Кабель связи

Полезная модель относится к кабельной промышленности, а именно к многопарным электрическим кабелям связи, предназначенным для передачи высокочастотных сигналов.
Из уровня техники известен электрический кабель связи, содержащий сердечник со скрученными между собой парами токопроводящих жил с изоляцией, поясную изоляцию из диэлектрического материала, поверх сердечника наложены общий экран и внешняя оболочка, отличающийся тем, что каждая пара скрученных между собой токопроводящих жил с трехслойной пленко-пористо-пленочной полиэтиленовой изоляцией выполнена со своим шагом скрутки, из которых образованы пятипарные пучки, при этом шаг скрутки каждого пятипарного пучка отличается от шага скрутки в других пятипарных пучках, входящих в состав сердечника, поясная изоляция каждого пятипарного пучка выполнена из полиэтилентерефтолатной ленты, а общий экран выполнен из алюмополимерной ленты, внешняя оболочка - из поливининилхлоридного пластиката или пластиката пониженной горючести. [Патент на № 81373, дата публикации 10.03.2009]
Также из уровня техники известен кабель телефонной связи, состоящий из сердечника, включающего несколько токопроводящих жил, изолированных полимером, попарно скрученных между собой, а затем скрученных в сердечник, и полимерной влагозащитной оболочки, отличающийся тем, что медные токопроводящие жилы выполнены однопроволочными с номинальным диаметром 0,51 мм или 0,52 мм, изоляция выполнена сплошной, и/или вспененной, или из радиально чередующихся названных слоев из композиции на основе полиэтилена, и/или полипропилена, и/или его блок-сополимера, изолированные жилы скручены в пару с согласованными шагами, причем шаги скрутки пар индивидуальны, взаимно не кратны и не превышают 35 мм, пары скручены в элементарные пучки, содержащие не более 4-х пар, которые скручены в сердечник или в главные пучки, которые, в свою очередь, скручены в сердечник. [Патент на №82921, дата публикации 10.05.2009]
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является кабель местной связи высокочастотный для цифровых систем передачи на сетях широкополосного доступа в частотном диапазоне до 100 МГц с медными токопроводящими жилами, скрученными в пары однонаправленной скруткой, со сплошной полиэтиленовой или сплошной изоляцией из полимерных композиций, несодержащих галогенов, либо трехслойной пленко-пористо-пленочной полиэтиленовой изоляцией, экранированный, с водоблокирующими элементами или без них, в полиэтиленовой или поливинилхлоридной оболочке пластиката (в том числе пониженной горючести и пониженной пожароопасности), или оболочкой из полимерных композиций, несодержащих галогенов, с защитным покрытием или без него, отличающийся тем, что изолированные токопроводящие жилы скручены в пары однонаправленной скруткой с согласованными шагами в пределах 10-30 мм, каждая пара внутри трех(четырех, пяти)парного пучка выполнена со своим шагом скрутки: первая 12±0,05 мм, вторая пара 15±0,05 мм, третья пара 17±0,05 мм, четвертая пара 21±0,05 мм, пятая пара 29±0,05 мм. [Патент на №98628, дата публикации 20.10.2010]
Основным недостатком известных кабелей связи является невозможность их использования для системы передачи цифрового сигнала Ethernet, при которой достигается скорость передачи данных до 250 Мбит/с.
Технической проблемой, на разрешение которой направлена заявляемая модель, является повышение помехозащищенности соседних витых пар.
Технический результат заключается в расширении области эксплуатации кабеля.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем.
Кабель связи представляет собой сердечник, покрытый полимерной влагозащитной оболочкой. Сердечник включает в себя несколько скрученных между собой элементарных пучков, содержащих от 3 до 5 пар токопроводящих жил с номинальным диаметром от 0,51 до 0,52 мм, изолированных полимером и скрученных между собой. Скрутка пар выполнена с согласованными шагами, взаимно не кратными и не превышающими 35 мм. В отличие от ближайшего аналога, шаги скрутки всех витых пар внутри каждого элементарного пучка и пар в соседних элементарных пучках отличаются друг от друга по крайней мере на 1 мм.
Выбранный диаметр токопроводящих жил обусловлен производственными стандартами и высокой распространенностью кабелей с диаметром токопроводящих жил от 0,51 до 0,52 мм. Выполнение сердечника из предварительно скрученных элементарных пучков, содержащих от 3 до 5 пар скрученных между собой изолированных токопроводящих жил, обусловлено оптимизацией производственного процесса, а именно - оптимальным соотношением скорости работы машин скрутки и обеспечением максимального количества витых пар в составе кабеля. Таким образом, наиболее оптимальной является скрутка в элементарные пучки и последующая скрутка в сердечник требуемого кабеля. Дополнительно, элементарные пучки могут быть скручены в главные пучки, после чего скручены в сердечник. Наиболее оптимальное соотношение показателей помехозащищенности соседних витых пар и производственными затратами обеспечивается при количестве пар в кабеле от 10 до 25.
В зависимости от условий использования кабеля токопроводящие жилы могут быть выполнены однопроволочными или многопроволочными, например, для использования кабеля в условиях подвижного монтажа токопроводящие жилы могут быть выполнены многопроволочными.
В качестве изоляционных материалов могут быть использованы различные материалы в зависимости от условий эксплуатации кабеля и соответствующих требований к диэлектрической проницаемости, влагопроницаемости, твердости, устойчивости к механическим повреждениям и противопожарным требованиям такие как, например, полиэтилен, полипропилен, блок-сополимер полипропилена. Данные материалы могут использоваться как самостоятельно, так и в составе многослойной композиций из них, например, в составе трехслойной композиции, при этом центральный слой может быть выполнен вспененным, а внутренний и внешний слои - сплошными, за счет чего дополнительно снижается диэлектрическая проницаемость материалов, при этом за счет внутреннего слоя сплошного материала компенсируется низкая адгезия вспененного материала к токопроводящей жиле, в целом обеспечивается гидроизоляция вспененного слоя и защита от избыточной деструкции.
Дополнительно для обеспечения пожарной безопасности, поверх сердечника может быть наложена поясная изоляция с перекрытием из полиэтилентерефталатной или поливинилхлоридной ленты, за счет чего обеспечивается снижение вероятности оплавления изоляции токопроводящих жил. Поверх поясной изоляции кабель может быть снабжен термическим барьером, выполненным из стеклоленты или из стеклослюдосодержащей лента, за счет чего предотвращается растекание изоляции кабеля в условиях пожара под косвенным воздействием пламени.
Дополнительно, с целью сохранения показателей собственного затухания при наличии требований по нераспространению горения и дымогазовыделению, для изоляции токопроводящих жил могут быть использованы такие материалы как, например, поливинилхлоридный пластикат, специальный поливинилхлоридный пластикат с пониженным дымогазовыделением и кислородным индексом не менее 28, полимерная безгалогенная композиция с кислородным индексом не менее 2, при этом оболочка кабеля может быть выполнена из таких материалов, как, например, поливинилхлоридный пластикат, специальный поливинилхлоридный пластикат с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30, полимерная безгалогенная композиция с кислородным индексом не менее 35.
С целью защиты сердечника кабеля от внешних электромагнитных влияний кабель дополнительно может быть снабжен металлополимерным экраном, расположенным под влагозащитной оболочкой полимером кверху с перекрытием, под экраном дополнительно может быть расположена медная или медная луженая проволока. В качестве металла экрана могут быть использованы алюминий или медь, в качестве материала проволоки может быть выбрана в зависимости от металла в составе экрана медная луженая проволока или медная проволока соответственно. Для экранирования от внешних электромагнитных сигналов кабеля подвижного монтажа экран может быть выполнен гибким оплеткой из медных или медных луженых проволок при низкочастотных сигналах, или двухслойным для широкого диапазона частот, при этом первый слой может быть выполнен металлополимерным, а второй - в виде оплетки из медной или медной луженой проволоки в зависимости от металла в составе первого слоя.
Дополнительно при использовании кабеля путем прокладки в грунт и кабельную канализацию сердечник может быть заполнен гидрофобным заполнителем. При наличии поясной изоляции и экрана пространство между поясной изоляцией и экраном также может быть заполнено гидрофобным заполнителем.
Для целей корректной последующей разборки кабеля на ближнем и дальнем концах кабель может быть выполнен с индивидуальной расцветкой изоляции, которая позволяет идентифицировать любую пару в сердечнике кабеля, а также различать жилы в паре между собой.
Выполнение скрутки соседних пар в кабеле с разницей шага не менее 1 мм обеспечивает увеличение переходного затухания между парами соседних элементарных пучков на величину не менее 5 дБ, за счет чего обеспечивается помехозащищенность цепей от влияния сигналов, передаваемых по соседним парам и, как следствие, расширение области эксплуатации кабеля, а именно - использование для различных типов системы передачи цифрового сигнала Ethernet, при которой достигается скорость передачи данных до 250 Мбит/с.
Вышеописанные отличительные существенные признаки обеспечивают решение проблемы повышения помехозащищенности соседних витых пар, за счет чего достигается технический результат по расширению области эксплуатации кабеля, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена известными способами из известных материалов, что обеспечивает ее соответствие критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - изображение поперечного сечения десятипарного кабеля связи.
Таблица 1 - распределение шага скрутки десятипарного кабеля связи.
Фиг. 2 - изображение поперечного сечения шестнадцатипарного кабеля связи.
Таблица 2 - распределение шага скрутки шестнадцатипарного кабеля связи.
Фиг. 3 - изображение поперечного сечения двадцатипарного кабеля связи.
Таблица 3 - распределение шага скрутки двадцатипарного кабеля связи.
Пример 1. Кабель связи представляет собой сердечник 1, покрытый полимерной влагозащитной оболочкой 2. Сердечник включает в себя 3 скрученных между собой элементарных пучка. Элементарный пучок III содержит 4 пары токопроводящих жил, а элементарные пучки I и II - по три пары токопроводящих жил в каждом, при этом токопроводящие жилы 3 изолированы полимером 4 и скручены между собой. Токопроводящие жилы 3 выполнены с номинальным диаметром от 0,51 до 0,52 мм, скрутка пар выполнена с согласованными шагами, взаимно не кратными и не превышающими 35 мм. Шаг скрутки витых пар внутри элементарного пучка I - 10 мм, 13 мм, 15 мм; внутри элементарного пучка II - 12 мм, 16 мм, 20 мм; внутри элементарного пучка III - 11 мм, 14 мм, 17 мм, 22 мм.
Пример 2. Кабель связи представляет собой сердечник 1, покрытый полимерной влагозащитной оболочкой 2. Сердечник включает в себя 4 скрученных между собой элементарных пучка, каждый из которых содержит 4 пары токопроводящих жил 3, скрученных между собой и изолированных полимером 4. Токопроводящие жилы 3 выполнены с номинальным диаметром от 0,51 до 0,52 мм, скрутка пар выполнена с согласованными шагами, взаимно не кратными и не превышающими 35 мм. Шаг скрутки витых пар внутри элементарного пучка I - 10 мм, 15 мм, 18 мм, 24 мм; внутри элементарного пучка II - 12 мм, 16 мм, 20 мм, 25 мм; внутри элементарного пучка III - 11 мм, 14 мм, 17 мм, 22 мм; внутри элементарного пучка IV - 9 мм, 13 мм, 19 мм, 23 мм.
Пример 3. Кабель связи представляет собой сердечник 1, покрытый полимерной влагозащитной оболочкой 2. Сердечник включает в себя 7 скрученных между собой элементарных пучков, содержащих пары токопроводящих жил 3, скрученных между собой и изолированных полимером 4. При этом элементарные пучки II, IV, VI содержат 3 пары токопроводящих жил, элементарные пучки I, III, V, VII содержат 4 пары токопроводящих жил. Токопроводящие жилы 3 выполнены с номинальным диаметром от 0,51 до 0,52 мм, скрутка пар выполнена с согласованными шагами, взаимно не кратными и не превышающими 35 мм. Шаг скрутки витых пар внутри элементарного пучка I - 10 мм, 15 мм, 18 мм, 24 мм;  внутри элементарного пучка II, IV, VI - 12 мм, 16 мм, 20 мм; внутри элементарного пучка III, V, VII - 11 мм, 14 мм, 17 мм, 22 мм.
Однопроволочную токопроводящую жилу необходимого диаметра получают при волочении проволоки на волочильных машинах. Многопроволочную токопроводящую жилу скручивают из нескольких проволок на сигарных машинах или машинах рамочного типа. Изоляцию 4 и оболочку 2 накладывают на автоматических экструзионных линиях. Скрутку жил 3 в пары и в элементарные пучки I-VII производят на крутильных машинах рамочного типа. Скрутку элементарных пучков I-VII в сердечник 1 производят на крутильной машине общей скрутки.
Кабель связи
<b>Номер элементарного пучка</b>
<b>Шаг скрутки пары токопроводящих жил, мм</b>
I
10
13
15
II
12
16
20
III
11
14
17
22
Таблица 1
Кабель связи
<b>Номер элементарного пучка</b>
<b>Шаг скрутки пары токопроводящих жил, мм</b>
<b>Номер элементарного пучка</b>
<b>Шаг скрутки пары токопроводящих жил, мм</b>
<b>I</b>
10
<b>III</b>
11
15
14
18
17
24
22
<b>II</b>
12
<b>IV</b>
9
16
13
20
19
25
23
Таблица 2
Кабель связи
<b>Номер элементарного пучка</b>
<b>Шаг скрутки пары токопроводящих жил, мм</b>
<b>Номер элементарного пучка</b>
<b>Шаг скрутки пары токопроводящих жил, мм</b>
<b>I</b>
<b>10</b>
<b>V</b>
<b>11</b>
<b>15</b>
<b>14</b>
<b>18</b>
<b>17</b>
<b>24</b>
<b>22</b>
<b>II</b>
<b>12</b>
<b>VI</b>
<b>12</b>
<b>16</b>
<b>16</b>
<b>20</b>
<b>20</b>
<b>III</b>
<b>11</b>
<b>VII</b>
<b>11</b>
<b>14</b>
<b>14</b>
<b>17</b>
<b>17</b>
<b>22</b>
<b>22</b>
<b>IV</b>
<b>12</b>
<b>16</b>
<b>20</b>
Таблица 3