КАБЕЛЬ КОМБИНИРОВАННЫЙ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к комбинированным кабелям, и может быть использована для присоединения электроприводов механизмов к электрическим сетям напряжением до 1000 В и ввода электрических сигналов контроля и управления в АСУ ТП (автоматической системе управления технологическим процессом).
Из уровня техники известен кабель комбинированный, содержащий сердечник, который состоит из медных токопроводящих жил с изоляцией из термопластичных материалов для передачи и распределения электроэнергии, жгутов заполнения и пучка предварительно скрученных медных токопроводящих жил с изоляцией из термопластичных материалов для цепей контроля и управления, поверх которого наложена обмотка из полимерной ленты, экран из алюмополимерной ленты с контактным проводником, оплетка из стальных оцинкованных проволок и обмотка из полимерной ленты, при этом поверх сердечника наложена наружная оболочка из термопластичных материалов, а изоляция, жгуты заполнения и наружная оболочка выполнены из безгалогенных материалов с кислородным индексом более 30% (RU 134353, кл. Н01В 7/295, опубл. 10.11.2013). Техническая проблема заключается в том, что, когда все жилы цепей управления и контроля скручены с одинаковым шагом, возникает наибольшее взаимное электромагнитное влияние между этими цепями, которое увеличивается с увеличением длины цепей. Кроме этого, при пучковой скрутке не нормируются волновые сопротивления цепей контроля и управления, что вызывает несогласованность по этому параметру при подключении к входным линиям АСУ ТП, выполняемых преимущественно из симметричных витых пар с нормированным волновым сопротивлением 100±10 Ом (в некоторых случаях: 80÷130 Ом).
Вследствие этого возникают отражения и переотражения в цепях связи и контроля, которые значительно ухудшают качество передачи сигналов.
1
2
В предлагаемом кабеле комбинированном, содержащем сердечник, который состоит из медных токопроводящих жил с изоляцией из термопластичных материалов для передачи и распределения электроэнергии, жгутов заполнения и пучка предварительно скрученных медных токопроводящих жил с изоляцией из термопластичных материалов для цепей контроля и управления, поверх которого наложена обмотка из полимерной ленты, экран из алюмополимерной ленты с контактным проводником, оплетка из стальных оцинкованных проволок и обмотка из полимерной ленты, при этом поверх сердечника наложена наружная оболочка из термопластичных материалов, а изоляция, жгуты заполнения и наружная оболочка выполнены из безгалогенных материалов с кислородным индексом более 30%, пучок жил для цепей контроля и управления выполнен из симметричных витых пар с одинаковым волновым сопротивлением и различными шагами скрутки h и h, причем , где v и w - натуральные числа. Жилы для передачи и распределения электроэнергии могут быть скручены с пучком жил для цепей контроля и управления и жгутами заполнения. Сердечник может состоять из пучка скрученных жил для передачи и распределения электроэнергии и пучка жил для цепей контроля и управления, которые уложены параллельно.
Совокупность изложенных признаков позволяет решить вышеуказанную техническую проблему и получить технический результат, заключающийся в повышении качества передачи информации по цепям управления и контроля кабеля комбинированного.
На фиг. 1 представлено поперечное сечение кабеля со скрученными жилами для передачи и распределения электроэнергии и пучком жил для цепей контроля и управления;
на фиг. 2 - то же с параллельными жилами для цепей контроля и управления.
Предлагаемый комбинированный кабель содержит сердечник, включающий три и более медных токопроводящих жилы 1 для передачи и распределения электроэнергии и пучок из четырех и более предварительно скрученных медных токопроводящих жил 2 для цепей контроля и управления. Жилы 1 и 2 снабжены изоляцией из термопластичных полимерных материалов. Поверх пучка жил 2 наложена обмотка 3 из полимерной ленты, экран 4 из алюмополимерной ленты с контактным проводником, экран 5 в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок 5 и обмотка из полимерной ленты 6. Поверх сердечника наложена наружная оболочка 7 из термопластичных материалов. Внутри оболочки 7 между жгутами 1 и 2 распределены жгуты заполнения 8.
На фиг. 1 жилы 1 для передачи и распределения электроэнергии скручены с одним пучком жил 2 для цепей контроля и управления и жгутами заполнения 8. На фиг. 2 сердечник выполнен из пучка скрученных изолированных жил 1 для передачи и распределения электроэнергии и пучка жил 2 для цепей контроля и управления, которые уложены параллельно.
эфф
эфф
пр
1
2
Пучок жил 2 для цепей контроля и управления выполнен из симметричных согласованных витых пар. Для соблюдения согласованности указанные пары должны иметь одинаковые волновые сопротивления, где D - внешний диаметр изоляции жилы, d - диаметр самого проводника жилы, ε - эффективная диэлектрическая проницаемость (для витой пары ε.=(ε.+1)/2, т.е. равна среднему значению между проницаемостью воздуха и изоляции проводников). Для исключения взаимных наводок между витыми парами, которые могли бы нарушить электромагнитный баланс, пары скручивают с различными шагами скрутки h и h. Соотношение шагов скрутки соседних витых пар согласовано следующим образом:, где v и w - натуральные числа (см. Кранихфельд Л.И., Рязанов И.Б. Теория, расчет и конструирование кабелей и проводов, М. «Высшая школа», 1972, стр. 148-148). Величины v и w исходя из здравого смысла и технологичности выбираются таким образом, чтобы шаги скрутки отличались незначительно. Диапазоны шагов скрутки приведены в табл. 1.
Изоляция, жгуты заполнения 8 и наружная оболочка 7 выполнены из безгалогенных материалов с кислородным индексом более 30%, например, из термопластичных сшитых полиолефиновых композиций, обеспечивающих выполнение конкретных требований пожарной безопасности.
Благодаря описанным конструктивным особенностям, предложенный комбинированный кабель минимизирует взаимное влияние цепей управления и контроля, что значительно повышает качество передачи информации.