книги / Междугородные кабельные линии связи

Твёрдые диэлектрики хорошо удерживают жилы в фиксирован­ ном положении, что обусловливается требованиями симметрии цепи но, к сожалению, не обладают оптимальными электрическими свой­ ствами. Поэтому в качестве изоляции применяют составной диэлек­

звание кордельно-трубчатой полиэтиленовой (рис. 2.1в); если тон­ костенная трубка свободно накладывается на жилу, а затем для центрирования жилы обжимается снаружи корделем (рис. 2.1г), то такая изоляция называется баллонно-кордельной полиэтиленовой. Следует отметить, что все виды трубчатой полиэтиленовой изоля­ ции обладают тем свойством, что они не пропускают влагу. А это весьма важно при эксплуатации междугородных кабелей связи.

•) Диаметр жилы с кордельно-бумажной изоляцией определяют по формуле <*1= ^ о+26/с (1—о)+2Д, где с10 — диаметр проводника, б* — диаметр корделя, о — коэффициент смятия (а=0н-0,35), Д — толщина бумажной ленты.

Для изоляции жил применяется также и пористый полиэтилен •(рис. 2Лд), который также является негигроскопичным материалом.

2.4. ТИПЫ СКРУТОК ИЗОЛИРОВАННЫХ ЖИЛ

Выше указывалось, что для устранения взаимного влияния меж­ ду цепями необходимо соблюдать симметрию цепей.

.В междугородных кабелях для устранения взаимного влияния цепей изолированные жилы свивают в отдельные группы, которые по конструкции разделяются на четыре вида: парная, двойная пар­ ная, звёздная и двойная звёздная.

Парная скрутка (П) состоит из двух изолированных жил, сви­ тых между собой с равномерным шагом (рис. 2. 2). При этом шагом

Рис. 2.2. Парная скрутка жил: а и Ь — обозначения жил

скрутки называется расстояние менаду двумя точками, находящими­ ся в одинаковом положении (в одной фазе). Жилы внутри пары различаются между собой расцветкой изоляции. Располагаемые ря­ дом парные скрутки должны отличаться друг от друга величиной шага. Отличие должно быть не менее чем на 10%• В связи с этим шаги парных скруток колеблются в пределах от 100 до 300 мм.

Рис. 2.3. Двойная парная скрутка жил

Двойная парная (ДП) скрутка состоит из двух пар, дважды свитых: первый раз жилы свиваются в пары, а второй раз — двепары в общую скрутку (рис. 2.3). Шаги скруток отдельных пар должны отличаться друг от друга и от шага скрутки самой четвёр­ ки. Цепи в скрутке ДП образуют по отдельным парам. Их назы­ вают основными цепями. Кроме того, из двух пар с помощью диф­ ференциальных трансформаторов можно' образовать фантомную (искусственную) цепь (рис. 2.4). Диаметр скрутки ДП в 2,6 раза больше диаметра изолированной жилы.

Звёздная скрутка (3) состоит из четырёх изолированных .жил, свитых между собой с равномерным шагом (рис. 2.5). Все жилы отличаются друг от друга расцветкой изоляции: красная и жёлтая

составляют одну пару, синяя и зелёная — вторую пару. Шаги скру­ ток соседних четвёрок должны отличаться друг от друга не менее чем на 10%. Цепи при скрутке 3 образуют из жил, расположенных по одной диагонали квадрата. Например, первая основная цепь об-

Рис. 2.4. Схема образования фантомной цепи:

Ти Т. п Т3 — телефонные аппараты, Тр —трансформатор

разуется из жил а и Ъ, а вторая — из жил с и с? (рис. 2.5). Из жил а—Ь, с одной стороны, и с—й, с другой, можно образовать фантом­ ную цепь. При звёздной скрутке группа получается более круглой, чем при парной скрутке. Диаметр звёздной скрутки в 2,4 раза боль­ ше диаметра изолированной жилы, т. е. он меньше, чем у двойной парной скрутки.

а

ъ

Рис. 2.5. Звёздная скрутка жил

Двойная звёздная (Д З) скрутка состоит из четырёх пар, свитых дважды: первый раз жилы свиваются в пары, а второй раз — че­ тыре пары свиваются в общий жгутик (рис. 2.6). Шаги скруток от­ дельных пар отличаются друг от друга и от шага скрутки самого жгута.

Рис. 2.6. Двойная звёздная скрутка жил

Цепи в скрутке ДЗ образуют по отдельным парам. Кроме того, образуют ещё две фантомные цепи, для чего берут пары, располо­ женные в противоположных углах квадрата, и включают их в диф­ ференциальные трансформаторы подобно тому, как это показано на рис. 2.4. Диаметр скрутки ДЗ в 3,9 раза больше диаметра изоли­ рованной жилы.

Сравнивая указанные типы скруток, можно отметить, что в на­ чале развития кабельной техники широкое распространение имела

двойная парная скрутка, так как она позволяла получить фантом­ ную цепь, равноценную основным цепям. При звёздной скрутке ка­ чество фантомной цепи получалось ниже, чем основных цепей. По­ этому она в то время применялась редко.

При уплотнении четвёрок аппаратурой высокочастотного теле­ фонирования наибольшее распространение получила звёздная скрутка, имеющая при высокой частоте лучшие электрические па­ раметры, чем другие скрутки. Двойная парная и двойная звёзд­ ная скрутки в междугородных кабелях широкого распространения не получили: первая — вследствие относительно больших размеров; вторая — из-за сложности изготовления и монтажа. В настоящее время все симметричные кабели имеют, как правило, звёздную* скрутку.

2.5. КОНСТРУКЦИЯ ЭКРАНИРОВАННЫХ ГРУПП

После изобретения А. С. Поповым радио (1895 г.) большое значение стало приобретать вещание, т е. односторонняя передача деловой и художественной ин­ формации из административного центра на периферию, «причём передача эта за­ тем стала осуществляться «не только «по линиям «радиосвязи, но и по линиям про­

и шириной 15— 20 мм или металлизированную бумагу, покрытую с одной сторо­ ны очень тонким слоем алюминия (бумага вместе с алюминием имеет толщину

Численная .величина диаметра экранированной пары практически получаете» приблизительно равной диаметру звёздной четвёрки при том же диаметре изоли­ рованной жилы, «поэтому они по размеру являются взаимозаменяемыми. А это

занимает 3 телефонных канала; некоторые виды оргасвязи, оче­ видно, потребуют 12 телефонных каналов. Таким образом, зная по­ требность в отдельных связях, можно определить общее число те­ лефонных каналов. Зная число телефонных каналов и систему уп­ лотнения (допустим, при системе К-60), можно определить необ­ ходимое число четвёрок для заданного направления. При этом не­ обходимо учитывать, что в четвёрке две цепи и что по ним можно организовать до 120 телефонных каналов. Определив число четвё­ рок в кабеле, приступают к конструированию кабельного сердеч­ ника. Для этого из четвёрок образуют один или два повива. В пер­ вом повиве (центральном) обычно размещают одну, три или четыре четвёрки, а во втором повиве — соответственно 6, 9 и 10 четвёрок.

зумеется, если в кабеле предусматри­ Рис. 2.8. Экранирование четвё­

место одной четвёрки.

Современные системы уплотнения К-24, К-60 работают с исполь­ зованием одной полосы частот для передачи в ту и другую сторону.

Так, например, аппаратура системы К-24 использует спектр частот от 12 до 108 кгц, а аппаратура системы К-60 — от 12 до 252 кгц. В этом случае четвёрки для передачи в одну сторону от­ деляются от четвёрок для передачи в другую сторону. Если для пе­ редачи в направлении А—Б требуется четыре четвёрки, то для об­ ратной передачи требуется тоже четыре четвёрки. Следовательно, мы должны предусмотреть всего 8 четвёрок и разместить их либо в одном кабеле с применением сложного экрана, например, такого, какой показан на рис. 2.8, либо разместить их в двух отдельных ка­ белях. Второй вариант считается наиболее приемлемым, а поэтому в настоящее время почти все междугородные кабельные магистра­ ли 1 и 2-го классов строятся по двухкабельной системе.

2.7, ТИПЫ СКРУТОК КАБЕЛЬНОГО СЕРДЕЧНИКА

На заре развития кабельной техники, как уже указывалось, при­ менялись телеграфные кабели однопроводной системы. Отдельные токопроводящие жилы изолировались сплошным слоем гуттаперчи или несколькими слоями промасленной бумаги. В многожильных кабелях изолированные проводники экранировались медными лен-

где Н\ — шаг первого повива,

# 2 — шаг второго повива, Н\ и Л2 — шаги согласуемых групп,

п-. — число жил в группе,

I, V и ш — целые положительные числа.

При расчёте скрутки необходимо задаться шагом Н\ и по вы­ бранным произвольным значениям V и т найти шаг скрутки сосед­ ней четвёрки /г2, а после этого надо задаться ещё шагом скрутки Н\, кратным шагу Нь и по выбранным произвольным значениям I и ьи найти шаг повива # 2. Величины шагов повивов практически лежат

впределах 400-^-600 мм, а значения шагов скрутки жил в группу —

впределах ЮО-нЗОО мм.

Кабельный сердечник, образованный из одного или нескольких повивов, перед наложением металлической оболочки покрывают двумя или. тремя слоями изолирующей бумажной ленты для уси­ ления электрической прочности изоляции и предохранения сердеч­ ника от перегрева.

2.8. КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛ ВЛАГОНЕПРОНИЦАЕМЫХ ОБОЛОЧЕК

Опытом установлено, что все материалы, которые применяются для изолирования токопроводящих жил, в той или иной мере по­ глощают влагу и, следовательно, снижают свои изолирующие свой­ ства. Особенно гигроскопичной является кабельная бумага, которая почти мгновенно, подобно промокательной бумаге, впитывает в себя влагу.

Для защиты кабельного сердечника от воздействия влаги, имею­ щейся в достаточном количестве как в атмосфере, так и в почве, применяют влагозащитные и газонепроницаемые оболочки. По кон­ струкции влагонепроницаемая оболочка представляет собой длин­ ную гибкую трубку, внутри которой размещается кабельный сер­ дечник. Длина этой трубки определяется, с одной стороны, произ­ водственными возможностями опрессовочных установок завода, а с другой стороны, условиями транспортировки и прокладки готового кабеля. Её называют строительной длиной кабеля, она колеблется от 300 м (для толстых кабелей) до 1000 м (для тонких кабелей).

К влагонепроницаемой оболочке предъявляются следующие тре­ бования: она должна быть абсолютно водо- и газонепроницаема, гибкая, прочная, долговечная и недорогая.

Существуют металлические, пластмассовые и комбинированные влагозащитные оболочки. К металлическим оболочкам относятся преимущественно свинцовые и алюминиевые.

Свинцовые оболочки широко применялись на всех предшествую­ щих этапах развития кабельной техники и продолжают применять­ ся в настоящее время, так как свинец отвечает всем требованиям, предъявляемым к влагонепроницаемым оболочкам. Единственный

его недостаток — это дефицитность. При изготовлении свинцовой оболочки к свинцу добавляется 0,8% сурьмы для устранения кри­ сталлизации и увеличения механической прочности.

Толщина свинцовой оболочки устанавливается техническими ус­ ловиями на кабели; в зависимости от диаметра кабельного сердеч­ ника она колеблется от 1,1 до 2,6 мм.

Свинцовые оболочки (трубки) изготовляются на свинцовых прес­ сах путём выпрессовываиия разогретого свинца через формирую­ щее кольцеобразное отверстие. Внутри этого отверстия одновремен­ но с выпрессовыванием свинца проходит кабельный сердечник, в результате бесшовная свинцовая оболочка ложится на кабельный сердечник на всём его протяжении. Для заполнения цилиндров пресса свинцом делаются кратковременные остановки в опрессовании кабеля.

Алюминиевые оболочки, заменяющие свинцовые, появились не­ давно. Они прочны и имеют высокую электрическую проводимость. Их недостаток состоит в относительно малой гибкости и некотором усложнении сращивания. Алюминий очень быстро окисляется и сильно подвержен коррозии, поэтому алюминиевые оболочки защи­ щают пластмассовыми покрытиями. Наряду с выпрессовыванием на специальных алюминиевых прессах, алюминиевые оболочки изго­ тавливают сварным способом на электроагрегате. Для этого алю­ миниевая лента шириной, равной длине окружности серечника, свёр­ тывается в трубку и продольный шов на ней выполняется электро­ сваркой.

К пластмассовым оболочкам относятся полиэтиленовые и полихлорвиниловые. Полиэтиленовые оболочки предназначаются для кабелей с жилами, изолированными сплошной или трубчатой по­ лиэтиленовой изоляцией. Для кабелей с кордельно-бумажной изо­ ляцией они не применяются. Объясняется это тем, что полиэтилен, как и всякие другие пластмассы, не создаёт полной герметичности оболочки, через его толщу постепенно диффундируют водяные пары. Через несколько лет влага накапливается внутри кабеля в количе­ ствах, достаточных для того, чтобы кордельно-бумажная изоляция потеряла свои изолирующие свойства. Сплошная и трубчатая по­ лиэтиленовая изоляция по сравнению с кордельно-бумажной являет­ ся практически негигроскопичной, а поэтому процесс диффундиро­ вания паров через оболочку и изоляцию жил в значительной мере замедлен и находится в приемлемых пределах.

Светотермостойкие полихлорвиниловые наружные оболочки на­ ходят широкое применение в сочетании с полиэтиленовыми герме­ тизирующими оболочками, так как у них процесс диффундирования паров примерно в сто раз интенсивнее, чем у полиэтиленовых. Они применяются также в комбинации с тонкими алюминиевыми и свин­ цовыми оболочками и являются для них защитой от механических и от электрохимических воздействий. Поиски новых материалов и кон­ струкций влагозащитных оболочек продолжаются.