книги / Междугородные кабельные линии связи

Гл а ва 5

КАБЕЛЬНЫЕ ВСТАВКИ В ВОЗДУШНЫЕ линии связи

5.1. СОГЛАСОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИИ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

Кабельные вставки в воздушные линии связи выполняются сим­ метричным кабелем; их приходится делать при переходах через реки, при каблировании телеграфно-телефонных узлов, при пере­ ходах через электрифицированные железные дороги и т. д. Во всех этих случаях необходимо стремиться к тому, чтобы волновое соп­ ротивление кабельной вставки как можно меньше отличалось ог волнового сопротивления воздушной линии как по модулю, так и. по фазе. Согласование волновых сопротивлений необходимо по> следующим причинам. В месте соединения воздушной и кабельной, линий возникают отражённые волны. Эти отражённые волны обу­ словливают: колебания входных сопротивлений в зависимости ог

Рис. 5.1. Частотные характеристики входного сопротивления составной линии:

а) со стороны кабеля, б) со стороны воздушной линии

частоты (рис. 5.1), что отрицательно влияет на устойчивость связи; дополнительное затухание вследствие отражения и, наконец, сни­ жение переходного затухания на ближнем конце и защищённости на дальнем конце. Согласование делают двумя способами.

Первый способ заключается в том, что в кабель вводят допол­ нительную индуктивность для изменения, главным образом, мо­ дуля волнового сопротивления кабельной вставки; фазу волнового сопротивления изменяют подбором диаметра жил кабеля.

Второй способ заключается в том, что в месте соединения ка­ бельной вставки с воздушной линией включают согласовывающее устройство — преобразователь волнового сопротивления. Простей­ шим преобразователем является автотрансформатор.

Для того чтобы согласовать кабельную вставку тем или дру­ гим способом, необходимо знать величины волновых сопротивле­ ний цепей воздушной линии. Обычно наиболее точного согласова­ ния требуют цепи, уплотнённые аппаратурой вч телефонирования. В табл. 5.1 приведены значения волнового сопротивления для мед­

гивления медных цепей мало зависят от частоты, следовательно, кабельные вставки возможно в той или иной мере согласовать с медными цепями. Что касается стальных цепей, то их волновые сопротивления сильно зависят от частоты, следовательно, согласо­ вать кабельную вставку с ними в допустимых пределах во всём спектре передаваемых частот не представляется возможным. В этом случае согласование делается весьма приближённо по волно­ вому сопротивлению только при наивысшей частоте.

Требования, предъявляемые к согласованию кабельной встав­ ки с воздушной линией, состоят в следующем: разница между вол­ новыми сопротивлениями должна быть менее 5% от волнового со­ противления цепи воздушной линии; кабельная вставка, по воз­ можности, не должна сильно увеличивать затухание общей цепи,

согласование не должно отражаться на сквозном измерении по­ стоянным током, т. е. согласовывающее устройство должно позво­ лять производить измерение постоянным током раздельно для каждого провода.

Ниже будут рассмотрены способы согласования, которые в той или иной мере удовлетворяют указанным требованиям.

5.2. СОГЛАСОВАНИЕ ПРИ ПОМОЩИ ПУПИНИЗАЦИИ КАБЕЛЬНОЙ ВСТАВКИ

Для вставок в воздушные цепи из цветного металла, уплотнён­ ные до 150 кгц, применяют кабели с кордельно-стирофлексной изо­ ляцией. При частоте 140 кгц двухпроводные цепи в одночетвёрочном непупинизированном кабеле с кордельно-стирофлексной изо­

180 ом.

Для согласования входных сопротивлений воздушных цепей с кабелем и кабеля с аппаратурой, а также для уменьшения затуха­ ния кабеля (приблизительно в 2 раза) пары кабеля пупинизируют.

Для вводного кабеля со стирофлексной изоляцией применяют единую систему пупинизации. Комплекты пупинизации постав­ ляются отечественной промышленностью. Станционный комплект пупинизации, сокращённо обозначаемый СКП, собран по схеме, показанной на рис. 5.2. Он имеет индуктивность пупиновской ка­ тушки ПК-0,61 мгн, ёмкость конденсатора С=830 пф и индуктив-

ность компенсирующего контура, обведённого на рис. 5.2 пункти­ ром — 0,43 мгн.

Линейный комплект пупинизации, сокращённо обозначаемый ЛКП, собран по схеме, показанной на рис. 5.3. Электрические па­ раметры элементов, входящих в комплект пупинизации ЛКП, та­ кие же, как в комплекте СКП.

Наибольшее расстояние между упомянутыми комплектами до­ стигает 120 м. Если длина вводного кабеля меньше 120 м, то для компенсации недостающей длины кабеля в комплекте имеются

ми — 800:180 ом. Для согласования кабеля марки ТЗГ с цепя* ми воздушной линии применяют автотрансформаторы, у которых соотношения входных сопротивлений соответственно равны: 550: 140 и 800:140 ом.

Следует отметить, что автотрансформаторы имеют следующие существенные недостатки.

Во-первых, они имеют частоту бесконечного затухания, которая примерно равна ЗО-г-50 гц и обусловливается последовательным резонансом между обмотками Ь и разделительным конденсато­ ром С. Вследствие этого в канале тональной частоты нельзя и«с- пользовать систему индукторного вызова и приходится применять систему тонального вызова.

Во-вторых, автотрансформаторы, рассчитанные на соотноше­ ние входных сопротивлений при вершей частоте, не обеспечивают надлежащего согласования при нижней частоте. При тональной ча­ стоте может быть расхождение входных сопротивлений на 50%: и более. Но с этим приходится мириться, так как с автотрансфор­ маторами качество связи всё-таки лучше, чем без них.

Для согласования в широком диапазоне частот вместо авто­ трансформаторов необходимо применять пупинизированные каг бельные вставки.

5.4. УСТРОЙСТВО КАБЕЛЬНЫХ ВСТАВОК

При устройстве кабельных «вставок воздушная линия связи должна оканчи­ ваться кабельной опорой. Кабельная опора обычно устанавливается в удобном для обслуживающего персонала месте. Если кабельная вставка служит для пе­ ресечения водного пространства, то кабельные опоры в этом случае устанавли­ ваются на берегах ® «незатопляемой местности.

При числе проводов на воздушной линии не более 16 устанавливают оди­ нарные опоры, а при числе проводов больше 16 — полуанкериые или сдвоенные опоры, укреплённые в том и другом случаях оттяжками или подпорами. На рис. 5.6 показана конструкция полуанкерной опоры, укреплённой двумя подпорами. На каждой кабельной опо-ре имеется кабельный ящик, в котором осуществляется сое­ динение проводов стальных цепей и цепей из цветного металла, уплотнённых ап­ паратурой ‘вч телефонирования, с жилами кабельной вставки. Кроме того, кабель­ ная опора оборудуется ещё дополнительными устройствами, а именно:

а) рабочей площадкой с оградительными перилами, б) ступеньками для влезания на площадку кабельной опоры, в) заземлением и молниеотводом,

г) деревянным жёлобом для размещения и распределения изолированных проводов, соединяющих линейные провода с клеммами кабельного ящика.

Изолированные провода для неуплотнённых цепей применяются марки ПР с сечением 1 , 2 мм2 или ПРЖ с сечением 2,5 мм2, а для уплотнённых цепей — марки БКО 1,2/3, 2 с экраном и атмосферостонким покрытием.

Подземный кабель обычно подходит к основанию опоры и вдоль опоры под­ нимается вверх к кабельному ящику. К опоре кабель крепится при помощи скоб и защищается на всём протяжении до поворота к кабельному ящику угловой сталью. Воздушный кабель подходит к кабельному ящику так, как показано на рис. 5.7. Воздушный кабель подвешивается на стальном оцинкованном тросе при помощи оцинкованных подвесок. На промежуточной опоре трос и кабель кре­ пятся в соответствии с рис. 5.8.

Кабельный

ящик

Площадка

При наличии на |ВОЗдушной линии цепей, уплотнённых аппаратурой В -12 или В42-2, кабельные опоры оборудуются ещё согласовывающими устройствами, со­ держащими комплекты пупинизации или автотрансформаторы, а также ящиками с запирающими (ЗК) и дренажными (ДК) катушками. Согласовывающие уст­ ройства и ящики с запирающими катушками подвешивают обычно к траверсам так, как .показано на рис. 5.9.

Запирающие катушки служат для того, чтобы ограничить токи высокой ча­ стоты, действующие за счёт индукции в цепи два провода—земля. Для рабочих токов систем уплотнения они имеют весьма малое и только активное сопротив­ ление, а для токов, индуктированных в цепи два провода—земля, они оказывают весьма большое индуктивное сопротивление. Одновременно они служат и для ог­ раничения токов грозовых разрядов. В некоторых случаях запирающие катушки устанавливают на станции.

Дренажная катушка предназначена для того, чтобы, с одной стороны, обе­ спечивать одновременность работы газовых разрядников, а с другой стороны, не допускать короткого замыкания рабочим током во время работы газовых раз­ рядников. Последнее обстоятельство имеет весьма важное значение для тональ­ ного телеграфа, работающего по каналам систем вч телефонирования.

В кабельных ящиках размещают грозозащитные устройства, защищающие ка­ бельные вставки от электрического пробоя изоляции. Схема соединения элемен­ тов защитных устройств приведена на рис. 5.10. Искровые разрядники ИР-0,3 рассчитаны на пробивание .напряжением 800—1000 в, а ИР-7, ИР-10 и ИР-15 — соответственно «а 1,5; 2,2 и 3,2 кв; газовые разрядники типа Р-350 — на проби­ вание напряжением 350 в. Плавкие предохранители типа СН-1,0 выдерживают длительный ток не более )1 а. Они предназначены для защиты газовых разрядни­ ков в случае длительного действия (несколько секунд) тока.

Если кабельные вставки .применяют для ввода воздушных проводов в зда­ ние усилительного пункта при наличии уплотнённых цепей, то расстояние между кабельными опорами должно быть не менее 50 ж. Для неуплотнённых цепей ка­ бельные вставки в этом случае необязательны.

Г лава 6

КОНСТРУКЦИИ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

6.1. ПОНЯТИЕ О КОАКСИАЛЬНОМ КАБЕЛЕ

Прототипом коаксиального кабеля был экранированный теле­ графный кабель. Как известно, телеграфные связи работали по од­ нопроводной системе, т. е. от передатчика (ключа с батареей) к приёмнику ток шёл по жиле кабеля, а обратно от приёмника к пе­ редатчику — по земле. При одножильном кабеле такая связь ра­ ботала без помех, но когда в одном кабеле стали делать три или четыре жилы, то совместная работа трёх или четырёх связей на большом расстоянии оказалась невозможной. Объясняется это тем, что между рядом расположенными проводами (жилами) ка­ беля возникало электрическое взаимодействие, которое по абсо­ лютной величине значительно превосходило взаимодействие за счёт падения напряжения на сопротивлении земли.

Для устранения указанного взаимодействия предлагалось мно­ го способов. Наиболее эффективным из них оказался способ экра­ нирования каждой жилы. Медная жила покрывалась сплошным слоем диэлектрика, обычно гуттаперчи1). Поверх гуттаперчи на­ кладывалась станиолевая или медная лента по винтовой спирали так, чтобы спиральные витки соприкасались друг с другом. Тол­ щина экранирующей ленты составляла около 0,1 мм.

Благодаря применению такого экрана электрическое взаимо­ действие в многожильных кабелях было полностью устранено. Однако стоимость кабеля от этого несколько возросла.

Впоследствии экранированные телеграфные кабели были под­ вергнуты испытанию в отношении возможности уплотнения их. В результате этого испытания были обнаружены весьма важные •свойства таких кабелей, а именно затухание цепи возрастало про­ порционально корню квадратному из частоты, а главное, мешаю­ щее взаимодействие падало обратно пропорционально частоте. С возрастанием частоты уменьшалось влияние.

') Гуттаперча представляет собой особый вид смолистого сока, добываемого ■и некоторых пород деревьев. Очищенная гуттаперча при нормальной темпера­ туре эластична, 'водонепроницаема, но от воздействия света, воздуха и тепла она становится ломкой и теряет изолирующие свойства,

Последнее свойство, собственно, и послужило причиной разра­ ботки коаксиальных кабелей, которые впоследствии заняли весь­ ма важное место в развитии кабельной техники.

6.2. КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛ ПРОВОДНИКОВ КОАКСИАЛЬНОЙ ПАРЫ

Коаксиальная пара состоит из двух проводников, расположен­ ных один внутри другого (рис. 6.1). Внешний проводник представ­ ляет собой гибкую медную трубку с тонкими стенками. Внутри этой трубки находится второй проводник, который изолируется от

Рис. 6.1. Конструкция коаксиальной пары

медной трубки корделем, шайбами и т. п. Ось внутреннего провод­ ника совпадает с осью внешнего проводника (трубки). Кабель та­ кой конструкции называют коаксиальным потому, что оси обоих проводников совпадают (проводники соосные). Иногда его назы­ вают концентрическим кабелем.

Внутренний проводник коаксиальной пары изготовляют из мед­

лее дорогостоящая, чем сплошной проводник того же диаметра. Несмотря на высокую стоимость, проводники в виде стренги в мор­ ской практике нашли исключительное применение, так как на пер­ вое место ставятся их качественные показатели.

Внешний проводник коаксиального кабеля изготовляют обыч­ но из тонкой медной ленты, согнутой в трубку, внутренний диаметр трубки обычно берётся в 3,6 раза больше диаметра внутреннего проводника, толщина стенки трубки — 0,15—0,25 мм. Такое соот­ ношение диаметров определено из условия минимального затуха­ ния коаксиальной пары и считается оптимальным. При свёртыва­ нии медной ленты в трубку образуется продольный шов, который скрепляется зубцами, расположенными по краям ленты, подобно тому, как это делается в застёжке «молния».

Внешний проводник морского коакоиального кабеля делается из круглых или плоских медных проволок, наложенных в виде по-