ТЕПЛОСТОЙКИЙ ДВУХПАРНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к кабельной технике, в частности к кабелям парной скрутки для высокоскоростной передачи данных, предназначенных для длительной работы в условиях повышенной рабочей температуры.
Высокоскоростные кабели передачи данных способны передавать цифровые сигналы высокой точности при минимальном затухании сигнала и находят использование в высокоскоростном компьютерном и телекоммуникационном оборудовании.
Известен двухпарный симметричный кабель [1], содержащий две экранированные пары скрученных между собой изолированных токопроводящих жил, расположенных по оси кабеля, экран в виде оплетки из плоских проволок, охватывающих каждую пару изолированных токопроводящих жил, общий экран в виде оплетки из круглых проволок и оболочку.
В известном кабеле в качестве материала токопроводящих жил используется посеребренная проволока из меди или медного сплава, изоляция выполнена из вспененного фторопласта (PTFE), экран пар и общий экран выполнены из медной луженой проволоки, оболочка наложена способом экструзии из фторопласта (FEP). Известный кабель работоспособен при температуре окружающей среды до 150°С.
Недостатком известного кабеля является большие габариты и масса, связанные с продольным расположением по оси кабеля экранированных скрученных в пары изолированных токопроводящих жил.
Наиболее близким по достигаемому результату к заявленному техническому решению является двухпарный симметричный кабель [2], выбранный в качестве прототипа, содержащий две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученных вокруг общей центральной продольной оси кабеля и образующих двойную спиральную структуру, экраны, выполненные в виде обмотки лентой с полимерным и металлическим слоем, охватывающие каждую пару изолированных токопроводящих жил, общий экран в виде оплетки и наружную оболочку.
При изготовлении известного кабеля вначале производится обмотка лентой, содержащей полимерный и металлический слой, двух параллельно уложенных изолированных токопроводящие жил, а затем скрутка двух экранированных пар в сердечник с образованием двойной спиральной структуры.
К недостаткам известного кабеля [2] можно отнести невысокие электрические параметры кабеля вследствие деформации экрана и изоляции при скрутке двух экранированных пар, и недостаточно высокую помехозащищенность одной пары изолированных токопроводящих жил от другой вследствие выполнения экрана виде одной обмотки лентой, содержащей полимерный и металлический слой.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание теплостойкого двухпарного симметричного кабеля с повышенной защищенностью от электромагнитного влияния одной экранированной пары от другой, а также с улучшенными электрическими параметрами.
Эта техническая проблема решается за счет того, что теплостойкий двухпарный симметричный кабель содержит две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученные вокруг общей центральной продольной оси кабеля и образующих двойную спиральную структуру, токопроводящие жилы выполнены из медных посеребренных проволок, экраны, выполненные в виде обмотки лентой с полимерным и металлическим слоем, охватывающие каждую пару изолированных токопроводящих жил, и наружную оболочку, выполнен с дополнительными экранами пар в виде оплеток круглыми проволоками, наложенными поверх экранов, выполненных в виде обмоток лентами, при этом ленты выполнены повернутыми металлическим слоем к оплеткам.
В первом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля токопроводящие жилы выполнены скрученными с уплотнением.
Во втором частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля изоляция токопроводящих жил выполнена двухслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле, выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.
В третьем частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля изоляция токопроводящих жил выполнена трехслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле выполнен в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, средний слой выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.
В четвертом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля дополнительные экраны выполнены в виде оплетки из медных посеребренных проволок.
В пятом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля дополнительные экраны выполнены в виде обмотки лентой, содержащей слой алюминия и слой полиэтилентерефталата.
В шестом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля он выполнен с поясной изоляцией в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, охватывающей экранированные пары изолированных токопроводящих жил.
В седьмом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля оболочка выполнена из фторопласта-4МБ.
Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной полезной модели, является улучшение электрических параметров кабеля и повышение защищенности от электромагнитного влияния одной экранированной пары от другой.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено поперечное сечение заявленного теплостойкого двухпарного симметричного кабеля, где: 1 - токопроводящая жила; 2 -изоляция; 3 - экран в виде обмотки; 4 - экран в виде оплетки; 5 - поясная изоляция; 6 - оболочка.
При изготовлении теплостойкого двухпарного симметричного кабеля вначале изолированные токопроводящие жилы (1) скручиваются в пары. Затем на скрученные в пары изолированные токопроводящие жилы (1, 2) накладывается экран в виде обмотки лентой (3), содержащей полимерный и металлический слой, при этом лента (3) располагается металлическим слоем наружу.
Поверх обмотки лентой (3) на каждую пару накладывается дополнительный экран в виде оплетки из круглых проволок (4).
Экранированные пары изолированных токопроводящих жил прижимаются друг к другу большей стороной и скручиваются в направлении, совпадающем с направлением скрутки изолированных токопроводящих жил с шагом, обеспечивающим образование двойной спиральной структуры.
Процесс уплотнения многопроволочной токопроводящей жилы (1) осуществляется путем пропускания токопроводящей жилы в процессе скрутки через калибр с внутренним диаметром меньшим диаметра описанной окружности наружного повива проволок до уплотнения.
Предложенное техническое решение реализовано в теплостойком двухпарном симметричном кабеле, содержащем токопроводящие жилы из 19 медных посеребренных проволок диаметром 0,12 мм, скрученными с уплотнением до диаметра 0,59 мм.
Внутренний слой изоляции (2) токопроводящих жил (1) выполнен в виде обмотки из фторопластовой пленки марки ЭО или КО.
Средний слой изоляции (2) выполнен в виде обмотки из двух фторопластовых пленок марки Ф-4Д-ПК.
Наружный слой изоляции (2) выполнен в виде покрытия из окрашенного фторопласта Ф-4МБ диаметром 1,6 мм.
Изолированные токопроводящие жилы (1) скручены в пары.
На скрученные в пару изолированные токопроводящие жилы наложены экраны в виде обмотки лентой (3), содержащей алюминиевый и полиэтилентерефталатный слой (например, лента Алюмофлекс), и в виде оплетки из медных посеребренных проволок (4).
Две экранированные пары изолированных токопроводящих жил скручены между собой в виде двойной спиральной структуры и скреплены поясной изоляцией (5) в виде обмотки фторопластовой пленкой Ф-4ЭО.
Наружная оболочка (6) выполнена из фторопласта 4МБ.
4
Предложенный кабель выдерживает испытательное напряжение 1000 В постоянного тока, имеет волновое сопротивление 100 Ом, электрическое сопротивление изоляции не менее 5⋅10МОм, электрическую емкость не более 48,7 пФ/м, коэффициент затухания, пересчитанный на длину 100 м, при частоте 10 МГц не более 6,93 дБ и при частоте 100 МГц не более 23,43 дБ, переходное затухание на ближнем конце, пересчитанное на длину 30 м при частоте 10 МГц не менее 53,0 и при частоте 100 МГц не менее 38,0 дБ.
Наружный диаметр кабеля - не более 5,8 мм. Масса кабеля - не более 47,0 кг/км. По электрическим параметрам этот кабель не уступает кабелю NF22P100 фирмы Tensolite (США) с волновым сопротивлением 100 Ом, но имеет меньшие размеры и массу.
Источники информации:
1. Каталог фирмы Tensolite (США) NF22P100.
2. Патент США 6010788 Jan. 4, 2000.