Электрические кабели связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ СВЯЗИ

Классификация электрических кабелей связи.

Кабель связи представляет собой совокупность изолированных проводников (жил), скрученных по определенной системе и заключенных в общую влагонепроницаемую оболочку.

Электрические кабели связи классифицируются по следующему ряду признаков:

- область применения - магистральные кабели связи, кабели внутризоновой (внутриобластной) связи, кабели сельской связи, городские телефонные кабели, кабели для соединительных линий и вставок;

- условия прокладки и эксплуатации - кабели подземные, подводные и воздушные (или кабели воздушной подвески);

- конструкция - в зависимости от взаимного расположения проводников физической цепи - симметричные и коаксиальные.

Симметричная цепь состоит их двух одинаковых в конструктивном и электрическом отношении проводников.

Коаксиальная цепь представляет собой:

- два цилиндра с совмещенной осью, причем один цилиндр - сплошной проводник концентрически расположен внутри другого цилиндра, полого;

- вид скрутки изолированных проводников в группы - кабели парной скрутки и кабели четверочной (звездной) скрутки, кабели повивной и пучковой скрутки;

- спектр передаваемых частот - кабели низкочастотные (до 10 кГц) и высокочастотные (свыше 10 кГц);

- род защитного покрова - кабели с металлическими, пластмассовыми и металлопластмассовыми оболочками. Броневой покров кабелей выполняется из стальных лент (для подземной прокладки), из круглых стальных проволок (для защиты от растягивающих усилий).

Конструктивные элементы симметричных кабелей связи.

Токопроводящие жилы.

Проводники или токопроводящие жилы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой электрической проводимостью, большой гибкостью и достаточной механической прочностью.

Наибольшее применение при производстве кабелей связи получила медь. Для кабельных жил применяется в основном мягкая проволока марки мм. с удельным сопротивлением р = 0,0175 Ом/мм. кв/м.

Для симметричных высокочастотных кабелей наибольшее применение находят медные жилы диаметром 0.9, 1.05, 1.2 мм.

В кабелях городских телефонных сетей наибольшее распространение получили медные жилы диаметром 0.32, 0.4, 0.5, 0.7 мм.

Изоляция токопроводящих жил. В электрическом отношении свойства изоляционных материалов определяются следующими характеристиками:

- электрической прочностью С/пр, при которой происходит пробой изоляции;

- удельным электрическим сопротивлением при постоянном токе р, характеризующим ток утечки диэлектрика;

- диэлектрической проницаемостью е, характеризующей степень смещения зарядов (поляризации) в диэлектрике при воздействии на него электрического поля;

- тангенсом угла диэлектрических потерь tg 5, характеризующим потери энергии в диэлектрике.

Материалы, служащие для изолирования кабельных жил, должны иметь высокое удельное объемное сопротивление, малые диэлектрические потери, низкое значение диэлектрической проницаемости, обладать эластичностью. Кроме того, они должны легко поддаваться технологической обработке, быть стойкими к старению.

По электроизоляционным характеристикам желательно, чтобы изоляция приближалась к свойствам воздуха, который является практически идеальным диэлектриком.

В кабелях связи в качестве изоляции применяют комбинированный диэлектрик, состоящий из воздуха и твердого материала, что позволяет выполнять условие симметрии цепей. Наибольшее применение в качестве изоляционного материала в кабелях связи получили кабельная бумага, полистирол, полиэтилен и другие полимеризационные пластмассы.

Наиболее широкое применение в симметричных кабелях связи получили следующие типы изоляции:

- трубчатая, выполняется в виде бумажной ленты, наложенной в виде трубки, бывает и бумажно-пористая изоляция, представляющая собой однородный слой бумаги;

- кордельная, состоит из корделя, расположенного спирально на проводнике, и ленты, которая накладывается поверх корделя.

В последние годы получила широкое распространение трехслойная пленко-пористая полиэтиленовая изоляция.

На рисунке показано поперечное сечение изолированной жилы.

Изоляция жилы состоит из трех концентрических слоев полиэтилена низкой плотности. Наружный 1 и внутренний 2 слои представляют сплошное пленочное покрытие. Между ними расположен основной промежуточный слой 3, имеющий вспененную (пористую) структуру. Изоляция окрашена в четыре цвета: красный, зеленый, желтый и синий. Пигмент введен в наружное пленочное покрытие. Пленочно пористая изоляция, наложенная на медную жилу, отличается повышенной геометрической и диэлектрической однородностью благодаря автоматическому регулированию диаметра, погонной емкости и эксцентриситета изолированной жилы.

Образование групп.

Отдельные изолированные жилы скручиваются в группы, называемые элементами симметричного кабеля. В результате жилы цепи становятся в одинаковые условия по отношению друг к другу, в связи с чем снижаются электромагнитные связи между цепями и повышается защищенность их от взаимных и внешних помех.

Существует несколько способов скрутки жил в группы:

- скрутка парная «П»;

- скрутка звездная «3»;

- скрутка двойная парная «ДП»;

- скрутка двойная звездная «ДЗ».

Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабильность по электрическим параметрам, является звездная скрутка.

Эта скрутка получила преимущественное применение в высокочастотных симметричных кабелях связи. Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении городских телефонных кабелей.

Скрутки «ДП» и «ДЗ» не получили широкого применения в существующих конструкциях симметричных кабелей связи из-за увеличения количества операций скрутки.

Построение кабельного сердечника. Скрученные в группы изолированные жилы систематизируют по определенному закону и объединяют в общий кабельный сердечник.

Различают две разновидности кабельной скрутки:

- однородную, отличительным признаком которой является одинаковая структура и одинаковый диаметр всех образующих сердечник элементарных групп;

- неоднородную, при которой сердечник кабеля образован из групп, разнородных по структуре и имеющих неодинаковый диаметр. Наибольшее распространение получила однородная скрутка.

В зависимости от характера образования сердечника различают повивную и пучковую системы скрутки.

При пучковой скрутке группы сначала скручиваются в пучки, содержащие по несколько десятков групп (наиболее распространены пучки из 50 и 100 групп), после чего пучки, скручиваясь вместе, образуют сердечник кабеля.

Пучковая скрутка в основном применяется для кабелей городских телефонных сетей. В сердечнике повивной скрутки группы располагаются последовательными концентрическими повивами, накладываемыми один на другой поверх центрального. При этом смежные повивы должны иметь взаимно противоположные направления скрутки. Для облегчения разделки кабеля при его монтаже каждый повив сердечника обматывается по открытой спирали хлопчатобумажной или капроновой пряжей. В каждом повиве есть контрольные группы, расцветка которых резко отличается от расцветки всех остальных групп, расположенных в данном повиве. В настоящее время для скрутки городских телефонных кабелей в кабельной промышленности в основном применяется так называемая разнонаправленная или SZ скрутка (название скрутки соответствует условному графическому обозначению левой S и правой Z скруток).

В отличие от классической скрутки, когда кабельные цепи скручиваются по всей длине в одном направлении, в разнонаправленной скрутке направление скрутки периодически меняется и каждый последующий участок кабеля скручивается в сторону, противоположную той, в которую был скручен предыдущей участок. Основным достоинством SZ скрутки является возможность отказаться от вращения в пространстве отдающих и приемных устройств. Это позволяет в один технологический процесс объединить несколько технологических операций, например скрутку жил в пары, скрутку пар в пучки, наложение изолирующих покровов и тем самым повысить производительность труда. Защитные оболочки и покровы. Сердечник кабеля покрывают поясной изоляцией и заключают в герметичную оболочку, предохраняющую изоляцию жил от влаги и защищающую кабель от механических воздействий, которые могут возникнуть в процессе транспортировки, прокладки и эксплуатации кабеля.

Влагозащитные кабельные оболочки в зависимости от материала, используемого для их изготовления, разделяются на три основные группы: металлические, пластмассовые и металлопластмассовые. К металлическим оболочкам относятся главным образом свинцовые, алюминиевые и стальные. Свинцовые оболочки накладываются на сердечник методом опрессования в горячем виде. Чтобы свинцовая оболочка имела большую твердость и вибростойкость, ее изготавливают из легированного свинца с присадкой 0.4, 0.8% сурьмы. Алюминиевые оболочки выпрессовывают в горячем виде или изготавливают из ленты со сварным продольным швом при помощи аргонно-дуговой сварки или сварки токами высокой частоты.

Алюминиевые оболочки весьма прогрессивные, так как они легкие, дешевые и обладают высокими экранирующими свойствами.

Однако они сильно подвержены электрохимической коррозии, поэтому их надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума. Стальные оболочки изготавливают путем сварки. Для повышения гибкости их гофрируют, а с целью защиты от коррозии покрывают полиэтиленовым шлангом.

Из пластмассовых оболочек наибольшее применение получили полиэтиленовые и поливинилхлоридные.

Пластмассовые оболочки сочетают влагостойкость, стойкость против коррозии, придают кабелю гибкость, легкость и вибростойкость. Однако через пластмассу постепенно диффундируют водяные пары, что приводит к снижению сопротивления изоляции кабеля. Поэтому полиэтиленовые оболочки используются в кабелях с полиэтиленовой изоляцией жил. Поливинилхлоридные оболочки по причине низкой влагостойкости применяются в основном в станционных кабелях.

Достоинством поливинилхлоридных оболочек является большая огнестойкость. Применяются также полиэтиленовые оболочки, не поддерживающие горение. Из металлопластмассовых оболочек в кабельной технике находит применение алюмополиэтиленовая оболочка, представляющая собой полиэтиленовую трубку, металлизированную внутри слоем алюминиевой фольги.

При прокладке кабелей непосредственно в земле или в воде они обязательно снабжаются дополнительной защитой. Защита включает подушку, броневой покров и наружный покров. Подушка бронированных кабелей обычно состоит из последовательно наложенных слоев битумного состава и пропитанной кабельной пряжи (джута).

Броневой покров выполняется из стальных лент, плоской или круглой стальной проволоки.

Поверх брони на кабель накладывается наружный покров, состоящий из пропитанной битумом кабельной пряжи. В кабелях с алюминиевыми и стальными оболочками, которые сильно подвержены коррозии, применяются усиленные защитные покровы из вязкого подклеивающего битумного слоя и полиэтиленового шланга.

Конструктивные элементы коаксиальных кабелей связи.

Основным элементом коаксиального кабеля является коаксиальная пара - гибкая металлическая трубка, внутри которой в центре находится изолированный проводник.

Трубку принято называть внешним проводником, а центральный провод - внутренним. Коаксиальные кабели различают в зависимости от диаметров внутреннего d и внешнего D проводников и их соотношения d/D. Наибольшее распространение имеют следующие основные типы коаксиальных пар: малые 1,2/4,6, средние 2,6/9,4 и большие 5/18 (в числителе указан диаметр внутреннего проводника, а в знаменателе - внутренний диаметр внешнего проводника, мм.). Внешний проводник может быть образован из медных или алюминиевых лент с продольным швом. Наибольшее распространение в кабелях среднего и малого типа получил внешний проводник из медной ленты с продольным швом в виде гофра или молнии. Кабели среднего типа 2,6/9,4 находят применение в основном на магистральных линиях, кабели малого типа 1,2/4,6 называются малогабаритными и используются в основном на внутризоновых сетях связи. Кабели большого типа 5/18 используются на подводных кабельных линиях. В коаксиальных парах используются следующие основные типы изоляции:

- шайбовая, состоящая из полиэтиленовых шайб толщиной 2,2 мм., расположенных через 20-30 мм.;

- баллонно-кордельные или баллонные, аналогичные изоляции жил симметричных кабелей.

Кроме своего основного назначения, изоляция коаксиальной пары фиксирует концентричность, т. е., соосность проводников, что является одними из основных требований к коаксиальным конструкциям.

Коаксиальной комбиинированные кабели могут входить пары Коаксиальный кабель может состоять из одной или нескольких коаксиальных пар, скрученных в общий сердечник. токопроводящий кабель диэлектрик

При этом коаксиальные пары разного диаметра, а также НЧ и ВЧ симметричные четвертки и пары. На скрученный сердечник накладывается поясная изоляция из нескольких бумажных или пластмассовых лент. Защитные оболочки и покровы коаксиальных кабелей обычно имеют такую же конструкцию, как и симметричные кабели.

Размещено на Allbest.ru