Полезная модель относится к области электротехники, а именно к кабелям цифровой связи. Кабель содержит две скрученные в пару многопроволочные медные токопроводящие жилы с изоляцией из сплошного или пористого полиолефина, или несколько скрученных между собой аналогичных пар. Поверх них наложены первый экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, контактная жила из медных луженых проволок, второй экран в виде оплетки из медных луженых проволок. Оболочка выполнена из термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов. Предпочтительно использование полимерной термопластичной композиции марки CONGuard S 6645.

Кабель может дополнительно содержать сигнальную жилу, выполненную из медных луженых проволок с изоляцией из термопластичной композиции, не содержащей галогенов. Сигнальная жила расположена между экранами.

Кабель может также дополнительно содержать заполнитель, выполненный из пучка синтетических нитей или волокон или жгута из поливинилхлоридного пластиката или вспененного полиолефина. Заполнитель расположен между изолированными жилами и первым экраном. Технический результат - повышение показателей пожарной безопасности, стойкости к воздействию минерального масла и термо, -морозостойкости.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к кабелям симметричным парной скрутки, предназначенным для систем распределенного сбора данных, использующих промышленный интерфейс RS-485, преимущественно на подвижном составе рельсового транспорта и специальном подвижном составе.

Известен кабель для интерфейса, содержащий две изолированные полиэтиленом, сплошным или пористым, скрученные в пару многопроволочные медные токопроводящие жилы, или несколько аналогичных пар изолированных жил, которые затем скручены в сердечник. Поверх скрученных жил последовательно наложены первый экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, контактная жила из медных луженых проволок, второй экран в виде оплетки из медных луженых проволок и полимерная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (Изделия кабельные. Информационно-технический сборник. М., ОАО «ВНИИКП», 2009, Т.2, с.300-305).

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков.

Однако, указанный кабель не удовлетворяет возрастающим требованиям пожарной безопасности при групповой прокладке, так как не распространяет горение только при одиночной прокладке. Он имеет низкую стойкость к воздействию минерального масла, не достаточно высокую стойкость к внешним температурным факторам, а именно стойкость к воздействию температуры окружающей среды от минус 40 до 70°C.

Техническая задача состояла в разработке конструкции кабеля, удовлетворяющего требованиям пожарной безопасности, а именно не распространение горения при групповой прокладке, при одновременном снижении дымо-газовыделения при горении и тлении, стойкого к воздействию минерального масла, имеющего повышенную стойкость к климатическим воздействиям.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в кабеле для интерфейса RS-485, содержащем две скрученные в пару многопроволочные медные токопроводящие жилы с изоляцией из сплошного или пористого полиолефина, или несколько аналогичных пар изолированных токопроводящих жил, в свою очередь скрученных в сердечник, наложенные поверх скрученных изолированных токопроводящих жил первый экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, контактную жилу из медных луженых проволок, второй экран в виде оплетки из медных луженых проволок и полимерную оболочку, последняя выполнена из термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов.

Предпочтительно в качестве материала оболочки использование термопластичной безгалогенной композиции марки CONGuard S 6645.

Кабель может дополнительно содержать сигнальную жилу, выполненную из медных луженых проволок с изоляцией из термопластичной композиции, не содержащей галогенов, и расположенную между экранами.

В этом случае, также предпочтительным в качестве материала изоляции сигнальной жилы, является использование термопластичной безгалогенной композиции марки CONGuard S 6645.

Кабель может также дополнительно содержать заполнитель, при выполнении его как с сигнальной жилой, так и без нее. При этом последний выполнен из пучка синтетических нитей или волокон или жгута из поливинилхлоридного пластиката или вспененного полиолефина, и расположен между изолированными жилами и первым экраном.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией заявляемой совокупности признаков, заключается в том, что при групповой прокладке в пучках заявляемого кабеля горение не распространяется и одновременно снижается дымо-газовыделение при горении и тлении. Заявляемый кабель соответствует требованиям пожарной безопасности по критериям нераспространение горения при прокладке в пучках (групповая прокладка), дымовыделения при горении и тлении.

Полезная модель иллюстрируется рисунком, где па фиг.1 изображен кабель в разрезе.

Кабель содержит токопроводящую жилу 1, изоляцию 2, скрученную пару 3, заполнитель 4, первый экран 5, контактный проводник 6, изолированную контактную жилу 7, второй экран 8, оболочку 9.

Ниже приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость полезной модели.

Кабель изготавливают по традиционной технологии, применяемой в технике для данного типа кабелей. В частности, скрутку проволок и изолированных жил, а также наложение экрана производят на крутильных машинах. Изоляцию на жилу, а также оболочку накладывают на типовом экструзионном оборудовании.

Количество пар изолированных жил выбирается, преимущественно, в диапазоне от 1 до 7.

При изготовлении кабеля используются известные материалы в соответствии с нормативно-технической документацией на них.

Токопроводящая жила должна соответствовать требованиям ГОСТ 22483.

В качестве материала изоляции токопроводящих жил используется полиэтилен высокой плотности марок HE4872 или Borcell тм HE4873, которые выпускает компания «Borealis AG», Австрия.

Полимерная термопластичная композиция марки CONGuard S 6645 выпускается фирмой «Condor Compaunds Cmbh», Германия. Образцы кабеля были испытаны на нераспространение горения при расположении пучком по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005, (категория А), на дымообразование по ГОСТ Р МЭК 61034-2005 и на показатели коррозионной активности продуктов дымо-газовыделения по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99.

Были испытаны 2 образца:

1. Известный кабель.

2. Предлагаемый кабель.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
Наименование характеристики	Технические требования	Образцы кабеля
1	2
Нераспространение горения	Длина выгоревшего участка не более 2,5 м	3,5 м, не соответствует	1,03 м соответствует
Дымообразование при горении и тлении	Сохранение светопроницаемости не менее 40%	44%	19%
Коррозионня активности продуктов дымогазовыделения	Содержание газов галогенсодержащих кислот в пересчете на HCl, мг/г, не более 5,0	19,0	0
Проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами дымогазовыделения, мкСм*мм, не более 10,0	89	0.321
Показатель PH (кислотное число), не менее 4,3	2,1	6,24

Результаты испытаний указывают на соответствие предлагаемого кабеля основным характеристикам пожарной безопасности.

Испытания образцов предлагаемого кабеля по ГОСТ 20.57.406-81 (метод 203-1) показали, что кабель обладает стойкостью к воздействию окружающей среды от минус 50 до 90°C.

Кабель также испытывался на стойкость к воздействию минерального масла по ГОСТ 12337-84. Образцы выдержали испытание при температуре 50°C в течение 20 часов.

Таким образом, заявляемый кабель соответствует требованиям пожарной безопасности по критериям нераспространение горения при прокладке в пучках (групповая прокладка), дымовыделения при горении и тлении, показателям коррозионной активности продуктов сгорания, что снижает опасность для здоровья людей при возникновении пожара. Также расширяются области применения кабеля, в связи с его повышенными характеристиками по термо-, морозостойкости и стойкости к воздействию минерального масла.

1. Кабель для интерфейса RS-485, содержащий две скрученные в пару многопроволочные медные луженые токопроводящие жилы с изоляцией из сплошного или пористого полиолефина или несколько аналогичных пар изолированных токопроводящих жил, в свою очередь скрученных между собой в сердечник, наложенные поверх скрученных изолированных токопроводящих жил первый экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, контактную жилу из медных луженых проволок, второй экран в виде оплетки из медных луженых проволок и полимерную оболочку, отличающийся тем, что оболочка выполнена из термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сигнальную жилу, выполненную из медных луженых проволок с изоляцией из термопластичной полимерной композиции, не содержащей галогенов, и расположенную между экранами.

3. Кабель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит заполнитель, выполненный из пучка синтетических нитей или волокон или жгута из поливинилхлоридного пластиката или вспененного полиолефина и расположенный между изолированными жилами и первым экраном.

Витая пара используется в качестве среды передачи во всех современных сетевых технологиях, а также в цифровой и аналоговой телефонии. Унификация пассивных частей сети на витой паре стала главной для концепции создания структуризированых кабельных систем, независимых от приложений. Любые сети основаны на витой паре (кроме LocalTalk) реализованы на звездообразной физической топологии, которая при определенном активном оборудовании может быть реализована как основа для любой логической топологии.

Кабели

Кабели на витой паре (скрученной) в отличии от коаксиального кабеля, симметричны и реализуются для дифференциальной транспортировки сигнала. Скрученная пара проводов по характеристикам существенно отличается от пары тех же прямых проводов, которые идут рядом параллельно друг другу. При скручивании оказывается, что проводники располагаются под определенным углом друг к другу, что снижает индуктивную и емкостную связь между ними. Еще и на любом отрезке кабеля чувствительность к внешним помехам гораздо меньшая. Чем мельче шаг скрутки, тем меньше перекрестные помехи но и больше погонное затухание кабеля и время передачи сигнала. На сегодня кабели на витой паре все время улучшаются за счет увеличения полосы пропускания. 100 МГц — это уже обычный показатель для такого кабеля.

Провод витая пара являет собой два скрученных изолированных проводника. Такой провод используют для кроссировки внутри коммутационных стоек или шкафов, но никак не для прокладки соединения между помещениями. Кроссировочный провод может складываться из 1-2-3 и даже 4 витых пар.

Кабель отличается от провода наличием внешного изоляционного чулка. Такой чулок защищает провода от влаги и механический повреждений.

Шнур являет собой кусок гибкого кабеля. К примеру отрезок многожильного 4-парного кабеля длиной 1-5 м с модульными 8-контактными вилками (RJ-45) на концах.

Категория — витой пары указывает на частотный диапазон, где такое применение будет эффективно. Частотные диапазоны относительно кабелей разных категорий показаны в таблице 1. Категории определенны стандартом EIA/TIA 568A. Категория 6 и 7 еще не стандартизованы.

Таблица 1 — Классификация кабелей на витой паре

Также существует классификация кабелей по типам, которая была введена фирмой IBM (табл.2). В эту классификацию попали оптоволоконные кабели.

Таблица 2

Тип	Конструкция	Применение
Type 1	22 AWG одножильный. 2 пары STP 150 Ом в личном фольговом и общем плетевом экране	Token Ring, стационарная проводка. Очень большой и жесткий, но имеет лучшие параметры транспортировки
Type 2	22 AWG одножильный. 2 пары STP 150 Ом в личном фольговом и общем плетевом экране + 2 пары UTP	Телефония + Token Ring, стационарная проводка. Очень тяжелый, толстый и жесткий
Type 3	22 или 24 AWG, 2,3 или 4 пары UTP	Телефония, с фильтрами может быть реализован для Token RIng 16 Мбит/с (не рекомендуется)
Type 5	2 оптоволокна 100/140 мкм	Token RIng
Type 6	26 AWG многожильный, 2 пары STP 150 Ом	Шнуры и перемычки для Token Ring
Type 6a	26 AWG многожильный плоский, 2 пары STP 150 Ом	Подковерный для шнуров Token Ring
Type 8	26 AWG, многожильный плоский, 2 пары STP 150 Ом	Подковерный для шнуров Token RIng
Type 9	26 AWG многожильный или одножильный, 2 пары STP 150 Ом	Облегченная проводка для Token Ring (plenum), перемычки и коммутационные шнуры

Бывает, что в обозначении типов кабеля есть цифры, которые вводят в заблуждение. К примеру кабель MegaLAN400, который тестирован в диапазоне частот до 400 МГц. Однако это значит, что его параметры нормированы в этом диапазоне, но на 400 МГц у него ACR будет уже отрицательным. Впринципи этот кабель работает на частоте до 200 МГц (на 155 МГц у него ACR не меньше 10 Дб). Витая пара может быть экраннированной и нет (рис.1).

Рисунок — 1

Неэкранированная витая пара больше известна как UTP (Unshielded Twisted Pair). Если кабель помещен в общий экран, но пары не имеют индивидуальные экраны, то согласно стандарту (ISO 11801), он тоже относится к неэкранированным витым парам и обозначается UTP или S/UTP. Экранированная витая пара (STP) имеет множество видом, однако каждая пара имеет свой экран:

• STP с названием вида Type xx — классическая витая пара, введенная IBM для сетей TokenRing. Каждая пара єтого кабеля заключена в отдельній экран фольги (кроме типа 6А), обе пары заключены в общий плетенный проволочный экран, снаружи все покрыто изоляционным чулком, импеданс — 150 Ом. Провод может быть одножильным или многожильным калибра 22-26 AWG. Одножильный кабель 22 AWG может иметь полосу пропускания до 300 МГц.
• STP категории 5 — общее название для кабеля с импедансом 100 Ом, имеющего отдельный экран для каждой пары, который может имель разные исполнения (Фольга, оплетка и др).
• PiMF — кабель где каждая пара завернута в полоску металлической фольги, а все пары находятся в общем экранирующем чулке. От STP Type 1 этот кабель разнится числом пар и более широкой полосе частот
• SSTP — категории 7 — кабель аналогичный PiMF

Кабели могут иметь разные номиналы импеданса. Стандарт EIA/TIA-568A определяет два значения — 100 и 150 Ом, стандарты ISO1 1801 и EN 50173 добавляют еще и 120 Ом. Требования к точности выдерживания импеданса в рабочей полосе частот обычно лежат в диапазоне +-15% от номинала.

Каждая витая пара имеет свой шаг скрутки, который отличается от соседних. Этим реализуется снижение взаимной индуктивности и емкости проводов пар, а значит и снижение перекрестных наводок. Поскольку от шага скрутки зависят и волновые параметры пар, пары в кабеле не идентичны. Кабели обычно бывают круглыми, в них элементы собраны в пучок. Однако есть и плоские кабели, которые используются в телефонии для подключения оконечного оборудования. Однако в них пары обычно не скручены.

Проводники могут быть жесткими одножильными или многожильными. Многожильные гибкие кабеля состоят из 7 проволочек. Кабель с одножильными проводами имеет лучшие и стабильные параметры чем многожильный кабель. Для многопарных кабелей стандартизована цветовая маркировка проводов, которая разрешает быстро и правильно выполнять разделку без прозвонки. Каждая пара имеет прямой (Tip) и обратный (Ring) провод. Маркировка для 25-парного кабеля показана в табл.3 для 4-парного а табл.4.

Таблица 3

Номер пары	Прямой (Tip)	Обратный (Ring)
	Белый/синий	Синий/белый
	Белый/оранжевый	Оранжевый/белый
	Белый/зеленый	Зеленый/белый
	Белый/коричневый	Коричневый/белый
	Белый/серый	Серый/белый
	Красный/синий	Синий/красный
	Красный/оранжевый	Оранжевый/красный
	Красный/зеленый	Зеленый/красный
	Красный/коричневый	Коричневый/красный
	Красный/серый	Серый/красный
	Черный/синий	Синий/черный
	Черный/оранжевый	Оранжевый/черный
	Черный/зеленый	Зеленый/черный
	Черный/коричневый	Коричневый/черный
	Черный/серый	Серый/черный
	Желтый/синий	Синий/желтый
	Желтый/оранжевый	Оранжевый/желтый
	Желтый/зеленый	Зеленый/желтый
	Желтый/коричневый	Коричневый/желтый
	Желтый/серый	Серый/желтый
	Фиолетовый/синий	Синий/фиолетовый
	Фиолетовый/оранжевый	Оранжевый/фиолетовый
	Фиолетовый/зеленый	Зеленый/фиолетовый
	Фиолетовый/коричневый	Коричневый/фиолетовый
	Фиолетовый/серый	Серый/фиолетовый

2. Кабельные линии связи

2.1. Классификация кабелей связи

Кабелем называется конструкция, состоящая из скрученных вместе изолированных проводников (сердечник), заключенных в общую влагозащитную оболочку и броневые покровы.

Кабели связи классифицируются по следующим признакам:

по области применения – на магистральную зоновые (внутриобластные, сельские, городские, для соединительных линий и вставок, а так же радиогоктотные кабели)

по условиям прокладки – на подземные, подводные, подвесные и кабели для протяжки в телефонной канализации;

по спектру передаваемых частот - на низкочастотные НЧ (тональные до 10кГц) и высокочастотные ВЧ (свыше 10кГц);

по конструкции – на симметричные и коаксиальные. Симметричная цепь состоит из двух совершенно одинаковых в конструктивном и электрическом отношении изолированных проводников (рис 1.1 а). Коаксиальная цепь представляет собой два цилиндра в совмещенной осью, причем один цилиндр – сплошной проводник, концентрически расположен внутри другого цилиндра - полого (рис 1.1б)

Рисунок 1.1.

Кроме того различают кабели:

по способу построения сердечника - с пучковой и повивной скруткой;

по способу скрутки жил – на парную и звездную скрутки;

по роду защитных оболочек – на кабели с металлическими, пластмассовыми и металлопластмассовыми оболочками;

по типу бронепокровов – на голые (безброневые) и бронированные стальными лентами либо плоскими или круглыми проволоками.

2.2. Конструктивные элементы кабелей связи

2.2.1. Токопроводящие жилы

Токопроводящие жилы кабелей связи должны обладать высокой электрической проводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью. Проволока, применяемая для кабельных жил. должна быть на всем протяжении гладкой. без трещин, спайки и иметь одинаковый диаметр. Токопроводящие жилы изготавливаются в основном из меди и алюминия .

Для кабелей городских телефонных сетей обычно используется медная проволока диаметром 0.32; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7 мм, для междугородных кабелей диаметром 0.8; 0.9; 1.2; 1.4 мм. Наиболее широко применяются на городских сетях кабели с жилами диаметром 0.5 мм, для междугородной связи кабели с жилами диаметром 1.2 мм.

Алюминиевые жилы - используются в производстве кабелей связи, имеют диаметр 1.15; 1.55; 1.8 мм. Эти жилы аналогичны по электрической проводимости медным с диаметрами 0.9; 1.2; 1.4 мм соответственно. Применения алюминиевых жил вместо медных вызывает увеличение диаметра кабеля в 1.28 раза, а следовательно, и увеличение расхода дорогостоящего свинца на изготовление защитной оболочки. Поэтому применение алюминиевых жил наиболее рентабельно в кабелях без свинцовой оболочки.

Кабельные проводники имеют преимущественно сплошную цилиндрическую конструкцию. Кроме того используют проводники и более сложной конструкции. В тех кабелях, где требуется повышенная гибкость и механическая прочность, токопроводящая жила скручивается в литцу из нескольких проволок, чаще 7,12,19. Изготавливают кабели также с биметаллическими проводниками конструкции алюминий – медь, сталь – медь.

В подводных кабелях применяется многопроволочная жила, состоящая из проволок разного сечения. В центре такой жилы размещается толстый проводник, повив состоит из тонких проволок.

В коаксиальных кабелях внутренний проводник сплошной, а внешний представляет собой полый цилиндр, изготавливаемый из меди или алюминия.

В электрическом отношении наилучшей формой внешнего проводника коаксиального кабеля является однородная по всей длине трубка. Однако изготовить такой проводник крайне затруднительно. Промышленное применение нашли разновидности гибких внешних проводников коаксиального кабеля.

Наиболее широко в коаксиальных кабелях магистральной связи используется первая конструкция внешнего проводника (медный цилиндр со швом молния) как более технологичная и обеспечивающая требуемую электрическую однородность по длине.

2.2.2. Изоляция

В электрическом отношении свойства изоляции характеризуются следующими четырьмя параметрами:

Наилучшим диэлектриком является воздух, у которого 1,, tg 0.

Однако создать изоляцию только из воздуха практически невозможно.

Поэтому кабельная изоляция является комбинированной и содержит как воздух так и твердый диэлектрик, причем количество твердого диэлектрика должно быть минимальным и определяется требованиями устойчивости изоляции и жесткости ее конструкции. Изоляция должна предохранять токопроводящие жилы от соприкосновения между собой и строго фиксировать взаимное расположение жил в группе по всей длине кабеля.

Для изоляции жил кабелей наряду с бумагой применяются современные полимеры типа полиэтилен, стирофлекс (полистирол), фторопласт, поливинилхлорид и др.

Известны следующие типы изоляции кабелей связи:

Трубчатая , выполняется из бумажной или пластмассовой ленты, наложенной в виде трубки (рис 1.2а);

Кордельная , состоит из нити корделя, расположенного открытой спиралью на проводнике, и ленты, которая накладывается поверх корделя (рис 1.2б);

Сплошная , выполняется из сплошного слоя пластмассы (рис 1.2в);

Пористая , образуется из слоя пенопласта (рис 1.2г);

Баллонная , представляет собой тонкостенную пластмассовую трубку, внутри которой свободно располагается проводник. Трубка периодически в точках или по спирали обжимается и надежно удерживает жилу в цетре изоляции (рис 1.2д,е);

Шайбовая , выполняется в виде шайб толщиной 1.5-2.5 мм из твердого диэлектрика, насаживаемых на проводник через определенные промежутки 20-30 мм (рис 1.2ж);

Спиральная , представляет собой равномерно распределенную по длине проводника пластмассовую спираль, имеющую прямоугольное сечение (рис 1.2з);

Колпачковая , выполняется из цилиндрических, пластмассовых или керамических колпачков, насажанных на проводник вплотную (рис 1.2.1);

Втулочная , выполняется из полиэтиленовых втулок длиной 12мм, растяженных на проводнике с интервалом 6мм (рис 1.2.5и);

Ленточная , выполняется из продольно расположенной полиэтиленовой ленты толщиной 0,4мм, на которой имеется по четыре выступа высотой 1,2мм с интервалом 12мм;

Кордельно–трубчатая , состоит из полиэтиленового корделя диаметром 0,6 – 0,8 мм и полиэтиленовой трубки толщиной 0,2 – 0,3 мм.

Рисунок 1.2.

Рисунок 1.2.1.

Наибольшее применение в настоящее время получили:

• для кабелей городской и сельской связи трубчатая, сплошная полиэтиленовая, пористая бумажная или полиэтиленовая;

• для симметричных кабелей междугородной связи кордельно – полистирольная, балонная, кордельно – трубчатая или пористая из полиэтилена;

• для коаксиальных кабелей шайбовая, балонная, спиральная и пористая. Во всех случаях диэлектриком является полиэтилен;

• для подводных коаксиальных кабелей сплошная полиэтиленовая изоляция.

2.2.3. Скрутка кабельных цепей

В симметричных кабелях применяется несколько способов скрутки изолированных проводников в группы (рис 1.3).

Рисунок 1.3

Парная скрутка (П) – две изолированных жилы скручиваются в пару с шагом скрутки не более 300мм (рис 1.3а).

Скрутка четверочная или звездная (3) - четыре изолированные жилы расположенные по углам квадрата, скручиваются с шагом скрутки 150 – 300 мм (рис 1.3б). разговорные пары (цепи) в этой скрутке образуются из диагональных жил. Так, жилы а и б образуют одну пару, а жилы с и д другую.

Скрутка двойная пара (ДП) – две предварительно свитые пары скручиваются между собой в четверку (рис 1.3в). Шаги скрутки пар должны быть отличными как один от другого так и от шага скрутки самой четверки. Шаг скрутки пар принимается в пределах 400 – 800 мм, а шаг скрутки четверки 150 – 300 мм.

Скрутка двойной звездой (ДЗ) – четыре предварительно свитые пары вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку (рис 1.3г). Шаги скрутки пар, составляющих восьмерку, делают различными и берут в пределах 150 – 250 мм, а шаг скрутки восьмерки 200 – 400 мм. Направление скрутки пар и скрутки восьмерки должны быть противоположными.

Восьмерочная скрутка (В) – восемь жил группы располагаются концентрически вокруг сердечника из изолированного материала, например стирофлексного полиэтиленового корделя (рис 1.3д).

Наиболее экономичной,обеспечивающей лучшую стабильность по электрическим параметрам, является звездная скрутка. Эта скрутка получила преимущественное применение в междугородных кабелях связи.

Группы (пары, четверки и т.д.) скручиваются в общий кабельный сердечник. Различают две системы скрутки в сердечник: пучковую и повивную. При пучковой скрутке группы сначала скручиваются в пучки (по 50 или 100 групп), после чего пучки скручиваются в сердечник.

При повивной скрутке группы располагаются последовательными концентрическими слоями (повивами) вокруг центрального повива, состоящего из одной – пяти групп.

При повивной скрутке число групп в каждом последующем повиве n x увеличивается на шесть по сравнению спедыдущем n:

Исключением из этого правила является второй повив в том случае, когда в первом (центральном) повиве имеется лишь одна группа. Тогда во втором повиве увеличение будет не на шесть, а на пять групп.

2.2.4. Защитные оболочки и покровы

Сердечник кабеля, состоящий из скрученных по определенной системе групп, покрывают поясной изоляцией и заключают в герметичную оболочку, предохраняющую кабель от влаги и возможных механических воздействий, которые могут возникнуть в процессе транспортировки, прокладки и эксплуатации кабеля.

В кабельной промышленности применяют следующие кабельные оболочки: металлические, пластмассовые и металлопластмассовые.

К металлическим оболочкам относятся, главным образом, свинцовые, алюминиевые и стальные. Свинцовые оболочки накладывают на кабель методом опрессования в горячем виде. Чтобы свинцовая оболочка имела большую твердость и вибростойкость, ее изготовляют из легированного свинца с присадкой 0,4 – 0,8 % сурьмы. Толщина свинцовых оболочек в зависимости от диаметра кабеля приведена в табл. 2.12.

Таблица 2.12

Алюминиевые оболочки выпрессовывают в горячем виде или изготовляют холодным способом из ленты со сварным продольным швом. Известны методы сварки оболочки из алюминиевых лент высокочастотными токами или способом холодной сварки, давлением. Для больших диаметров кабеля (свыше 20–30 мм применяют алюминиевые) оболочки гофрированной конструкции.

Применение алюминиевых оболочек является весьма прогрессивным. Алюминиевая оболочка легкая, дешевая и обладает высокими экранирующими свойствами. Однако алюминий весьма подвержен электрохимической коррозии и поэтому его надежно защищают полиэтиленовым шлангом.

Стальные оболочки изготовляют путем сварки лент толщиной 0,3–0,5 мм, свернутых в трубку. Для повышения гибкости стальные оболочки подвергают гофрированию. С целью защиты от коррозии стальные оболочки покрывают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума. Стоимость стальных оболочек составляет 50% от стоимости свинцовой оболочки и 64 % от алюминиевой. Такие оболочки не требуют дополнительной механической защиты.

Из пластмассовых оболочек наибольшее использование получили полиэтилен, поливинилхлорид и полизобутиленовые композиции. Пластмассовые оболочки выгодно сочетают влагостойкость, стойкость против электрической и химической коррозий и придают кабелю легкость, гибкость и вибростойкость. Однако через пластмассу постепенно диффундируют водные пары, что приводит к падению сопротивления изоляции кабеля. Поэтому пластмассовые оболочки применяют, главным образом, в кабелях с негигроскопической изоляцией типа полиэтилена, фторопласта и др.

В настоящее время известна целая серия комбинированных металлопластмассовых оболочек. Оболочка "алпэт" состоит из продольно-наложенной (с перекрытием) на сердечник кабеля гофрированной алюминиевой ленты толщиной 0,2 мм и полиэтиленового шланга. Оболочка "сталпэт" состоит из двух гофрированных лент – алюминиевой толщиной 0,13–0,2 мм и стальной оцинкованной толщиной 0,2 мм, - наложенных на сердечник прдольно, и наружного полиэтиленового шланга. При этом нижнюю – алюминиевую – ленту накладывают с небольшим зазором, а верхнюю – стальную – с перекрытием. Продольный шов стальной ленты сваривают.

Известны также комбинированные оболочки, в которых сочетаются тонкая оболочка из свинца и полиэтиленовый щланг (оболочка "свипэт").Такие оболочки используются для защиты кабелей от повреждений при ударах молнии, а также для защиты свинца от коррозии.

Сопоставляя различные конструкции защитных оболочек, следует отметить как наиболее перспективные алюминиевые и стальные, надежно защищенные полиэтиленовым шлангом.

Снаружи кабеля располагаются бронепокровы, защищающие кабель от механических повреждений и коррозии. В состав этих покровов входят три основные части: стальной покров и два волокнистых покрова, располагаемых под и над броней.

Волокнистые покровы состоят из кабельной пряжи (джута), пропитанной битумным составом.

В зависимости от механических воздействий на кабель в процессе прокладки и эксплуатации применяются следующие разновидности брони

• две стальные ленты (марка Б);

• повив из круглых стальных проволок (марка К);

• повив из плоских стальных проволок (марка П);

Кроме того, применяется усиленная двойная броня, состоящая из комбинации различных типов брони (БК, КК).

2.3. Маркировка кабелей связи

Для удобства классификации и пользования кабелями им присваивается определенное условное обозначение – марка кабеля. Магистральные и междугородные кабели маркируются буквой М; буквы КМ обозначают коаксиальные магистральные. Телефонным городским кабелям присваивается буква Т. Если кабель имеет стирофлексную (полистирольную) изоляцию, то дополнительно вводится буква С, полиэтиленовую изоляцию – то буква П. В кабелях с алюминиевой оболочкой еще добавляется буква А, а со стальной – буква С.

В зависимости от вида защитных покровов кабели маркируются буквами: Г – голые (освинцованные), Б – с ленточной броней и К – с кругло проволочной броней. Наличие наружной пластмассовой оболочки обозначается буквой П (полиэтиленовая) или В (поливинилхлоридная).

2.3.1. Междугородные коаксиальные кабели

Магистральный коаксиальный кабель 2,6/9,4 марки КМБ-4 состоит из четырех коаксиальных пар и пяти звездных четверок (рис 1.4.). Каждая коаксиальная пара состоит из внутреннего медного проводника диаметром 2,6 мм и внешнего проводника в виде медной трубки диаметром 9,4 мм с одним продольным швом. Коаксиальная пара имеет изоляцию из полиэтиленовых шайб толщиной 2,2 мм с расстоянием между ними 25 мм. Поверх внешнего проводника расположен дополнительный экран в виде двух мягких стальных лент толщиной 0,15 – 0,2 мм, который покрывается одним – двумя слоями кабельной бумаги. Кабель имеет свинцовую оболочку и обычные броневые покровы и маркируется КМБ, КМГ и КМК. Кабель типа 2,6/9,4 используется в основном по однокабельной системе.

Рисунок 1.4

В четырехкоаксиальном кабеле две диаметрально расположенные коаксиальные пары служат для многоканальной телефонной связи, а вторые две пары - для телевидения. По телефонным парам можно передавать 1920 каналов в спектре 312 8500 кГц. Для телевидения как черно – белого, так и цветного занимается спектр частот 6 МГц.

Возможно также использование коаксиальной пары для 300 телефонных разговоров в спектре 312 1500 кГц и телевизионных программ в спектре 1900 8500 кГц.

Имеются системы уплотнения кабеля в спектре до 12 МГц, по которым можно получить 2700 телефонных каналов, и до 17 МГц для 3600 каналов.

Малогабаритные коаксиальные кабели изготовляются с диаметрами:

1,2/4,6; 1,2/5,3; 1,5/5,4 и др. Наибольшее применение получил кабель с соотношением диаметров проводников 1,2/4,6 мм.

Малогабаритные коаксиальные кабели предназначены для строительства кабельных магистралей ограниченной протяженности, рокадных линий между магистралями, устройство глубоких вводов радиорелейных линий и обеспечения областных связей.

Достоинством малогабаритных кабелей является простота конструкции, дешевизна и технологичность их изготовления. Если средние коаксиальные кабели целесообразно применять при большом пучке связей (500 и больше), то малогабаритные кабели эффективны и при малом числе каналов, начиная с десятков (60-120). Эти кабели, вотличие от симметричных, не требуют выполнения сложных работ по симметрированию.

Наибольшее применение получил четырехкоаксиальный малогабаритный кабель. Он может изготавливаться как в пластмассовой оболочке (МКТП- 4), так и в свинцовой оболочке с ленточной броней (МКТСБ-4). Сердечник кабеля в обоих случаях идентичный.

Комбинированные коаксиальные кабели содержат средние пары

2,6 9,4, малогабаритные коаксиальные пары 1,2 4,6 и симметричные группы. Комбинированные кабели позволяют:

• организовать мощные пучки телефонных каналов и телевизионную передачу на большие расстояния по коаксиальным парам 2,6/9,4 при помощи систем уплотнения К-1920 и К-3600;
• обеспечить распределительные каналы по связи между городами и промежуточными пунктами, расположенными по магистрали по коаксиальным парам 1,2/4,6 при помощи системы К – 300 и в последующем системы К – 1320 ;
• обеспечить выделение необходимого количества каналов в любом пункте трассы из системы уплотнения аппаратуры К -300 и системы К - 24к уплотнения симметричных пар;
• организовать служебную связь и телесигнализацию по симметричным парам и четверкам.

2.3.2. Междугородные симметричные кабели

Междугородные симметричные кабели подразделяются на три вида: кабели с кордельно – бумажной изоляцией МК, с кордельно - полистирольной (стирофлексной) изоляцией МКС и с полиэтиленовой изоляцией МКП. Наружные оболочки изготавливаются из свинца, алюминия или стали.

Для междугородной связи применяются в основном кабели конструкции 4*4 и 7*4, а для зоновой (внутриобластной) связи – 1*4.

Кабели предназначены для высокочастотного уплотнения в спектре до 252 кГц, аппаратурой К–60, работающей при напряжении дистанционного питания 1000 В постоянного тока (690 В переменного тока). Расстояние между НУП – 20 км, между ОПУ – 160 –250 км. Максимальная дальность – 12500 км.

Наибольшее применение имеют кабели с кордельно полистирольной (стирофлексной) изоляцией МКС. Взависимости от типа оболочки они классифицируются: МКС – в свинцовой оболочке, МКСА – в алюминиевой оболочке, МКСС – в стальной оболочке. Вовсех случаях сердечник кабеля идентичен. Кабели типа МКС изготавливаются в виде конструкций 7*4 ; 4*4 и 1*4 строительной длиной 825 м.

Конструкция наиболее распространенного четырехчетверочного симметричного кабеля с кордельно–полистирольной изоляцией МКС – 4*4 приведена на рис 1.5. Диаметр медных жил – 1,2 мм.Токопроводящие жилы высокочастотных четверок изолируются разноцветным полистирольным корделем диаметром 0,8 мм и полистирольной лентой толщиной 0,05 мм сперекрытием 25 30%. Первая пара каждой четверки состоит из красного и желтого цветов, вторая пара – из жил синего и зеленого цветов.

Рисунок 1.5

1 - Наружный покров (джут)

2 - Бронепроволока

3 - Две ленты крепированной бумаги

4 - Свинцовая оболочка

5 - Подушка

6 - Две бронеленты

7 - Медная проволока диаметром 0.9мм

8 - Полистирольная лента

9 - Кордель диаметром 0.4 мм

10 - Цветная хб пряжа

11 - Кордель диаметром 0.8 мм

12 - Токопровоящая жила диаметром 1.2мм

13 - Центрирующий кордель диаметром 1.1мм

14 - Полистирольная лента

15 - Поясная изоляция

Две жилы в четверке, расположенные по диагонали, образуют рабочую пару. Изоляция жил первой пары четверки имеет красный и желтые цвета, второй пары - синий и зеленый. Внешне четверки отличаются расцветкой хб пряжи или ленты из синтетического материала, наложенной поверх четверки открытой спиралью. Цвет соответственно порядковым номерам следующий: первая (счетная) - красный; вторая (направления счета) - зеленый, третья - синий; четвертая - желтый.

Центр четверки заполняется стирофлексным корделем диаметром 1,1 мм. Шаги скрутки всех четверок различны, взаимно согласованы и лежат в пределах 125 275 мм.

Кабели со свинцовой оболочкой и соответствующей броней имеют марки: МКСГ, МКСБ и МКСК. Толщина свинцовой оболочки у кабеля МКСБ – 1,25 мм а у остальных 1,4мм.

Кабели с алюминиевой оболочкой имеют поверх алюминия антикоррозийный защитный покров в виде битума и полиэтиленового шланга. В названии таких кабелей дополнительно приписываются буквы

"АП": МКСАП, МКСАПБ, МКСАПК и др. Толщина алюминиевой оболочки при высокочастотной сварке – 1.0 мм, при прессовании – 1,3 мм.

Кабели в стальной оболочке маркируются МКССП. Стальная оболочка имеет толщину 0,4 мм и для большей гибкости гофрируется по всей длине. Поверх стали наносится антикоррозийный покров ввиде битума и полиэтиленового шланга.

2.3.3. Зоновые (внутриобластные) кабели

Для зоновой связи, т.е. связи областного центра с районами, нашли применене однокоаксиальные кабели ВКПАП–1 (с парой 2,1/9,7), уплотняемые аппаратурой К–120 по однокабельной системе, и одночетверочные кабели различных модификаций с полиэтиленовой МКП – 1*4 и кордельно – полистирольной (стирофлексной) МКС – 1*4 изоляцией, уплотнямые аппаратурой К-60 по двухкабельной системе.