Жилы кабелей. Материалы и виды изоляции

Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью. Наиболее подходящим материалом для изготовления кабельных жил является мягкая отожженная медная проволока; для изготовления жил находит применение и алюминиевая проволока. Основные свойства проволоки, применяемой для изготовления кабельных жил, приведены в табл. 20.

Особую конструкцию имеют коаксиальные (концентрические) кабели. Если в обычных симметричных кабелях связи двухпроводная цепь состоит из двух одинаковых жил, то в коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и расположенный в центре этой трубки сплошной цилиндрический проводник из медной проволоки.

Для цепей дальней связи и телевидения наибольшее распространение в системе связи получил коаксиальный кабель диаметром внутреннего проводника 2,6 мм и внутренним диаметром трубки 9,4 мм. Широкое распространение получили также кабели с диаметром внутреннего проводника 1,2 мм и внутренним диаметром трубки 4,4 мм. Эти кабели используют также для глубоких вводов в населенные пункты радиорелейных линий. Для областной телефонной связи применяют кабели с диаметром внутреннего проводника 2,1 мм и трубки 9,4 мм.

Токопроводящие жилы железнодорожных сигнальных кабелей изготовляют из медной проволоки диаметром 1 мм. Наряду с сигнальными кабелями в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики существуют силовые и контрольные кабели, жилы которых изготовляются из цельной медной проволоки (однопроволочные) с поперечным сечением от 0,75 до 16 мм2, однопроволочными и многопроволочными (из нескольких свитых между собой проволок) при сечении 25 и 35 мм*, а также многопроволочными при сечении до 240 мм*. Применяют также жилы из цельной алюминиевой проволоки сечением от 1 мм* и выше. Жилы из алюминиевой проволоки сечением 25 мм* и более обычно изготовляют многопроволочными.

Виды и способы изоляции жил

В зависимости от типа и назначения кабеля для изоляции кабельных жил используют кабельную бумагу (непропитанную и пропитанную), пластмассовую изоляцию (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, ранее называемый стирофлексом, фторопласт и др.), резину, пористую бумажную массу и т. п.

В кабелях для оборудования сетей местной и городской телефонной связи в качестве изоляции жил применяют ленты из кабельной бумаги, пористую бумажную массу, полиэтилен и поливинилхлорид.

Изоляция жил кабельной бумажной лентой, накладываемой на жилу в виде спиральной трубки (рисунок 13, а), носит название трубчато-бумажной изоляции. Бумажную ленту наматывают на жилу с перекрытием 20—30%, намотку ленты производят с таким расчетом, чтобы она прилегала к жиле не плотно, а с воздушным зазором. Поэтому такую изоляцию называют также воздушно-бумажной изоляцией.

Наличие воздушных зазоров приводит к уменьшению электри­ческой емкости между жилами кабеля, так как диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице, а кабельной бумаги — 2,5. Снижение емкости кабельных цепей уменьшает затухание переда­ваемых по кабельным цепям токов тональных и высоких частот и, следовательно, увеличивает дальность телефонной передачи.

К воздушно-бумажной изоляции относится и пористобумажная изоляция. При этом способе изоляции кабельную жилу покрывают кашицеобразным слоем бумажной массы (целлюлозы). После высыхания слоя на жиле образуется пористый бумажный цилиндр (рисунок 13, б). Заполненные воздухом поры также снижают величину электрической емкости между жилами кабеля.

Широко применяется для изолирования жил кабелей местной связи полиэтилен, являющийся продуктом полимеризации жидкого этилена, и поливинилхлорид, получаемый путем переработки газа этана. Если кабельную жилу покрывают сплошным слоем пластмассы (полиэтилена или поливинилхлорида) толщиной 0,35— 0,4 мм (рисунок 13, в), то такая изоляция носит название сплошной пластмассовой изоляции. Получило распространение изолирование жил пористым полиэтиленом. Такая воздушно пластмассовая изоляция аналогична воздушно-бумажной изоляции и носит название пористо-полиэтиленовой изоляции.

Для изоляции жил симметричных кабелей, применяемых для организации дальней связи (магистральной, дорожной, отделенческой), используют бумагу, полиэтилен и полистирол.

В кабелях с кордельно бумажной изоляцией каждую жилу предварительно обвивают спиралью из корделя, который представляет собой жгут диаметром от 0,4 до 0,85 мм, скрученный из кабельной бумаги. Поверх корделя жилу спиралеобразно обертывают (рисунок 13, г) лентой из кабельной бумаги толщиной 0,08; 0,12 и 0,17 мм и шириной 8—10 мм с перекрытием 25—30%. Применяемый при этом способе изоляции кордель служит каркасом, поддерживающим трубку из навитой кабельной бумаги на некотором определенном расстоянии от жилы кабеля, и придает этой трубке большую механическую прочность на смятие.

При кордельно-бумажной изоляции жил электрическая емкость между жилами кабеля меньше, чем при воздушно-бумажной так как жилы кабеля касается только кордель, а воздушный зазор между жилой и трубкой, навитой из кабельной бумаги, больше. Электрические характеристики кордельного кабеля более стабильны, так как при свивании изолированных жил в пары или четверки кордель препятствует смятию изоляции и расстояние между свитыми жилами по всей длине кабеля выдерживается достаточно постоянным.

Кордельно-полистирольная (стирофлексная) изоляция отличается от кордельно-бумажной тем, что применяемые кордель и лента не бумажные, а из полистирола — пластмассы, изготовляемой из жидкого стирола, который получают в результате химической переработки нефти или каменного угля. Применяемая для изоляции жил кабелей полистирольная лента обычно имеет толщину 0,05 мм и ширину 10—12 мм, а кордель —диаметр 0,8 мм. В симметричных кабелях дальней железнодорожной связи широко применяется кордельно-трубчатая изоляция жил из полиэтилена. При этом способе изоляции жила кабеля обвита спиралью из полиэтиленового корделя, сверху которого на­ложена трубка из полиэтилена (рисунок 13, д).

Для изоляции жил симметричных кабелей дальней связи на­ходит применение баллонная изоляция, представляющая собой тонкостенную полиэтиленовую трубку, с толщиной стенки 0,2—0,3 мм, периодически (через 7—12 мм) обжатую полиэтиленовым корделем (рисунок 13, е) или механическим способом (рисунок 13, ж). Первый способ носит название баллонно- кордельной изоляции, а второй •— баллонной изоляции. Находят также применение изоляции из пористого полиэтилена и шайбовая изоляция (рисунок 13, з) в виде шайб толщиной 1,5—2,5 мм из твердого диэлектрика, на­саживаемых на жилу кабеля через определенные промежутки (20—30 мм) и т. п. При изготовлении коаксиальных кабелей для изоляции внутреннего проводника применяют пластмассовую шайбовую, баллонную, кордельно-трубчатую, пористую изоляцию из полиэтилена и полистирола и др.

Кабели с полиэтиленовой и полистирольной изоляцией жил выгодно отличаются от кабелей с кордельно-бумажной изоляцией, так как двухпроводные цепи этих кабелей имеют меньшую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектрике, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти преимущества делают выгодным применение таких кабелей при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кГц и более. Преимуществом пластмассовой изоляции перед бумажной является также и то, что она негигроскопична и обладает более высокой электрической прочностью.

В сигнальных кабелях, используемых в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, для изоляции жил применяют сплошную (см. рисунок 13, в) полиэтиленовую или поливинилхлоридную изоляцию, находит также применение бумаго-масляная изоляция из нескольких плотно навитых на жилу по спирали слоев кабельной бумажной ленты, пропитан­ной изоляционным маслоканифольным составом (50% минерального масла и 50% канифоли по весу).

Рисунок 13- Тип изолирования жил

Для изолирования жил контрольных кабелей применяют пластмассовую и резиновую изоляцию, а для силовых кабелей.