Лекция 10. построение сердечника кабеля, экраны, оболочки и защитные кабельные покровы

Скрутка жил в группу

Скрутку жил применяют для уменьшения взаимных электромаг­нитных влияний. Это также снижает влияние внешних электромаг­нитных полей на кабельные цепи, облегчает взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспечивает ему более устойчивую и круглую форму. Жилы в многожильных кабелях скручивают концен­трическими повивами (слоями), смежные повивы—в противополож­ных направлениях. Изолированные жилы скручивают в группы не­сколькими способами.

Простую кабельную скрутку применяли только в многожильных кабелях, состоящих из одинаковых изолированных жил, используе­мых в однопроводных цепях или СЦБ. В этом случае жилы укладываются концентрическими слоями или повивами вокруг центральной жилы.

Сложную кабельную скрутку выполняют из жил, предварительно скрученных в элементарные группы симметричных кабелей.

Существует несколько типов скруток жил.

Парная скрутка (П) — два изолированных провода (кабельные жилы) скручивают в пару с шагом скрутки не более 300 мм (рис. 1,а). Скрученные в кабеле пары представляют собой взаимно скрещенные элементарные группы с расстоянием между крестами, равным шагу скрутки. Данную скрутку применяют преимущественно в телефонных кабелях местной связи.

Рис.1

Шагом скрутки называют расстояние по длине скрученной груп­пы, которое соответствует полному обороту любой из жил вокруг оси скрутки. Так же определяют шаг скрутки групп, но при этом вместо обычной жилы рассматривают какую-либо из групп.

Четверочная, или звездная, скрутка (рис. 1,б) — четы­ре изолированные жилы, расположенные по углам квадрата, скручи­вают с шагом скрутки 150—300 мм. Разговорные пары в этой скрутке образуются из противоположных жил. Так, жила а и 6 об­разуют одну пару, а жилы c и d — другую, жила а – красного, b – желтого, с – синего, d – зеленого цветов.

Тройная скрутка – три изолированных жилы скручены или расположены параллельно в один ряд. Скрутка шестеркой скручена из трех пар.

Восьмерочная скрутка (В)—восемь жил группы (рис. 1,в) рас­полагают концентрически вокруг сердечника из изоляционного мате­риала, например стирофлексного или полиэтиленового корделя. Из восьми жил могут быть образованы две четверки: нечетная и четная. Всего могут быть получены четыре основные и две фантомные пары с одинаковыми параметрами. Для уменьшения влияния между це­пями систематически меняют взаимное расположение жил по длине (в муфтах).

При скрутке элементы кабеля с воздушно-бумажной изоляцией деформируются, изоляция обжи­мается и группы несколько запа­дают друг в друга. Поэтому на­ряду с диаметром описанной во­круг группы окружности (расчет­ный диаметр) существует понятие об эффективном диаметре группы (фактическом). Например для парной скрутки d_рп = 1,71d, d _эп = 1,65d для звездной, d _рз = 2,41d, d_эз = 2,2d

Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабильность электрических параметров, является звёздная скрутка. Эта скрутка получила преимущественное применение в кабелях многоканальной связи, но она несколько уступает парной скрутке по взаимным влия­ниям между соседними цепями. При согласованных шагах звездной скрутки защищенность между цепями в разных четверках больше, чем между цепями внутри четверки. Эта скрутка обеспечивает впол­не достаточную защищенность от взаимных помех между цепями. Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении местных (городских) кабелей.

Скрученные в группы изолированные жилы систематизируют по определенному закону и объединяют в общий кабельный сер­дечник. В зависимости от характера образования сердечника различа­ют две системы скрутки: повивную и пучковую.

При повивной скрутке группы рас­полагаются последовательными концентрическими слоями вокруг цент­рального повива из одной—пяти групп. Смежные повивы скручены во взаимно противоположных направлениях. 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:

(1)

где d— диаметр группы; п—число групп в центральном повиве (две—пять).

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 т групп, то в следующем повиве будет n= m+6. Следовательно, при повивной скрутке число групп (эле­ментов) в каждом последующем ловиве увеличивается на шесть по сравнению с предыдущим. Исключением из этого правила является второй повив в том случае, когда в первом (центральном) ловиве 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 (рис. 2)

Рис. 2

Удлинение жил кабеля учитывается через коэффициент укрутки, определяемый по формуле:

(2)

Параметр равен 1,02... 1,07.

При пучковой, скрутке группы (пары, четверки и т. п.) скручиваются в одну сторону и с одним шагом в пучки или пучок, из которых (которого) образуется сердечник. Пучки могут быть элементарными и главными.

Элементарные пучки состоят не более чем из 20 групп (пар, чет­верок и т. п.) и служат для образования скруткой их сердечника или. главных пучков, из которых скручиванием формируется сердечник, В сердечнике главные пучки расположены повивами. В каждом повиве сердечника повивной или пучковой скрутки имеется одна счетная и од­на направляющая группы (пары, четверки, пучки).

Направляющая группа, отличающаяся расцветкой изоляции хотя бы одной из жил (групп) от всех других групп (пар, четверок, пуч­ков) повива, служит для определения направления, в котором дол­жен быть произведен отсчет для нахождения искомой группы (как правило, красного цвета).

Счетная группа (пара, четверка, пучок), также отличающаяся расцветкой изоляции хотя бы одной из жил (групп) от всех других групп повива, служит для нахождения искомой группы (как правило, черного цвета).

Перечисленные системы скрутки относятся к сложным систе­мам правильной повивной скрутки. При однородной скрутке все скру­чиваемые в сердечник группы одинаковы, а при неоднородной сердеч­ник формируется из разных групп, например с парами и четверками, с жилами разного диаметра и т. п.

Изолированные жилы могут скручиваться непосредственно в сер­дечник без предварительного формирования групп по системе прос­тои правильной повивной скрутки (рис. 3). При числе жил до семи они скручиваются в пары, тройки, четверки и повив из пяти, шести или семи жил. Если число жил более семи, они скручиваются повивами вокруг одной—пяти жил.

С применением системы простой правильной повивной скрутки (рис.3,а) изготавливаются, например, кабели для сигнализации и блокировки с парной скруткой жил, симметричные высокочастотные магистральные кабели связи, симметричные низкочастотные кабели, городские телефонные кабели и др.

Рис. 3

Сердечники пучковой скрутки (рис.3,б) формируют в основ­ном при изготовлении городских телефонных кабелей.

С применением системы простой правильной повивной скрутки (рис.3,в) изготавливаются кабели для сигнализации и блокировки без парной скрутки жил, контрольные и силовые кабели и др.