ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ КАБЕЛЬ

2
Полезная модель относится к области кабельной техники, а именно, к конструкциям высокочастотных симметричных герметизированных кабелей парной скрутки для передачи данных на частоте до 250 МГц при стационарной прокладке в условиях действия гидростатического продольного и радиального давления до 15,18 МПа (150 кгс/см).
2
Из «Уровня техники» известен высокочастотный симметричный герметизированный кабель парной скрутки, который включает сердечник, содержащий параллельно проложенные пары (две, четыре), каждая пара состоит из скрученных между собой, токопроводящих жил диаметром 0,52 мм (сечение жилы - 0,2 мм) с изоляцией из полиэтилена высокого давления с кремнийорганическим заполнителем; поясной изоляции из безгалогенной композиции; общего экрана сердечника из ламинированной алюминиевой фольги с контактным проводником из семи скрученных медных луженых проволок, наложенных поверх слоя герметизирующего заполнителя; герметизирующий заполнитель; поверх герметизирующего заполнителя наложена оболочка из безгалогенной композиции (КВПЭфМ, ТУ 16.К99-020-2009, ООО НЛП «Спецкабель») [1].
Недостатками известного устройства являются:
- возможность передачи данных на частотах до 100 МГц;
2
- стойкость продольному и радиальному давлению до 9,12 МПа (90 кгс/см).
Наиболее близким аналогом является высокочастотный симметричный герметизированный кабель парной скрутки КПВЭКГ-100 4×(2×0,5)э, предназначенный для систем связи и передачи данных в диапазоне частот до 200 МГц, и имеющий соответственно волновое сопротивление пар 75 Ом и 100 Ом (ТУ 0293-001-07537654-2005, ОАО «СПО «Арктика») [2].
2
Конструкция ближайшего аналога кабеля содержит, по крайней мере одну пару скрученных изолированных многопроволочных токопроводящих жил с сечением 0,5 мм, с изоляцией из полиэтилена и заполнением внутреннего пространства скрученных пар герметизирующим составом. Междупроволочное пространство токопроводящих жил также заполнено герметизирующим составом, поверх герметизированной скрученной пары накладывается общая изоляция из полиэтилена, на которую наложен экран в виде оплетки из медных проволок, экранированные пары (двойки, четверки) скручиваются в сердечник с заполнением герметизирующим составом, поверх которого накладывается оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
Недостатками известного технического решения являются:
- конструкция кабеля не обеспечивает высокочастотную передачу данных на частоте до 250 МГц;
- повышенные значения коэффициента затухания экранированных пар;
2
- стойкость к гидростатическому продольному и радиальному давлению составляет до 10,13 МПа (100 кгс/см);
- отсутствие возможности групповой прокладки;
- стекание герметизирующего заполнителя кабеля при его вертикальной прокладке при предельно допустимой температуре эксплуатации;
- выделение в продуктах горения кабеля токсичных веществ (галогенов);
- значительные массогабаритные габаритные характеристики;
- ограниченный диапазон изменения рабочих температур эксплуатации кабеля от минус 40°C до плюс 65°C.
Задачей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении эксплуатационных характеристик кабеля, в том числе в диапазоне рабочих температур от минус 60°C до плюс 70°C, а также в условиях пожара.
Достижение технического результата обеспечивает высокочастотный симметричный герметизированный кабель парной скрутки, включающий сердечник состоящий, по крайней мере, из одной скрученной пары, изолированных полиэтиленом медных токопроводящих жил, поясную изоляцию, наложенную поверх пары, экран в виде оплетки из медных проволок, а также оболочку из полимерного материала, при этом пространство между скрученной парой, поясной изоляцией, экраном и оболочкой заполнено герметизирующим составом, причем токопроводящие жилы выполнены однопроволочными, поясная изоляция и оболочка - из полимерной композиции не содержащей галогенов, а герметизирующий состав - из низкомолекулярного кремнийорганического компаунда.
Согласно заявленной полезной модели, кабель включает сердечник, состоящий из двух или четырех скрученных пар, при этом каждая пара включает поясную изоляцию и индивидуально экранирована.
2
2
За счет предложенной конструкции кабеля достигается повышение его эксплуатационных качеств, в частности снижен коэффициент затухания пар при сечении токопроводящей жилы 0,2 мм, обеспечена передача данных на частоте до 250 МГц, достигнуто нераспространение горения при групповой прокладке кабеля, увеличение стойкости к продольному и радиальному гидростатическому давлению до 15,18 МПа (150 кгс/см), а также исключена возможность стекания герметизирующего заполнителя при предельно допустимой температуре эксплуатации 100°C, при этом диаметр кабеля уменьшен почти в полтора раза, а его масса в три-четыре раза.
Техническая сущность полезной модели поясняется следующими иллюстрациями:
фиг. 1 - вид поперечного сечения кабеля;
фиг.2 - вид продольного сечения кабеля.
Кабель включает следующие конструктивные элементы:
1 - токопроводящая жила из круглой медной проволоки;
2 - изоляция из полиэтиленовой композиции высокого давления;
3 - герметизирующий заполнитель из кремнийорганического компаунда;
4 - поясная изоляция из полимерной композиции, не содержащей галогенов;
5 - экран в виде оплетки из круглых медных луженых проволок;
6 - оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Конструктивные элементы, входящие в состав кабеля, имеют характеристики, приведенные в Таблице 1.
Заявленная полезная модель может быть реализована в трех вариантах высокочастотных симметричных герметизированных кабелей, волновым сопротивлением пар 75 Ом, 100 Ом и 120 Ом.
Технология изготовления кабеля согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.
2
2
Кабель включает пары скрученных между собой, токопроводящих жил 1 сечением 0,2 мм или 0,5 мм с нанесенным на каждую жилу изоляционным слоем из полиэтилена 2. Каждая пара скрученных токопроводящих жил заключена в поясную изоляцию 4 из не содержащей галогенов, полимерной композиции. Поверх поясной изоляции 4 наложен экран 5 в виде оплетки из медных луженых проволок. При этом пространство между скрученными токопроводящими жилами и поясной изоляцией заполнено кремнийорганическим компаундом 3. Индивидуально экранированные пары скручены в сердечник. Сердечник может содержать одну, две, четыре индивидуально экранированных скрученных пар. Поверх сердечника наложена герметичная оболочка 6 из не содержащего галогенов полимерного материала, с заполнителем из кремнийорганического компаунда 3.
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из круглой медной проволоки. На каждую токопроводящую жилу 1, методом экструзии накладывают изоляцию 2 из полиэтилена. Изолированные жилы 1, попарно скручивают на крутильной машине. Скрученные пары пропускают через дозатор с герметизирующим заполнителем 3 (например, двухкомпонентный компаунд кремнийорганический ПК-68 ВИКСИНТ, состоящий из пасты на основе синтетического термостойкого низкомолекулярного каучука СКТН и катализатора №68), с одновременным наложением поясной изоляции 4 методом экструзии. Поверх поясной изоляции 4 из полимерной композиции, не содержащей галогенов, (например, безгалогенная полимерная композиция ConGuard S-6645) накладывают экран 5 из оплетки медными лужеными проволоками. Индивидуально экранированные пары, в количестве от двух до четырех, скручивают в сердечник. Экранированную пару скрученных на крутильной машине в сердечник токопроводящих жил повторно пропускают через дозатор с компаундом, так чтобы межпроволочное пространство экрана, было заполнено герметизирующим составом. При этом одновременно наносят оболочку 6 из полимерной композиции, не содержащей галогенов. В случае повреждения оболочки 6 и вытеснения компаунда находящегося между сердечником и оболочкой, индивидуально экранированные и заключенные в поясную изоляцию 4 скрученные пары сохраняют продольную и радиальную герметичность и высокочастотную передачу сигналов в условиях помех. При повреждении поясной изоляции одной из скрученных в сердечник пар, другие пары сохраняют свою герметичность и высокочастотную передачу сигналов. Кроме сохранения работоспособности и частотных характеристик кабеля в условиях гидростатического продольного и радиального давления, он обладает свойствами не распространения горения при групповой прокладке, имеет низкое дымо- и газовыделение, причем в продуктах горения кабеля отсутствуют опасные для жизни концентрации галогенов, обеспечивает вертикальную прокладку кабеля при предельно допустимой температуре эксплуатации.
Кабели могут работать: при наружной прокладке при температуре окружающей среды от минус 60°C до плюс 70°C, в воде, в том числе морской, при температуре от плюс 2°C до плюс 35°C и глубиной до 1500 м; при вертикальной прокладке, с неограниченной разностью уровней.
Сравнение основных параметров полезной модели и кабелей марок КПВЭКГ 4×(2×0,5)э и КПВКГ-100 1×(2×0,5)э, [2], приведено в Таблице 2.
Литература
[1] ТУ 16.К99-020-2009. Кабели высокочастотные парной скрутки для структурированных систем связи судовые КВПЭфМ, КВПЭфМКГ. Технические условия, ООО НЛП «Спецкабель», г. Москва, 2009 г., 64 л.
[2] ТУ 0293-001-07537654-2005. Кабели судовые герметизированные парной скрутки. Технические условия, ОАО «СПО «Арктика», г. Северодвинск, 2006 г., 47 л.