Виды кабелей

     В зоне электрифицированных железных дорог и при сближении с высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) для защиты цепей от опасных влияний используют кабели с улучшенным коэффициентом защитного действия (КЗД), в которых поверх оболочки накладывают экран в виде повива из медных или алюминиевых круглых или плоских проволок. Иногда экран, размещенный под свинцовой оболочкой, представляет собой несколько тонких медных лент или алюминиевую трубку.

     В коаксиальных парах внешний проводник  одновременно служит экраном. Для усиления экранирующего действия поверх внешнего проводника накладывают одну-две стальные ленты. 

     3.1.6.Коаксиальные  кабели

     Основным  элементом коаксиального кабеля является коаксиальная пара — гибкая металлическая трубка, внутри которой, в центре, находится изолированный провод. Трубку принято называть внешним проводником, а центральный провод — внутренним. Так как центры (т.е. продольные оси) внутреннего и внешнего проводников совпадают, такую пару называют концентрической или коаксиальной.

     Магистральные коаксиальные кабели различают в  зависимости от диаметров внутреннего а и внешнего б проводников и их соотношения. Наибольшее распространение имеют следующие основные типы коаксиальных пар: малые 1,2/4,6, средние 2,6/9,4 или 2,6/9,5 и большие 5/18 (в числителе указан диаметр внутреннего проводника, в знаменателе - внутренний диаметр внешнего проводника в миллиметрах).

     Внутренний  проводник представляет собой медный или биметаллический провод. Для большей гибкости медный провод может состоять из нескольких тонких проволок, свитых в пучок. В отдельных случаях внутренний проводник изготавливают из тонких стальных проволок, вокруг которых наложен повив из тонких медных проволок. В подводных отечественных коаксиальных кабелях внутренний проводник состоит из медного провода диаметром 3 мм, вокруг которого расположены медные проволоки диаметром 1 мм.

     Внешний проводник представляет собой полую  металлическую трубку, однородную по всей длине и обладающую достаточной гибкостью. Хорошее качество передачи информации обеспечивается при отсутствии во внешнем проводнике вмятин, прорезей и других неоднородностей формы трубки.

     Трубка  может быть образована из медных или  алюминиевых лент с продольным швом, из медных плоских проволок, а также из повива тонких медных лент. Наибольшее распространение в кабелях малого и среднего типов получил внешний проводник из медной ленты с продольным швом в виде гофра или молнии (рис. 3.4, а).

     В коаксиальных парах используются следующие  виды изоляции между проводниками:

     шайбовая, состоящая из полиэтиленовых или  керамических шайб, расположенных на внутреннем проводнике через 20—30 мм (см. рис.3.4, а):

     сплошная  полиэтиленовая в виде непрерывного цилиндра из сплошного или пористого  полиэтилена (рис. 3.4, б):

     колпачковая (рис. 3.4, в).

     Кроме своего основного назначения, изоляция коаксиальной пары фиксирует строгую концентричность, т. е. соосность внутреннего и внешнего проводников, что является одним из основных требований к коаксиальным конструкциям.

     Защита  от внешних и взаимных помех обеспечивается магнитным экраном, состоящим из двух тонких стальных лент, намотанных на внешний проводник спирально с перекрытием зазоров. Кроме того, экран придает коаксиальной паре дополнительную механическую прочность и повышает стабильность ее электрических характеристик. Внешняя изоляция коаксиальной пары обычно состоит из двух бумажных или пластмассовых (лавсан, поливинилхлорид и др.) лент, наложенных по спирали с перекрытием.

     Коаксиальный  кабель может состоять из одной или  нескольких коаксиальных пар, скрученных в общий сердечник. При этом в комбинированные кабели могут входить коаксиальные пары разного диаметра, а также низкочастотные и высокочастотные симметричные четверки и пары. Скрученный сердечник обматывают поясной изоляцией из нескольких бумажных или пластмассовых лент. Оболочки и защитные покровы коаксиальных кабелей обычно имеют такую же конструкцию, как и симметричные кабели. 

     3.2. Оптические кабели

     В отличие от стандартных симметричных и коаксиальных кабелей, где в  качестве направляющей системы для передачи электромагнитной энергии используются медные проводники, в оптических кабелях (ОК) направляющей системой служат световоды — оптические волокна (0В), изготовленные из специального стекла.

     Одна  из разновидностей конструкции ОВ показана на рис. 3.5. Обычно диаметр сердечника ОВ составляет порядка 50 мкм, а диаметр по защитному покрытию - 125 мкм. Количество волокон в кабеле практически неог- раниченно и определяется его назначением. При этом следует иметь в виду, что пропускная способность оптического кабеля (т.е. объем передаваемой информации) значительно выше, чем у кабелей с медными проводниками, и составляет десятки тысяч телефонных каналов. Масса ОК определяется их конструкцией и колеблется от 50 до 150—200 кг/км. Наружный диаметр составляет 10—20 мм.

     Для предохранения 0В от растягивающих нагрузок конструкции ОК предусматривают наличие силовых элементов из металлических проволок или высокопрочных синтетических материалов. Защита сердечника ОК от проникновения влаги обеспечивается полиэтиленовой оболочкой. В некоторых конструкциях внутренняя поверхность полиэтиленовой оболочки покрыта алюминиевой фольгой. Оптические кабели выпускаются также с металлическими оболочками и броней.

     Конструкции ОК могут содержать медные жилы, используемые для электропитания регенерационных пунктов и служебной связи.

     Оптические  кабели по сравнению с кабелями с  медными проводниками обладают следующими основными достоинствами: возможностью экономии дефицитных цветных металлов; малыми размерами и массой; высокой защищенностью от внешних электромагнитных влияний; большой длиной усилительного (регенерационного) участка (от 6-10 до 40-50 км).

     Некоторые конструкции оптических кабелей  показаны на рис. 3.6. 

     3.3.Подводные кабели

     Подводные кабели должны обладать большой механической прочностью, а также высокой влагостойкостью изоляции и наружных покровов. По условиям прокладки подводные кабели разделяются на речные и морские.

     Речные кабели по конструкции сердечника не отличаются от подземных. Они имеют повышенную толщину свинцовой оболочки и защищаются броней из стальных круглых оцинкованных проволок диаметром 4—6 мм.

     Морские кабели делятся на береговые, прибрежные и глубоководные, отличающиеся друг от друга главным образом конструкцией защитных покровов. Береговые кабели обычно подвержены большой механической нагрузке временного характера: волновым ударам, перемещению кабеля по скалистому дну, образованию донного льда, опасности повреждения якорями судов и др. В силу этого береговые кабели защищают двумя слоями проволочной брони диаметром 4—6 мм. В прибрежных кабелях имеется только один слой брони из стальных круглых оцинкованных проволок диаметром 6 мм. По конструкции сердечника прибрежные кабели обычно аналогичны береговым.

     Глубоководные морские кабели кроме брони из стальных круглых проволок имеют дополнительную опорную стальную ленту для защиты оболочки кабеля от сдавливания водой на больших глубинах. Проволочная броня придает глубоководному кабелю прочность на растяжение, необходимую при прокладке и подъеме его со дна для ремонта. Подводные кабели могут быть симметричными и коаксиальными. За последнее время получили распространение морские безброневые (самонесущие) кабели, используемые для глубоководных трасс. Необходимая для глубоководных кабелей прочность на разрыв достигается упрочнением внутреннего проводника коаксиальной пары. Для этого несущий трос, работающий на растяжение при прокладке и подъеме кабеля, располагается внутри внутреннего проводника. Трос состоит из нескольких повивов тонких стальных высокопрочных проволок (рис. 3.7). 

     3.4.Экранирование кабелей

     Для защиты кабельных цепей от взаимных влияний и внешних помех применяется экранирование: скрученную пару или четверку, а в некоторых случаях повив или сердечник заключают в тонкую металлическую оболочку. В качестве экрана используют медные, стальные или алюминиевые ленты (проволоки), навиваемые по спирали вокруг группы,, повива или сердечника. Применяют также многослойные и биметаллические экраны и двойные металлические оболочки (алюминий—свинец).

     Для экранирования низкочастотных кабелей  используют металлизированную бумагу (кабельную бумагу, покрытую с одной стороны тонким слоем алюминия). В кабелях без металлических оболочек для уменьшения взаимных влияний и внешних помех поверх сердечника (поясной изоляции) накладывают экран из металлических лент, защищенных от коррозии наружным пластмассовым шлангом (рис. 3.8),

     В зоне электрифицированных железных дорог и при сближении с  высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) для защиты цепей от опасных влияний используют кабели с улучшенным коэффициентом защитного действия (КЗД), в которых поверх оболочки накладывают экран в виде повива из медных или алюминиевых круглых или плоских проволок. Иногда экран, размещенный под свинцовой оболочкой, представляет собой несколько тонких медных лент или алюминиевую трубку.

     В коаксиальных парах внешний проводник  одновременно служит экраном. Для усиления экранирующею действия поверх внешнего проводника накладывают одну-две стальные ленты. 

       3.5.Основные типы междугородных кабелей и их применение

     Низкочастотные однородные кабели типов ТЗ, ТЗЭ, ТЗА. Токопроводящие жилы диаметром 0,8—0,9 и 1,2 мм изолированы бумажным корделем и бумажной лентой, наложенной в один или два слоя с перекрытием. В каждой четверке, скрученной с шагом не более 300 мм, жилы первой пары имеют красный и натуральный (без окраски) цвет, а жилы второй пары — синий и зеленый. Четверка обмотана по спирали хлопчатобумажной нитью или бумажной лентой, расцветка которых для разных шагов скрутки должна быть различной. В экранированных кабелях четверки обмотаны бумажной металлизированной лентой или металлической фольгой. При скрутке экранированные элементы чередуются с неэкранированными.

     Кабели  типа ТЗ предназначены для каблирования телефонно-телеграфных узлов связи, устройства кабельных вводов и вставок на воздушных линиях связи, а также да я сое/мнительных линий между городскими телефонными станциями и между последними и МТС. В кабелях этого типа благодаря разным шагам скрутки четверок имеются пары, затухание переходного разговора между которыми соответствует норме, установленной для высокочастотных кабелей.

     Низкочастотные  комбинированные кабели типа ТДС. Комбинированные  низкочастотные телефонные (Т) кабели дальней связи (ДС) с медными тсжопроводящими  жилами, кордельно-бумажной изоляцией  и свинцовой оболочкой состоят из разнородных экранированных и неэкранированных элементов, отличающихся диаметром и числом жил. Кабели разделяются на о дно повинные (рис.3.9,а), в которых разнородные элементы скручены в один повив, и д ву х п о в и в н ы е (рис. 3.9,6), имеющие в центральном повиве  экранированные пары, а во внешнем повиве — четверки, скрученные звездой, или пары.

     Кабели  ТДС предназначены для соединения МТС с радиоцентрами и радиостанциями, усилительных пунктов с районными узлами связи и радиоузлами и т.д.

     Высокочастотные симметричные магистральные кабели. Токопроводя-щие медные жилы кабелей МКС (рис. 3.10) имеют кордельно-полистироль-ную изоляцию. Четыре жилы разного цвета диаметром 1,2 мм скручены в звездную четверку, в центре которой расположен полистирольный кордель. Каждая четверка обмотана по спирали цветной хлопчатобумажной или синтетической пряжей. Четверки в кабеле емкостью 4X4 имеют следующие цвета: первая — красный; вторая - зеленый, третья — синий, четвертая —желтый. В кабеле емкостью 7X4 цвет пряжи у двух смежных четверок красный и зеленый, у остальных - отличный от этих цветов

     Сердечники  кабелей МКСАСБп и МКСАСБпШп  аналогичны сердечникам кабелей МКС. На сердечник наложена алюминиевая оболочка (А), а поверх нее — свинцовая оболочка (С). Конструкция защитных покровов та же, что и у бронированных кабелей МКСА (Бп или БпШп).

     Сердечники  кабелей МКСГСтпШп и МКСАСтпШп  аналогичны сердечнику кабеля МКС, но поверх свинцовой или алюминиевой оболочки наложена стальная гофрированная оболочка (взамен брони), а поверх нее — наружные покровы типа Шп.

     Конструкция сердечника кабелей МКССтШп также  аналогична конструкции сердечника кабелей МКС. Поверх поясной изоляции из четырех слоев кабельной бумаги наложен экран из алюминиевой фольги толщиной 0,2 мм. Под экраном проложена медная проволока диаметром 0,3—0,4 мм. Поверх экрана наложена пластмассовая или бумажная лента. Сердечник кабеля заключен в стальную гофрированную оболочку (Ст) с защитным покровом типа Шп. Кабели выпускаются емкостью 7X4 и 4X4 (рис. 3.11).

     Высокочастотные кабели типов МКС, МКСЭ, МКСА, МКСАС, МКССт применяются на междугородных кабельных магистралях, оборудованных системой передачи К-60 в диапазоне 12-252 кГц, а также для соединительных линий, оборудованных аппаратурой КРР-30/60 в диапазоне 12-552 кГц. При этом на линиях, где требуется до 120 каналов связи, используются од-ночетверочные кабели, до 480 каналов - четырехчетверочные и до 840 каналов — семичетверочные кабели. Кабели типов МКСЭ, МКСА и МКСАС целесообразно использовать для прокладки в зоне влияния электрических железных дорог или высоковольтных линий электропередач, а также в районах большой грозодеятельности.