Кабель для систем автоматики, телемеханики и связи

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкции кабелей для систем автоматики, телемеханики и связи для использования в местах с повышенным электромагнитным влиянием, например, для электрофицированных железнодорожных дорог, метрополитена и пр.
Уровень техники
Из уровня техники известен кабель для систем автоматики, содержащий изолированные токопроводящие жилы, поверх которых наложены поясная изоляция, металлический экран и изолирующая оболочка (патента RU 60779, опубликован 27.01.2007). Данный известный кабель не обеспечивает эффективной защиты рабочих цепей и элементов кабеля от повышенного влияния электромагнитных полей от внешних источников.
Сущность полезной модели
Полезная модель решает задачу создания долговечного электрического кабеля для работы в условиях повышенных внешних электромагнитных полей.
Достигаемый технический результат заключается в повышении защищенности рабочих цепей кабеля от внешних электромагнитных полей и повышении срока службы кабеля.
Указанный технический результат достигается тем, что кабель для систем автоматики, телемеханики и связи содержит изолированные токопроводящие жилы, поверх которых наложены поясная изоляция, металлический экран и изолирующая оболочка, упомянутый металлический экран выполнен комбинированным и содержит повив из алюминиевых проволок и обмотку из металлической ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что кабель содержит броню из металлической ленты.
Указанный технический результат достигается также тем, что кабель содержит защитный шланг.
Указанный технический результат достигается также тем, что содержит нити из водоблокирующего материала, которые совместно с токопроводящими жилами образуют элементарные пучки, скрученные в сердечник.
Указанный технический результат достигается также тем, что поясная изоляция выполнена из лент из полимерного и водоблокирующего материала и оболочки из полимерного материала.
Указанный технический результат достигается также тем, что токопроводящие жилы выполнены однопроволочными или многопроволочными.
Указанный технический результат достигается также тем, что металлическая лента выполнена из алюминия.
Указанный технический результат достигается также тем, что металлическая лента выполнена алюмополимерной.
Указанный технический результат достигается также тем, что металлическая лента выполнена из алюминиевого сплава.
Отличительной особенностью настоящей полезной модели является применение комбинированного электропроводящего металлического экрана.
Перечень фигур чертежей
На фиг. 1 изображено поперечное сечение кабеля.
Осуществление полезной модели
Настоящая полезная модель предназначена для применения в системах автоматики, телемеханики и связи. Существует большое число случаев, когда электрические кабели эксплуатируются в условиях интенсивного внешнего электромагнитного поля, например, кабели, проложенные вдоль электрофицированных железных дорог или вдоль линий высоковольтных электропередач, в метрополитене и т.д.
Наличие внешнего электромагнитного поля, особенно изменяющегося, вызывает целый ряд физических процессов в элементах кабеля - наводится ЭДС самоиндукции, появляются блуждающие токи, усиливается индуцирование и накопление статического электричества и т.д. Эти процессы отрицательно сказываются на ресурсе кабеля и его эксплуатационных свойствах.
Защита рабочих цепей кабеля от внешнего электромагнитного поля является актуальной и решается путем экранирования сердечника кабеля, скрученного из изолированных токопроводящих жил.
Как правило, в качестве защитного экрана используют обмотку металлической лентой или повив из металлических проволок. Каждый из типов однородных металлических экранов обладает удовлетворительными показателями в отношении внешнего воздействия определенного вида. Например, в условиях внешнего электростатического поля экран в виде обмотки металлической лентой достаточно эффективен. Однако в условиях электромагнитного поля непостоянной напряженности слои ленты проявляют эффект конденсатора, что усиливает интенсивность переходных процессов в элементах кабеля. Экран в виде повива из металлических проволок не создает емкостного реактивного электричества, но создают неравномерное поле.
Настоящая полезная модель решает задачу улучшения электромагнитной защиты путем создания комбинированного электропроводящего экрана, конструкция которого включает как повив из металлических проволок, так и обмотку металлической лентой, при этом и тот и другой выполняются из материалов с близкими электрическими свойствами.
Кабель для систем автоматики содержит одно- или многопроволочные токопроводящие жилы 1, снабженные изоляцией 2. Поверх токопроводящих жил 1 наложены поясная изоляция 7, металлический экран и изолирующая оболочка 11. Металлический экран выполнен комбинированным и содержит первый слой в виде повива 9 из алюминиевых проволок и второй слой в виде повива (обмотки) 10 из металлической ленты.
Изолированные токопроводящие жилы 1 совместно с нитями 3 из водоблокирующего материала могут формировать элементарные пучки 4. Элементарные пучки 4 могут обмотываться синтетическими нитями или лентами 5 и скручиваться в сердечник 6. Количество токопроводящих жил, пар, пучков может быть различным. Изолированные жилы в элементарных пучках могут иметь индивидуальную расцветку, соответствующую номеру пары или жилы в пучке. Скрепляющие синтетические нити или ленты могут также выполняться разного цвета для идентификации пучков.
Кабель может содержать броню 12 из металлической ленты (например, из стальных или стальных оцинкованных лент) и защитный шланг 13, выполненный из светостабилизированного полиэтилена, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Поясная изоляция 7 может быть выполнена из лент из водоблокирующего и полимерного материала. Поясная изоляция 7 может быть выполнена из чередующихся слоев лент из водоблокирующего и полимерного материала и включать оболочку из полиэтилена. Между слоями лент поясной изоляции 7 может быть проложена продольно контрольная однопроволочная или многопроволочная изолированная жила 8 из медной мягкой проволоки. Поверх поясной изоляции 7 может прокладываться лента из водоблокирующего материала.
Металлическая лента может быть выполнена из алюминия, алюмополимерной или из алюминиевого сплава толщиной не менее 0,1 мм. Главным является выполнять ленту из материала такого же или близкого по электрическим свойствам к материалу проволочного элемента.
Поверх комбинированного экрана может накладываться оболочка из светостабилизированного полиэтилена, либо из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности, либо из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Значение идеального коэффициента защитного действия металлопокровов известных кабелей на частоте 50 Гц при продольной ЭДС (30-300) В/км составляет:
для небронированных кабелей с экраном из алюмополиэтиленовой или алюминиевой ленты - не более 0,99;
для бронированных кабелей с экраном из алюмополиэтиленовой или алюминиевой ленты - не более 0,95.
Конструкция комбинированного экрана в соответствии с настоящей полезной моделью повышает защищенность рабочих цепей кабеля от внешних электромагнитных влияний, в том числе от электромагнитного влияния электрифицированных железных дорог.
Идеальный коэффициент защитного действия металлопокровов  кабелей с комбинированным экраном в соответствии с настоящей полезной моделью на частоте 50 Гц при продольной ЭДС (30-300) В/км составляет:
для небронированных кабелей - не более 0,7;
для бронированных кабелей - не более 0,1.
Технология изготовления кабеля базируется на использовании известного промышленного кабельного оборудования. Токопроводящие жилы 1 изолируются полимерным материалом 2 на экструзионной линии, имеющей экструдер с диаметром шнека (45-60) мм. Изолированные одиночные жилы  или скрученные в пару изолированные жилы совместно с нитями 3 из водоблокирующего материала скручиваются в элементарные пучки 4, обмотанные нитями или лентами 5 из синтетического материала, скручиваются в сердечник 6 на крутильных машинах рамочного типа или машинах SZ - скрутки. Наложение поясной изоляции 7 в виде обмотки лент из водоблокирующего материала и лент из полимерных материалов производится на обмоточных машинах или совмещается с операцией наложения изолирующей оболочки. Изолирующая оболочка 11 из полиэтилена, входящая в состав поясной изоляции накладывается, например, на экструзионной линии типа МЕ-160/4.
Комбинированный экран 9, состоящий из повива из алюминиевых проволок и обмотки из металлической ленты, может изготавливаться на крутильных машинах типа МКТ и на обмоточных крутильных машинах типа ОГ2.
В бронированном варианте броня 11 накладывается на лентобронированных машинах типа БМ.
Внешний защитный шланг 13 накладывается на экструзионных линиях типа МЕ-160/4.
Конструкция комбинированного экрана повысила защищенность рабочих цепей кабеля от внешних электромагнитных влияний, в том числе от влияния электрифицированных железных дорог. В результате этого, гарантированный срок службы кабеля увеличился с 20 до 30 лет.
Дополнительно использование водоблокирующих материалов в конструкции кабеля значительно уменьшило трудоемкость проведения монтажных и ремонтно-восстановительных работ на кабельных линиях.