильный кабель с отдельно освинцованными жилами

1 — жила; 2 — изоляция; 3— свинцовая оболочка;4 — заполнение; 5 — проволочная броня.

Дальнейшее развитие электрификации стра­ны привело к созданию заводом «Севкабель» первого в СССР масло наполненного кабеля на напряжение 110 кВ. Первая промышленная ка­бельная линия с использованием кабеля этого типа была проложена под Ленинградом, а не­сколько позднее такие линии были проложены и под Москвой. Позднее завод «Севкабель» ор­ганизовал также производство газонаполненных кабелей.

Крупным достижением завода явилось также создание агрегата для наложения бумагомассляной изоляции на жилы телефонных кабелей, а затем и создание и организация производства подвод­ных и морских кабелей.

В конце 20-х годов на заводе «Укркабель» был освоен выпуск гибких шланговых кабелей, применяемых на угольных шахтах, в первую очередь шахтах Донбасса. В 1938—1939 гг. вы­пуск шахтных кабелей был освоен также на мос­ковском заводе «Электропровод». Кроме того, на этом же заводе был начат выпуск рентгенов­ских кабелей с резиновой изоляцией.

В 1939г. на заводе «Москабель» был пущен в эксплуатацию новый цех силовых кабелей, кото­рый позволил не только резко увеличить объем производства завода, но и завершить его ре­конструкцию и модернизацию. Этот цех был крупнейшим в Европе, а завод «Москабель» на долгие годы стал ведущим кабельным заводом СССР.

Во время Великой Отечественной войны ка­бельные заводы страны оперативно перестроили свою работу в соответствии с нуждами фронта. Был начат выпуск военно-полевых кабелей свя­зи, медных поясков для снарядов, специальных типов радиочастотных кабелей и т.д. Однако временная оккупация Украины и блокада Ленин­града привели к прекращению производства на заводе «Укркабель» и его резкому сокращению на заводе «Севкабель». Это привело к перебази­рованию части кабельных производств в глубь страны. В результате количество кабельных за­водов значительно увеличилось. На базе эвакуи­рованных производств были созданы такие крупные заводы, как «Томкабель» (г. Томск), в настоящее время АО «Сибкабель»; «Ташкентка-бель» (г. Ташкент) — ныне ГАО «Узкабель».

После окончания Великой Отечественной войны восстановление народного хозяйства СССР потребовало резкого увеличения объемов выпуска кабельной продукции. Так, уже в 1946—1950 гг. объем производства кабелей и проводов был увеличен в зависимости от кон­кретных типов продукции в 308 раз. Новые тех­нические требования различных отраслей народ­ного хозяйства к кабелям и проводам привели к необходимости организации в Москве Научно-исследовательского института кабельной про­мышленности (НИИКП), в дальнейшем научно-технический центр ВНИИКП (в настоящее время АО «ВНИИКП»)- Этот центр был создан на базе Центральной кабельной лаборатории завода «Москабель», в свою очередь выросшей из науч­ного подразделения Всесоюзного электротехни­ческого института (ВЭИ). В дальнейшем боль­шинство базовых конструкций кабелей и прово­дов, передовых технологических процессов, оборудования, материалов разрабатывалось в тесном содружестве ВНИИКП с кабельными за­водами страны. В начале 50-х годов были созда­ны филиалы НИИКП в г. Томске, Ташкенте и Ле­нинграде, а затем и в г. Бердянске. В эти же годы было создано Особое конструкторское бюро ка­бельной промышленности (ОКБ КП), специали­зированное на разработке кабельной продукции специального назначения, в первую очередь для оборонного комплекса.

ВНИИКП совместно с кабельным заводом «Москабель» были созданы маслонаполненные кабели высокого давления на напряжения 110— 220 кВ, разработкой которых руководили С.С. Городецкий и Д.В, Быков. Кабели такого типа размещаются в стальных трубопроводах, заполненных вязким маслом под давление 1,5 МПа. Каждая фаза имеет экран из медный лент, поверх которого располагаются проволок скольжения, необходимые для затягивания кабелей в трубу. Эти кабели имеют высокую электрическую прочность как при переменном, так и по)в импульсном напряжении и обеспечивают высокую надежность линий благодаря наличии) стального трубопровода. Транспортируются эти кабели на место прокладки во временных свинцовых оболочках, которые снимаются при затя гивании кабеля в трубу.

В начале 70-х годов ВНИИКП совместно с заводами «Камкабель» (ныне АО «Камкабель»)' «Москабель» (ныне АО «Москабельмет») разработали маслонаполненный кабель высокого да ления (рис. 10.6) для Токтогульской и Нижнекамской ГЭС.

Рис. 10.6. Кабель высокого давления на напряже­ние 500 кВ в стальном трубопроводе

/ — медная токопроводяшая жила; 2 — экран из электропроводящей бумаги; 3 — бумажная изоляция;4 — экран из электропроводящей бумаги и медных лент; 5 — проволоки скольжения; 6 — масло; 7 — стальная труба; 8 — антикоррозионные защитные по­кровы.

В конце 60-х годов в мировой практике нача­ли применяться силовые кабели с изоляцией из полиэтилена, а несколько позднее и из химиче­ски сшиваемого полиэтилена, приобретающего после вулканизации пространственную (сетча­тую) структуру и способного противостоять зна­чительным температурным перегрузкам. Такие кабели первоначально использовались для на­пряжений до 69 кВ, а затем были созданы первые кабели на напряжения 110 и 220 кВ. В отечест­венной практике кабели подобного класса были разработаны ВНИИКП и начали выпускаться на Опытном заводе института (сейчас АО «Экспо-кабель») в 1981 г. Производительность при про­изводстве этих кабелей резко повышается по сравнению с производством маслонаполненных кабелей. Кроме того, кабели с изоляцией из сши­того полиэтилена более просты в монтаже, про­кладке и эксплуатации, обладают высокой ремонтоспособностыо. Они отвечают экологиче­ским требованиям, возросшим за последнее вре­мя. Так, в ряде стран считают, что в случае ава­рии на кабельных линиях, выполненных маслонаполненными кабелями, в связи с вытеканием масла наносится непоправимый вред окружаю­щей среде. При исследованиях силовых кабелей с полиэтиленовой изоляцией было установлено, что в процессе эксплуатации в полимерной изо­ляции развиваются проводящие каналы — дре­вовидные образования, известные под названи­ем триингов. Поэтому ВНИИКП были разрабо­таны математические модели оценки срока службы таких кабелей и предложены комплекс­ные мероприятия, позволяющие осуществить производство таких кабелей, обеспечивающих необходимую надежность в эксплуатации.

В 90-е годы мировая кабельная техника пошла дальше: в Японии, Германии и Франции созданы первые кабели с полимерной изоляцией на напряжение 400—500 кВ и с их применением проложены экспериментальные кабельные линии.

С момента создания кабельной промышлен­ности одним из основных типов ее продукции являлись провода для воздушных линий элек­тропередач (ЛЭП). В настоящее время создана широкая гамма этих проводов, позволяющая ре­шать задачи энергетики: для воздушных ЛЭП, проходящих в районах с коррозионно-активной атмосферой; для переходов через реки с боль­шим расстоянием между опорами; для воздуш­ных ЛЭП, рассчитанных на сверхвысокие напря­жения, Основными изготовителями таких прово­дов являются акционерные общества, созданные на заводах «Кирскабель» (г. Кире) и «Иркутсккабель» (г. Иркутск).

Одним из важнейших элементов инфра­структуры любой страны являются телекомму­никационные системы. Поэтому сразу после окончания Великой Отечественной войны разви­тию производства кабелей связи было уделено особое внимание. Важным этапом развития в этой области кабельной техники явилась разра­ботка и организация производства кабелей даль­ней связи — коаксиальных и симметричных. Первые коаксиальные магистральные кабели с шайбовой изоляцией были изготовлены на заводе «Севкабель» в Г94^г. Сначала они предназна­чались для передачи по каждой паре 960 теле­фонных переговоров на частотах до 4 МГц. За­тем по мере усовершенствования конструкций этих кабелей, а также применяемой аппаратуры связи спектр передаваемых с помощью этих ка­белей частот последовательно повышался до 8,5 и 20 МГц, что позволило передавать по каждой коаксиальной паре 3800 телефонных разговоров. На заводе «Азовкабель» был начат выпуск разра­ботанных ВНИИКП кабелей дальней связи с баллонной изоляцией.

Пионерами в области освоения отечествен­ного производства симметричных кабелей даль­ней связи явились заводы «Севкабель» (кордельно-бумажная изоляция) и «Москабель» (кордельно-стирофлексная изоляция). Постепенное усовершенствование конструкции этих кабелей и аппаратуры связи привело к тому, что линии связи позволяли обеспечить уплотнение 60-ка-нальной аппаратурой связи в спектре частот 12—252 кГц и передачу по каждой паре 60 теле­фонных разговоров, В дальнейшем производст­во симметричных кабелей связи развивалось на Куйбышевском заводе кабелей связи (КЗКС), ныне «Самарская кабельная компания». Посте­пенно характеристики симметричных кабелей со стирофлексной изоляцией были повышены на­столько, что по каждому каналу можно было вести передачу 120 телефонных разговоров на частотах до 552 кГц.

Параллельно с разработкой и развитием но­вых пластмасс в области кабелей связи проводи­лись работы по замене этими материалами обо­лочек кабелей из дефицитного и тяжелого свин­ца. Переход на пластмассовые оболочки сопро­вождался заменой гигроскопичной бумажной изоляции в основном на полиэтиленовую и час­тично на изоляцию из поливинилхлоридного пластиката. Результатом широкого внедрения пластмасс явилась организация под руковод­ством ВНИИКП производства городских теле­фонных кабелей на заводах «Ташкенткабель», КЗКС, «Одесскабель», «Электрокабель» (г. Кольчугино). Революционным шагом в ор­ганизации высокопроизводительного производ­ства таких кабелей стало создание и внедрение в промышленность полуавтоматических линий по изготовлению жил телефонных кабелей с пласт­массовой изоляцией, первая из которых, разра­ботанная ВНИИКП, начала эксплуатироваться на КЗКС в 1961 г. Следует отметить, что в 60— 70-е годы на базе полученного опыта была созда­на целая гамма полуавтоматических линий по­добного назначения, в том числе для изготовления жил не только телефонных, но и сигнально-блокировочных, шахтных, контрольных кабе­лей, установочных проводов и т.д.

В начале 80-х годов на заводе «Одесскабель» финской фирмой «Нокиа» совместно с ВНИИКП было организовано первое в мире автоматиче­ское производство городских телефонных кабе­лей в сочетании с автоматическим складирова­нием полуфабрикатов и готовой продукции.

В эти же годы на смену традиционным кабе­лям связи приходят волоконно-оптические. В этих кабелях взамен медных жил ис­пользуются кварцевые волокна, способные пере­давать на дальние расстояния огромные объемы информации. В 1985 г. в СССР был создан, а в 1987 г. реорганизован межотраслевой научно-технический комплекс (МНТК) «Световод», го­ловной организацией которого стало научно-производственное объединение «ВНИИКП». Научным руководителем МНТК «Световод» был лауреат Нобелевской премии, академик А.М. Прохоров. На заводах в г. Гусь-Хрусталь­ный и С.-Петербург удалось организовать произ­водство заготовок для оптического волокна, а на кабельных заводах «Электропровод», «Одесска­бель», «Севкабель», «Экспокабель» и ОКБ КП (г. Мытищи) — производство оптического во­локна для кабелей волоконно-оптической связи внутри городов, областей и магистральных сис­тем связи, в также волоконно-оптических кабе­лей специального назначения. Эти кабели пред­назначались для работы на длинах волн 850, 1300 и 1550 нм, в том числе со смещенной дис­персией. В целом эти кабели (так называемого второго поколения) соответствовали предъяв­ляемым в то время требованиям, и с 1986 г. объ­ем их производства ежегодно увеличивался при­мерно вдвое. После распада СССР при переходе к рыночной экономике, сопровождавшемся ги­перинфляцией, производство оптических кабе­лей в первый же год упало на 40 % и сохранилось практически только на заводе «Электропровод». Однако затем это производство начало вновь ин­тенсивно развиваться, и в 1997—1998 гг. было организовано производство волоконно-оптиче­ских кабелей на заводах «Москабельмет», «Во-ронежтелекабель» (г, Воронеж), в «Самарской кабельной компании» и на фирме «Оптика-ка­бель» (г. Москва).

В России в настоящее время выпускаются во­локонно-оптические кабели различных конст­рукций. Основные конструкции имеют в своем составе, как правило, шесть-восемь модулей с оптическим волокном, скрученных вокруг цен­трального силового элемента из стеклопластика или стального троса. Каждый модуль может со­держать не только одно, но и большее число волокон. Кабели должны иметь требуемый заказчиком уровень затухания, в частности не более 0,22 дБ/км на длине волны 1550 нм, а также иметь герметизацию по всем элементам. Типич­ная конструкция волоконно-оптических кабелей для зоновых и магистральных линий связи пока­зана на рис. 10.7.

Рис. 10.7. Магистральные и зоновые волоконно-оптические кабели связи

1 — оптическое волокно; 2, 6 — гидрофобный запол­нитель; 3, 5 — полимерная трубка; 4 — центральный силовой элемент; 7 — скрепляющая лента; 8— по­лиэтиленовая защитная оболочка; 9 — броня из стальных проволок; 10 — наружная оболочка кабеля.

В последние годы в мире интенсивно разви­вается производство оптических кабелей, при­меняемых для подвески на линиях электропере­дачи. Эти кабели имеют различную конструк­цию, но чаще всего используется ввод оптиче­ского кабеля в грозотрос (рис. 10.8). Однако в ря­де диапазонов частот продолжают широко при­меняться традиционные кабели связи и передачи информации, и замена их на волоконно-оптиче­ские кабели либо планируется в будущем, либо проблематична.

Рис. 10.8. Волоконно-оптический кабель для под­вески на линиях электропередачи

/ — центральный силовой элемент; 2 — оптическое волокно (свободной укладки); 3— гидрофобный за­полнитель; 4 — полимерная трубка; 5 — броня из стальных и алюминиевых проволок.

Так, в конце 70-х годов ВНИИКП была созда­на серия гофрированных эллиптических волно­водов для передачи электромагнитной энергии СВЧ-диапазона частот, производство было орга­низовано назаводе «Экспокабель». Такие металлические гофрированные волноводы (рис. 10.9) применяются в различных радиотехниче­ских устройствах, в системах радиорелейной, космической и тропосферной связи.

Рис. 10.9. Общий вид гибкого эллиптического волновода

Применение гибких эллиптических волноводов позволило существенно улучшить параметры фидерных трактов дециметрового, сантиметрового и мил­лиметрового диапазонов волн. Гибкие эллиптические волноводы продолжают выпускаться АО «Экспокабель» в г. Подольске.

Важное место среди различных типов ка­бельной продукции занимают до сих пор радио­частотные кабели, начало создания которых бы­ло положено в 1938—1940 гг.. когда на заводе «Севкабель» впервые были изготовлены коакси­альные кабели с изоляцией из фарфоровых кол­пачков. Появление новых электроизоляционных материалов, таких как полиэтилен, обладающий высокими диэлектрическими и технологически­ми характеристиками, знаменовало своего рода революционный переворот в области производ­ства коаксиальных кабелей. Уже в годы Великой Отечественной войны была разработана первая серия радиочастотных кабелей с полиэтилено­вой изоляцией для радиолокационных устано­вок, а после окончания войны в ОКБ КП под ру­ководством Т.М. Орловича была создана широ кая гамма радиочастотных кабелей, в том числе нагревостойких, миниатюрных, нагревостойких импульсных и т.д. Отдельную группу радиочас­тотных кабелей составили фазостабильные кабе­ли, которые сохраняют свои характеристики как при тепловых воздействиях, так и при воздей­ствии других эксплуатационных факторов. Важным моментом в усовершенствовании радиочастотных кабелей явилось применение для их изоляции фторопластов, позволяющих эксплуатировать кабели вплоть до температур порядка 250 °С.

Одним из наиболее старых производств в ка­бельной промышленности является производст­во гибких кабелей и проводов с применением ре­зин. Такие производства существовали на всех кабельных заводах еще до революции, а затем после появления новых классов каучуков и дру­гих ингредиентов резиновых смесей заняли по­стоянные позиции в промышленности. Кабели с резиновой изоляцией и оболочкой незаменимы в угольной и горнорудной промышленности, судо­строении, в бытовой технике, медицине, при проведении строительных работ, в сельском хо­зяйстве. Первые кабели такого типа основыва­лись на использовании натурального каучука, а по мере создания синтетических каучуков про­исходила не только замена ими натурального каучука, но и существенно расширялась номенк­латура выпускаемой продукции.

Особое внимание уделялось созданию шахт­ных кабелей, и пионером в этой области являет­ся киевский завод «Укркабель», Затем уже после окончания войны центр работ по шахтным кабе­лям переместился в Сибирь, где Томский НИИКП (сейчас ТомНИКИ) и завод «Том-кабель» создали новые серии кабелей для бу­рильного инструмента и для опережающего от­ключения. Внедрение в производство кабелей с использованием гибких электропроводящих эк­ранов привело к существенному повышению уровня электробезопасности в шахтах.

На заводе «Камкабель» выпускаются высо­ковольтные экскаваторные кабели с изоляцией на основе этилен-пропиленовой резины на на­пряжение б кВ. Эти кабели имеют экраны, жилы больших сечений, обладают повышенным сро­ком службы в тяжелых условиях эксплуатации, например при добыче угля, открытым способом.

В судостроении, несмотря на появление в по­следние годы широкой гаммы кабелей с пласт­массовой изоляцией и оболочкой, кабели с при­менением резины во многих случаях остаются неизменными, и их выпуск успешно освоен на таких крупнейших заводах, как «Азовкабель», «Амуркабель», «Рыбинсккабель». Применение для изоляции судовых кабелей кремнийорганической резины, не распространяющей горение, позволило резко снизить вероятность возникно­вения пожаров на судах. Особо следует отметить исключительную надежность судовых кабелей с такой изоляцией: даже в случае возникновения пожара кабели позволяют энергетической систе­ме на судне функционировать в течение 6 ч, что дает возможность ликвидировать очаг загорания и доставить судно в ближайший порт.

Существенным моментом в развитии произ­водства кабелей и проводов с применением ре­зин стала принципиально новая технология их производства, объединяющая в одном агрегате целый ряд технологических операций: наложе­ние резиновой смеси на токопроводящие жилы, вулканизация резиновой смеси, непрерывное ис­пытание резиновой изоляции или оболочек. Пер­вый агрегат непрерывной вулканизации был пу­щен в эксплуатацию в 1950 г. на заводе «Севкабель», затем такие агрегаты были установлены на заводе «Электропровод». В настоящее время на кабельных заводах бывшего СССР эксплуати­руется более 200 агрегатов (кабельных линий) непрерывной вулканизации.

Важную роль сыграли кабели с применением резин в освоении нефтегазового комплекса стра­ны. Эти кабели являются неотъемлемой частью систем, используемых для поиска нефти и газа и геофизической разведки, бурения скважин, до­бычи нефти и газа. С 1948 г. эти работы были со­средоточены в Ташкентском отделении НИИКП (сейчас НПО «Электросигнал») и на заводе «Ташкенткабель». В 80-е годы центр исследова­тельских работ переместился во ВНИИКП [10.43]. Вплоть до 1983—1984 гг. на отдельных скважинах продолжалась эксплуатация кабелей с резиновой изоляцией и оболочкой, применяе­мых для питания погружных нефтенасосов. Од­нако по мере расширения районов нефтедобычи, в том числе с повышенным содержанием газа и высокоагрессивных элементов в нефти, начали проявляться и существенные недостатки таких кабелей: повышенная скорость старения изоля­ции и разрывы оболочек при десорбции погло­щенного газа. Поэтому начали выпускать кабели с изоляцией из полиэтилена высокой плотности («Под ольскка бель», «Ереванкабель», «Ташкент-кабель»). Были созданы новые производства этих кабелей на заводах «Кавказ кабель» (г. Про­хладный) и в АО «Сибкабель», а также на ряде специализированных предприятий у конечных потребителей кабелей для питания погружных нефтенасосов.

Развитие отечественного электромашине-, электроаппарате- и приборостроения неразрыв­но связано с прогрессом в производстве обмо­точных проводов, наиболее прогрессивной груп­пой которых являются эмалированные провода. Начало этого производства в 1925—1931 гг. бы­ло связано с заводами «Севкабель», «Москабель», «Укркабель». В то время для эмалирова­ния проволоки применялись лаки на асфальтово-масляной основе. Такая изоляция имела ряд не­достатков, и интенсивная работа по созданий высокопрочных синтетических эмаль-лаков привела в послевоенные годы к созданию широкой гаммы эмалированных проводов с температурным индексом от 105 до 220 °С. Эта работа проводилась во ВНИИКП под руководством В.А. Привезенцева. Активное участие в этой работе принимали ВЭИ и ведущие кабельные заводы России — «Микропровод» (г. Подольск), «Москабель», «Сибкабель», «Камкабель»; Молдавии — «Молдавкабель» и Литве «Литкабель».

Для применения в приборостроении и радио­технической промышленности были созданы провода с полиуретановой изоляцией, облужи-ваемые оловом и его сплавами без предваритель­ной зачистки эмалевого покрытия. Базовым за­водом для производства таких проводов стал за­вод «Микропровод» в г. Подольске.

Важное значение для развития отечествен­ной телевизионной промышленности и радио­техники имело создание эмалированных прово­дов с дополнительным термопластичным слоем, Эти провода нашли широкое применение для из­готовления каркасных и бескаркасных катушек телевизоров, радиоприемников и измеритель­ных приборов. При нагревании дополнительное гермепластичное покрытие расплавляется и склеивает витки намотанных катушек без приме­нения пропитывающих лаков, зачастую повреж­дающих эмалевую изоляцию.

Нельзя не отметить огромную работу, вы­полненную ВНИИКП под руководством Е.Я. Шварцбурда по созданию в послевоенные годы серии оборудования для производства эма­лированных проводов. Сотни эмаль-агрегатов были смонтированы и пущены в эксплуатацию на многих кабельных заводах России и других республик бывшего СССР, а затем устаревшее оборудование планомерно заменялось более со­временным и высокопроизводительным. В кон­це 60-х — начале 70-х годов наступил новый этап технологического развития, когда во всем мире внимание было акцентировано на решении экологических проблем. Поэтому оборудование для производства эмалированных проводов бы­ло оснащено устройствами для каталитического дожигания газов, отходящих от печей эмаль-аг­регатов, В результате дожигания газы, выде­ляющиеся в печах, превращались в углекислый газ и воду.

Следует остановиться на обмоточных прово­дах с пленочной изоляцией, применяемых для обмоток электродвигателей погружных насосов, которые пришли на смену обычным штанговым насосам, ранее применявшимся для добычи во­ды из артезианских скважин, нефти, перекачки нефтепродуктов и других жидких материалов. Такие провода в процессе эксплуатации сопри­касаются с перекачиваемой жидкостью, а усло­вия работы электродвигателя в скважине не­большого диаметра требуют изготовления об­мотки методом многократной протяжки прово­да, что приводит к необходимости обеспечения исключительно высокой механической прочно­сти изоляции. Кроме того, в связи с освоением месторождений в Западной Сибири, Казахстане я на севере европейской части России, ростом глубины залегания нефти и температуры окру­жающей среды непрерывно возникали требова­ния по повышению рабочих температур обмотки электродвигателей.

Поэтому ВНИИКП были разработаны обмо­точные провода с изоляцией из пленок фторо-пласта-4, а затем из полиимиднофторопластовых пленок, обладающих высокой нагревостойкостью (до 200 °С), высокой механической проч­ностью и стойкостью к действию агрессивных жидкостей.

Среди оригинальных технологических про­цессов, знаменующих собой переворот в произ­водстве кабельной продукции, нельзя не назвать радиационное модифицирование изоляции пу­тем введения в материалы ряда добавок и после­дующего облучения на ускорителях электронов. Эти работы планомерно ведутся с 1957г. в тесном содружестве ВНИИКП, Научно-иссле­довательского физико-химического института им. Л.Я. Карпова и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН. Электронно-лучевая технология производства кабельной продукции базируется на научных и инженерных решениях четырех ключевых проблем.

Прежде всего на основе принципов термостабилизации радиационно-сшитых полимеров бы­ли разработаны рецептуры электроизоляцион­ных, электропроводящих и шланговых компози­ций, обладающих длительной работоспособно­стью при температурах выше 105 °С и повышен­ной радиационной стойкостью. Затем были соз­даны ускорители электронов — источники излу­чения, предназначенные для промышленной экс­плуатации. Третьим этапом явилось создание специального технологического оборудования, транспортирующего обрабатываемое кабельное изделие через выведенный в атмосферу пучок электронов и формирующего зону облучения. И, наконец, была разработана совместно с Дзер­жинским филиалом ВНИИОГАЗ система очист­ки вентиляционных выбросов из помещений, где расположены ускорители электронов, исклю­чающая попадание образующихся озона, окси­дов азота и других токсичных продуктов в окру­жающую среду.

На основе новой технологии были разработа­ны и внедрены в производство различные типы авиационных и монтажных проводов, судовых кабелей, кабелей для атомных электростанций с облученной изоляцией. В настоящее время на шести заводах («Экспокабель», «Подольскка-бель», «Уфимкабель» — Россия; «Азовкабель» — Украина; «Беларуськабель» — Белоруссия; «Молдавизолит» — Молдавия) успешно экс­плуатируются 16 радиационно-технологических' линий на базе ускорителей электронов.

В кабельной промышленности России всегда активно прорабатывались и затем реализовыва­лись идеи, которые современникам казались фантастическими. Одна из таких идей — исполь­зование явления сверхпроводимости в кабель­ной технике. Сверхпроводящие провода, разра­ботанные ВНИИКП и выпускаемые АО «Экспо-кабель», уже сейчас находят широкое примене ние в уникальных физических и электротехниче­ских установках- В будущем сверх проводящие кабели будут использоваться для передачи на большие расстояния. Уже в 70-е голы в кабель­ной промышленности была создана опытно-про­мышленная база, обеспечивающая как производ­ство кабельной продукции, так и ее всесторон­ние испытания при температурах до температур жидкого гелия (4,2 К) в сильных магнитных по­лях (до 12 Тл) и при протекании мощных токов (до 100 кА». В 1980 г ВНИИКП совместно с фир­мой «Кабель металл электро» (Германия) была изготовлена первая в мире 50-метровая модель с верх про водящего кабеля на напряжение 110 кВ (рис. 10.10)с гофрированными медными оболоч­ками с использованием в качестве сверхпровод­ника.

С открытием высокотемпературной сверх­проводимости начаты исследования в области разработки сверхпроводящих проводов па осно­ве оксидов редкоземельных элементов.

Кабельная промышленность и ее научно-тех­нические центры располагают всем необходи­мым для активного участия в развитии электро­энергетики и электротехники в XXI в.

Научно-технический центр кабельной про­мышленности России (АО «ВНИИКП») плани­рует выполнять разработки новых конструкций кабельных изделий и технологии их изготовле­ния, специализированного оборудования, новыхматериалов для кабельного производства, актив­но работать в зоне сертификации и стандартиза­ции. Особое внимание будет уделяться прогрес­сивным решениям в области оптических кабе­лей, включая кабели для компьютерных сетей, кабелям и проводам с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости, вы­соковольтным силовым кабелям, решению эко­логических проблем кабельного производства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ РЕФЕРАТОВ 39-46

10.1. История энергетической техники СССР, Т. 2. Электротехника. М.; Госэнергоиздат,1957. Электротехническая промышленность СССР- М.: Информстандартэлектро, 1967.

10.2. Тареев Б.М. Электротехнические мате­риалы. М.: Госэнергоиздат, 1947.

10.3. Шарле Д.Л. Памятные даты в истории электротехники // Контакты. 1996. № 12.

10.4. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1989. Советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1987.

10.5. Штофа Я. Электротехнические материа­лы. М.: Энергоатом издат, 1984.

10.6. Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков.М.: Энергия, 1976.

10.7. Технология производства электроизоля­ционных материалов и изделий / О.В. Бо­былев, Н.В. Никулин, П.В. Русаков и др. М.: Энергия, 1977.

10.8. Технология электрокерамики / Г.Н. Мас­ленникова, Ф.Я. Харитонов, Н.С. Костто-ков и др.; Под ред. Г.Н. Масленниковой. М.: Энергия, 1974.

10.9. Августник А.И. Керамика. Л.: СтроЙиздат, 1975.

10.11. Химическая технология керамики и огне­упоров / Под ред. П.П. Будникова. М.:Стройиздат, 1972.

10.12. Поляков А.А. Технология керамических радиоэлектронных материалов. М.: Радио и связь, 1989.

10.13. Техника высоких напряжений / Под ред. Б.И. Угримова. Вып. 2. М.: Промстройиздат, 1924.

10.14. Качалов Н.Н. Фарфор и его изготовле­ние. М.: Промстрой издат, 1927. Панов А.Д. Производство фарфора. М.: Промстройиздат, 1929.

10.15. Апраксин А.И., Ильин И.И. Изоляторы для установок высокого напряжения. М.: Госэнергоиздат, 1935.

10.17. Аркадьев В.К. Электромагнитные про­цессы в металлах. М.: Госэнергоиздат, 1935. Белов К.П. Магнитные превращения. М.:

Физматгиз, 1959.

10.18. Н.С. Ферромагнетизм. М., 1938. Кондорский Е.И. Зонная теория магне­тизма, М.: Наука, Ч. 1, 1976. Ч, 2, 1977.

10.19. Сноек Я. Исследования в области новых ферромагнитных материалов. М.: Изд-во иностранной литературы, 1949.

10.20. Бозорт Р.М. Ферромагнетизм. М.: Изд-во иностранной литературы, 1956.

10.21. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971.

10.22. Смоленский Г.А., Леманов В.В. Ферри­ты и их техническое применение. Л.: Нау­ка, 1975.

10.23. Яковлев Ю.М., Генделев С.Ш, Моно­кристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Советское радио, 1975.

10.24. Хек К. Магнитные материалы и их техни­ческое применение. М.: Энергия, 1973.

10.25. Преображенский А.А., Бишард Е.Г. Магнитные материалы и элементы. М.: 10.45, Высшая школа, 1986.

10.26. Займовский А.С., Чудновская Л.А. Маг­нитные материалы. М.: Госэнергоиздат, 1957.

10.27. Займовский А.С., Чудновская Л.А. Маг­нитные материалы. М.: Госэнергоиздат, 1957.

Дата добавления: 2014-12-25