КАБЕЛЬ ТЕЛЕФОННЫЙ СТАНЦИОННЫЙ

Полезная модель относится к кабельной технике и может быть использована в конструкциях кабелей телефонных, предназначенных для межблочного монтажа современных электронных АТС и обеспечивающих высокоскоростную передачу цифровой информации.
Первоначально система городской телефонной связи была построена на основе передачи аналоговых сигналов по индивидуальной паре изолированных жил, прокладываемых от автоматической телефонной станции (АТС) до каждого абонента и входящих в линейный кабель типа ТПП. Внутри АТС за счет коммутационного оборудования индивидуальные пары жил абонентов соединялись такой же парой жил, входящей в станционный телефонный кабель типа ТСВ. Отличие кабеля ТСВ от кабеля ТПП заключалось в обеспечении требования по нераспространению горения в одиночной прокладке за счет использования поливинилхлоридного пластиката для изоляции и оболочки с некоторым ухудшением электрических параметров.
Кабель типа ТСВ имеет однопроволочные медные токопроводящие жилы диаметрами 0,4 и 0,5 мм, изолированные поливинилхлоридным пластикатом, скрученные в пары или тройки с шагом не более 100 мм, пары или тройки скрученные в сердечник. Поверх сердечника накладывают поясную изоляцию из полимерной ленты.
Поверх поясной изоляции накладывают экран из алюминиевой ленты с экранной проволокой.
В кабелях с числом пар или троек до 10 экран изготавливают из металлизированной бумаги с экранной проволокой в контакте с металлизированной поверхностью.
Поверх экрана накладывают влагозащитную оболочку из поливинилхлоридного пластиката (Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И.Яковлева «Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник», Энергоатомиздат, М., 1987 г.).
Совершенствование АТС привело к созданию методов электронной коммутации, что позволило резко сократить объем, занимаемый станционной аппаратурой и перейти к передаче дискретной информации между блоками АТС в частотном диапазоне до нескольких мегагерц. Одновременно были ужесточены требования по нераспространению горения. Теперь кабели телефонные станционные должны обеспечивать требования по нераспространению горения в пучке, а это повлекло необходимость введения специальных материалов, по крайней мере, для оболочек кабелей.
Известны также кабели для структурированных кабельных систем. Они имеют однопроволочные токопроводящие жилы изолированные полиэтиленом или полипропиленом или многослойной изоляцией из тех же материалов, причем один слой - вспененный. Жилы скручиваются попарно (общепринятый термин - витая пара) («Технический справочник. Кабели, провода, материалы для кабельной индустрии», 2-е издание, научно-производственное предприятие НКП «Эллипс», 2001 г.).
Считается, чтобы получить высококачественный высокочастотный кабель необходимо, чтобы жилы в пары были скручены с шагом не более примерно 1 дюйма≈25,4 мм (Д.Дж.Стерлинг, Л.Бакстер «Кабельные системы» 2-е издание, издательство «Лори», М., 2003 г.).
Кабели с полиэтиленовой изоляцией превосходят кабели с поливинилхлоридной изоляцией на высоких частотах по такому важному параметру как коэффициент затухания. Однако при применении для межблочного монтажа короткими длинами, (как правило: меньше 70 м) и на частотах до 16 мГц этот параметр не является определяющим. В этом случае более важным является параметр переходного затухания на ближнем конце (NEXT), который не зависит от материала изоляции.
Известно, что кислородный индекс полиэтилена меньше кислородного индекса поливинилхлоридного пластиката, что позволяет подобрать такую меньшую толщину изоляции из поливинилхлоридного пластиката, чтобы суммарный кислородный индекс не уступал индексу кабеля с полиэтиленовой изоляцией. Это дает еще одно неоценимое в условиях межблочного монтажа АТС свойство: минимальность конструктивных размеров. Кроме того, цены на полиэтилен и поливинилхлоридный пластикат для изоляции примерно одинаковы.
Оценку свойств по нераспространению горения кабелей в пучке можно произвести по суммарному кислородному индексу «∑KИ»:
из
из
об
об
∑КИ=КИm+КИm
из
об
где КИ, КИ - кислородные индексы материала изоляции и оболочки, соответственно;
из
об
m; m - массы материалов изоляции и оболочки, соответственно.
В качестве прототипа выберем кабель марки ТСВ.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание телефонного станционного кабеля для передачи высокочастотных (высокоскоростных) цифровых сигналов до 16 мГц, предназначенного для межблочного монтажа короткими длинами и обеспечивающего требование по нераспространению горения в пучке при минимальных конструктивных размерах.
Техническая задача решается тем, что предлагается Кабель телефонный станционный, состоящий из сердечника, выполненного из пучков, попарно скрученных медных или медных луженых однопроволочных токопроводящих жил причем пары скручены между собой в пучки, а пучки скручены в сердечник, изолированных поливинилхлоридным пластикатом, и влагозащитной оболочки из поливинилхлоридного пластиката, отличающийся тем, что жилы скручены в пары с шагом не более 35 мм, шаги скрутки для пар в пучках различны, но согласованы между собой, а влагозащитная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката с низким дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной композиции с кислородным индексом не менее 35.
Преимущественно подобные кабели выполняются на соответствие требованиям к кабелям для структурированных кабельных систем третьей категории с диаметрами токопроводящих жил от 0,4 мм до 0,64 мм (0,4 мм, или 0,5 мм, или 0,51 мм, или 0,52 мм, или 0,6 мм, или 0,64 мм), известное обозначение LAN - кабели (кат.3).
С целью использования кабелей для подвижного монтажа целесообразно изготавливать токопроводящие жилы гибкими многопроволочными (скрученными из нескольких медных или медных луженых проволок). Луженые жилы применяются при использовании технологии монтажа пайкой.
С целью снижения уровня задымленности при пожаре целесообразно изготавливать изоляцию из поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35.
С целью улучшения технологичности производства целесообразно на сердечник наложить поясную изоляцию из поливинилхлоридной или полиэтилентерефталатной ленты.
С целью защиты от внешних электромагнитных наводок целесообразно под оболочкой проложить экран из алюминиевой, медной или металлополимерной ленты полимером кверху с экранной проволокой в контакте с металлом.
С целью создания более экономичной конструкции целесообразно пары скручивать непосредственно в сердечник повивной скруткой, что, однако приводит к усложнению процесса согласования шагов скрутки пар по критерию электромагнитной совместимости.
Для удобства монтажа целесообразно накладывать поясную изоляцию из поливинилхлоридных или полиэтилентерефталатных лент на сердечник и/или пучки.
Для скрепления пучков с целью сохранения формы на технологических переделах целесообразно накладывать на сердечник и/или пучки скрепляющую обмотку из нитей или узких (шириной 3 мм) полимерных лент.
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения и прилагаемым чертежом, на котором изображено поперечное сечение телефонного станционного кабеля, состоящего из нескольких токопроводящих жил 1, изолированных поливинилхлоридным пластикатом 2, скрученных в пары 3, в свою очередь, скрученных в сердечник, и влагозащитной оболочки 4 из специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымовыделением и кислородным индексом не менее 30 или из безгалогенной полимерной композиции с кислородным индексом не менее 35.
Технология изготовления кабелей согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.
Медные токопроводящие жилы 2 изготавливают, из медной проволоки «катанки» преимущественно диаметром 8 мм методом волочения. Применяются две операции:
грубое и среднее волочение. После чего проволоку отжигают либо в специальных печах отжига, либо в устройствах отжига на проход, встроенных в машины среднего волочения.
Для изготовления проволок многопроволочной токопроводящей жилы добавляется еще одна операция - тонкое волочение.
Многопроволочную токопроводящую жилу скручивают на машинах сигарного или рамочного типа.
Лужение производится на одноходовых или многоходовых лудильных установках. Олово наносится непосредственно на однопроволочную токопроводящую жилу или на проволоку, из которых впоследствии скручивается многопроволочная токопроводящая жила.
Изоляцию 3 накладывают на автоматических экструзионных линиях. Современные экструзионные линии совмещают три операции: среднего волочения, отжига на проход и изолирования.
Скрутку жил в пары и пар в сердечник или элементарный пучок с числом пар до 5 производят на специальной машине десятипарной скрутки. При числе пар в сердечнике более 10, скрутку сердечника производят на машине пучковой скрутки.
Возможно, скрутку жил в пару производить на отдельных машинах рамочного типа. В этом случае пучок и сердечник скручивается из пар на машинах фонарного типа.
Поясную изоляцию и экран можно наносить на обмоточном устройстве, встроенном в машины, на которых скручивается сердечник.
Влагозащитную оболочку 4 накладывают на экструзионной линии. Возможно, совмещение продольного нанесения поясной изоляции в виде лент из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилентерефталата и экрана из металлополимерной ленты с подпуском экранной проволоки.
Накладывать продольно экран из алюминиевых и медных лент не допускается, так как при изгибах кабелях происходят обрывы лент и нарушение сплошности экрана, что при передаче высокочастотных (высокоскоростных) сигналов приводит к снижению качества экранирования.
Для подтверждения технического результата были изготовлены три образца кабеля марки ТСВ 25х2х0,5 длиной 70 м каждый и три образца кабеля, длиной 70 м каждый, по данной полезной модели 25х2х0,5 с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката с низким дымовыделением марки ППО кислородным индексом не менее 35
Оболочка кабеля марки ТСВ 25х2х0,5 была выполнена из обычного поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом от 19 до 24.
Были проведены испытания на нераспространение горения при одиночной прокладке и при прокладке в пучке, а также измерено переходное затухание на ближнем
конце между парами в диапазоне частот от 1 МГц до 16 МГц. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.
Таблица 1.
Исследуемый параметр
Кабель марки ТСВ 25×2×0,5 образец №
Кабель по полезной модели 25×2×0,5 образец №
1
2
3
1
2
3
Нераспространение горения при одиночной прокладке
Выд.
Выд.
Выд.
Выд.
Выд.
Выд.
Нераспространение горения при прокладке в пучке
Не выд.
Не выд.
Не выд.
Выд.
Выд.
Выд.
Минимальное значение Переходного затухания на ближнем конце (NEXT) на частотах, МГц: 0,772
39
37
39
68
73
67
1,0
36
36
38
65
68
63
4,0
30
29
31
54
59
54
8,0
26
25
29
52
55
52
10,0
25
24
28
50
51
48
16,0
20
21
20
46
49
45
Примечание к таблице: Запись «Выд.» означает, что образец кабеля испытание выдержал, запись «Не выд.» означает, что образец кабеля испытания не выдержал.
Как видно из результатов испытаний, приведенных в таблице, образцы кабеля по предлагаемой полезной модели выдержали оба испытания на нераспространение горения, а образцы кабеля марки ТСВ 25×2×0,5 выдержали только испытание на нераспространение горения при одиночной прокладке. Все образцы кабеля марки ТСВ 25×2×0,5 испытание на нераспространение горения при прокладке в пучке не выдержали.
Сравнение результатов измерений переходного затухания на ближнем конце (NEXT) кабелей показывает, что кабели по данной полезной модели значительно превосходят кабели марки ТСВ 25х2х0,5 (чем больше переходное затухание, тем выше качество кабеля).
В таблице 2 представлены результаты сравнения переходного затухания на ближнем конце (NEXT) кабеля по данной полезной модели с нормами для LAN - кабеля 3-ей категории.
Таблица 2
Частота, МГц
NEXT, ∂Б/100 м
Норма для 3-ей категории
Образец №1
Образец №2
Образец №3
Измеренное значение
%от нормы
Измеренное значение
%от нормы
Измеренное значение
%от нормы
0,772
43
68
158
73
170
67
156
1,0
41
65
159
68
166
63
154
4,0
32
54
169
59
184
54
169
8,0
28
52
186
55
196
52
186
10,0
26
50
192
51
196
48
185
16,0
23
46
200
49
213
45
196
Как видно из таблицы 2 значения NEXT для кабеля по данной полезной модели значительно превышают нормируемые для кабелей 3-ей категории.
Таким образом, результаты испытаний, представленные в таблице подтверждают достижение технического результата.