Скрутка жил в елементарні групи

Ізольовані жили симетричних кабелів скручують в елементарні групи. При цьому підвищується їх захищеність від взаємних і зовнішніх електромагнітних впливів. Крім того, збільшується гнучкість кабелю, стійкість до механічних навантажень (розтягування, роздавлювання і т.п.), забезпечується більш стійка й кругла форма поперечного перерізу. Існують такі види скрутки:

· парна – дві ізольовані жили скручуються в пару з кроком скрутки не більш 300 мм;

· четвірочника (зіркова) – чотири ізольовані жили розміщені по куткам квадрата скручуються з кроком 150÷300мм. при цьому утворюються два робочих кола з протилежних провідників;

· подвійна парна – дві попередньо скручені розмовні пари скручують між собою в четвірку. Крок скрутки пар 400÷800мм, а крок скрутки четвірки 150÷300мм.

Зіркова скрутка є найбільш економічною та забезпечує вищу стабільність параметрів, ніж інші типи скруток. При зірковій скрутці вплив між парами в самій скрутці за рахунок взаємних зв’язків теоретично дорівнює нулеві, а є тільки вплив за рахунок третіх кіл. Але зостається вплив між парами з різних четвірок. Парна скрутка найбільш проста у виробництві. Завдяки добрим властивостям зіркової скрутки вона застосовується на зонових мережах, а парна – на міських. Інші види скрутки практично не застосовуються.

Побудова осердя кабелю. Осердя кабелю – це сукупність всіх елементарних груп, що знаходяться під оболонкою. Симетричні кабелі в залежності від характеру утворення осердя поділяються на два типи:

· кабелі пучкової скрутки – в них елементарні групи скручуються в пучки (10х2, 50х2, 100х2, 200х2), а потім пучки скручуються між собою, утворюючи сердечник кабелю;

· кабелі повивної скрутки – в них формується центральний повив з 1÷ 6 елементарних груп, на які накладаються шари (повиви) з таких же груп (число елементарних груп в наступному повиві на 6 більше ніж в попередньому); суміжні повиви скручуються в протилежні сторони з метою зменшення взаємних впливів між елементарними групами та надання осердю більшої механічної стійкості.

На Рис. 5 та 6 наведені приклади побудови осердя кабелів відповідно пучкової та повивної скрутки.

 

 

Рис.5 - Пучкова скрутка

 

 

 

 

Рис.6 - Повивна скрутка

 

Поясна ізоляція

Поверх осердя кабелю зв'язку накладається поясна ізоляція у вигляді декількох шарів паперової або пластмасової стрічки. Поясна ізоляція необхідна для збереження форми сердечника, посилення електричної міцності ізольованих жил, теплового захисту ізоляції при технологічних процесах (накладення оболонки). Осердя кабелю, яке обмотане поясною ізоляцією має більшу рухомість жил щодо оболонки й завдяки цьому стає більше гнучким. У кабелях зі свинцевою й алюмінієвою оболонками використовується поясна ізоляція із двох паперових стрічок товщиною 0,05 ÷ 0,12 мм. Поясну ізоляція поверх скручених жил із пластмасовою ізоляцією в пластмасовій оболонці виконують стрічками з поліетилену.

Екран

Поверх поясної ізоляції на сердечник кабелю із пластмасовою або сталевою оболонками накладається стрічковий екран для захисту струмопровідних жил від зовнішніх електромагнітних впливів. Якщо в кабелі використаються алюмінієві або свинцеві оболонки, то функції екрана виконують самі оболонки. Екран виготовляється з м'якої алюмінієвої фольги товщиною 0,10÷0,15 мм і накладається спірально, з перекриттям 10÷15 %. В кабелях із сталевою оболонкою на екран намотуються паперові або пластмасові стрічки. В кабелях з поліетиленовими оболонками застосовуються екрани з алюмополіетиленової стрічки. Вони являють собою алюмінієву фольгу товщиною 0,10÷0,15мм покриту з однієї сторони поліетиленовою плівкою товщиною 0,03 мм і має гарні фізично-механічні властивості. У процесі накладання поліетиленової оболонки екран приварюється до неї своєю поліетиленовою стороною забезпечуючи довгострокову цілісність екрана й надійно захищаючи осердя від дифузії парів води через оболонку. Заповнювач

В осерді кабелю простір між ізольованими жилами може бути заповнено гідрофобним компаундом. Така повздовжня герметизація застосовується для захисту осердя кабелю від потрапляння вологи при ушкодженні оболонки. Як заповнювачі звичайно застосовуються продукти перегонки нафти з доданням поліетилену. Найчастіше гідрофобний компаунд використається в розподільних кабелях міських телефонних мереж (МТМ) ємністю до 100x2, які не утримуються під надлишковим тиском осушуваного повітря. Магістральні міжміські кабелі й магістральні багато парні кабелі МТМ не містять заповнювач, так як в процесі експлуатації вони утримуються під надлишковим повітряним тиском.

Оболонка

Оболонкою називається суцільна безперервна металева або пластмасова трубка, що накладається на осердя кабелю поверх поясної ізоляції (або екрана, якщо він є) і призначена для захисту ізольованих жил від вологи та незначних механічних пошкоджень. Металеві оболонки також захищають кабелі від зовнішніх електромагнітних впливів, зокрема сталеві захищають також і від біль менш значних механічних пошкоджень, але основне призначення оболонки – захист від проникнення вологи. Матеріалами для металевих оболонок є свинець, сталь й алюміній. Свинцеві оболонки– перші металеві оболонки, які стали застосовуватися в кабелях зв'язку. Вони накладаються на осердя кабелю методом опресування в гарячому вигляді й містять присадки сурми, олова, телуру, міді для збільшення міцності, пластичності й вібростійкості. Зараз кабелі з такими оболонками практично не виробляються, тому що мають високу вартість, погану стійкість до вібраційних і теплових навантажень, а також до ґрунтової й електрохімічної корозії.

Сталеві оболонки виготовляють із холоднокатаної стрічки зі зварним швом. Для підвищення гнучкості такі оболонки гофрують. Сталеві оболонки відносно дешеві, мають гарну механічну міцність, гарну захищеність від гризунів. До недоліків можна віднести погану гнучкість, погану технологічність, а також схильність до корозії. Алюмінієві оболонкивиготовляються методом опресування в гарячому вигляді або виготовляються холодним способом зі зварним повздовжнім швом. Вони є найбільш перспективними серед всіх металевих оболонок завдяки доброму екрануванню, легкості та відносно невисокої вартості. Основним недоліком такої оболонки є схильність до корозії, тому поверх алюмінієвих оболонок у кабелях зв'язку завжди накладається поліетиленовий шланг. Товщина алюмінієвої оболонки складає 0,8÷2 мм. Поліетиленові оболонкичасто використаються в кабелях зв'язку, завдяки таким якостям як: гарні механічні властивості (гнучкість), несхильність до корозії, стійкість до впливу агресивних середовищ, мала водопроникність, відносна дешевина, висока технологічність, легкість. Основний недолік таких оболонок полягає в тім, що через них поступово дифундують пари вологи, що погіршує опір ізоляції, крім того, вони чутливі до сильних перепадів температур, що позначається на якості монтажу.

Полівінілхлоридні оболонкив лінійних кабеляхневикористаються. Це обумовлено їх великою водопроникністю (в 10÷100 разів більша ніж у поліетилену) та меншим питомим електричним опором. Однак такі оболонки часто використаються в станційних кабелях і проводах через їх дуже гарні температурні характеристики (не підтримують горіння). Поліетиленові та полівінілхлоридні оболонки мають товщину 1,2÷4 мм.

Металопластмасові оболонки поєднують у собі переваги металевих (волого захищеність та захищеність від зовнішніх електромагнітних впливів) і пластмасових (несхильність корозії) оболонок. До оболонок такого типу відносяться оболонки типу „алпет” (алюміній + поліетилен) і „сталпет” (алюміній + сталь + поліетилен). Найбільш поширені комбіновані оболонки, що представляють собою поліетиленову трубку, яка усередині металізована алюмінієвої стрічкою.

Захисні покриття. Для захисту кабелів зв'язку від механічних ушкоджень (розтягуючих зусиль, роздавлювання, удару і т.п.) накладаються захисні броньові покриття. Конструкція зовнішніх покровів визначається умовами прокладки й експлуатації кабелю. Основні типи зовнішніх покровів наведені в Таблицi 1.

Основні типи зовнішніх покриттів
Умови прокладання кабелю	Тип захисного покриття	Конструкція і матеріали захисного покриття
В кабельної телефонної каналізації	Г   Шп	Без покриття - голий (для кабелів зі свинцевою оболонкою) Шланг поліетиленовий (поверх алюмінієвої або сталевої оболонки)
В грунті	Б	Броня з двох повивів сталевих стрічок
Через річки	К	Броня з двох повивів круглих сталевих проволок

Зазвичай захисний покрив кабелю складається з підброневої подушки, броні й зовнішнього покрову.

Подушка призначена для запобігання механічного пошкодження оболонки броньовим шаром при виробництві й прокладці кабелю й захисту оболонки від корозії. Вона являє собою накладені поверх оболонки шари кабельної пряжи (волокнистий матеріал - джут) й спеціального паперу, що просочені бітумом. Товщина подушки 1,5÷3,2 мм.

Броня - головний елемент зовнішнього покриття, який служить для захисту кабелю від механічних пошкоджень. Броня з двох сталевих стрічок (тип „Б”) використовується для захисту кабелю від удару, згину, в якійсь мірі розтягування та роздавлювання та від гризунів. Кабелі з цією бронею прокладаються в ґрунті або через несудохідні річки шириною до 100 м. Стрічки мають ширину 10÷60 мм та накладаються з перекриттям на 25%. Броня з круглих оцинкованих сталевих проволок (броня типу „К”) використовується там, де по умовам експлуатації до них прикладається велике розтягуюче зусилля (через суднохідні та сплавні ріки). Така броня захищає кабель від ударів та згинів. Сталеві проволоки накладаються поверх подушки суцільним повівом, який направлений на зустріч скрученим жилам.

Зовнішні покриття накладаються поверх броні й захищають її від корозії. Використовуються два типи зовнішніх покриттів: а) волокнисте покриття з кабельної пряжі, яке складається з шару паперу й крейди, яка забезпечує відсутність злипання витків на барабані; б) пластмасовий шланг (поліетиленовий або полівінілхлорідний).Товщини зовнішніх покровів 1,4÷3 мм.

Конструктивний розрахунок кабелю являє собою послідовність операцій, яка дозволяє послідовно визначити проміжні діаметри та загальний діаметр кабелю, знаючи конструктивні розміри окремих елементів. Такий розрахунок проводиться при конструюванні кабелю. Він дає змогу розрахувати габаритні розміри кабелю. Вихідні дані (діаметр жил, товщина ізоляції, товщина поясної ізоляції, екрана, оболонки, броні, зовнішнього покриття) наводяться в різних довідкових виданнях кабельно-провідникової продукції.

Маркування кабелю – це надання сукупністі літер та цифр, які характеризують конструктивні особливості будови кабелю, діаметр струмопровідних жил та т.п. Для зручності класифікації і користування кабелями їм присвоєне певне умовне позначення - марка кабеля. Магістральні і міжміські кабелі маркуються буквою М; букви КМ означають коаксіальні магістральні кабелі. Телефонним міським кабелям присвоєна буква Т. Якщо кабель має стирофлексну (полістирольну) ізоляцію, то додатково вводиться буква С, поліетиленову ізоляцію – буква П. В кабелях з алюмінієвою захисною оболонкою ще додається буква А, а зі стальною – буква С. В залежності від типу захисних покриттів кабелі маркіруються буквами: Г - голі (з свинцю), Б – з стрічковою бронею, К – круглопроволочною бронею. Наявність зовнішньої пластмасової оболонки позначається буквою П (поліетиленова) або В (поліхлорвінілова).

Приклад маркування симетричного кабелю МКСАБпШп –7х4х1,2:

М – тип кабелю (міжміський або магістральний кабель),

КС – тип ізоляції (кордельно-стірофлексна або кордельно-полістірольна),

А – матеріал оболонки (алюміній),

Бп – тип захисного покриття (броня з двох сталевих стрічок на подушці)

Шп – тип зовнішнього покриття (шланг поліетиленовий),

7х4 – ємність кабелю (7 четвірок),

1,2 – діаметр жил (мм).

Приклад маркування коаксіального кабелю КМБ-4:

К – коаксіальний,

М – магістральний,

Б – броньований двома сталевими стрічками,

4 – має 4 коаксіальні пари середнього діаметру.

Основні типи коаксіальних та симетричних кабелів зв’язку представлені в таблицях 2 і 3; маркування елементів конструкції кабелів зв’язку наведене в таблицях 3 і 4.

Основні типи коаксіальних та симетричних кабелів зв’язку представлені в таблицях 2, 3; маркування елементів конструкції кабелів зв’язку наведене на Рис. 7.

Таблиця 2

Основні типи коаксіальних кабелів та їх застосування
Тип, марка, назва	Конструкція сердечника	Область застосування
КМ-4, коаксіальний магістральний	Кабель, має 4 коаксіальні пари з шайбовою ізоляцією з діаметра-ми жил 2,6/9,5 (середній коксі-ал) та 5 симетричних четвірок	Магістральний ба-гатоканальний зв’я-зок, 1920÷7200 дво-сторонніх каналів ТЧ
МКТС-4, малогабаритний ко-аксіальний з труб- частою ізоляцією в свинцевої оболонці	Кабель, має 4 коаксіальні пари з трубчасто-балонною ізоляцією з діаметром жил 1,2/4,6 (малогабаритний коаксіал) та 5 симетричних пар	Внутришньозоновий зв’язок, 300÷600 двосторонніх каналів ТЧ

 

Таблиця 3

Основні типи симетричних кабелів та їх застосування
Тип, марка, назва	Конструкція сердечника	Область застосування
МКnх4, МКС nх4, міжміський (магістральний) кабель з кордельно-паперовою, кодельно-полістірольною ізоляцією (n – кількість четвірок)	Кабель зіркової скрутки з жилами діаметром 1,2 мм, ємністю n = 1; 4; 7 четвірок	Внутришньозоновий багатоканальний зв'язок або міжстанційний зв’зок МТМ, 60÷1480 двосторонніх каналів ТЧ
ЗКП 1х4, зоновий кабель	Кабель з діаметром жил 1,2 мм, зіркової скрутки, ємністю 1х4 з суцільною поліетиленовою ізоляцією жил	Внутрішньозоновий багатоканальний зв’язок, 60÷240 двосторонніх каналів ТЧ
КСПП 1х4 кабель сільській з поліетиленовою ізоляцією та оболонкою	Кабель з діаметром жил 0,9; 1,0; 1,2 мм зіркової скрутки, ємністю 1х4	Сільський багатоканальний зв’язок, 30÷120 двосторонніх каналів ТЧ
Т (ТГ, ТБ) nх2хd телефоний (голий, броньований) (n – кількість пар)	Кабель з діаметром жил 0,4; 0,5; 0,7 мм, парної скрутки, ємністю від10х2 до 800х2 з стрічковою паперовою ізоляцією жил	Міжстанційний або абонентський зв’язок МТМ один канал ТЧ по однієї парі

 

Рис. 7. Ескіз конструкції кабелів різного призначення і типу

Це такі Закони України:

- «Про інформацію» - прийнятий в 1992 р.;

- «Про захист інформації в інформаційно-телекомунікаційних системах» - 1994 р.;

- «Про телекомунікації» - прийнятий в 2003 р.;

- «Про основні засади розвитку інформаційного суспільства в Україні на 20007 – 2015 рр.» - прийнятий в 2007 р.;

- «Про доступ до публічної інформації» - прийнятий в 2011 р.

 

 

Відповідно до цих умовних позначень міжміські симетричні кабелі в свинцовій оболонці з кордельно-паперовою ізоляцією мають марки МКГ, МКБ. МКК; з кордельно- стірофлексною ізоляцією – МКСГ, МКСБ, МКСК; з поліетиленовою ізоляцією – МКПГ, МКПБ, МКПК. Симетричні кабелі з стирофлексною ізоляцією в алюмінійовій оболонці: МКСАШп, МКСАБпШп, МКСАКпШп. Симетричні кабелі в стальній оболонці мають марку МКССШп.

Коаксіальні магістральні кабелі маркіруються КМГ, КМБ, КМК (в свинцовій оболонці), КМА, КМАБ, КМАК (в алюмінійовій оболонці). Комбіновані коаксіальні магістральні кабелі мають, крім того ще й дробний індекс, що позначає число великих пар 2,6/9,5 мм (чисельник) і малих пар 1,2/4,6 мм (знаменник). Наприклад – КМБ-8/6, КМБ-6,4 і ін. Малогабаритні коаксіальні кабелі мають марки МКТС; МКТСБ (в свинцовій оболонці), МКТАШп (в алюмінійовій оболонці і в поліетиленовому шланзі). Однокоаксіальні кабелі з пористо-етиленовою ізоляцією для внутріобластного звязку з алюмінієвою зовнішньою проволокою маркіруються ВКПАП і ВКПАПт (буква т означає наявність внутрішнього тросу).

Міські телефонні кабелі парної скрутки в свинцовій оболонці маркіруються буквами ТГ, ТБ, ТК. Міським телефонним кабелям з поліетиленовою ізоляцією і в пластмасовій оболонці присвоєні марки ТПП, ТППБ (поліетилен) і ТПВ, ТПВБ (полівініл-хлорид). Вологостійкі кабелі з герметизованим заповненням маркіруються ТППЗ. Кабелі зіркової скрутки для з’єднувальних ліній і вузлів зв’язку позначаються марками ТЗГ, ТЗБ і т.д. (з кордельно-паперовою ізоляцією) і ТЗПП, ТЗППБ і т.д. (з пористо-поліетиленовою ізоляцією). Кабелі в алюмінійовій оболонці з захисним поліетиленовим шлангом маркіруються ТЗАШп і ТЗАБпШп. Одночетвертні кабелі зонового зв’язку маркіруються ЗКП – в поліетиленовій оболонці і ЗКПАп – в алюмінійовій оболонці і в поліетиленовоmу шлангу.

Кабелі сільського зв’язку з поліетиленовою ізоляцією і в пластмасовій оболонці мають марки КСПП, КСППБ, КСППК (одно- і четверочні з діаметром жил 0,9 і 1,2 мм). Однопарні кабелі маркіруються ПРВПМ і ПРВПА. Буква А означає наявність алюмінійових жил замість мідних. Для сільського радіомовлення застосовуються магістральні фідерні кабелі МРМ-1х2 і абонентські кабелі ПРППМ-1х2.

Останнім часом широке застосування при побудові оптико - волоконних ліній передачі (ОППЗ) знаходять оптичні кабелі (ОК), які замість мідних провідників мають тонкі волокна з кварцового скла – оптичні волокна (ОВ), що входять до складу оптичного кабелю, і слугують для передачі енергії оптичного сигналу між передавальними і приймальними пунктами. При цьому використовується явище повного внутрішнього відбивання променів на границі розділу осердя - оболонка (Рис. 8). Найбільш широке застосування знайшли круглі оптичні волокна, які складаються з діелектричного волоконного світловоду (ВС) з малими втратами, що має захисне полімерне покриття, які утворюють модулі у вигляді зірок, стрічок або повивів. Процес поширення світлової енергії по ВС строго описується за допомогою хвильової теорії, що базується на рішенні рівнянь Максвелла для діелектричного волоконного світловода. Більш просто описати процеси, що відбуваються у світловоді, можна за допомогою методів геометричної оптики, поставивши у відповідність кожній хвилі промінь, що поширюється по волокну. Маркування ОК, які виробляє ВАТ «Одескабель», позначається як: ОКЛ – ЦСЕ, ОКЛБг.

j

n1

n2

q

Осердя ВС виконується з надчистого матеріалу, що має малі втрати в оптичному діапазоні довжин хвиль. Призначення оболонки – забезпечити сталі умови для здійснення явища повного внутрішнього відбиття. Призначення захисного полімерного покриття - додати волокну механічну міцність, захистити ВС від дії вологи та протидіяти переходу енергії між сусідніми ОВ, тобто унеможливити взаємні впливи. Проходження променів у

 

 

Рис. 8. Схематичне зображення поширення променів в ОВ.

Рис. 9. Поперечний переріз ОВ та профілі показника заломлення n від радіусу r:. Поперечний переріз ОВ показано на Рис.9 а, а залежність показника заломлення областей ВС від радіусу – на Рис. 9,б та в. Залежність показника заломлення волокна від радіусу звется профілем показника заломлення: б) сходинковий і в) радіальний.

 

 

.

 

На Рис. 10. наведена класифікація кабелів звязку в залежності від їх застосування і прокладання, типів оболонок і захисного покриття.

 

 

МОДУЛЬ 2. Розділ 2. Основи теорії проводових ліній передачі (фізичні процеси та параметри передачі).