1 Конструкция и маркировка электрич кабелей. Классификация и маркировка кабелей связи

• Название: Классификация и маркировка кабелей связи
• Дата: 09.12.2022
• Размер: 1.12 Mb.
• Имя файла: 1 Конструкция и маркировка электрич кабелей.docx
• Тип: Документы; #836401

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Кабелем называется конструкция, (стоящая из скрученных вместе изолированных проводников (сердечник), заключенных в общую влагозащитную оболочку и броневые покровы.

Кабели связи классифицируются по ряду признаков:

• 
  области назначения,
  
• 
  области применения,
  
• 
  условий прокладки и эксплуатации,
  
• 
  спектра передаваемых частот,
  
• 
  конструкции,
  
• 
  материала и формы изоляции,
  
• 
  системы скрутки,
  
• 
  рода защитных покровов.
  

В зависимости от области применения кабели связи разделяются на : магистральные, зоновые (внутриобластныe), сельские, городские, подводные, а также кабели для соединительных линий и вставок. Изготовляются также радиочастотные кабели для фидеров питания антенны радиостанций и монтажа радиотехнических установок.

В зависимости от условий прокладки и эксплуатации кабели подразделяют­ся на: подземные, подводные, подвес­ные и кабели для протяжки в теле­фонной канализации.

По спектру передаваемых частот кабели связи делятся на низкочастот­ные (тональные) и высокочастотные (от 12 кГц и выше).

По конструкции и взаимному рас­положению проводников цепи кабели подразделяются на симметричные и коаксиальные. Симметричная цепь состоит из двух совершенно одинаковых в элек­трическом и конструктивном отноше­ниях изолированных проводников. Коаксиальная цепь пред­ставляет собой два цилиндра с совме­щенной осью, причем один цилиндр — сплошной проводник — концентриче­ски расположен внутри другого ци­линдра полого.

В за­висимости от:

• 
  состава входящих в кабель элементов — однородные и комбинирован­ные;
  
• 
  материала и структуры изоляции — с воздушно-бумажной, кордельно-бумажной, кордельно-стирофлексной (полистирольной), сплошной полиэтилено­вой, пористо-полиэтиленовой, балонно-полиэтиленовой, шайбовой, поли этиленовой, фторопластной и другой изоляцией;
  
• 
  вида скрутки изолированных про­водников в группы – парной и четве­рочной (звездной), в сердечник — повивной и пучковой скрутки.
  
• 
  по виду оболочек: металлические (свинец, алю­миний, сталь), пластмассовые (поли­этилен, поливинилхлорид), мёталлопластмассовые (альпэт, стальпэт) ,
  
• 
  по виду защитно-броневых по­кровов (ленточная или проволочная броня, джутовый или пластмассовый покров).
  

Кабельные проводники. Токопроводящие жилы (обычно круглой формы) кабелей связи долж­ны обладать высокой электрической проводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью. Материала­ми для изготовления кабельных жил являются медь и алюминий. Медная проволока используется диаметром 0,32; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 мм для кабелей городских телефонных сетей и 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4 мм для междугородных кабелей. На городских сетях наиболее широко применяются кабели с жилами диа­метром 0,5 мм, а для междугородной связи — с жилами диаметром 1,2 мм. Алюминиевые жилы имеют диаметры 1,15; 1,55; 1,8 мм. Эти жи­лы аналогичны по электрической про­водимости медным с диаметром 0,9; 1,2 и 1,4 мм соответственно. По меха­ническим характеристикам лучшие результаты дают алюминиевые спла­вы, содержащие присадку из магния, железа и других металлов. Наряду со сплошными цилиндриче­скими проводниками используются также проводники несколько более сложной конструкции. В тех кабелях, где требуются повышенная гибкость и механическая прочность, токопроводящая жила представляет собой несколько скрученных проволок (ча­ще 7, 12, 19 и т. д.). Имеются также биметаллические проводники конст­рукции алюминий — медь. В подвод­ных кабелях применяется многопрово­лочная жила, состоящая из проволок разного сечения. В центре такой жи­лы размещается толстый проводник, а повив состоит из тонких проволок. Указанные токопроводящие жилы используются для симметричных ка­белей и в качестве внутреннего про­водника коаксиального кабеля.

Внеш­ний проводник коаксиального кабеля, имеющий форму полого цилиндра, изготовляется в виде тонкой трубки из меди и алюминия. В электриче­ском отношении наилучшей формой внешнего проводника коаксиального кабеля является однородная по всей длине трубка. Наибольшее применение в коаксиальных кабелях дальней связи получила конструкция внешнего проводника типа «молния» как более технологичная и обеспечивающая требуемую электрическую разнородность по длине.

КАБЕЛЬНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ. Материал, применяемый для изоляции кабельных жил, должен обладать высокими и стабильными во времени электрическими характеристиками, быть гибким, механически прочным и не требовать сложной технологической обработки. В электрическом отношении свойства изоляции определяются следующими параметрами: электрической прочностью U, при которой происходит пробой изоляции; удельным электрическим сопротивлением р, характеризующим величину тока утечки в диэлектрике; диэлектрической проницаемостью е, характеризующей степень смещения (поляризации зарядов в диэлектрике при воздействии на него электрического поля; тангенсом угла диэлектрических потерь tg6 (или величиной диэлектрических потерь), характеризующим потери высокочастотной энергии в диэлектрике. Наилучшим диэлектриком является ВОЗДУХ, который обладает ε→1; р→∞ и tg>0. Однако создать изоляцию только из воздуха практически невоз­можно. Поэтому кабельная изоляция, как правило, является комбинирован­ной и должна содержать как воздух, так и твердый диэлектрик, причем ко­личество твердого диэлектрика долж­но быть минимальным и определяться требованием устойчивости изоляции и жесткости ее конструкции. Изоляция должна предохранять токопроводящие жилы от соприкосновения между собой и строго фиксировать взаимное расположение жил в группе по всей длине кабеля. Сейчас наиболее использу­ются полимеризационные пластмассы типа полистирол (стирофлекс), поли­этилен, фторопласт, поливинилхлорид и др. Выгодное сочетание высоких электрических характеристик в широ­ком спектре частот, влагостойкости к различным агрессивным средам и сравнительно несложной технологиче­ской обработки обеспечило пластмас­сам широкое применение в кабелях связи в качестве изоляции и защит­ных оболочек.

Бумага, предназначенная для изо­ляции жил, вырабатывается из суль­фатной целлюлозы. Для удобства монтажа бумагу окрашивают в раз­ный цвет: красный, синий, зеленый. Бумажный кордель представляет со­бой нить, скрученную из кабельной бумаги диаметром 0,6; 0,76 и 0,85 мм.

Полистирол (стирофлекс) выраба­тывают из жидкого стирола, исход­ным сырьем для которого является нефть или каменный уголь. Полисти­рол — прозрачный, гибкий и негигро­скопичный материал, из которого вы­рабатывают ленты толщиной 0,045 мм и шириной 10—12 мм и кордель диа­метром 0,8 мм для изоляции жил вы­сокочастотных кабелей связи. Полистирол имеет различную рас­цветку — красную, синюю, зеленую. Недостатком полистирола является его низкая теплостойкость, находя­щаяся в пределах 65—80°С.

Полиэтилен получают путем поли­меризации жидкого этилена. Полиэти­лен представляет собой молочно-бе­лый (иногда желтовато-белый) мате­риал, на ощупь напоминающий пара­фин. При поджигании загорается медленно и горит синеватым пламе­нем без копоти. Полиэтилен термо­пластичен, температура его размягче­ния около 110°С. При обычной температуре на него не действуют кислоты щелочи. Пористый полиэтилен получается введением в состав композиции полиэтилена газообразователей или порофоров, способных при определенных температурах переходить в газообразное состояние.

Поливинилхлорид получается путем полимеризации винилхлорида. Чтобы получить из поливинилхлорида мягкий материал, его смешивают с пластификатором. Поливинилхлорид весьма устойчив к действию химических реагентов, однако он сравнительно легко разлагается при нагревании, выделяя хлористый водород. Важным свойством его является негорючесть, тому он нашел широкое применение в качестве оболочек станционных кабелей связи. Существенным недостатком поливинилхлорида является сравнительно низкая теплостойкость (не выше70°С) и низких температурах пластификатор теряет прочность, а при высоких резко ухудшает свои электрические свойства.

Типы изоляции кабелей связи:

• 
  трубчатая — выполняется в виде бумажной или пластмассовой ленты, нанесенной в виде трубки
  
• 
  кордельно-трубчатая изоляция, состоящая из пластмас­совых корделя и трубки.
  

Из различных диэлектриков и кон­структивных форм изоляции наиболь­шее применение в настоящее время получили:

для кабелей городской и сельской связи — трубчатая, выполненная в ви­де обмотки бумажными лентами, сплошная полиэтиленовая, пористая бумажная или полиэтиленовая;

для симметричных кабелей между­городной связи — кордельно-стирофлексная, баллонная, кордельно-трубчатая или пористая из полиэтилена; для коаксиальных кабелей — шай­бовая, баллонная, геликоидальная и пористая (во всех случаях диэлектри­ком является полиэтилен);

для подводных коаксиальных кабе­лей — сплошная полиэтиленовая изо­ляция.

Типы скруток токопроводящих жил. Отдельные жилы обычно скручива­ют в группы, называемые элементами симметричного кабеля. В результате жилы цепи ставятся в одинаковые условия по отношению друг к другу. При этом снижаются электромагнит­ные связи между цепями и повышает­ся защищенность их от взаимных и внешних помех. Кроме того, скрутка облегчает взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспечивает ему более устойчивую и круглую фор­му. Существует несколько способов скрутки жил в группы:

• 
  Парная скрутка (П) —две изоли­рованные жилы скручивают вместе в пару с шагом скрутки не более 300мм.
  
• 
  Скрутка четверочная или звездная (3) — четыре изолированные жилы, расположенные по углам квадрата, скручивают с шагом скрутки пример­но 150—300 мм; разговорные пары в этой скрутке образуются диагональных жил.
  
• 
  Скрутка двойная пара (ДП)—две предварительно свитые разговори пары (a, b и с, d) скручивают меж собой в четверку. Шаги скрутки пар должны быть отличны: как один от другого, так и от ша скрутки самой четверки. Шаг скрутки пар принимается в пределах 400- 800 мм, а шаг скрутки четверки 150—300 мм.
  
• 
  Скрутка двойной звездной (ДЗ) четыре предварительно свитые па вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку.
  
• 
  Восьмерочная скрутка (В)—восемь жил группы располагаются концентрически вокруг сердечника из изолированного материала, например с рефлексного (полиэтиленового) корделя. Из восьми жил могут быть образованы две четверки: первая четверка с нечетными номерами, вторая — из жил с четными номерами. Всего могут быть получены четыре основные пары и две фантомные с одинаковыми параметрами передачи.
  

Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабильность по электрическим параметрам, является звездная скрутка. Эта скрутка получила преимущественное применение в междугородных кабелях связи. Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении городских телефонных кабелей. Скрутки ДП и ДЗ не получили широкого применения в современных конструкциях кабелей связи.

Построение кабельного сердечника. Скрученные в группы изолированные жилы систематизируют по определенному закону и объединяют в общий кабельный сердечник, зависимости от характера образования сердечника различают две системы скрутки: повивную и пучковую. При пучковой скрутке группы сначала скручивают в пучки, содержащие по нескольку десятков групп более распространены пучки из 1и 100 групп), после чего пучки, скручиваясь вместе, образуют сердечник кабеля. Пучковая скрутка применяется лишь для низкочастотных кабелей городских сетей. Основным видом общей скрутки в современных кабелях дальней связи является повивная скрутка. Группы располагают последователь­ными концентрическими слоями (повивами) вокруг центрального повива, состоящего из одной-пяти групп. Смежные (рядом расположенные) повивы скручиваются в противоположные стороны с целью уменьшения вза­имного влияния между группами смежных повивов и придания кабель­ному сердечнику большей механиче­ской устойчивости. Такое расположе­ние повивов облегчает также отделение их друг от друга при монтаже кабеля.

При однородной кабельной скрутке для образования повивов в кабеле применяют пять различных форм скрутки с 1, 2, 3, 4 и 5 группами в центральном повиве. Диаметр цент­рального повива при различном чис­ле групп определяют по формуле где d — диаметр группы; n — число групп в центральном повиве (две—пять). При n=1, т. е. когда в центре имеется од­на группа, диаметр равен диаметру этой группы (D = d}; при n = 2 D = — 2,0d; при n =3 D = 2,155d; при n = 4 D = 2,Ш d; при n = 5 D = 2,7d. Зная число групп (элементов) в цент­ральном повиве, можно определить их число в последующих повивах. Так, если имеется какая-либо кабельная скрутка, 'у которой, считая от центра, повив имеет m групп, то в следующем повиве будет m'=m + 2πm + 6 групп. Следовательно, при повивной скрутке число групп (элементов) в каждом последующем повиве увеличивается на шесть по сравнению с предыду­щими. Исключением из этого прави­ла является второй повив в том слу­чае, когда в первом (центральном) повиве имеется лишь одна группа. Тогда во втором повиве увеличение будет не на шесть, а на пять групп. Так, как группы каждого последую­щего повива накладываются на пре­дыдущий по винтовой линии, то дли­на жил кабеля увеличивается по срав­нению с длиной кабеля. Удлинение жил кабеля учитывается через коэффициент укрутки.

Защитные оболочки. Сердечник кабеля, состоящий из скрученных по определенной системе групп, покрывают поясной изоляцией и заключают в герметичную оболоч­ку, предохраняющую кабель от влаги и возможных механических воздейст­вий, которые могут возникнуть в про­цессе транспортировки, прокладки и эксплуатации кабеля. В кабельной промышленности применяют следую­щие кабельные оболочки: металличе­ские, пластмассовые и металлопластмассовые. К металлическим оболочкам отно­сятся, главным образом, свинцовые, алюминиевые и стальные.

Свинцо­вые оболочки накладывают на ка­бель методом опрессования в горячем виде. Чтобы свинцовая оболочка име­ла большие твердость и вибростойкость, ее изготовляют из легированного свинца с присадкой 0,4—0,8 сурьмы.

Алюминиевые оболочки выпрессовывают в горячем виде или изготовляют холодным способом из ленты со сварным продольным швом. Известны методы сварки оболочки и алюминиевых лент высокочастотным токами или способом холодной сварки, давлением. Для больших диаметров кабеля (свыше 20-30 мм) применяют алюминиевые оболочки гофрированной конструкции, использование алюминиевых обо­ек является весьма прогрессивным. Алюминиевая оболочка легкая, дешевая и обладает высокими экранирующими и свойствами. Однако алюминий весьма подвержен электрохимической коррозии, и поэтому его надежно за­дают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем та. Толщины алюминиевых оболочек приведены в табл. 3.5.

Стальные оболочки изготовляют путем сварки лент толщиной 0,3— 0,5 мм, свернутых в трубку. Для повышения гибкости стальные оболочки подвергают гофрированию, а с целью защиты от коррозии покрывают полиэтиленовым шлангом с предвари­тельно наложенным слоем битума. Стоимость стальных оболочек состав­ляет 50% стоимости свинцовой обо­лочки и 64% — алюминиевой. Такие оболочки не требуют дополнительной механической защиты.

Из пластмассовых оболочек, наи­большее применение получили поли­этилен, поливинилхлорид и полиизобутиленовые композиции. Пластмас­совые оболочки выгодно сочетают влагостойкость, стойкость, против электрической и химической корро­зии и придают кабелю легкость, гиб­кость и вибростойкость. Однако через пластмассу постепенно диффундируют водные пары, что приводит к паде­нию сопротивления изоляции кабеля. Поэтому пластмассовые оболочки применяют, главным образом, в кабе­лях с негигроскопической изоляцией типа полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида и др.

В настоящее время известна целая серия комбинированных металлопластмассовых оболочек: «алпэт», «сталпэт», «свипэт», состоящих соот­ветственно из алюминия, стали, свин­ца и полиэтилена. Сопоставляя различные конструк­ции защитных оболочек, следует от­метить как наиболее перспективные алюминиевые и стальные, надежно защищенные полиэтиленовым шлан­гом.

ЗАЩИТНЫЕ БРОНЕПОКРОВЫ Снаружи кабеля поверх оболочек располагаются покровы, защищающие кабель от механических повреждений, а алюминиевые и стальные оболочки от коррозии. Основные конструкции защитных покровов металлических оболочек кабелей связи и области их применения приведены в табл. и показаны на рис..





В зависимости от механического воздействия на кабель в процессе прокладки и эксплуатации применяются две разновидности брони: две стальные ленты (Б); повив из круглых стальных проволок (К) Кроме того, используется усиленная, двойная броня, состоящая из комбинаций различных типов брони (БК, КК). Кабели в свинцовой оболочке имеют защитные покровы марок Б, Бв, К и Кл, т.е состоят из стальных лент или круглых проволок и двух волокнистых покровов, расположенных под и над броней. Нижний слой, обычно называемый «подушкой», предназначен для уменьшения давления, производимого на свинцовую оболочку броневым слоем. Волокнистые покровы представляют собой кабельную пряжу (джут), пропитанную битумным составом. В кабелях с алюминиевыми и стальными оболочками, которые сильно подвержены коррозии, применяются усиленные влагозащитные покровы (Шп), состоящие из вязкого подклеивающего слоя, наносимого непосредственно на оболочку, и полиэтиленового шланга. Поверх полиэтиленового шланга может быть дополнительный покров из стальных лент или круглых проволок. С целью защиты от коррозии стального покрова и сохранения на многие годы необходимой величины коэффициента защитного действия применяется дополнительный наружный полиэтиленовый шланг.

Броня типа Б изготовляется из стальных лент толщиной 0,3—0,8 мм шириной 25—45 мм, типа К —из стальных проволок диаметром 4 мм, накладываемых с большим шагом на подушку. Наружный защитный слой состоит из кабельной пряжи, пропи­танной битумным компаундом, проти­вогнилостным составом и меловым раствором, предохраняющим кабель от слипания витков на барабане. В на­стоящее время ведутся работы по соз­данию брони в виде стальной свар­ной гофрированной трубки взамен двух спирально накладываемых сталь­ных лент.

МАРКИРОВКА КАБЕЛЯ. Магистральные и междугородные кабели маркируют­ся буквой М; буквы КМ обозначают коаксиальные магистральные. Теле­фонным городским кабелям присваи­вается буква Т. Если кабель имеет стирофлексную (полистирольную) изо­ляцию, то дополнительно вводится буква С полиэтиленовую изоляцию, буква П. В кабелях с алюминиевой оболочкой еще добавляется буква А, а со стальной — буква С. В зависимости от вида защитных покровов кабели маркируются буква­ми: Г — голые (освинцованные), Б— с ленточной броней К — с кругло-проволочной броней. Наличие наружной пластмассовой оболочки обозначается буквой П (полиэтиленовая) или В (поливинилхлоридная).

Соответственно междугородные симметричные кабели в свинцовой оболочке с кордельно-бумажной изоляцией имеют марки МКГ, МКБ, МКК с кордельно-стирофлексной изоляцией —МКСГ, МКСБ, МКСК.

Симметричные кабели со стирофлексной изоляцией в алюминиевой оболочке маркируются: МКСАШп, МКСАБпШп, МКСАКпШп. Симметричные кабели в стальной оболочке имеют марку МКССШп.

Коаксиальные магистральные кабели маркируются КМГ, КМБ, КМК (в свинцовой оболочке), КМА, КМАБ, КМАК (в алюминиевой оболочке)

Комбинированные коаксиальные магистральные кабели имеют, кроме го, дробный индекс, обозначают число больших пар 2,6/9,5 мм (числитель) и малых пар 1,2/4,6 мм (знаменатель) (например, КМБ-8/6, КМБ -6/4и др.).

Малогабаритные коаксиальные кабели имеют марки МКТС, МКТСБ (в свинцовой оболочке), МКТАШп (в алюминиевой оболочке и в полиэтиленовом шланге).

Однокоаксиальные кабели с пористо-полиэтиленовой изоляцией внутриобластной связи с алюминиевым внешним проводом маркируются: ВКПАП и ВКПАПт (буква «т» означает наличие встроенного троса).

Городские телефонные кабели парной скрутки в свинцовой оболочке маркируются буквами ТГ, ТБ, ТК. Городским телефонным кабелям с полиэтиленовой изоляцией и в пластмассовой оболочке присвоены марки ТПП, ТППБ (полиэтилен) и ТПВ, ТПВБ (поливинилхлорид). Влагостойкие кабели с герметизированным заполнением маркируются ТППЗ. Кабели звездной скрутки для соединительных линий и узлов связи обозначаются марками ТЗГ, ТЗБ и т. д. (с кордельно-бумажной изоляцией) и ТЗПП, ТЗППБ и т. д. (с пористо-полиэтиленовой изоляцией). Ка­бели в алюминиевой оболочке с за­щитой полиэтиленовым шлангом мар­кируются ТЗАШп и ТЗАБпШп. Одно-четверочные кабели зоновой связи маркируются ЗКП — в полиэтилено­вой оболочке и ЗКПАШп — в алюми­ниевой оболочке и полиэтиленовом шланге.

Кабели сельской связи с полиэти­леновой изоляцией и в пластмассо­вой оболочке имеют марки КСПП, КСППБ, КСППК (одно- и двухчетверочные с диаметром жил 0,9 мм и 1,2 мм).

Однопарные кабели марки­руются ПРВПМ и ПРВПА. Буква А означает наличие алюминиевых жил вместо медных.

Для сельского радиовещания при­меняются магистральные фидерные кабели МРМ-1Х2 и абонентские ка­бели ПРППМ-1Х2.

Последнее время на сельской связи получили применение малопарные ка­бели с алюмомедными жилами и влагостойким гидрофобным заполнением —ТСПЗП-5Х2 и 10x2.