ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной промышленности и может быть использована в конструкциях кабелей связи и сигнализации.
Известен электрический однопарный кабель связи типа КВСМ, который включает две токопроводящие жилы диаметром 0,4 мм, снабженные изоляционными оболочками из полиэтилена с индивидуальной расцветкой и скрученные в пару, поверх которой наложен экран из алюмолавсана с перекрытием металлическим слоем внутрь с подпуском под него экранной проволоки. Поверх экрана наложена влагозащитная поливинилхлоридная оболочка, не распространяющая горение (Журнал «Технологии и средства связи», 2004 г., г.Мытищи, Моск. обл., Коммунальное оборудование, стр.97-99).
Однако, этот кабель не может быть использован для передачи высокочастотных цифровых сигналов, так как материал изоляционной оболочки токопроводящих жил неоднороден, имеет шероховатость, что приводит к ухудшению передаточной функции кабельной линии.
Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемой полезной модели является электрический кабель связи, раскрытый в полезной модели по патенту №51782, класс Н 01 В 11/00. Этот кабель содержит токопроводящие жилы медные луженые или мягкие медные, однопроволочные или гибкие многопроволочные, снабженные изоляционными оболочками, выполненными из материала, содержащего полиэтилен и полипропилен, взятые в количестве от 6% до 48% от массы полиэтилена, жилы скручены в пару, поверх которой наложен экран с проложенной под ним экранной проволокой медной луженой или мягкой медной, однопроволочной или многопроволочной, линейной или многократно изогнутой, при этом кабель содержит выполненную из полимерного материала влагозащитную оболочку, не распространяющую горение и между этой оболочкой и экраном имеется воздушное пространство.
Этот известный кабель связи может быть использован для передачи высокочастотных цифровых сигналов, благодаря тому, что изоляционная оболочка каждой из жил выполнена из полимерного материала, содержащего полиэтилен и полипропилен, взятый в количестве от 6% до 48% от массы полиэтилена.
Однако, этот кабель в случае длительного нахождения его в воде не обеспечивает защиты от диффузионного просачивания воды в пространство под экран пары. Это
объясняется тем, что все полимерные материалы допускают диффузионное просачивание воды при наличии ее с внешней стороны и разницы давлений между внешней и внутренней стороной, что, как правило, реализуется в кабеле. Попадание влаги под экран пары приводит к ухудшению электрических параметров и, в конечном итоге, к прекращению связи вообще.
Технической задачей, предложенной полезной модели является создание электрического кабеля связи, имеющего расширенные эксплуатационные возможности за счет предотвращения диффузионного просачивания влаги внутрь кабеля с сохранением при этом требуемых электрических параметров.
Техническая задача решается тем, что предлагается электрический кабель связи, включающий две токопроводящие жилы, медные луженые или мягкие медные, однопроволочные или гибкие многопроволочные, снабженные изоляционными оболочками, выполненными из материала, содержащего полиэтилен и полипропилен, взятый в количестве от 6% до 48% от массы полиэтилена, скрученные в пару, поверх которой наложена экранирующая металлополимерная оболочка с проложенной под ней экранной проволокой медной, однопроволочной или многопроволочной, линейной или многократно изогнутой, указанная экранирующая оболочка выполнена в виде адгезионно соединенных между собой по всей поверхности соприкосновения наружного не распространяющего горение слоя из полимера и внутреннего металлического слоя.
Наличие внутреннего металлического слоя по всей поверхности экранирующей оболочки препятствует диффузии влаги внутрь кабеля, вследствие чего кабель сохраняет требуемые электрические параметры, например, электрическое сопротивление изоляции кабеля остается практически неизменным, независимо от эксплуатационных условий использования кабеля.
Целесообразно при прокладке кабеля в грунт, чтобы однопарный кабель дополнительно содержал наложенные на названную экранирующую оболочку слой водоблокирующего материала, броню из металлических проволок и влагозащитный шланг.
Для обеспечения возможности подвески кабеля на столбах и опорах связи с зажимами захватного типа, желательно, чтобы названный кабель дополнительно содержал расположенную поверх названной экранирующей оболочки защитную оболочку, и размещенный в ней трос параллельно паре токопроводящих жил.
Техническая задача решается также тем, что предлагается электрический кабель связи, включающий, по меньшей мере, два электрических однопарных кабеля, выполненных по п.1, размещенные в защитной оболочке.
Такое конструктивное выполнение кабеля обеспечивает упрощение технологии прокладки нескольких одинаковых однопарных кабелей, выполняющих одинаковые функции.
Целесообразно для обеспечения компактности конструкции, чтобы в предлагаемом многопарном кабеле, по меньшей мере два названных электрических однопарных кабеля были скручены между собой в сердечник, размещенный в названной защитной оболочке, выполненной из влагозащитного материала, не распространяющего горение.
Для прокладки кабеля непосредственно в грунт, желательно, чтобы многопарный кабель дополнительно содержал наложенные на названную защитную оболочку слой водоблокирующего материала, броню из металлических проволок и влагозащитный шланг.
Для подвески кабеля на столбах и опорах связи со спиральными зажимами обвивающего типа целесообразно, чтобы многопарный кабель дополнительно содержал трос и скрученные вокруг него в сердечник, по меньшей мере два названных электрических однопарных кабеля, при этом сердечник размещен в названной защитной оболочке.
Целесообразно, для подвески кабеля на столбах и опорах связи с зажимами захватного типа, чтобы многопарный кабель содержал по меньшей мере два названных электрических однопарных кабеля скрученных в сердечник и дополнительно содержал бы трос, размещенный в названной защитной оболочке параллельно по длине сердечника.
В дальнейшем предлагаемая полезная модель поясняется конкретными примерами выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 изображает поперечное сечение предлагаемого однопарного электрического кабеля;
фиг.2 изображает поперечное сечение многопарного электрического кабеля;
фиг.3 изображает поперечное сечение бронированного электрического кабеля;
фиг.4 изображает поперечное сечение однопарного кабеля или многопарного кабеля с встроенным в защитную оболочку тросом;
фиг.5 изображает поперечное сечение многопарного электрического кабеля с встроенным в сердечник тросом.
Однопарный кабель 1 (фиг.1) состоит из двух токопроводящих жил 2, каждая из которых снабжена изоляционной оболочкой 3, выполненной из материала, содержащего полиэтилен и полипропилена, причем содержание полипропилена должно составлять от 6% до 48% от массы полиэтилена. Изолированные жилы 2 скручены между собой в пару,
поверх которой наложена экранирующая металлополимерная оболочка 4 с подпуском под нее экранной проволоки 5. Оболочка 4 выполнена в виде адгезионно соединенных между собой наружного не распространяющего горение слоя 6 из полимера и внутреннего металлического слоя 7, благодаря которому влага не проникает внутрь кабеля, что позволяет ему сохранять свои требуемые электрические параметры, например, электрическое сопротивление изоляции кабеля, остается практически неизменным.
Для расширения эксплуатационных и технологических возможностей токопроводящие жилы 2 и экранная проволока 5 могут быть выполнены из следующих материалов.
При использовании коннекторов с ножевыми разъемами токопроводящие жилы 2 и экранная проволока 5 выполняются мягкими медными однопроволочными.
При использовании соединителей с пайкой жил 2 и экранной проволоки 5 они выполняются медными лужеными однопроволочными.
При монтаже кабеля винтами под плинт токопроводящие жилы 2 и экранная проволока 5 выполняются многопроволочными из мягких медных проволок.
При использовании кабеля во влажном климате при возможной коррозии меди и при его монтаже винтами под плинт токопроводящие жилы 2 и экранная проволока 5 выполняются многопроволочными из медных луженых проволок.
Экранная проволока 5 может быть выполнена многократно изогнутой, что упрощает технологию наложения экранирующей металлополимерной оболочки 4 за счет частичной укладки ее между витками скрученных в пару изолированных токопроводящих жил 2.
На фиг.2 изображен многопарный электрический кабель 8, включающий по меньшей мере два электрических скрученных между собой в сердечник однопарных кабеля 1, покрытых общей защитной оболочкой 9, выполненной из пластмассы и не распространяющей горение.
Для обеспечения возможности прокладки непосредственно в грунт изготавливается бронированный кабель 10 (фиг.3), сердечником которого служит однопарный кабель 1, поверх которого накладываются слой 11 из водоблокирующего материала, броня из круглых проволок 12, накладываемых повивно или в виде оплетки, влагозащитный полиэтиленовый шланг 13.
Также сердечником бронированного кабеля 10 может быть многопарный кабель 8, поверх которого накладываются слой 11 из водоблокирующего материала, броня из
круглых проволок 12, накладываемых повивно или в виде оплетки и влагозащитный пластмассовый шланг 13.
Для подвески на опорах линий связи и заборах изготавливаются кабели 14 с встроенным тросом 15 (фиг.4) или многопарные кабели 16 с встроенным тросом 17 (фиг.5).
Кабель 14 включает однопарный кабель 1 или сердечник многопарного кабеля 8, образованный из скрученных, по меньшей мере, двух однопарных кабелей 1, трос 15 и дополнительную защитную оболочку 18. Трос 15 размещен в оболочке 18 параллельно сердечнику или параллельно паре токопроводящих жил. Кабель 16 (фиг.5) состоит из троса 17, с полимерным изоляционным слоем 19 и скрученных вокруг него в сердечник однопарных кабелей 1 и наложенной поверх сердечника общей защитной оболочкой 20.
Технология изготовления кабелей согласно заявляемой полезной модели включает следующие операции.
Токопроводящие жилы 2 изготавливаются из медной проволоки «катанки», как правило, диаметром 8 мм методом волочения. В зависимости от диаметра готовой токопроводящей жилы могут использоваться следующие операции: грубое и среднее волочение или грубое, среднее, тонкое волочение.
Токопроводящие жилы 2 могут быть медные луженые, медные нелуженые, однопроволочные и многопроволочные.
Однопроволочные нелуженые жилы подвергают отжигу, чтобы обеспечить мягкость. Для получения луженых жил отжиг не требуется. Лужение производится горячим способом, в результате чего жила становится мягкой.
Для многопроволочных жил по той же технологии изготавливается в требуемом количестве проволока, которая затем скручивается в требуемом сочетании на машинах сигарного, рамочного или фонарного типов.
Изоляционная оболочка 3 на Токопроводящие жилы 2 наносится методом экструзии из смеси гранул технических полипропилена и полиэтилена, полученной до загрузки в бункер экструдера. Скрутка жил 2 с полиолефиновой изоляционной оболочкой 3 в пару производится обычно на машинах рамочного типа.
Экранная проволока 5 в сочетании с медным слоем металлополимерной оболочки изготавливается в виде мягкой медной проволоки, в сочетании с алюминиевым слоем - в виде луженой медной проволоки, может прокладываться прямолинейно и зигзагообразно, предварительно изогнутой (гофрированной) на специальном устройстве. В отдельных случаях экранная проволока изготавливается гибкой многопроволочной. Технология
изготовления экранной проволоки такая же, как и технология изготовления токопроводящей жилы.
Экранирующая металлополимерная оболочка 4 изготавливается следующим образом.
В качестве заготовки берется двухслойная лента, состоящая из слоя металла, покрытого тонким слоем полимера, однородным с основным полимером, предусмотренным для изготовления оболочки.
Лента подается продольно в свертывающее устройство металлом внутрь и далее в головку экструзионной линии, где на нее накладывается основная масса расплавленного полимера под давлением на проход.
Однородные полимеры свариваются между собой, но при этом сохраняются адгезионные силы, существовавшие в двухслойной ленте заготовки, что позволяет в итоге получить металлополимерную оболочку с равномерно распределенным слоем металла по внутренней поверхности оболочки, адгезионно соединенном с полимерньм слоем по всей поверхности соприкосновения.
Пластмассовая влагозащитная оболочка 9 многопарных кабелей 8, может изготавливаться как из поливинилхлоридного пластиката, так и из безгалогенного компаунда методом экструзии или из любого полимера, обеспечивающего не распространение горения.
Для бронированного кабеля 10 берется кабель 1 или многопарный кабель 8, на которые обмоткой по спирали на обмоточной машине накладывается лента из водоблокирующего материала 11. Также лента из водоблокирующего материала может подпускаться под броню 12 на операции бронирования. Наложение брони 12 может осуществляться в виде оплетки стальными оцинкованными проволоками или им аналогичными материалами на оплеточной машине или повивом на бронировочной машине.
Влагозащитный шланг 13 накладывают, как правило, из полиэтилена на экструзионной линии.
Трос 15 или 17 обычно покупается готовым, скрученным из металлических проволок, стеклонитей или прочных синтетических нитей. Полимерная изоляция 19 троса 17 может быть изготовлена из любого полимерного материала экструзионным способом.
Защитная оболочка 18 или 20, предпочтительно изготавливается из полиэтилена экструзионным способом, однако, вместо полиэтилена могут быть использованы и другие полимеры. При этом для кабеля 14, изображенного на фиг.4, оболочка накладывается на сердечник и трос одновременно. В сердечнике кабеля 16, изображенного на фиг.5, трос
закладывается в сердечник на операции скрутки, причем трос поступает продольно, а однопарные кабели скручиваются вокруг него.
Для подтверждения технического результата были изготовлены образцы электрического кабеля I (патентуемого) с экранирующей оболочкой, имеющей внутренний слой в виде алюмополивинилхлоридной ленты и наружный слой из поливинилхлоридного материала, не распространяющего горение, и электрического кабеля II (известного, типа КВСМВ) с экраном из алюмополиэтилентерефталатной ленты и поливинилхлоридной оболочкой, которые были подвергнуты испытанию по диффузии влаги под избыточным давлением 1 атм. через влагозащитную оболочку по длине 1 м в течении 30 суток. При этом в качестве критерия отказа работы кабеля было выбрано электрическое сопротивление изоляции, измеряемое на отрезке кабеля длиной 10 м. Результаты испытаний приведены в таблице.
Наименование кабелей
Электрическое сопротивление изоляции, МОм
Образец №1
Образец №2
Образец №3
До испытания
После испытания
До испытания
После испытания
До испытания
После испытания
Кабель I
7700
7300
6400
6800
5800
6100
Кабель II
6300
0,67
8500
1,2
7200
0,9
Как видно из таблицы, сопротивление изоляции образцов патентуемого кабеля I практически не изменилось, а у образцов известного кабеля II наблюдается снижение электрического сопротивления изоляции в результате диффузии влаги через влагозащитную оболочку