Высоковольтный кабель 25 кВ для рентгеновского аппарата, гибкий до −60 °C
Изготовили одножильный высоковольтный кабель на 25 кВ для рентгеновского аппарата, которым просвечивают сварные швы трубопроводов на Крайнем Севере. Изоляция набрана из 21 слоя полиимидной плёнки и силиконового термоэластопласта, экран из лужёной медной проволоки 0,15 мм, оболочка из стирол-этилен-бутилен-стирольного термоэластопласта. Все материалы выбраны так, чтобы кабель оставался гибким и пластичным при −60 °C.
Задача заказчика
Рентгеновским аппаратом просвечивают сварные швы трубопроводов прямо на трассе. На Крайнем Севере это работа при −50…−60 °C: кабель разматывают, укладывают вдоль трубы, сматывают, и так на каждом шве. Высоковольтный кабель аппарата должен держать 25 кВ и при этом гнуться на морозе так же, как в цеху.
- Рабочее напряжение 25 кВ, одна жила
- Гибкость и пластичность при −60 °C, без трещин на изгибе
- Экран по всей длине
Обычная высоковольтная изоляция на ПВХ при −30 °C дубеет. Согнутый на морозе кабель получает микротрещины, а трещина в изоляции на 25 кВ это пробой. Поэтому материалы подбирали не по каталогу высоковольтных кабелей, а по температуре стеклования.
Разработанная конструкция
Логика слоёв. Полиимид держит напряжение: 21 слой намотки дают многократное перекрытие, случайный дефект в одном слое закрывают соседние, а сам материал не теряет электрической прочности ни на морозе, ни при нагреве. Силиконовый ТЭП добавляет толщину изоляции и остаётся эластичным при −60 °C. Две ленты ПЭТ под оплёткой закрывают мягкий силикон от проволочек экрана, лента над оплёткой даёт оболочке скольжение при изгибе. СЭБС в оболочке сохраняет эластичность при −60 °C, а его насыщенные средние блоки, в отличие от обычного СБС, не боятся ультрафиолета и озона: оболочка годами не стареет под открытым небом.
Фото
Результат
Гибкость при −60 °C
Силикон в изоляции и СЭБС в оболочке не дубеют на морозе: кабель сматывается и укладывается вдоль трубы без трещин
Изоляция на 25 кВ
21 слой полиимидной плёнки плюс силиконовый ТЭП: плёнка держит напряжение, эластомер берёт на себя изгиб
Экран
Оплётка из лужёной меди 0,15 мм замыкает поле внутри кабеля, наружная оболочка остаётся без потенциала
Слои не трутся
Три ленты ПЭТ разводят силикон, оплётку и оболочку: при изгибе слои скользят, проволочки не врезаются в изоляцию
Частые вопросы по этому кейсу
Какой кабель нужен для рентгеновского аппарата на 25 кВ, работающего на морозе?
Одножильный высоковольтный кабель с многослойной изоляцией и материалами, которые не стеклуются при −60 °C. В кейсе ДИАДА: медная жила 7 × 0,26 мм, 21 слой полиимидной плёнки, силиконовый термоэластопласт, две ленты ПЭТ, оплётка из лужёной меди 0,15 мм, ещё одна лента ПЭТ и оболочка из СЭБС-термоэластопласта. Рабочее напряжение 25 кВ, гибкость сохраняется при −60 °C.
Зачем в высоковольтном кабеле изоляция из полиимидной плёнки, а не сплошная?
Плёнка наматывается слоями, и каждый слой работает как отдельный барьер: случайная пора или включение в одном слое перекрывается соседними, сплошная изоляция такой защиты не даёт. Полиимид к тому же держит высокую напряжённость поля при малой толщине и не теряет свойств ни на морозе, ни при нагреве. В кейсе ДИАДА на жилу намотан 21 слой, поверх него силиконовый термоэластопласт.
Какая изоляция и оболочка сохраняют гибкость при −60 °C?
Силиконовые эластомеры и термоэластопласты на основе СЭБС: оба остаются эластичными при −60 °C, не дубеют и не трескаются на изгибе. Обычный ПВХ при −30 °C уже теряет эластичность. В кейсе ДИАДА силиконовый ТЭП работает вторым слоем изоляции, СЭБС-ТЭП оболочкой, а полиимидная плёнка на жиле выдерживает и криогенные температуры.
Зачем высоковольтному кабелю экран?
Экран, соединённый с корпусом аппарата, замыкает электрическое поле внутри кабеля: наружная оболочка остаётся без потенциала даже при 25 кВ на жиле. Он же снижает наводки на сигнальные цепи аппарата при коммутации высокого напряжения. В кейсе ДИАДА экран выполнен оплёткой из лужёной медной проволоки 0,15 мм поверх двух лент ПЭТ.
Можно ли заказать высоковольтный кабель малой партией под конкретный аппарат?
Да. ДИАДА изготавливает кабели по ТЗ от 100 метров за 2–4 недели, разработка конструкции и эскиз бесплатны. Этот кабель на 25 кВ сделан под один тип рентгеновского аппарата для контроля сварных швов трубопроводов. Для расчёта нужны рабочее напряжение, температурный диапазон, требуемая гибкость и диаметр под разъём.
