ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно: к волоконно-оптическим кабелям, прокладываемым в условиях возможности образования электростатических зарядов на поверхности полимерной оболочки, несущих опасность для людей и промышленного оборудования во взрывоопасных зонах или в условиях концентрации электронной аппаратуры.
Известен патент на полезную модель RU №48646, МПК G02B 6/44 «Волоконно-оптический кабель (варианты)», в котором описаны четыре варианта волоконно-оптического кабеля.
Волоконно-оптический кабель, содержащий центральный силовой элемент, по меньшей мере, один оптический модуль, внешний силовой элемент из арамидных нитей, межмодульный гидрофобный заполнитель и/или водоблокирующую ленту, внутреннюю оболочку, защитный шланг, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 32 или полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32.
Волоконно-оптический кабель, содержащий центральный силовой элемент, по меньшей мере, один оптический модуль, межмодульный гидрофобный заполнитель и/или водоблокирующую ленту, внутреннюю оболочку, броню, защитный шланг, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 32 или полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32.
Волоконно-оптический кабель, содержащий оптическое волокно, расположенное в центральной трубке, водоблокирующую ленту, броню, защитный шланг, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 32 или полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32.
Волоконно-оптический кабель, содержащий оптическое волокно, расположенное в центральной трубке, водоблокирующую ленту, внутреннюю оболочку, защитный шланг, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 32 или полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом не менее 32.
Элементное содержание вариантов конструкции широко известно. Отличительной особенностью запатентованных моделей является использование для защитного шланга материалов, не распространяющих горение: поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 32 или полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 32.
Применение подобных материалов для защитного шланга позволяет предотвратить распространение пламени по кабелю из очага пожара на участки, в которых источник возгорания не вызвал пожара, что является крайне важным требованием для кабелей, прокладываемых во внутренних помещениях промышленных производств и, в особенности, при наличии взрывоопасных зон. Однако, это требование не является единственным для обеспечения безопасности промышленных производств. Не меньшую опасность для взрывоопасных зон несет разряд накопившегося электростатического заряда.
В соответствии с требованиями п.9.6.9 ГОСТ Р МЭК 60079-14-2008 «Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок» проектировщиками при разработке промышленных объектов и эксплуатационными службами в процессе их эксплуатации должны быть предусмотрены меры по предотвращению накапливания электростатических зарядов на поверхности кабелей.
В учебном пособии Л.Н.Кочиева и Е.Д.Пожидаева (Л.Н.Кочиев, Е.Д.Пожидаев «Защита электронных средств от воздействия статического электричества». Издательский дом «Технологии», М., 2005 г.) рассмотрены физические основы возникновения статического электричества и его экстремального проявления в виде электростатического разряда, в части негативного воздействия на электронную аппаратуру.
Обратим внимание на то, что защитный шланг, чаще именуемый наружной или внешней оболочкой, во всех широко известных конструкциях волоконнооптических кабелей выполняется полимерным (Замятин И.А., Ильин А.А., Ларин Ю.Т. «Кабели оптические», М., «Принт-Сервис», 2010 г).
Полимерные оболочки применяются потому, что они обеспечивают достаточную влагонепроницаемость при требуемой технологичности производства.
Однако полимерные материалы преимущественно имеют очень высокое удельное объемное электрическое сопротивление, что способствует накоплению электростатического заряда.
Электростатические заряды в материалах могут возникать при разрыве контакта между ними, при деформации материалов, находившихся в контакте и при трении друг о друга. Причем в случае трения электростатический заряд на твердом теле может возникать даже под воздействием падающих капель жидкости или воздушной струи.
При механическом соприкосновении двух тел (контакте) происходит перераспределение зарядов и, когда тела разъединяются, это неравномерное распределение зарядов на них сохраняется. Материал, который теряет электроны, становится положительно заряженным, а материал их получающий - отрицательно заряженным.
В результате соприкосновения двух материалов на их границе возникает двойной электрический слой, обусловленный обменом зарядов между ними. Этот обмен вызван разным энергетическим состоянием контактирующих поверхностей. С физических позиций основной величиной, определяющей обмен зарядами, является работа выхода электрона из конденсированной среды.
Контактирующий материал, работа выхода у которого меньше, легче теряет электроны и его поверхность заряжается положительно. Это соответствует положительной обкладке двойного электрического слоя на границе раздела двух материалов. Поверхность контактирующего материала с большей работой выхода заряжается отрицательно и, таким образом, служит отрицательной обкладкой двойного слоя. При этом, чем больше разность работ выхода, тем сильнее заряжается граница раздела.
При трении количество контактных участков гораздо больше, чем при соприкосновении. Кроме того, совершаемая в результате трения работа переходит в теплоту, что приводит к изменению энергетического состояния контактирующих поверхностей. Поэтому при трении материалов эффект заряжания намного значительнее, чем просто при их контакте с последующим разведением.
Для упрощенной оценки заряжания материалов при трении друг о друга, установлен эмпирическим путем трибоэлектрический ряд (Л.Н.Кечиев, Е.Д.Пожидаев, «Защита электронных средств от воздействия статического электричества», М., Издательский дом «Технологии», 2005 г.), представленный в таблице 1:
Таблица 1.
Знак заряда
Материал
+
Атмосфера
Кожа руки
Кроличий мех
Стекло
Слюда
Волосы
Нейлон
Овечий мех
Свинец
Шелк
Алюминий
Бумага
±
Хлопчатобумажная ткань
-
Сталь
Дерево
Янтарь
Эбонит
Никель, медь
Цинк
Латунь, серебро
Золото, платина
Сера
Ацетатный шелк
Полиэфир
Целлулоид
Полиуретан
Полиэтилен
Полипропилен
Поливинилхлорид
Политрифторхлорэтилен
Кремний
Политетрафторэтилен
При накоплении до некоторого уровня электростатического заряда происходит его разряд. Предельным значением электрического поля электростатического заряда с поверхности диэлектрика (неметалла) принято считать 15 кВ для воздушного разряда и 8 кВ для контактного разряда (через другой диэлектрик), что соответствует четвертой максимальной степени жесткости по ГОСТ 51317.4.2-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний», аутентичного публикации МЭК 61000-4-2-95.
Разряд электростатического заряда несет опасность для электронного оборудования производственных помещений как в виде разрушающего воздействия, в особенности на микропроцессоры и компьютеры, так и в виде электромагнитных помех, искажающих передаваемые сигналы в цепях автоматики.
Еще более опасным является разряд электростатического заряда во взрывоопасных производственных помещениях, способный привести к взрыву газообразных взрывоопасных смесей в воздухе.
Таким образом, для использования в промышленных производствах во взрывоопасных зонах и местах концентрации электронной аппаратуры необходимо использовать кабели, конструкции которых обеспечивают свойство предотвращения накапливания электростатических зарядов на наружной оболочке.
Выберем конструкцию кабеля по полезной модели RU №48646, МПК G02B 6/44 в качестве прототипа.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании кабеля предотвращающего накапливание электростатических зарядов на внешней оболочке.
Технический результат достигается тем, что предлагается волоконно-оптический кабель, состоящий из сердечника, содержащего центральный силовой элемент, по меньшей мере один оптический модуль, включающий не менее одного оптического волокна, и межмодульный гидрофобный заполнитель и/или водоблокирующую ленту, наложенной на сердечник внутренней полимерной оболочки, внешнего силового элемента из арамидных нитей и внешней оболочки.
6
9
2
Кабель отличается от традиционных тем, что внешняя оболочка выполнена экструзионным способом в виде основного полимерного слоя с добавками, обеспечивающими удельное поверхностное электрическое сопротивление в диапазоне от 10 до 10 Ом, совместно с прилегающей к поверхности в контакте с ней или встроенной в объем основного полимерного слоя электрически непрерывной по всей длине проводящей структурой ячеистой формы с площадью элементарной ячейки, ограниченной проводящими элементами, не более 4 см или линейной формы с минимальным расстоянием между любыми двумя смежными проводящими линейными элементами, не более 2 см.
Наложение основного полимерного слоя внешней оболочки экструзионным способом позволяет равномерно размешать вносимые добавки по объему экструдируемой смеси и, благодаря этому, получить равномерно распределенное по поверхности значение удельного поверхностного электрического сопротивления по наружной поверхности полученной трубки (оболочки) из смеси полимера с добавками.
Контроль удельного поверхностного электрического сопротивления на одном участке трубки позволяет распространить полученное значение на всю поверхность, изготовленную из конкретного количества смеси.
6
9
Образование электростатических зарядов происходит на всех видах твердых и жидких материалов, начиная от металлов и заканчивая диэлектриками, и устранению не поддается. Однако можно воспрепятствовать накоплению электростатических зарядов до критической величины. Для этого поверхность должна обеспечивать некоторую электропроводность, тогда образовавшийся заряд растекается по поверхности, за счет чего исключается опасность разрядов. Но использование металлических проводящих материалов для внешних оболочек недопустимо, так как они взаимодействуют с окружающей средой и разрушаются. Было установлено, что если обеспечить полимерному материалу удельное поверхностное электрическое сопротивление в диапазоне от 10 до 10 Ом, то для некоторой пространственно ограниченной области наблюдается достаточное растекание заряда. Для полного устранения вредного эффекта пространственная область должна быть ограничена проводящей структурой электрически непрерывной по всей длине кабеля и заземляемой на одном из концов кабеля. Образовавшийся на ограниченной площади основного полимерного слоя оболочки заряд растекается по поверхности и достигая проводящих элементов проводящей структуры стекает по ней на землю.
В ряде случаев наличие открытых проводящих элементов на поверхности основного полимерного слоя внешней оболочки приводит к их разрушению (например: коррозии), поэтому необходима их защита. Было установлено, что при наличии некоторого слоя полимера с добавками поверх проводящей структуры не изменяет механизма отекания электростатических зарядов. Поэтому наряду с открытой установкой проводящей структуры предусмотрен вариант встроенной проводящей структуры в объем основного полимерного слоя внешней оболочки.
Электрическая непрерывность проводящей структуры может быть практически реализована двумя способами: в ячеистой форме или в виде параллельно уложенных линейных элементов. Применение конкретного решения обусловлено конструктивными и технологическими требованиями.
2
2
Пространственное ограничение области растекания электростатических зарядов для аналогичного случая площади поверхности неметаллической оболочки или частей оболочки электрооборудования установлено в ГОСТ Р 52274-2004 «Электростатическая электробезопасность. Общие технические требования и методы испытаний». Для худшего случая - взрывоопасной зоны класса «0» и категории взрывоопасной смеси II или IIC она не должна превышать 4 см. Отсюда, для ячеистой проводящей структуры площадь элементарной ячейки ограниченной проводящими элементами не должна превышать 4 см, а для линейной формы - минимальное расстояние между любыми двумя смежными проводящими линейными элементами не должно превышать 2 см. При этом следует понимать, что в силу пространственного расположения площадь элементарной ячейки будет криволинейной, размещенной на цилиндрической поверхности, линейных проводящих элементов может быть не менее двух (а при спиральном наложении - не менее одного и смежными считаются соседние витки), а минимальное расстояние между ними также является соединением двух точек по цилиндрической поверхности.
Требование по предотвращению накапливания электростатических зарядов на поверхности внешней оболочки предъявляется к любому варианту исполнения кабеля безотносительно к выполняемым им функциям.
В данной полезной модели описаны пять вариантов исполнения волоконно-оптических кабелей: модульной конструкции, конструкции с центральной трубкой, с волокнами в буферном покрытии, бронированной модульной конструкции, бронированной конструкции с центральной трубкой.
Поэтому заявка представлена в виде вариантов. Первый вариант относится к кабелям модульной конструкции.
Кабели модульной конструкции преимущественно содержат до 24 оптических волокон в одном модуле и удобны для использования в случаях, когда в проходных муфтах происходит распределение на несколько направлений кабелями меньшей емкости, причем используются кассетные соединители, а также при необходимости транзитного проведения нескольких оптических волокон через проходную муфту (транзитное - без разрезания оптических волокон).
Во избежание негативного воздействия воды распространяющейся по сердечнику, в случае проникновения ее через муфту или при растрескивании оболочек, воздушные полости между оптическими модулями в сердечнике заполняют гидрофобным заполнителем, представляющим собой вязко-адгезивную массу, и/или накладывают поверх сердечника водоблокирующую ленту.
Если в межмодульное пространство сердечника не вводят гидрофобный заполнитель, то в межмодульное пространство целесообразно дополнительно (к водоблокирующей ленте) ввести водоблокирующие нити.
В случае использования кабеля вдоль стен зданий и заборов при наличии молниезащиты при сильных ветровых нагрузках и необходимости наличия проводящего элемента в кабеле центральный силовой элемент целесообразно изготавливать в виде стального троса или одиночной стальной проволоки. При отсутствии молниезащиты в условиях подвески на опорах линий связи целесообразно изготавливать кабели с центральным силовым элементом из стеклопластикового прутка.
Для улучшения технологичности (более равномерной укладки оптических модулей в сердечнике) целесообразно поверх сердечника дополнительно наложить поясную изоляцию в виде обмотки не менее чем одной полимерной лентой.
С целью создания более экономичной конструкции целесообразно наложить внешний силовой элемент из арамидных нитей непосредственно поверх сердечника или поверх поясной изоляции.
При прокладке в условиях постоянного воздействия воды (например: в кабельной канализации или коробах) внутреннюю оболочку целесообразно выполнить комбинированной в виде наложенной продольно с перекрытием металлополимерной ленты полимером кверху и экструдированного слоя полимера поверх ленты. При этом полимер подслоя и накладываемый экструзионным способом выбираются однородными, вследствии чего металлополимерная лента равномерно приваривается к внутренней поверхности экструзионного слоя и создает сплошной барьер, препятствующий проникновению воды в сердечник кабеля.
С целью придания кабелю дополнительной жесткости, обеспечивающей требования по раздавливанию при условии выполнения требований пожарной безопасности, целесообразно внутреннюю оболочку кабеля выполнить из композиции полиэтилена.
Для использования кабелей в сухой атмосфере при отсутствии резких перепадов температур, приводящих к образованию на названных оболочках конденсата в виде капель влаги, целесообразно в качестве добавок использовать проводящую сажу в количестве от 0,1 до 20% объема основного полимерного слоя названной оболочки.
Для использования кабелей во влажной атмосфере с возможностью образования конденсата целесообразно в качестве добавок использовать моностеарат сорбитола и/или моностеарат глицерина в количестве от 0,01 до 2% объема основного полимерного слоя названной оболочки. Добавки моностеарата сорбитола и/или моностеарата глицерина служат для дополнительного усиления водоотталкивающих свойств основного полимерного слоя названной оболочки.
С целью придания жесткости кабелю, на который накладывается названная оболочка, целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде металлической сетки.
С целью достижения экономичности изготовления кабеля целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, наложенной с перекрытием обмоткой по спирали или продольно.
Для изготовления больших длин кабелей (порядка нескольких километров) целесообразно ячеистую проводящую структуру выполнять в виде оплетки из проволок. Причем выбор проволок для оплетки осуществляется, например, исходя из следующих соображений: для самых больших длин кабелей выбирают медную проволоку, имеющую минимальное электрическое сопротивление (из ряда для недрагоценных металлов), при необходимости дополнительной защиты меди от коррозии применяют медную луженую проволоку, при необходимости придания дополнительных механических защитных свойств выбирают стальную оцинкованную проволоку, для минимизации магнитной проницаемости в сочетании с требованием механической прочности и экономичностью выбирают стальную нержавеющую или из фосфористой бронзы проволоку, для совмещения свойств высокой проводимости (меньшего электрического сопротивления) и повышенной механической прочности выбирают биметаллическую сталемедную проволоку, для экономичности решения выбирают биметаллическую алюмомедную проволоку.
В атмосфере коррозионноактивной по отношению к металлам целесообразно наложение ячеистой проводящей структуры из проводящего полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки.
Для обеспечения технологичности наложения проводящей структуры целесообразно изготавливать ее линейной формы в виде полимерных линейных проводящих элементов, из полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки.
Для обеспечения совмещения требований технологичности наложения с другими свойствами (высокая проводимость, дополнительная жесткость, низкая магнитная проницаемость) целесообразно изготавливать проводящую структуру линейной формы в виде обмотки проволоками. Выбор проволок производится исходя из условий, описанных для выбора проволок для оплетки.
Для дополнительного скрепления проводящей структуры с основным полимерным слоем внешней оболочки целесообразно дополнительное нанесение адгезионного слоя (например, клея) между проводящей структурой и основным полимерным слоем внешней оболочки, если он не ухудшает свойства отекания электростатических зарядов.
При необходимости изменения физических свойств внешней оболочки (например: снижения влагопроницаемости) названную оболочку целесообразно выполнить из нескольких слоев, при этом основной полимерный слой, выполненный экструзионным способом, располагается ближайшим к наружной поверхности.
Как правило, материалы внутренней оболочки и основного полимерного слоя внешней оболочки выбирают одинаковыми, руководствуясь, в первую очередь, требованиями пожарной безопасности.
При условии одиночной прокладки кабеля выбирают традиционный поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом, находящимся в диапазоне от 20 до 25.
При условии групповой прокладки кабеля (пучком) выбирают специальный поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30.
С введением в действие ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний» к кабелям, прокладываемым пучком в пределах производственных, бытовых и административных помещений стали предъявлять требования к пониженному дымогазовыделению. Для общей группы кабелей, прокладываемых вне производственных, бытовых и административных помещений, присвоили индекс «нг», для группы кабелей с пониженным дымогазовыделением - индекс «нг-LS». Согласно ГОСТ Р 53315-2009 дымообразование кабельных изделий с индексом «нг-LS» при испытании по ГОСТ Р МЭК 61034-2 не должно приводить к снижению светопроницаемости более чем на 50%.
При прокладке кабелей в помещениях оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой предъявляют дополнительное требование по выделению в процессе горения и/или тления коррозионно-активных газов, паров галогенных кислот в пересчете на НСl не более 5,0 мг/г. Для таких кабелей выбирают безгалогенную полимерную композицию с кислородным индексом не менее 35.
Общие показатели пожарной безопасности с учетом требований ГОСТ Р 53315-2009 представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Наименование материала
Кислородный индекс, %, не менее
Снижение светопроницаемости при дымообразовании,  %, не более
Массовая доля НСl, выделяющегося при горении, %, не более
Традиционный поливинилхлоридный пластикат
20-25
80
40
Специальный поливинилхлоридный пластикат
30
80
40
Специальный поливинилхлоридный пластикат с пониженным дымогазовыделением
30
50
15
Безгалогенная полимерная композиция
35
25
0,5
Для условий прокладки кабелей при требовании повышенной гибкости выбирают полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29. При этом полиолефиновый термопластичный эластомер дешевле полиуретанового, но полиуретановый термопластичный эластомер выдерживает до 1 миллиона изгибов при температуре минус 30°С.
Для использования упрощенных зажимных устройств при подвеске кабелей на опорах линий связи внешний силовой элемент целесообразно выполнить в виде металлического троса или стеклопластикового прутка, при этом основной полимерный слой внешней оболочки наложить одновременно на параллельно уложенные сердечник с внутренней оболочкой и трос, а проводящую структуру использовать только встроенную в объем основного полимерного слоя внешней оболочки. Подобные кабели должны прокладываться на безопасном удалении от высоковольтных линий электропередач (ЛЭП).
Второй вариант относится к кабелям конструкции с центральной трубкой. Подобные кабели предназначены для доставки в одну точку приема большого числа оптических волокон (обычно до 100), при условии, что в заданном рабочем температурном диапазоне не произойдет вытекания гидрофобного заполнителя из относительно широкой трубки. Преимуществом является отсутствие скрутки, приводящей обычно к появлению избыточной длины волокна, что приводит к увеличению затухания.
Так же как и в первом варианте, целесообразно внутреннюю оболочку выполнить комбинированной из металлополимерной ленты и экструдированного полимерного слоя поверх нее, для создания барьера проникновению воды через полимер, для обеспечения жесткости выполнить внутреннюю оболочку из композиции полиэтилена, для подвески на опорах воздушных линий связи между внутренней и внешней оболочками целесообразно дополнительно проложить внешний силовой элемент из арамидных нитей.
Аналогично первому варианту для использования кабелей в сухой атмосфере целесообразно в качестве добавок использовать проводящую сажу в количестве от 0,1 до 20% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, во влажной атмосфере - моностеарат сорбитола и/или моностеарат глицерина в количестве от 0,01 до 2% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, для придания жесткости кабелю целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде металлической сетки, для экономичности изготовления - в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, для изготовления больших длин кабелей - в виде оплетки, для использования в коррозионноактивной атмосфере - из проводящего полимера, для улучшения технологичности - линейной формы из проводящего полимера, для совмещения требований технологичности с другими требованиями - в виде обмотки металлическими проволоками, для дополнительного скрепления между проводящей структурой и основным полимерным слоем внешней оболочки целесообразно проложить адгезионный слой, для придания внешней оболочке дополнительных свойств целесообразно изготовить ее из нескольких слоев, причем основной полимерный слой, выполненный экструзионным способом, должен быть наружным, исходя из требований пожарной безопасности материал внутренней оболочки и основного полимерного слоя внешней оболочки целесообразно выбрать из ряда: поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом от 20 до 25, поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, безгалогенная полимерная композиция с кислородным индексом не менее 35, при дополнительных требованиях повышенной гибкости - полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29.
Для кабелей, прокладываемых пневматическим способом в пластмассовых трубах, с целью повышения стойкости к растягивающим усилиям, в основном полимерном слое внешней оболочки целесообразно проложить две стальные проволоки, выполняющие функцию силовых элементов.
Для использования упрощенных зажимных устройств, как и в первом варианте, целесообразно внешний силовой элемент выполнить в виде металлического троса или стеклопластикового прутка с основным полимерным слоем внешней оболочки наложенным одновременно на трос и сердечник с внутренней оболочкой и проводящей структурой встроенной в объем основного полимерного слоя внешней оболочки.
Третий вариант относится к кабелям с волокнами в буферном покрытии. В кабелях наружной прокладки модульной конструкции или конструкции с центральной трубкой преимущественно применяются оптические волокна в первичном защитном покрытии. Волокно в первичном защитном покрытии состоит из собственно оптического волокна, слоя из мягкого акрилата и наружного слоя из твердого акрилата.
Первичное защитное покрытие служит для предотвращения повреждений волокна при транспортировке и в процессе изготовления оптических модулей и центральной трубки и накладывается в процессе изготовления самого волокна. С целью предохранения от проникновения воды в оптический модуль и центральную трубку вводят внутримодульный гидрофобный заполнитель, являющийся вязко-адгезивным тиксотропным веществом, который дополнительно выполняет функцию вторичной защиты.
Для кабелей внутриобъектовых необходимость в гидрофобном заполнителе отпадает. Поэтому для вторичной защиты на оптическое волокно в первичном защитном покрытии накладывают толстый слой полимера (буферное покрытие), а в сердечнике оптические волокна прокладываются совместно с арамидными нитями, предохраняющими от продольных растягивающих усилий.
Аналогично первому варианту для использования кабелей в сухой атмосфере целесообразно в качестве добавок использовать проводящую сажу в количестве от 0,1 до 20% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, во влажной атмосфере - моностеарат сорбитола и/или моностеарат глицерина в количестве от 0,01 до 2% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, для придания жесткости кабелю целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде металлической сетки, для экономичности изготовления - в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, для изготовления больших длин кабелей - в виде оплетки, для использования в коррозионноактивной атмосфере - из проводящего полимера, для улучшения технологичности - линейной формы из проводящего полимера, для совмещения требований технологичности с другими требованиями - в виде обмотки металлическими проволоками, для дополнительного скрепления между проводящей структурой и основным полимерным слоем внешней оболочки целесообразно проложить адгезионный слой, для придания внешней оболочке дополнительных свойств целесообразно изготовить ее из нескольких слоев, причем основной полимерный слой, выполненный экструзионным способом, должен быть наружным, исходя из требований пожарной безопасности материал внутренней оболочки и основного полимерного слоя внешней оболочки целесообразно выбрать из ряда: поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом от 20 до 25, поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, безгалогенная полимерная композиция с кислородным индексом не менее 35, при дополнительных требованиях повышенной гибкости - полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29.
Для кабелей, прокладываемых непосредственно в грунт, в условиях многочисленных изгибов и механических воздействий, а также во взрывоопасных зонах, предусмотрен четвертый вариант бронированной модульной конструкции, у которой между внешней и внутренней оболочками проложена кабельная броня. Отличие отмодульной конструкции, у которой между внешней и внутренней оболочками проложен внешний силовой элемент из арамидных нитей, заключается в том, что наряду с продольными растягивающими усилиями броня дополнительно выдерживает радиальные раздавливающие усилия.
Также, как и в первом варианте, для улучшения влагозащиты при отсутствии межмодульного гидрофобного заполнителя наряду с водоблокирующей лентой целесообразно в воздушные полости в сердечнике дополнительно ввести водоблокирующие нити, при прокладке кабелей вдали от источников высокого напряжения, во избежание электрического пробоя, целесообразно центральный силовой элемент изготавливать в виде стального троса, а при прокладке рядом с силовыми кабелями - из стеклопластикового прутка, для улучшения технологичности поверх сердечника наложить поясную изоляцию обмоткой не менее чем одной полимерной лентой, с целью дополнительного усиления защиты от продольных растягивающих усилий поверх сердечника или поясной изоляции целесообразно дополнительно наложить внешний силовой элемент из арамидных нитей, для дополнительной защиты от влагопроницаемости полимерных слоев целесообразно внутреннюю оболочку выполнить комбинированной из металлополимерной ленты и экструдированного слоя полимера поверх нее, а для придания кабелю дополнительной жесткости - внутреннюю оболочку выполнить из композиции полиэтилена.
При прокладке непосредственно в грунт, в болотах и на пересечении с водными преградами, где возможно промерзание окружающей среды с образованием льда целесообразно изготавливать броню виде повива из круглых стальных оцинкованных проволок.
При условии прокладки в кабельной канализации при постоянном воздействии воды в течение длительного времени и опасности повреждения грызунами кабель целесообразно изготавливать с броней из металлополимерной гофрированной ленты, наложенной продольно полимерным слоем кверху с перекрытием.
Необходимо различать металлополимерную ленту, накладываемую в качестве брони и в качестве внутреннего слоя комбинированной внутренней оболочки. Внутренний слой комбинированной внутренней оболочки служит только в качестве барьера для прохождения воды, поэтому изготавливается из мягких металлов, таких как медь и алюминий, и, как правило, не гофрируется.
Металлическая лента для брони изготавливается из твердых металлов, чаще всего из стали, и кроме барьера влагопроницаемости обеспечивает требования к раздавливанию («Правила применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон» утвержденные Приказом №47 Министерства информационных технологий и связи РФ от 19 апреля 2006 г.).
При предъявлении высоких требований в условиях воздействия коррозионноактивной среды на круглую проволочную броню, а также при прокладке в опасной близости от высоковольтных ЛЭП, целесообразно броню выполнить из стекло пластиковых прутков круглой или рельефной формы в поперечном сечении. Рельефная форма стеклопластиковых прутков обеспечивает соединение «в замок» смежных прутков, что позволяет получить ровную поверхность брони.
Аналогично первому варианту для использования кабелей в сухой атмосфере целесообразно в качестве добавок использовать проводящую сажу в количестве от 0,1 до 20% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, во влажной атмосфере - моностеарат сорбитола и/или моностеарат глицерина в количестве от 0,01 до 2% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, для придания жесткости кабелю целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде металлической сетки, для экономичности изготовления - в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, для изготовления больших длин кабелей - в виде оплетки, для использования в коррозионноактивной атмосфере - из проводящего полимера, для улучшения технологичности - линейной формы из проводящего полимера, для совмещения требований технологичности с другими требованиями - в виде обмотки металлическими проволоками, для дополнительного скрепления между проводящей структурой и основным полимерным слоем внешней оболочки целесообразно проложить адгезионный слой, для придания внешней оболочке дополнительных свойств целесообразно изготовить ее из нескольких слоев, причем основной полимерный слой, выполненный экструзионным способом, должен быть наружным, исходя из требований пожарной безопасности материал внутренней оболочки и основного полимерного слоя внешней оболочки целесообразно выбрать из ряда: поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом от 20 до 25, поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, безгалогенная полимерная композиция с кислородным индексом не менее 35, при дополнительных требованиях повышенной гибкости - полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29.
Пятый вариант, также, как и четвертый, предусмотрен для кабелей, прокладываемых непосредственно в грунт, в условиях многочисленных изгибов и механических воздействий, а также во взрывоопасных зонах, и относится к бронированным кабелям с центральной трубкой, отличаясь только устройством сердечника.
Так же как и в первом варианте, целесообразно внутреннюю оболочку выполнить комбинированной из металлополимерной ленты и экструдированного полимерного слоя поверх нее, для создания барьера проникновению воды через полимер, для обеспечения жесткости выполнить внутреннюю оболочку из композиции полиэтилена, для подвески на опорах воздушных линий связи между внутренней и внешней оболочками целесообразно дополнительно проложить внешний силовой элемент из арамидных нитей.
Аналогично четвертому варианту для кабелей прокладываемых в грунте, промерзающем до образования льда целесообразно изготавливать броню в виде повива из круглых стальных оцинкованных поволок, прокладываемых в кабельной канализации - с броней из металлополимерной гофрированной ленты, в условиях коррозионноактивной среды и вблизи ЛЭП - с броней из стеклопластиковых прутков круглой и рельефной формы в поперечном сечении.
Аналогично первому варианту для использования кабелей в сухой атмосфере целесообразно в качестве добавок использовать проводящую сажу в количестве от 0,1 до 20% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, во влажной атмосфере - моностеарат сорбитола и/или моностеарат глицерина в количестве от 0,01 до 2% объема основного полимерного слоя внешней оболочки, для придания жесткости кабелю целесообразно проводящую структуру выполнять ячеистой в виде металлической сетки, для экономичности изготовления - в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, для изготовления больших длин кабелей - в виде оплетки, для использования в коррозионноактивной атмосфере - из проводящего полимера, для улучшения технологичности - линейной формы из проводящего полимера, для совмещения требований технологичности с другими требованиями - в виде обмотки металлическими проволоками, для дополнительного скрепления между проводящей структурой и основным полимерным слоем внешней оболочки целесообразно проложить адгезионный слой, для придания внешней оболочке дополнительных свойств целесообразно изготовить ее из нескольких слоев, причем основной полимерный слой, выполненный экструзионным способом, должен быть наружным, исходя из требований пожарной безопасности материал внутренней оболочки и основного полимерного слоя внешней оболочки целесообразно выбрать из ряда: поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом от 20 до 25, поливинилхлоридный пластикат с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, безгалогенная полимерная композиция с кислородным индексом не менее 35, при дополнительных требованиях повышенной гибкости - полиолефиновый или полиуретановый термопластичный эластомер с кислородным индексом не менее 29.
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретными примерами выполнения, представленными на следующих чертежах:
- фиг.1а, б - схематическое изображение волоконно-оптического кабеля с сердечником модульной конструкции (вариант 1) и проводящей структурой ячеистой формы в фронтальной «а» и профильной «б» проекциях;
- фиг.2а, б - схематическое изображение волоконно-оптического кабеля с сердечником конструкции с центральной трубкой (вариант 2) и проводящей структурой линейной формы в фронтальной «а» и профильной «б» проекциях;
- фиг.3а, б - схематическое изображение волоконно-оптического кабеля с сердечником конструкции с центральной трубкой и внешним силовым элементом в виде металлического троса (вариант 2) и проводящей структурой линейной формы, встроенной в объем основного полимерного слоя внешней оболочки, в фронтальной «а» и профильной «б» проекциях;
фиг.4а, б - схематическое изображение волоконно-оптического кабеля внутриобъектового с сердечником конструкции с оптическими волокнами в буферном покрытии (вариант 3) и проводящей структурой линейной формы, встроенной в объем основного полимерного слоя внешней оболочки, в фронтальной «а» и профильной «б» проекциях.
Изображенный на Рис.1а, б волоконно-оптический кабель с сердечником модульной конструкции и проводящей структурой ячеистой формы состоит из сердечника, содержащего центральный силовой элемент 1 из стеклопластика или стального троса, шесть оптических модулей 2, включающих не менее одного оптического волокна 3 в первом защитном покрытии, внутримодульный гидрофобный заполнитель 4, межмодульный гидрофобный заполнитель 5 и водоблокирующую ленту 6, внутренней оболочки 7 из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением или безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29, внешнего силового элемента из арамидных нитей 8, внешней оболочки 9 из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением или безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29, проводящей структурой ячеистой формы 10 в виде металлической сетки, наложенной обмоткой по спирали или продольно, или в виде перфорированной металлической или металлополимерной ленты, наложенной обмоткой по спирали или продольно, или в виде оплетки из металлических проволок, или из проводящего полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки.
Изображенный на фиг.2а, б волоконно-оптический кабель с сердечником конструкции с центральной трубкой и проводящей структурой линейной формы состоит из сердечника с центральный трубкой 11, включающей не менее одного оптического волокна 3, внутримодульного гидрофобного заполнителя 4, и обмоткой водоблокирующей лентой 6, внутренней 7 и внешней 9 оболочек (основной полимерный слой) выполненных из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением или безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29 ипроводящей структурой линейной формы 12 из продольно или спирально наложенных линейных элементов из проводящего полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки, или в виде обмотки по спирали из металлических проволок.
Изображенный на фиг.3а, б волоконно-оптический кабель с сердечником конструкции с центральной трубкой и внешним силовым элементом в виде металлического троса или стеклопластикового прутка, и проводящей структурой линейной формы, встроенной в объем основного полимерного слоя внешней оболочки, состоит из сердечника с центральный трубкой 11, включающей не менее одного оптического волокна 3, внутримодульного гидрофобного заполнителя 4, и обмоткой водоблокирующей лентой 6, внутренней 7 и внешней 9 оболочек (основной полимерный слой) выполненных из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением или безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29, причем основной полимерный слой внешней оболочки 9 наложен одновременно на сердечник с внутренней оболочкой 7 и внешний силовой элемент 13 в виде металлического троса или стеклопластикового прутка уложенные параллельно и проводящей структурой линейной формы 14 из продольно или спирально наложенных линейных элементов из проводящего полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки, или в виде обмотки по спирали из металлических проволок, а линейные элементы 14, проводящей структуры линейной формы встроены в объем основного полимерного слоя внешней оболочки 9.
Изображенный на фиг.4а, б волоконно-оптический кабель внутриобъектовый с оптическими волокнами в буферном покрытии состоит из сердечника, содержащего оптические волокна в буферном покрытии 15, и арамидные нити 16, и внешней оболочки 9, и проводящей структурой линейной формы 14 из продольно или спирально наложенных линейных элементов из проводящего полимера, преимущественно химически родственного материалу основного полимерного слоя названной оболочки, или в виде обмотки по спирали из металлических проволок, а линейные элементы 14, проводящей структуры линейной формы встроены в объем основного полимерного слоя внешней оболочки 9.
Технология изготовления кабелей согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.
Оптическое волокно 3 покупается у производителей по условиям поставки в первичном защитном покрытии из двух слоев акрилата.
Оптическое волокно в буферном покрытии 15 получают наложением полимера, как правило полибутилентерефталата, на экструзионной линии.
Оптические модули 2 и центральную трубку 11 изготавливают на комбинированной экструзионной линии, оборудованной необходимым количеством отдатчиков оптических волокон и установкой для введения внутримодульного гидрофобного заполнителя 4. Как правило, оптические модули 2 и центральная трубка 11 изготавливаются из полибутилентерефталата.
Сердечник с оптическими модулями 2 скручивают из необходимого количества модулей вокруг центрального силового элемента 1 на специальной крутильной машине. Если сердечник изготавливается с межмодульным гидрофобным заполнителем 5, то в линию скрутки встраивается установка для введения межмодульного гидрофобного заполнителя. Чтобы не происходило вытекания гидрофобного заполнителя, в линию встраивается также лентообмоточная машина для наложения лент полимерной поясной изоляции или водоблокирующих лент 6.
Установка для подачи межмодульного гидрофобного заполнителя 5 может быть встроена в экструзионную линию для наложения внутренней оболочки 7. При этом водоблокирующая лента 6 может накладываться продольно с помощью свертывающего устройства установленного перед головкой экструзионной линии.
Для создания оптимальной конструкции в ряде случаев наряду с оптическими модулями закладывают кордель с сечением равным сечению оптического модуля. Кордель, как правило, изготавливают в виде сплошного прутка из полиэтилена или комбинированным из капроновой нити, на которую нанесен слой полиэтилена на экструзионной линии.
Наложение водоблокирующих лент 6 преимущественно производится на лентообмоточных машинах.
Внутреннюю оболочку 7 и основной полимерный слой внешней оболочки 9 из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, или безгалогенной поимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29 (или из полиэтилена - только для внутренней оболочки) изготавливают на экструзионной линии.
При необходимости изготовления комбинированной внутренней оболочки металлополимерную ленту подпускают продольно в свертывающее устройство, совмещенное с головкой экструзионной линии.
При этом выбирается лента с мягким металлом (медь, алюминий), а полимер, как правило, однородный с полимером поверхностного слоя, накладываемого экструзионным способом.
Внешний силовой элемент из арамидных нитей 8 накладывается на специальной нитеобмоточной машине.
Основной полимерный слой внешней оболочки 9 внутриобъектового кабеля накладывается на сердечник из оптических волокон в буферном покрытии 15 и арамидных нитей 16, как правило, в три прохода на экструзионной линии: в первый проход накладывается основа из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, или безгалогенной поимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29, на нее накладываются, преимущественно, линейные проводящие элементы проводящей структуры линейной формы 14 из проводящего полимера химически родственного материалу основы, а поверх полученной заготовки накладывают циллиндрический слой из материала основы. Так как все три материала химически родственные, то они соединяются между собой, в результате чего образуется монолитный основной полимерный слой с встроенной в объем линейной проводящей структурой.
Основной полимерный слой внешней оболочки 9 на кабель с внешним силовым элементом в виде металлического троса или стеклопластикового прутка из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 20 до 25 или специального поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 30, в том числе, с пониженным дымогазовыделением, или безгалогенной поимерной композиции с кислородным индексом не менее 35, или термопластичного полиолефинового эластомера с кислородным индексом не менее 29, или термопластичного полиуретанового эластомера с кислородным индексом не менее 29 накладывают на экструзионной линии одновременно на параллельно уложенные сердечник с внутренней оболочкой и трос. При этом для получения встроенной в объем проводящей структуры линейной формы 14 наложение также производят в три прохода.
Линейные проводящие элементы 14 могут быть встроены и в районе внешнего силового элемента.
Броню из круглых стальных оцинкованных проволок или стеклопластиковых прутков накладывают на повивных бронировочных машинах. Возможно наложение брони из круглых стальных оцинкованных проволок в виде оплетки.
Броню из металлополимерной ленты накладывают на специальной бронировочной машине. Плоская лента из рулона поступает сначала в гофрирующее устройство, а затем - в свертывающее устройство совмещенное с головкой экструзионной линии. Лента применяется преимущественно из стали, а полимер выбирается однородным с полимером основного полимерного слоя внешней оболочки.
Проводящая ячеистая структура 10 в виде металлической сетки изготавливается на металлоткацких станках, сворачивается в рулон, рулон устанавливается в обмоточной машине, далее сетка накладывается на основной полимерный слой 9 внешней оболочки методом обмотки по спирали. Продольное наложение металлической сетки, преимущественно, производится для ячеистой структуры встроенной в объем на операции экструдирования основного полимерного слоя внешней оболочки.
Перфорированная лента проводящей ячеистой структуры 10 приобретается готовой, либо изготавливается из ленты сплошного материала пропусканием через перфоратор с приемом в виде рулона. Продольное наложение перфорированной ленты, преимущественно, производится для ячеистой структуры встроенной в объем на операции экструдирования основного полимерного слоя внешней оболочки.
Рулон устанавливается в обмоточной машине, далее перфорированная лента накладывается на основной полимерный слой 9 внешней оболочки методом обмотки по спирали.
Проводящая ячеистая структура 10 в виде оплетки изготавливается из проволоки на оплеточных машинах.
Проводящую ячеистую структуру 10 из проводящего полимера получают в несколько приемов. Вначале на основной полимерный слой 9 внешней оболочки накладывают металлическую сетку, поверх которой наносится маска из легкоудаляемого полимера, например, парафина. Удалив сетку, получают основной полимерный слой 9 с маской в местах, где были ячейки сетки. Затем на полученную заготовку в электростатическом поле напыляют проводящий полимер. Под воздействием температуры и вибрации маска удаляется и остается основной полимерный слой 9 с ячеистой структурой из проводящего полимера 10.
Проводящую линейную структуру 12 с продольными линейными проводящими элементами из проводящего полимера изготавливают методом экструзии с использованием дополнительного встраиваемого экструдера (вертикального или горизонтального) в линию изготовления основного полимерного слоя 9 внешней оболочки. Как правило, основной и дополнительный экструдер в этом случае работают на общую головку. Для получения продольных линейных проводящих элементов 12 используют стандартный набор технологического инструмента, для получения спиральных линейных проводящих элементов используют метод вращающейся матрицы.
Проводящую линейную структуру 12 с линейными проводящими элементами в виде обмотки проволоками по спирали изготавливают на обмоточных машинах. При этом, как правило, используются дополнительные способы крепления линейных проводящих элементов к основному полимерному слою, например, с помощью адгезионного слоя в качестве клея, наносимого валиком, встроенным в машину.
Для проверки достижения технического результата были изготовлены пятнадцать групп образцов кабелей, по 3 образца в каждой (всего 45 образцов), каждый образец длиной 10 м. Группы состоят из 5×3 подгрупп соответствуют пяти вариантам заявленной полезной модели. Три подгруппы для каждого из пяти вариантов отвечают следующим конструкциям: стандартной конструкции, конструкции с внешней оболочкой по даннойполезной модели с проводящей структурой ячеистой формы 10, конструкции с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы 12.
Внешняя оболочка кабелей стандартной конструкции была выполнена из поливинилхлоридного пластиката марки О-40 с кислородным индексом от 20 до 25. Основной полимерный слой внешних оболочек кабелей по данной полезной модели с проводящей проводящей структурой ячеистой или линейной формы был выполнен из поливинилхлоридного пластиката марки О-40 с кислородным индексом от 20 до 25 с добавками проводящей сажи в объеме 15% от объема полимера основного полимерного слоя внешней оболочки.
На образцы кабелей с ячеистой проводящей структурой была наложена поверх основного полимерного слоя внешней оболочки оплетка из медных проволок, на образцы кабелей с линейной проводящей структурой - обмотка из медных проволок, скрепленная на концах образцов хомутами шириной 10 мм по поверхности кабелей в поперечном сечении.
Образцы, свитые в бухты с внутренним диаметром 0,3 м, закреплялись на платформе вибростенда марки СД-2М и подвергались вибрации с частотой 25 Гц с амплитудой ускорения 2g в течение 2 часов. У кабелей с проводящими структурами один конец проводящей структуры был заземлен.
До испытаний на образцах длиной 200 мм, отобранных от образцов каждой группы кабелей измеряли поверхностное электрическое сопротивление между двумя кольцевыми электродами, охватывающими поверхность оболочки (со снятыми проводящими структурами у тех образцов, у которых они есть) на расстоянии 100 мм друг от друга, а по данным измерений рассчитывали удельное поверхностное электрическое сопротивление изоляции на единицу поверхности.
У кабелей с ячеистой проводящей структурой измеряли площадь элементарных ячеек (выборочно 10%), у кабелей с линейной проводящей структурой измеряли расстояние между всеми линейными проводящими элементами в двух сечениях образца.
По окончании испытаний с помощью дистанционного измерителя напряженности статического поля марки ETS-216 измеряли напряжение электростатических зарядов на оболочках всех трех групп образцов.
Результаты измерений свели в таблицу 3.
Как видно из таблицы 3, на кабелях с оболочкой по предлагаемой полезной модели, значительного накопления электростатического заряда не наблюдается, что подтверждает достижение технического результата.
Таблица 3.
Наименование группы образцов
Наименование конструкции группы образцов
Расстояние между смежными линейными проводящими элементами, см
Площадь сечения элементарной ячейки в ячеистой проводящей структуре, см<sup>2</sup>
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом
Напряжение электростатического заряда, кВ
1. Кабель с модульной конструкцией сердечника.
Стандартная конструкция
-
-
(2,4-2,8)·10<sup>12</sup>
4,1-5,7
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой ячеистой формы
-
2,85-2,99
(7,4-7,8) ·10<sup>7</sup>
0,11-0,27
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы
1,11-1,28
-
(7,3-7,5) ·10<sup>7</sup>
0,12-0,35
2. Кабель с конструкцией сердечника с центральной трубкой
Стандартная конструкция
-
-
(5,7-9,8) ·10<sup>12</sup>
1,9-3,3
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой ячеистой формы
-
2,13-2,41
(7,1-7,7) ·10<sup>7</sup>
0,29-0,43
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы
1,25-1,51
-
(7,3-7,4) ·10<sup>7</sup>
0,07-0,38
3. Кабель внутриобъектовый с оптическими волокнами в буферном покрытии
Стандартная конструкция
-
-
(4,4-6,1) ·10<sup>12</sup>
2,2-4,7
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой ячеистой формы
-
2,29-2,55
(7,8-8,3) ·10<sup>7</sup>
0,15-0,25
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы
1,03-1,37
-
(7,9-8,1) ·10<sup>7</sup>
0,17-0,43
4 Кабель с модульной конструкцией сердечника с броней
Стандартная конструкция
-
-
(0,9-2,8) ·10<sup>12</sup>
2,5-5,1
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой ячеистой формы
-
2,07-2,43
(7,5-8,2) ·10<sup>7</sup>
0,05-0,33
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы
1,17-1,42
-
(7,3-7,7) ·10<sup>7</sup>
0,24-0,47
5. Кабель с конструкцией сердечника с центральной трубкой с броней
Стандартная конструкция
-
-
(3,5-6,4) ·10<sup>12</sup>
2,6-3,9
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой ячеистой формы
-
2,12-2,34
(7,9-8,2) ·10<sup>7</sup>
0,22-0,38
Конструкция с внешней оболочкой по данной полезной модели с проводящей структурой линейной формы
1,21-1,51
-
(7,7-8,4) ·10<sup>7</sup>
0,19-0,51