Особенности кабелей для прокладки в зоне электрифицированных железных дорог

Кабелях автоматики, телемеханики и связи, проложенные вдоль электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока, подвергаются большим опасным и мешающим влияниям (см. лекц. 16). Для защиты от внешних влияний необходимо правильно выбрать тип прокладываемого кабеля. Для уменьшения влияний на цепи кабелей необходимо применять кабели с наименьшим значениях (к.з.д – Sк) брони и металлической оболочки. Для уменьшения Sк, как показано в гл. 9!!!, необходимо увеличивать индуктивность оболочки (Lоб) и уменьшать ее сопротивление (Rоб). Кабели со свинцовой и пластмассовыми влагозащитными оболочками из-за большого Rоб не могут прокладываться в зоне электрических ж.д. без применения защитных мероприятий. К ним относятся:

- для уменьшения Lоб применяется броня, изготовленная из стали с повышенными магнитными свойствами марки ХТБ, которая имеет m = 2000 – 3000 вместо m = 100 – 400 из низкоуглеродистой стали;

- уменьшение Rоб путем наложения между влагозащитной оболочкой и броней металлических экранов.

В качестве экранов используются медные проволоки, ленты или алюминиевые проволоки. Такие кабели выпускались отечественной промышленностью и проложены на ряде участков железных дорог.

Кабели марки МКБМ – где М – броня выполнена из плоских стальных лент с повышенной магнитной проницаемостью. Выпускались кабели с повивами из круглых медных проволок поверх оболочки под броней МКБКМБ, кабель МКБКМБМ, где сочетались оба способа защиты, а также кабель МКБМБ с медными лентами. Впоследствии медные проволоки заменили на плоские алюминиевые в кабелях МКБПАБ и МКБПАБМ. Эти способы защиты усложняли конструкцию кабеля и увеличивали его стоимость, поэтому, когда в 60-х годах был освоен выпуск кабелей в алюминиевой влагозащитной оболочке, выпуск этих кабелей был прекращен. Удельное сопротивление алюминия в 6-7 раз меньше свинцовой, что позволяет за счет уменьшения Sк значительно уменьшить внешние влияния на жилы кабеля. Для сокращения металлоемкости и уменьшения затрат на железнодорожном транспорте в магистральных кабелях используются медные жилы диаметром 1,05 мм вместо 1,2 мм, которые применяются на сетях других ведомств. В зоне электрических ж.д. могут прокладываться магистральные и местные кабели в алюминиевой оболочке со всеми типами изоляции жил и защитных покровов. Конструкция таких кабелей изложена в разделе 3.2.

В настоящее время наибольшее применение на участках с электротягой переменного тока для кабельных линий автоматики и связи, сооружаемых в земляном полотне, применятся специальные железнодорожные бронированные кабели с повышенным защитным действием оболочки от электромаг­нитного влияния (например, МКПАБл, МКПАБп, МКПпАШп, МКБАБп), а также кабели с защитным покровом типа БпШп (например, МКПАБпШп или МКПпАБпШп), конструкции которых см. 3.2.

Основные типы электрических кабелей связи и область их применения

Общие сведения

Высокочастотные магистральные кабели дальней связи приме­няются при сооружении магистральных кабельных линий, предназна­ченных для организации всех видов магистральной, дорожной и от­деленческой связи и цепей автоматики и телемеханики. Высокочас­тотные зоновые кабели дальней связи используют в цепях вторичной коммутации отделенческой оперативно-технологической связи (ОТС), при сооружении зоновых линий Министерства связи, а также других министерств и ведомств и организации соединительных линий между усилительными пунктами Министерства путей сообщения и узлами связи Министерства связи.

Низкочастотные однородные кабели дальней связи предназначе­ны для: сооружения соединительных линий между автоматическими телефонными станциями (АТС), между АТС и междугородными те­лефонными станциями (МТС); цепей вторичной коммутации; устрой­ства кабельных вводов, вставок в воздушные линии связи и ответв­лений с цепями дорожных и отделенческих связей, а также линей­ными цепями автоматики и телемеханики. Низкочастотные комбини­рованные кабели многоканальной связи применяют в радиотрансля­ционных сетях, для прокладки между радиостанциями и радиоцент­рами, а также между радиоцентрами и междугородными телефонны­ми станциями.

Городские телефонные кабели, а также высокочастотные кабели местной связи используют в линейных сооружениях станционной про­водной связи — местной и станционной распорядительной телефон­ной связи, кабельных сетях вторичной коммутации, при устройстве соединительных линий.

Станционные провода и кабели применяют при монтаже аппара­туры телефонных станций и усилительных пунктов, высокочастотных цепей в линейно-аппаратных залах, организации радиовещания, а так­же при монтаже стационарной звукозаписывающей и звуковоспроиз­водящей аппаратуры.

Распределительные кабели предназначены для зарядки боксов в распределительных коробках абонентской проводки.

Провода и шнуры связи используются при монтаже аппаратуры телефонных станций, для соединения абонентских ли­ний в коммутаторах, подключения телефонных аппаратов и соедине­ния телефонных трубок с аппаратами, коммутации цепей и подклю­чения приборов, при электроизмерениях, трансляции радиопередач, подключения или соединения оборудования телефонных станций, рас­пределительных шкафов, записывающих устройств и звуковоспроиз­водящей аппаратуры.

Условия прокладки кабелей магистральной связи в зависимости от ма­териала оболочки и типа защитного покрова приведены ниже.

Кабели без защитного покрова со свинцовой оболочкой — прокладка в телефонной канализации, трубах, блоках, коллекторах, тоннелях и внутри помещений при отсутствии механических воздействий на кабель и при эксплуатации в среде, нейтральной по отношению к оболочке, в районах, не характеризующихся повышенным электромагнитным влиянием.

С полиэтиленовым шлангом Шп поверх свинцовой влагозащитной оболочки — прокладка в устойчивых грунтах без каменистых включений, в телефонной канализации, трубах, блоках при отсутствии механических воздействий на кабель в среде, агрес­сивной по отношению к оболочке, в районах, не характеризующихся повышенным электромагнитным влиянием, мерзлотными деформаци­ями грунта, опасностью повреждения грызунами;

С покровом типа Шп поверх алюминиевой оболочки — те же, а также прокладка по мостам и в грунтах, если кабель не подвергается большим растягивающим уси­лиям, в зоне электрифицированных железных дорог.

На не электрифицированных участках в земляном полотне, отсы­панном грунтами всех групп, кроме крупнообломочных скальных, мо­гут прокладываться кабели с защитными покровами Б, Бл, Бп, Шп. При отсыпке земляного полотна скальными грунтами любой фракции прокладка небронированных кабелей с защитным покровом Шп поверх металлической оболочки не допускается.

Для защиты металлических оболочек от механических поврежде­ний и коррозии при прокладке в зонах блуждающих токов в земля­ном полотне железных дорог применяют кабель со следующими ти­пами защитных покровов: Бл, Б2л, Б2лШп, Б2лШв, БШп, БШв со свинцовой оболочкой; Бп, Б2л, Б2лШп, Б2лШв, БлШп, БлШв с алю­миниевой оболочкой; Шп и Шв со стальной оболочкой.

Защиту кабелей в алюминиевой оболочке от воздействия блужда­ющих токов обеспечивают шланговые покровы типа Шп толщиной-2,5 мм или три полиэтиленовые ленты поверх брони для железнодо­рожных кабелей с защитными покровами типов Бл и Бп.

Для защиты металлических оболочек кабелей от коррозии блуж­дающими токами рекомендуется преимущественное применение ка­белей с защитным покровом типа БпШп. Кабели с одношланговым покрытием поверх металлической оболочки или с покрытием оболочки двумя полиэтиленовыми лентами применяют со стальной бронелептой поверх шланга (защитные покровы типов Бп, Б2л).

Кабели дальней связи

Симметричные высокочастотные магистральные кабели многока­нальной связи серии мкб с медными жилами, кордельно-бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке предназна­чены для прокладки вдоль железных дорог с электротягой перемен­ного тока с уплотнением цепей системами К-60П до 252 кГц (МКБА-60), или другими системами в диапазоне частот до 150 кГц (МКБА-12) с передачей дистанционного питания напряжением 700 В постоянного тока или 500 В переменного тока, частотой 750 Гц. Применяются кабели емкостью семь и 14 четверок.

Кабели емкостью 7 4 1,20+5 0,70+1 0,90 изготавливают с жи­лами в четверках диаметром 1,2 мм, пятью вспомогательными (сиг­нальными) парами жил диаметром 0,7 мм и одной вспомогательной жилой из эмалированного провода диаметром 0,9 мм. Кабель может выпускаться с шестью вспомогательными жилами. Три четверки — высокочастотные, четыре — низкочастотные.

Строительная длина кабелей равна 425 и 850 м. Кабели прокладывают при температуре от минус 15 до плюс 40°С.

Симметричные высокочастотные магистральные кабели многока­нальной связи с кордельно-полистирольной изоляцией в свинцовой обо­лочке марок МКСГ, МКСГШп, МКСБ, МКСБГ, МКСБл, МКСБШп, МКСБпШп, МКСГСтпШп, МКСК, МКСКл, в алюминиевой оболочке марок МКСАШп, МКСАБп, МКСАБпГ, МКСАБпШп, МКСАСтпШп, МКСАКпШп, в стальной гофрированной оболочке марки МКССтШп, конструкция этих кабелей показана на рис.1. Перечисленные ка­бели предназначены для кабельных магистралей, линий отделенче­ской связи и соединительных линий, уплотняемых до 252,652 или 8448 кГц (с использованием вторичных цифровых систем передачи), с передачей дистанционного питания напряжением 1000 В постоянного тока или 690 В переменного тока, частотой 50 Гц. Применяют ка­бели с одной, четырьмя (рис.2 а, б, в) и семью четверками. Медная жила диаметром 1,2 или 1,0 мм обмотана цветным корделем из полисти­рольной нити и полистирольной лентой натурального цвета.

Рис. 1

Рис. 2

Жилы с изоляцией различного цвета скручены в четверку во­круг расположенной в центре полистирольной нити. На четверку на­ложена цветная хлопчатобумажная либо синтетическая пряжа или лента. Первая пара четверки состоит из жил с красной и желтой изоляцией, вторая — с синей и зеленой.

Поверх скрученных в кабель четверок устраивают поясную изо­ляцию из лент кабельной бумаги или синтетических материалов (по­лиэтиленовых, полиэтилентерефталатных и др.). Поверх поясной изо­ляции накладывают: свинцовую оболочку, алюминиевую оболочку, экран из алюминиевой фольги, медную про­волоку диаметром 0,3.—0,4 мм, полиэтиленовую или полиэтилентерефталатную ленту и стальную гофрированную оболочку в кабелях МКССтШп, МКССтШпу. Поверх металлической оболочки на кабели наложен защитный покров Шп.

Симметричные высокочастотные магистральные кабели дальней связи серии МКПА (рис. 3) с медными жилами, кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке предназ­начены для прокладки вдоль электрифицированных железных до­рог, кабели серии МКПпА имеют пленкопористую полиэтиленовую изоляцию.

Рис. 3

Такие же кабели в свинцовой оболочке, но без защитного покро­ва серии МКПГ предназначены для устройства вводов.

Кабели допускают уплотнение высокочастотных цепей до 252 кГц (и передачу дистанционного питания постоянным током до напря­жения 1000 В или переменным током частотой 50 Гц до напряжения 690 В.

Медные жилы кабелей диамет­ром 1,05 мм с корделем или трубкой разного цвета скручены в звезд­ную четверку вокруг полиэтиленового корделя. Сигнальные пары скручены из медных жил диаметром 0,7 мм со сплошной полиэтиленовой изоляцией различной расцветки. Контрольная жи­ла — медная диаметром 0,7 мм с прерывистой полиэтиленовой изо­ляцией.

Поверх скрученных в кабель четверок, сигнальных пар и конт­рольной жилы наложена поясная изоляция из одной полиэтиленовой ленты, одной бумажной ленты, шести—восьми нитей бумажного кор-деля и трех листов бумаги, поверх которых наложена алюминиевая или свинцовая оболочка, а поверх алюминиевой оболоч­ки — защитный покров Шп, Бл, Бп, БпШп, Кл, Кп или КпШп.

Кабели емкостью 4 4 имеют одну сигнальную пару, 7 4 и 14 4 — пять сигнальных пар (рис. 4).

Рис. 4

Четверки 2, 4 и 6 предназначены для организации систем пере­дачи в диапазоне частот до 252 кГц, четверка 5 — до 150 кГц.

Во всех кабелях заложена одна контрольная жила.

Строительная длина кабеля (за исключением серии МКПуА) 1000 и 500 м. Строительная длина кабеля серии МКПуА 850 м.

В устройствах СЦБ и железнодорожной связи применяют одно­родные и комбинированные симметричные низкочастотные кабели связи типа ТЗ, пред­назначены для монтажа телефонных и телеграфных узлов; устрой­ства кабельных вводов, вставок в воздушные линии, ответвлений от кабельных линий, содержащих цепи дорожных и отделенческих связей и линейные цепи автоматики; для прокладки соединительных линий между АТС, а также между АТС и МТС. Поперечные сечения кабелей ТЗ приведено на рис.5.

Рис. 5

Однородные кабели изготавливаются: с медными жилами следу­ющими диаметрами: 0,9 и 1,2 мм с пористой полиэтиленовой изоля­цией в алюминиевой оболочке (ТЗПА); 1,05 мм (звездная четверка) и 0,7 мм (вспомогательная пара и вспомогательная жила) с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке (ТЗПкА); 0,8, 0,9 и 1,2 мм с кордельно-бумажной изоляцией в свин­цовой (ТЗ) или алюминиевой (ТЗА) оболочке; 1,2 мм (звездная чет­верка) и 0,9 мм (сигнальная жила) с изоляцией из полистирольных нитей и лент в свинцовой (ТЗС), алюминиевой (ТЗСА), стальной гофрированной (ТЗССт), в алюминиевой оболочке и стальной гофри­рованной броне (ТЗСАСтп), в свинцовой оболочке и стальной гофри­рованной броне (ТЗСГСтп), в алюминиевой и свинцовой оболочках (ТЗСАС).

Отдельные цепи кабелей могут уплотняться системами передачи с частотами до 150 кГц (ТЗА, ТЗПА, ТЗПкА), до 252 кГц (ТЗС, ТЗСА, ТЗССт, ТЗСАСтп, ТЗСГСтп, ТЗСАС) или до 5,52 кГц (ТЗ).

Комбинированные кабели предназначены для организации проводной связи, между объектами проводной связи и радиообъектами, а также для применения в ра­диотрансляционных сетях.

Комбинированные кабели серии ТДС выпускаются с медными жилами диаметром 0,8; 0,9; 1,2 и 1,4 мм. Изоляция жил — бумажный кордель и один или два слоя из наложенных с перекрытием лент ка­бельной бумаги. Жилы диаметром 0,8 и 0,9 мм могут быть изоли­рованы только двумя лентами.

В однородных кабелях с пористой полиэтиленовой изоляцией (ТЗПА) и кордельно-полиэтиленовой изоляцией (ТЗПкА) четыре жи­лы скручены в четверку. В кабеле серии ТЗПкА между четверками расположены вспомогательные пары и жилы: в четырехчетверочном кабеле — одна пара и одна жила, в семи- и 14-четверочном — пять пар и одна жила. Не менее четырех четверок допускают уплотнение в спектре частот до 150 кГц. Счетная четверка в каждом повиве красная, на­правляющая — зеленая. Поясная изоляция поверх скручен­ных четверок — кабельная бумага. Поверх поясной изоляции наложе­на алюминиевая оболочка и защитный покров.

Токопроводящие жилы однородных кабелей с кордельно-бумаж­ной изоляцией (ТЗ, ТЗА) обмотаны бумажным корделем и лентой кабельной бумаги. Жилы скручены в четверки и обмотаны цветной хлопчатобумажной пряжей или бумажной лентой.

В однородных экранированных кабелях ТЗЭБ или ТЗЭГ четверки обмотаны лентами металлизированной бумаги или металлической фоль­ги. Четверки скручены концентрическими повивами в кабель. Внут­ренние повивы обмотаны хлопчатобумажной пряжей или лентой ка­бельной бумаги.

Поясная изоляция состоит из четырех лент кабельной бумаги. Поверх поясной изоляции наложена свинцовая или алюминиевая нормальная или утолщенная (у) оболочка и защитный покров.

Допускается использование первых пар четверок 1 и 3 в кабе­лях емкостью 4Х4Х1,2 и первых пар четверок 2, 3 и 4 в кабелях ем­костью 7Х4Х1,2 для организации систем передачи в диапазоне частот до 150 кГц.

В кабелях ТЗСА и ТЗС жилы с изоляцией из полистирольных ни­тей. Между четверками могут быть расположены сигнальные жилы. На скрученные четверки наложены поясная изоляция из четырех—вось­ми лент кабельной бумаги, свинцовая (у ТЗС) или алюминиевая (у ТЗСА) оболочка и защитный покров.

В кабелях ТЗССт поверх поясной изоляции проложена медная проволока диаметром 0,3—0,4 мм, затем наложен экран из алюми­ниевой лепты, поверх которого расположены одна полиэтилентерефталатная, полиэтиленовая или бумажная лента, опознавательная нить или лента, стальная гофрированная оболочка с защитным покровом.

В кабелях ТЗСАСБп, ТЗСАСБпШп поверх алюминиевой оболоч­ки наложена свинцовая и защитные покровы. В кабелях ТЗСАСтпШп и ТЗСГСтпШн соответственно поверх алюминиевой и свинцовой оболо­чек находится стальная гофрированная броня и защитные покровы.

В пару скручены жилы с изоляцией красного и желтого, нату­ральных цветов или синего и зеленого цветов. Каждая пара или чет­верка обмотана: обычная — пряжей или бумажными лентами; уси­ленная — не менее чем двумя слоями бумажных лент; экранирован­ная — не менее чем двумя слоями бумажных лент и слоем метал­лизированной бумаги. Под экраном пары или четверки может быть проложена медная проволока диаметром 0,4 мм.

Шестерка скручивается из трех пар, каждая из которых обмо­тана хлопчатобумажной пряжей. Шестерка обмотана не менее чем двумя слоями бумажной ленты.

Комбинированные кабели изготавливаются одноповивными или двухповивными. В каждом повиве имеются смежные контрольная и счетная группы с различной расцветкой.

Идеальный к.з.д. оболочки и брони при наведенной э.д.с., равной 30 В/км, для кабелей ТЗПАуБпШп равен 0.1; для кабелей ТЗПАБп и ТЗПАБпГ емкостью 4 4 0,9 и 7 4 0,9 — 0,45; емкос­тью 4 4 1,2 и 7 4 1,2 — 0,40; емкостью 14 4 0,9 и 19 4 0,9 — 0,35; емкостью 14 4 1,2 и 19 4 1,2 — 0,3.

Строительная длина кабелей различных серий следующая: ТЗ и ТЗА — 425, 850 и 1275 м; ТДС — 410 м; ТЗПкА — 425, 850 и 1000 м; ТЗС — 300 м; ТЗПА — 315.0 м.

Кабели можно прокладывать при температуре окружающей среды от минус 15 до плюс 40°С. При монтаже кабели можно изгибать при температуре окружающей среды не ниже минус 10°С.

На участках железных дорог, электрифицированных на перемен­ном токе, применяются кабели с защитными покровами Бл и Бп при соблюдении допустимых норм наведенных напряжений, а на участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе или при автономной тяге, — кабели с покровом Шп.

Кабели предназначены для работы в диапазоне температур ок­ружающей среды: ТЗ, ТЗА, ТДС — от минус 45 до плюс 45°С; ТЗПкА, ТЗС, ТЗПА — от минус 50 до плюс 50°С.

Срок службы кабелей серий ТЗ, ТЗА, ТДС, ТЗС 30 лет, серий ТЗПкА, ТЗПА — 20 лет.

Высокочастотные одночетверочные кабели ЗКП, ЗКПБ, ЗКПК, ЗКВ, ЗКВБ, ЗКВК, МККШв, МККШп, ЗКАШп, ЗКАБп, ЗКАКпШп предназначены для кабельных линий зоновой свя­зи с уплотнением цепей системами К-60П (до 252 кГц) и обеспече­нием передачи дистанционного питания напряжением до 690 В пе­ременного тока, частотой 50 Гц или напряжением 1000 В постоянно­го тока.

Кабели применяются в цепях вторичной коммутации оперативно-технологической связи, в зоновых линиях Министерства связи и дру­гих ведомств, при организации соединительных линий усилительных пунктов Министерства путей сообщения и узлов связи Министерства связи.

Жилы из медной проволоки диаметром 1,2 мм со сплошной поли­этиленовой изоляцией скручены в четверку вокруг полиэтиленового корделя. Поверх четверки устроено заполнение из композиции поли­этилена и бутилкаучука (рис. 6). Поверх заполнения в кабелях ЗКП, ЗКПБ, ЗКПК, ЗКВ, ЗКВБ, ЗКВК, МККШп и МККШв расположен экран из двух отожженных алюминиевых или медных лент, между или под которыми проложена луженая медная проволока диаметром 0,3—0,5 мм. Поверх алюминиевого экрана нанесен битумный состав толщиной 0,25 мм и оболочка.

Рис. 6

Кабели ЗКП, ЗКПБ, ЗКПК имеют оболочки из светостабилизированного полиэтилена (П); кабели 3КВ, ЗКВБ, ЗКВК — оболочки из поливинилхлоридного пластиката (В).

Кабели МККШп, МККШв имеют оболочку из поливинилхлоридного пластиката, бронированные круглыми стальными оцинкованными проволоками, в защитном шланге из полиэтилена (Шп) или поливинил­хлоридного пластиката (Шв).

Кабели ЗКАШп, ЗКАБп, ЗКАКпШп — с алюминиевой сварной или выпрессованной оболочкой.

Последние буквы в наименовании марок кабелей (Б, К, Шп, Шв, Бп) характеризуют тип защитного покрова. Защитные покровы ка­белей ЗКАШп, ЗКАКпШп, МККШп и МККШв при толщине шланга (2,5+0,5) мм пластмассовых лент не содержат.

Контрольные вопросы

7. Поясните правила маркировки симметричных кабелей связи.

8. Поясните правила маркировки сигнально-блокировочных, контрольных и силовых кабелей.

9. В чем заключаются особенности кабелей для прокладки в зоне электрифицированных железных дорог?

10. Назовите области использования высокочастотных кабелей на железнодорожном транспорте.

11. Назовите области использования низкочастотных кабелей дальней связи.

12. Какие диаметры жил и виды изоляции используются в кабелях ТЗ и МК?