Из какого материала изготавливаются токопроводящие жилы кабелей связи

3.2. Токопроводящие жилы кабелей связи

• высокой электрической проводимостью;
• гибкостью;
• достаточной механической прочностью.

Наиболее распространенными материалами для изготовления кабельных жил являются медь и алюминий. Медь, как правило, применяется отожженная, мягкая, марки ММ с удельным сопротивлением 0,01754 Ом∙мм 2 /м и температурным коэффициентом сопротивления постоянному току 0,004. Удельный вес — 8,89 г/см 3 . Медная проволока используется диаметром 0,32; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 мм для кабелей городских телефонных сетей и 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2 мм для междугородных кабелей. На городских сетях наиболее широко используются кабели с жилами диаметром 0,5 мм, на междугородных — с жилами диаметром 1,2 мм. Алюминий имеет удельное сопротивление 0,0295 Ом∙мм /м, т.е. в 1,65 раза больше, чем у меди. Температурный коэффициент — 0,0042. Удельный вес — 2,72 г/см 3 . Алюминиевые жилы, применяемые в производстве кабелей связи, имеют диаметры 1,15; 1,55; 1,8 мм. Эти жилы аналогичны по электриче- ской проводимости медным с диаметром 0,9; 1,2; 1,4 мм соответственно. По механическим характеристикам лучшие результаты дают алюминиевые сплавы, содержащие присадку из магния, железа и других металлов. Конструктивно кабельные проводники имеют следующие исполнения (рис. 3.1):

• сплошной;
• гибкий;
• биметаллический;
• для подводных кабелей.

Там, где требуется повышенная гибкость и механическая прочность, токопроводящая жила (рис. 3.1, б) скручивается в литцу из нескольких проволок (чаще 7, 12, 19 и т.д.). Биметаллические проводники (рис. 3.1, в) имеют конструкцию алюминий-медь. В подводных кабелях применяется многопроволочная жила (рис. 3.1, г), состоящая из проволок разного сечения. В центре размещается толстый проводник, а. повив состоит из тонких проволок. Указанные токопроводящие жилы используются для симметричных кабелей, а также в качестве внутреннего проводника коаксиального кабеля. Рис. 3.1. Конструкция кабельных проводников: a-сплошной; б- гибкий; в- биметаллический; г -для подводных кабелей Внешний проводник коаксиального кабеля изготавливается в виде тонкой трубки из меди или алюминия. Наилучшей формой внешнего проводника коаксиального кабеля в электрическом отношении является однородная по всей длине трубка. Однако изготовить такой сплошной проводник большой длины очень сложно. Поэтому используются следующие конструкции внешних проводников коаксиальных кабелей (рис. 3.2):

• молния;
• гофрированный;
• спиральный;
• оплеточный.

В коаксиальных кабелях дальней связи наибольшее применение находит конструкция внешнего проводника типа молния как более технологичная и обеспечивающая требуемую электрическую однородность по длине. Рис. 3.2. Конструкция внешних проводников коаксиальных кабелей: а-молния; б-гофрированный;в— спиральный; г -оплеточный

3.3. Изоляция кабелей связи

Материал, применяемый для изоляции кабельных жил, должен:

• обладать высокими и стабильными во времени электрическими характеристиками;
• быть гибким;
• быть механически прочным;
• не требовать сложной технологической обработки.

В электрическом отношении свойства изоляции определяются следующими параметрами:

• электрической прочностью — напряжением, при котором происходит пробой изоляции;

• диэлектрической проницаемостью , характеризующей степень поляризации зарядов в диэлектрике при воздействии на него электриче- ского поля;
• тангенсом утла диэлектрических потерь (или величиной диэлек-трических потерь) tg, характеризующим потери высокочастотной энергии в диэлектрике.

Наилучшим диэлектриком является воздух, у которого 1; р ; tg0. Однако создать изоляцию только из воздуха практически невозможно. Кабельная изоляции является комбинированной и содержит как воздух, так и твердый диэлектрик, причем количество диэлектрика должно быть минимальным. Ширина полосы частот, передаваемых по кабелю, обусловлена качеством диэлектрика (,tg) и в первую очередь величиной диэлектрических потерь. Потери высокочастотной энергии непосредственно связаны с величиной tg и прямолинейно возрастают с ростом частоты. Рассмотрим основные изоляционные материалы, использующиеся в электрических кабелях связи. Бумага — предназначена для изоляции жил НЧ кабелей, вырабатывается из сульфатной целлюлозы. Для междугородных кабелей применяется лента толщиной 0,12 и 0,17 мм. Для удобства монтажа ее окрашивают в разный цвет: красный, синий, зеленый. Бумажный кордель — представляет собой нить, скрученную из кабельной бумаги диаметром 0,6; 0,76;0,85 мм. Полистирол (стирофлекс) вырабатывают из жидкого стирола, исходным сырьем для которого является нефть или каменный уголь. Полистирол прозрачный, гибкий и негигроскопичный материал, из которого вырабатывают ленты толщиной 0,045 мм и шириной 10÷12 мм, а также кордель диаметром 0,8 мм для изоляции жил ВЧ кабелей связи. Полистирол имеет различную расцветку — красную, синюю, зеленую. Недостаток — низкая теплостойкость, находящаяся в пределах 65÷80°С. Полиэтилен получают путем полимеризации жидкого этилена. Представляет собой молочно-белый (иногда желтовато-белый) материал, на ощупь напоминает парафин. При поджигании загорается медленно и горит синеватым пламенем без копоти. Полиэтилен термопластичен, температура его размягчения около 110°С. При обычной температуре на него не действуют кислоты и щелочи. Существуют два способа получения полиэтилена при высоком давлении (150÷350 МПа или 1500÷3500 ат) и температуре +200°С и при низком давлении (0,3÷0,4 МПа или 3÷4 ат) и температуре +70°C. Полиэтилен низкого давления отличается большей плотностью (до 0,97 г/см 3 ) и более кристаллической структурой, чем полиэтилен высокого давления. Выпускается полиэтилен в виде мелких гранул размером 3 мм. Пористый полиэтилен получается путем введения в состав композиции полиэтилена газообразователей или порофоров, способных при определенных температурах переходить в газообразное состояние. Поливинилхлорид получается путем полимеризации винилхлорида. Чтобы из поливинилхлорида получить мягкий материал, его смешивают с пластификатором. Поливинилхлорид (ПВХ) весьма устойчив к действию химических реагентов, однако он сравнительно легко разлагается при нагревании, выделяя хлористый водород. Важным свойством его является негорючесть, поэтому он нашел широкое применение в качестве оболочек стационарных кабелей связи. Существенным недостатком ПВХ является сравнительно низкая теплостойкость (не выше 70°С). При низких температурах пластикат теряет прочность, а при высоких резко ухудшает свои электрические свойства. Основные физико-механические и электрические свойства указанных материалов приведены в табл. 3.1. На основе указанных диэлектриков разработаны и применяются различные конструкции изоляционных покровов. В кабелях связи используются следующие типы изоляции:

• трубчатая — выполняется в виде бумажной или пластмассовой ленты, наложенной в виде трубки (рис. 3.3, а);
• кордельная — состоит из нити корделя, расположенного откры той спиралью на проводнике, и ленты, которая накладывается поверх корделя (рис. 3.3, б);
• сплошная — выполняется из сплошного слоя пластмассы (рис. 3.3, в);
• пористая — образуется из слоя пенопласта (рис. 3.3, г);
• баллонная — представляет собой тонкостенную пластмассовую трубку, внутри которой свободно располагается проводник. Трубка пе- риодически в точках или по спирали обжимается и надежно удерживает жилу в центре изоляции (рис. 3.3, д,е);
• шайбовая — выполняется в виде шайб из твердого диэлектрика, насаживаемых на проводник через определенные промежутки (рис. 3.3, ж) ;

Таблица 3.1

Параметр	Материал
	кабе-льная бумага	поли- стирол	сплошной полиэти- лен	пористый полиэти- лен	поли- винил- хлорид
Плотность, г/см 3	0,7	1,05	0,92	0,47	1,26÷1,40
Предел прочности на растяжение,МПа МПа	80	30÷50	12÷18	2,5÷5	10÷12
Относительное удлинение при разрыве,%	2	1,5÷3,5	150÷600	300	150÷400
Морозостойкость, о C	—	-3	-70	—	-20÷60
Теплостойкость, o C	—	70	110	110	—
Относительная диэлектрическая проницаемость	2÷2,5	2,5÷2,7	2,28÷2,30	1,45÷1,50	3÷6
tg·10 4 при частоте 1кГц	80	2	3	4	300÷1000

• спиральная (геликоидальная) – представляет собой равномерно распределенную по длине проводника пластмассовую спираль, имеющую прямоугольное сечение (рис.3.3,з).

Известна также кордельно-трубчатая изоляция, состоящая из пластмассовых корделя и трубки. Наибольшее распространение получили:

• для кабелей городской и сельской связи: трубчатая выполненная в виде обмотки бумажными лентами, сплошная полиэтиленовая;
• для коаксиальных кабелей: шайбовая, баллонная, геликоидальная и пористая (во всех случаях диэлектриком является полиэтилен);
• для подводных коаксиальных кабелей – сплошная полиэтиленовая.

Рис. 3.3. Типы изоляций кабелей связи: а-трубчатая; б- корделъная; в-сплошная; г-пористая;д-е-баллотая; ж-шайбовая; з-спиралъная

3.Токопроводящие жилы кабелей связи, требования к ним

Должны обладать высокой Эл прочностью, гибкостью, мех прочностью, изготавл из недорогого недефицитного материала. Для изгот ТПЖ примен мягкая-отяжная медь. На ГТС примен d=0.32,0.4,0.5,0.7,0.64. Для междугар Зоновой медные ТПЖ- 1.2, на сельских d=0.8,0.9,1.2. Внутрений проводник коакс пар делают из медной проволки d=2.14, 2.58.Внешний из медных лент. Изоляция должна обладать высокими и стабильным во времени электрич хар-ми. Делаются из полиэтилена, кааб бумаги, полистирол.

4 Материалы для изготовления изоляции токопроводящих жил кабелей связи. Типы изоляции.

Изоляция должна обладать высокими и стабильным во времени электрич хар-ми. Делаются из полиэтилена, кааб бумаги, полистирол. Полиэтилен: обладает хорошими физико-мех св-ми, электроизаляц-ми св-ми, он прочен на разрыв, твёрд, гибок, морозоустойчив. Недостаток: малая гибкость при больш толщине и низкой t. Подвержен старению под солнцем. Поливинилхлорид: устойчив к действию хим реагентов, не горюч. Недостаток: при низких t теряет мех прочность а при высоких ухудшается электроизаляционые св-ва. Полистерол: делается прозрачная лента толщиной 0.045 и шириной 10-12 мм и разноцветный кордель d=0.8 Достоинства: негрископичный материал, Недос-к малое теплоёмкость 70С при низких t делается хрупким. Применяется в высокочастотных кабелях. Кабельная бумага: возд бум использ в нч кабел ,семитричных парах некоторых коакс кааб. На основе кааб бумаги делает кардельно-бумажн изоляции: трубчато-бумажна, бумагомасная. На основе полиэтилена сплошная полиэт, пористо-полиэтил-я, шайбовая, трубчато полиэтиленовая. На основе пвх пвх-я.

5.Скрутка токопроводящих жил кабелей связи в группы, ее назначение. Способы образования кабельного сердечника

Изолированные тпж скручиваются меж собой в группы. Скрутка жил ↓взаимное влияние и повышает их помехоуст-ть от взаимных и внешних полях. Также упрощает перемещение жил при изгибе кааб. ПАРНАЯ:2 изол тпж скручива-я меж собой шагом 300мм ЧЕТВЁРОШНАЯ(ЗВЁЗДНАЯ) 4 изол тпж скруч меж собой с шагом 150-300мм. В нч кааб примен парная 4-я,в вч 4-я.

В кааб св отдельные группы скручиваются меж собой в определ порядке образуя кааб сердечник. Наибольшим примен получил 2 способа образования кааб серд-ка.

ПУЧКОВЫЙ: группы скручиваются в пучки, ёмкость 5 груп 10,100,50.Затем пучки скруч-я меж собой образуя кааб сердечник. Каждый пучок раздел-я синтетич-ми нитями.Примен в нч кааб

ПОВИВНОЙ: группы распологаются концентрически слоями вокруг центрального повива.Централы повив может иметь от 1-5 груп каждый послед-й попив отличается направлением скрутки и кол-во групп n+6 .за исключением 2-го повива,если в центральном повиве была 1 група. Изменение направл скрутки повивов ↓ взаимное влияние меж цепями и упрощает монтаж кааб.

6.Поясная изоляция, экраны, броневые покровы, материалы для изготовления, их назначение

Поясная изоляция: для скрепления кааб сердеч-а и предание формы. Защищиает изоляцию тпж от мех и тепловых возд-й и послед-й технологич-х процессов. Увелич электрич прочность тпж по отношению к экрану или ME обол.Делается на основе кааб бумаги и пластмасс в виде ленты, накладывается на сердечник кааб спирально с перекрытием краёв 15-50проц от центра или прокладыв-я продольно.

ЭКРАН: для защиты цепей кааб от возд внешних электромагнитный полей.Примен в кааб в полиэтилен или стальной влагозащитной обол-й. Делается из мягкой медной или AL лент, толщиной 0.1 0.15мм.Накладывается поверх поясной изоляции по спирали с перекрытием краёв 10-15проц.

Конструкции и характеристики кабелей электросвязи

Кабель – электрическое изделие, состоящее из одной или нескольких изолированных жил, заключенных в металлической или неметаллической оболочке, поверх которой может быть расположен защитный покров.

Сердечник состоит из скрученных определенным образом изолированных токопроводящих жил.

Поясная изоляция служит для защиты от повреждений при наложении оболочки, кроме того, увеличивается напряжение пробоя изоляции.

Экран – для защиты от внешних электромагнитных влияний.

Битумная подушка является антикоррозийной защитой.

Все защитные покровы служат для защиты кабеля от механических воздействий, возни­ка­­ющих при выполнении строительных работ, и служат для предохранения кабеля от вред­ных воздействий агрессивной среды в условиях эксплуатации.

Проводники – токопроводящие жилы, должны обладать высокой электрической прово­ди­мостью, гибкостью, и достаточной механической прочностью. Изготавливаются в ос­нов_­ном из меди и алюминия. Для магистральных кабелей чаще всего применяются жилы диаметром 0,9 и 1,2 мм; для кабелей местной связи применяются медные жилы следу­ющих диаметров: 0,32; 0,4; 0,5; 0,64; 0,7 мм. Алюминиевые жилы имеют диаметр 1,05, 1,55 мм и по электрическим свойствам они аналогичны медным жилам с диаметрами 0,9 и 1,2 мм соответственно. При этом обладают лучшими механическими свойствами, особен­но сплавы железа с алюминием и другими металлами. В тех случаях, когда требуется по­вы­шен­ная гибкость и повышенная прочность, жилы делают многопроволочными из про­во­лок одного или разного сечения. Такие же токопроводящие жилы используются для внутреннего проводника коаксиального кабеля.

Внешний проводник, имеющий форму полого цилиндра, изготовляется в виде тонкой проволоки из меди (Cu) и алюминия (Al). Промышленное применение имеют конструктивные разновидности гибких внешних проводников коаксиального кабеля (показаны на рисунке):

м олния (a) – наиболее технологичен, обеспечивает необходимую неоднородность по всей длине;

гофрированный (б);

спиральный (в);

оплеточный (г).

Требования предъявляемые к изоляции кабельных жил

Изоляция должна обладать стабильными во времени характеристиками, быть гибкой, механически и электрически прочной и не требовать сложной технологической обработки. Наилучшим диэлектриком является воздух, но создать изоляцию из воздуха – невозможно, поэтому кабельная изоляция – чаще всего комбинирована и содержит воздух и твердый диэлектрик. Изоляция должна хранить токопроводящие жилы от прикосновения с собой и строго фиксировать взаимное расположение жил в группе по всей длине кабеля.

В основном в кабелях связи используется следующие типы изоляции:

— воздушно-бумажная;

Выполненная из лент кабельной бумаги навитой на кабель так, чтобы получилась трубка, такую изоляцию часто назы­вают трубчато-бумажной;

— кордельно-бумажная;

В ыполняется из намотанного на провод корделя (кордель — нить из диэлектрика накрученная спи­рально поверх провода) и спирально на­кру­ченной ленты бумаги в два слоя.

— коредельно-полиэстерольная;

Монтируется на жиле кабеля из полиэстерольной нити и полиэстерольной ленты, которая накладывается на кордель спирально.

— кордельно-трубчатая;

Представляет собой полиэтиленовую трубку, наложенную поверх полиэтиленового корделя, которая наложена спирально на токопроводящую жилу.

— сплошная пластмассовая;

Представляет собой простой желоб из полиэтилена.

— пористо-бумажная;

Из бумажной массы, которая представляет собой смесь целлюлозы и отходов кабельно-бумажной промышленности. Наносят на жилу сплошным слоем. После высы­ха­ния массы жила оказывается заключенной в пористо-бумажную трубку.

— пористо-полиэтиленовая;

Из смеси полиэтилена с корообразующими добавками.

— баллонная;

Из тонкой пластмассовой трубки, внутри которой свобод­но располагается проводник. Трубку герметически обжима­ют, благодаря чему она удерживает жилу в центре изоляции.

— балонно-кордельная;

Состоит из тонкостенной полиэтиленовой трубки, обжатой на жиле кабеля полиэтиле­новым корделем, наложенным спирально.

М онтируется из шайб диэлектрика. Шайбы выполняются из полиэтилена или полиэсте­рола или другого материала, располагаются на жиле на расстоянии 20-30 мм.

Для кабелей городской связи применение получили: трубчато-бумажная, сплошная пластмассовая, пористо-бумажная и полиэтиленовая изоляции.

Для симметричных кабелей междугородной связи – кордельно-стерофлексная, баллонная, кордельно-трубчатая и пористая из полиэтилена.

Для коаксиальных кабелей – шайбовая, баллонная, пористая изоляции. Во всех случаях диэлектриком является полиэтилен.

Конструкция сердечников симметричных кабелей

В результате скручивания жилы, цепи становятся в одинаковых условиях по отношению друг к другу. При этом снижаются электромагнитные связи между цепями, и повышается их защищенность от взаимных внешних помех.

Кроме того, скрутка облегчает взаимное перемещение жил при из­ги­­бах кабеля и обес­пе­чивает более устойчивую упругую фор­му. Существует несколько способов скрутки жил в группы. Основными являются: парная и звездная.

Парная скрутка

Две изолированные жилы (парная скрутка) скручиваются вместе с шагом скрутки 300 мм.

Диаметр группы при парной скрутке:

— диаметр изолированной жилы.

Звездная скрутка

Шаг скрутки 150-300 мм. Разговорные пары образуются диагональными жилами. Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабильность по электрическим пара­мет­рам является звездная скрутка, которая применяется преимущественно в магистраль­ных кабелях. Парная скрутка применяется при использовании кабеля в городских телефонных сетях. Скру­чен­ные в группы изолированные жилы систематизируются по определенному закону и объединяются в кабельный сердечник.

В зависимости от характера образования сердечника различают две системы скрутки:

П учковая

Группы сначала скручиваются в пучки, содержащие до нескольких десятков групп (от 30 до 100), после чего пучки скручивают вместе. Такой вид скрутки применяется в низкочастотных кабелях городской сети.

Группы располагаются последовательно концентрическими слоями (которые называ­ются повивами) вокруг центрального повива, состоящего из 1-5 групп. Смежные (расположенные рядом) скручиваются в противоположные стороны с целью уменьшения взаим­ного влияния между группами смежных повивов и придания сердечнику большей механической прочности. Такое расположение повивов облегча­ет их отделение при монтаже кабеля.

В кабеле применяют 5 различных форм скрутки. Когда в центре находятся: 1, 2, 3, 4 или 5 групп, при этом диаметр центрального повива будет равен (при соответствующем n – группе повива):

Если имеется скрутка, у которой, считая от центра, повив имеет m-групп, то в следующем повиве будет m’ групп:

Исключением является второй повив. Если в центральном повиве имеется лишь одна группа, то во втором повиве – 5 групп. Так как группы каждого последующего повива на­кла­ды­ваются на предыдущий по спирали, то длина жил увеличивается по сравнению с длиной кабеля. Это учитывается с помощью коэффициента скрутки: .

Гидрофобный заполнитель

С целью защиты от проникновения влаги из внешней среды применяется продольная герметизация кабеля. Известны следующие формы герметизации:

— полное заполнение всего межжильного пространства сердечника гидрофобным заполнителем;

— периодическое образование по длине кабеля внутренних водостойких пробок;

— нанесение на изолированные жилы сухого порошка, например на основе целлюлозы, которая при проникновении внутрь влаги набухает, заполняя свободное пространство сердечника и препятствуя продольному распространению влаги;

— введение в сердечник кабеля лент и корделей кабеля.

В качестве заполнителя сердечника кабелей используется композиция из продуктов нефти, часто с добавками полиэтилена.

Поясная изоляция

В кабеле с воздушно-бумажной изоляцией жил с числом пар от 10 до 100 в качестве поясной изоляции используется 2 ленты телефонной бумаги. В кабелях с по­ли­эти­ле­но­вой изоляцией жил поясной изоляцией служат 1-2 пластмассовые ленты из по­ли­ве­нилхло­ри­по­ли­этеле­на или лавсана. Поясная изоляция накладывается спирально с перекрытием по ширине лент.

Может быть выполнен из мягкой медной или алюминиевой ленты. Экран наклады­вает­ся на сердечник спирально или продольно. Продольный экран может быть гладким или го­фри­ро­ванным. Гофрированный экран значительно более стоек к многократным из­гибам, но на него расходуется гораздо больше материала.

Бывают металлические и пластмассовые. Металлические оболочки:

Достоинства металлических оболочек: гибкость, устойчивость к коррозии удо­вле­тво­ри­тель­ные параметры экранирования.

Недостатки металлических оболочек: большая масса, малая вибростойкость, не стойкость к многократным изгибам, малая прочность на растяжение и сжатие.

— Стальная гофрированная оболочка;

Служит заменителем свинцовой оболочки. Обладает значительно большей ви­бро­стой­ко­стью и проч­ностью на расширение-сжатие. Благодаря этому она в несколько раз тоньше свинцо­вой и имеет меньшую массу и что более важно, может выполнять функции двух элементов кабеля: герметичной металлической оболочки (защита от влаги) и стальной ленточной брони (защита от механических воздействий). Поэтому кабели в стальной оболочке могут применяться вместо небронированных и бронированных кабелей в свинцовой оболочке, а также кабелей в полиэтиленовой оболочке с защитным покровом.

Стальная оболочка формируется путем продольного наложения на сердечник кабеля стальных лент с одновременной герметизацией шва.

Основные недостатки стальной оболочки и меры по их устранению:

1. Слабое защитное действие от внешних электромагнитных влияний

Наложение поверхностной изоляции сердечника под оболочкой алюминиевого экрана

2. Малая гибкость и нестойкость к многократным изгибам

Гофрированные стальные ленты или оболочки

3. Сильная подверженность коррозии

Антикоррозийные покрытия и полиэтиленовый шланг

Применяется в качестве заменителя свинцовой, но главное назначение – защита кабелей, прокладываемых в зоне влияния сильных электромагнитных полей. Алюми­ни­евые оболочки могут быть гладкими или гофрированными в зависимости от требований к КЗД (Коэффициенту Защитного Действия).

Являются основным заменителем свинцовых. Так как через любую пластмассу проникают пары влаги, они применяются в сочетании с невлагоемкой полиэтиленовой изоляции жил. Кабели для наружной прокладки выпускаются в полиэтиленовой или в алюмополиэтиле­но­вой оболочке (алюмополиэтиленовая трубка металлизированная изнутри алюминиевой фольгой). Поскольку полиэтилен обладает на 1-2 порядка меньшей проницаемос­тью, чем поливинилхлоридный пластикат.

Применяется весьма ограниченно, только в кабеле с числом пар не более ста. Прокла­дывается в пожароопасных местах, так как не распространяет горение.

Защитные покровы

В состав защитных покровов, в общем случае входят: подушка, броня и наружный покров. В пожароопасных местах применяется защитный покров без наружного элемента. Поверх стальной оболочки, не требующей для своей механической защиты брони, накла­ды­вается только один элемент наружных покровов, а именно по­ли­эти­ле­но­вый покров в виде полиэтиленового шланга.

Подушка – внутренняя часть защитного покрова. Накладывается на оболочку для предо­хра­нения ее от коррозии и механических повреждений, стальными бронелентами или бронепроволоками в процессе бронирования кабеля и при его прокладке. Подушка пред­став­ляет собой комбинированный элемент, состоящий из чередующихся слоев креми­ро­ван­ной бумаги и битума. Кремированная кабельная бумага – 2 слоя двухслойной, водоне­про­ницаемой бумаги, склеенной битумом. Подушка в кабелях с пластмассовой оболочкой не содержит битума, так как он ухудшает свойства пластмассы.

Центральный элемент защитного покрова, служит для защиты кабеля от механических воздействий. Выполняется из стальной ленты – это низкоуглеродная сталь с цин­ко­ван­ным покрытием или без него. Оцинкованная лента применяется только для бро­ни­ро­ван­ных кабелей, не имеющих наружного покрова, и также выполняется из стальной крупной проволоки из низкоуглеродной стали.

Наружный покров

Наружный покров служит для защиты брони от коррозии. Состоит из нескольких слоев в зависимости от защиты покрова. В состав слоев могут входить: битум, пропитанная ка­бель­ная пряжа из штапелированого волокна. Покрытия предохраняют витки кабеля от сли­­па­ния: меловые (мел) полиэтиленовые защитные шланги, поливенил-хлоридные ленты.

Достоинства кабельных линий

Кабельная линия изолирована от окружающей среды, долговечна, меньше подвержена внешним электромагнитным влияниям, так как имеют внешние оболочки.

Недостатки кабельных линий

Из-за близкого расположения проводников действует Эффект Близости (ЭБ) и уве­ли­чи­ва­ется взаимное влияние цепей друг на друга; боятся попадания влаги, затруднено об­на­ру­жение мест повреждения и ремонт; сложный монтаж; кабель достаточно дорог и сложен в изготовлении.

Классификация кабельных линий

Кабели связи могут классифицироваться по ряду признаков в зависимости от области применения, условий прокладки и эксплуатации, спектра передаваемых частот, кон­струк­ции, материала и формы изоляции системы, скрутки и рода защитных покровов.

В зависимости от области применения кабели связи подразделяют на:

— магистральные, зоновые (внутриобластные);

— городские кабели для соединительных линий и вставок.

Используются также радиочастотные кабели для подачи питания на систему ра­ди­остан­ций и монтажа радиотехнических установок.

На железнодорожном транспорте:

— линии дальней связи;

Прокладываемые вдоль железной дороги, между сетевыми узлами и станциями раз­лич­но­го уровня. Для организации на их основе магистральной, дорожной, отделенческой сетей;

— линии станционной проводной связи;

Прокладываются, как правило, в пределах железнодорожной станции и узлов для организации линий местной общетехнологической связи (абонентские и соединительные линии, линии станционнораспорядительной и стрелочной связи, линии отделенческой связи, оперативнотехнологической связи, линии парковой связи, громкоговорящего оповещения, линии информационно-вычислительных сетей передачи данных).

— кабельные линии автоматики и телемеханики подразделены на линии АБ и электрической централизации. Кабельные линии АБ включают в себя станционные и перегонные участки, к ним также относятся кабельные вставки высоковольтных сигнальных линий.

По условиям применения кабели связи классифицируются:

— подземные, в том числе кабельной канализации, трубы в коллекторах и туннелях,

— подводные (речные, морские),

— подвесные (на опорах контактной сети и высоковольтных линий АБ, на опорах ЛЭП на фермах мостов),

— прокладываемые в желобах и трубах и укладываемые по поверхности грунта с заглублением в грунт.

По спектру передаваемых частот подразделяют:

— высокочастотные (от 12 кГц и выше).

По конструкции и взаимному расположению проводов в сети кабели подразделяют:

Кроме того, кабели различаются составом элементов:

Материалом и скруткой изоляции видом скрутки изолированных проводников в группы и видом скрутки групп в сердечник.

По виду оболочек, а также по виду защитных покровов, по передаваемому напряжению делятся:

(переменное 380 В / постоянное 700 В);

(переменное 660 В / постоянное до 1000 В);

— силовые кабели для передачи и распределения электроэнергии.

(переменное 600 В / постоянное 550 кВ).

Особенности конструкции сигнально-блокировочных кабелей

Эти кабели предназначены для передачи электроэнергии, необходимой для питания элек­тро­дви­гателей стрелочных переводов, ламп светофоров, рельсовых цепей и других схем автоматики и телемеханики. Жилы этих кабелей изолированы сплошным по­ли­эти­ле­новым покрытием: 0,45 – 0,9 мм. Диаметр жил: 0,9, 1 мм. Изолированные жилы скру­чи­ва­ют­ся в сер­деч­ник или сначала в пары, а затем в сердечник сначала парами, а потом кон­цен­три­чес­кими повивами. Число пар: от 3 – до 30 число жил: от 3 до 61.

Особенности конструкций силовых кабелей

Силовые кабели предназначены для питания и распространения электроэнергии с высо­кими напряжением и током, что определяет их конструкцию и электрические пара­метры. У них большая площадь сечения кабельных жил, многослойная изоляция из диэлектриков большой механической прочности. Их изготавливают для напряжения от 1 до 35 кВ с числом жил от 1 до 4-х с площадью поперечного сечения до 240 мм 2 . Могут быть мно­го­про­волочными или однопроволочными.

Изоляция может быть бумажной пропитанной маслоканифолевым составом, резиновой, поливинилхлоридной или полиэтиленовой. В кабелях с напряжением до 10,5 кВ поверх поясной изоляции накладывают экран, предназначенный для выравнивания потенциала, который выполнен из электропроводящей бумаги; у кабелей с напряжением свыше 10 кВ такой экран накладывают на изоляцию жил. В зависимости от условий прокладки используется броневые и защитные покровы известных типов.

Особенности конструкций контрольных кабелей

Предназначены для работы в сетях с напряжением до 600 В, постоянного и до 1000В, переменного напряжения. Жилы – медные с сечением до 10 мм 2 . Емкость кабелей от 4 до 37 жил, изоляция жил – резиновая, полиэтиленовая, полихлорвиниловая, бумажно-масляная. Оболочка – резиновая, полихлорвиниловая, свинцовая, алюминиевая. Эти кабели могут быть изготовлены без защитных покрытий и с защитными покрытиями.

Маркировка кабелей связи

Максимально содержит следующие позиции:

1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – а х б х в + а х б х в + …

При отсутствии какого-то обозначения — позиции сдвигаются.

1 – тип кабеля;

Т – городской или местной связи

КМ – коаксиальный кабель

З – высокочастотный для зоновой связи

КС – высокочастотный для местной связи

2 – отражает тип скрутки жил;

З – звездная (маркируется только в кабелях типа Т, парная не маркируется);

3 – материал жил;

медная – не маркируется

4 – тип изоляции;

КБ – кордельно-бумажная (в кабелях типа Т не маркируется)

КП – кордельно-полиэтиленовая или полистирольная (в кабелях типа Т)

Трубчато-бумажная — не маркируется

П – трубчатая из полиэтиленовой трубки и пористо-полиэтиененовая

Пу – с повышенной электрической прочностью

З – с гидрофобным заполнителем

5 – тип влагозащитной оболочки;

свинцовая не маркируется

Ст – стальная гофрированная

Н – резиновая негорючая

нг – нераспространяющая горение

6 – защитные покровы поверх защитной оболочки;

Если их нет – то кабель называется голым и маркируется буквой Г.

Стандартная подушка не маркируется, нестандартная может иметь различное обозначение в зависимости от материала изготовления:

э – защитный экран

7 – тип брони;

Б – из стальных лент

П – из стальных оцинкованных полос

к – из стальных оцинкованных круглых проволок

Возможно сочетание разных броневых покровов — БК, БП и т.д.

8 – покровы поверх брони;

Г – без покровов

Стандартная наружная подушка не маркируется

Поверх брони может накладываться полиэтилен:

Шп – шланг полиэтиленовый

Шд – шланг поливинилхлоридный

а – число групп

б – число жил в группе

в – диаметр жилы

При маркировке комбинированных кабелей, образованных несколькими группами последовательно вычисляются параметры всех групп.

Маркировка кабелей сигнально-блокировочных контрольных и силовых

1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – а х б х в

1 – тип жилы;

медная – не маркируется

2 — тип кабеля;

Силовой кабель не маркируется

3 – изоляция жил;

бумажно-трубчатая с пропиткой и без нее не маркируется

4 – гидрофобное заполнение сердечника;

Его наличие маркируется буквой З

5 – тип влагозащитной оболочки;

Н – резиновая негорючая

нг – нераспространяющая горение

6 – покровы поверх влагозащитной оболочки (маркируется аналогично кабелям связи);

7 – тип брони;

8 — наружный покров;

9 – экран. Его наличие маркируется буквами э-Э;

а – число жил

б – тип скрутки

Не маркируется. Если стоит П- парная.

в – сечение жил

В сигнально-блокировочных кабелях с парной скруткой позиции а х б х в, аналогичны кабелям связи. В силовых кабелях с бумажной изоляцией пропитанной нестекающим составом перед маркировкой ставится буква Ц.

Кабель связи

Ка́бель свя́зи, кабель , предназначенный для передачи информации (аналоговой, цифровой и др.) токами различных частот или световыми сигналами диапазона от 0,8 до 1,6 мкм. Основные сферы применения кабеля связи – телефонные сети, кабельное телевидение , компьютерные сети , системы контроля и управления технологическими процессами и др. В зависимости от материала передающей среды различают электрический кабель связи с токопроводящими жилами [коаксиальные кабели, симметричные кабели связи, в которых изолированные жилы скручиваются в пары (одна цепь) или четвёрки (две цепи)] и волоконно-оптические кабели. В электрических кабелях связи в качестве материала токопроводящих жил используется, как правило, медь ; изоляции – полимеры , бумага; оболочек – алюминий , свинец , сталь , пластмассы. Волоконно-оптический кабель связи выполнен на основе волоконных световодов , заключённых в защитную оболочку (из фторопласта , поливинилхлорида и др.).

По условиям прокладки кабели связи подразделяют на подземные (прокладываемые в кабельной канализации , например городские телефонные кабели – ГТК), воздушные или подвесные (на опорах) и подводные. Симметричные ГТК, предназначенные для организации аналоговых абонентских линий, имеют большое количество медных однопроволочных жил диаметром 0,32–0,5 мм, что обусловлено стремлением разместить в одном кабеле как можно большее число цепей. В конце 20 в. из-за быстрых темпов роста локальных компьютерных сетей существенно увеличился объём информации, передаваемой внутри одного здания (или комплекса зданий, расположенных в одном районе), что обусловило создание структурированных кабельных сетей (СКС). Во многих СКС применяются специальные симметричные кабели связи (скорость передачи данных до 10 000 Мбит/с, полоса частот пропускаемого сигнала 250–500 МГц), содержащие экранированные или неэкранированные витые пары.

В России линии связи возникли практически одновременно с появлением электрического телеграфа. Создание первых кабельных линий связано с именем российского учёного П. Л. Шиллинга , который ещё в 1812 г. применил изолированные проводники (прообраз кабеля) для взрыва мин в р. Нева, а в 1832–1836 гг. установил телеграфную связь между отдельными районами Санкт-Петербурга по подземному кабелю (впоследствии из-за несовершенства конструкции он заменён воздушной проводной линией связи). В начале токопроводящие медные жилы телеграфных кабелей изолировались гуттаперчей , а затем хлопчатобумажной пряжей, пропитанной изолирующим составом, и скручивались между собой, образуя сердечник. Конструкция ГТК с полиэтиленовой изоляцией. Конструкция ГТК с полиэтиленовой изоляцией. Для защиты от влаги сердечник затягивали в стальные или свинцовые трубы. С изобретением телефона в 1876 г. началось производство симметричных кабелей для городских телефонных сетей. С целью улучшения характеристик передачи сигналов хлопчатобумажная изоляция постепенно была заменена сухой воздушно-бумажной, а с конца 1950-х гг. полимерной ( полиэтилен , полистирол ). В 1882 г. появились первые сооружения городской кабельной канализации из стальных, покрытых бетоном труб, в которых прокладывали освинцованные кабели. В 1930-х гг. началось развитие многоканальной связи; стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию коаксиального кабеля (позволившего передавать и телевизионные программы). В 1970-х гг. были испытаны волоконно-оптические линии связи. Волоконно-оптические кабели связи имеют целый ряд преимуществ (например, большая пропускная способность) перед традиционными кабелями с медными жилами, и поэтому во вновь строящихся линиях дальней и зоновой связи, а также в соединительных линиях городских телефонных сетей используются, как правило, волоконно-оптические кабели .

Опубликовано 1 мая 2023 г. в 09:22 (GMT+3). Последнее обновление 13 октября 2023 г. в 11:36 (GMT+3). Связаться с редакцией