ЛЕБЕДЧЕНКО Ольга Сергеевна, кандидат юридических наук, доцент, доцент кафедры инженерной теплофизики и гидравлики
РИНЦ ID: 770128
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
Olga S. LEBEDCHENKO, Cand. Sci. (Leg.), Associate Professor, Associate Professor of Thermal Physics and Hydraulic Department
ID RISC: 770128
Borisa Galushkina st., 4, Moscow, 129366
ЗЫКОВ Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор кафедры специальной электротехники автоматизированных систем и связи
РИНЦ ID: 328773
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
Vladimir I. ZYKOV, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Laureate of the Russian Federation Government Prize in Science and Technology, Honored Worker of Higher Education of the Russian Federation, Professor of Department of SEASS
ID RISC: 328773
Borisa Galushkina st., 4, Moscow, 129366
ПУЗАЧ Сергей Викторович, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, начальник кафедры инженерной теплофизики и гидравлики
ID: 7003537835; ResearcherID: U-2907-2019
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
Sergey V. PUZACH, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Honored Scientist of the Russian Federation, Head of Thermal Physics and Hydraulic Department
ID RISC: 18265; Scopus Author ID: 7003537835; ResearcherID: U-2907-2019
Borisa Galushkina st., 4, Moscow, 129366
Введение. Особенностью сигнальных кабелей систем безопасности на атомных электростанциях (АЭС) является сохранение способности проводить модулированный сигнал в течение времени, необходимого для приведения реакторной установки в безопасное состояние. Однако возможность сигнальных кабелей передавать корректно сигнал в условиях повышенной температуры газовой среды, характерной для начальной стадии пожара в помещении, до настоящего времени не исследовалась.
Цели и задачи. Целью статьи является теоретическая оценка возможности кабелей системы безопасности АЭС передавать корректно модулированный электрический сигнал при одновременном воздействии пожара и токовой нагрузки. Для ее достижения решалась задача теоретического исследования температуры токопроводящей жилы сигнального кабеля на начальной стадии пожара.
Теоретические основы. Для определения температуры жилы кабеля используется стационарное уравнение теплопередачи от жилы кабеля в окружающую среду через цилиндрический слой изоляции.
Результаты и их обсуждение. Получены зависимости температуры токопроводящей жилы одножильного и однопроволочного кабеля КПЭПнг(А)-HF от температуры газовой среды в помещении. Представлены соотношения между температурой газовой среды в помещении пожара и силой тока (кабель расположен вертикально) в электрическом кабеле с учетом зависимости удельного сопротивления провода от температуры при предельно допустимой рабочей температуре жил кабеля 70 °С, предельно допустимой рабочей температуре нагрева жил кабеля в режиме перегрузки 80 °С и максимальной температуре нагрева жил кабеля при коротком замыкании, равной 160 °С. Для различных режимов работы в условиях температур, характерных для начальной стадии пожара в помещении, получены максимальные величины силы тока, позволяющие корректно проводить модулированный сигнал в течение времени, необходимого для приведения реакторной установки в безопасное состояние.
Выводы. Разработанная математическая модель и результаты численных экспериментов позволяют оценить влияние температуры в помещении атомной станции при пожаре на способность сигнального кабеля системы безопасности АЭС передавать неискаженный модулированный сигнал в зависимости от значения токовых нагрузок и вида его расположения (вертикально или горизонтально), а также расширить приведенную в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) зону зависимости температуры в помещении от токовой нагрузки.
Introduction. Signal cables of safety systems, installed at nuclear power plants (NPPs), retain the ability to conduct modulated signals during the time period needed to switch the reactor facility to a safe mode. However, the ability of signal cables to transmit signals correctly in the high temperature gas medium, which is typical for the early stage of a room fi re, has not been exposed to research.
Aims and objectives. The co-authors offer a theoretical assessment of the ability of NPP safety system cables to correctly transmit modulated electric signals if exposed to fi re and current loads. The theoretical research into the temperature of the conductor of a signal cable at the initial stage of fi re has been performed towards this end.
Theoretical background. The steady state heat conduction equation, describing heat transmission from the cable core to the environment through the cylinder-shaped insulation layer, is used to measure the temperature of the cable strand.
Results and discussion. Temperature dependences describing the relation between the temperature of the conductor of a single - strand and single-wire cable KNEPng(А)-HF on the gas medium temperature are obtained. Relations between the temperature of the gas medium in the room on fi re and the current intensity in the electric cable (if the cable is laid vertically) are presented with account taken of the dependence between the specifi c resistance of the wire and the temperature if the maximal permissible operating temperature of cable strands is 70 °С, the maximal permissible operating temperature of cable strands in the overload operation mode is 80 °С, and the maximal cable strand heating temperature is equal to 160 °С when the short-circuit failure occurs. Maximal current intensity values are obtained for various operating modes in the condition of temperatures typical for the initial stage of an indoor fire, they allow to correctly conduct modulated signals within the time period needed to switch the reactor facility to a safe mode.
Conclusions. The developed mathematical model and results of numerical experiments allow to assess the infl uence of the temperature in the room of a nuclear power plant in case of fi re on the ability of a signal cable of the safety system to transfer undistorted modulated signals depending on current loads and signal cable laying patterns (whether it is laid vertically or horizontally), and also to expand the range of the room temperature dependence on the current load provided in Electrical Installations Code (EIC).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.