КУРСОВАЯРАБОТА
Натему:
«Конструкциикабелей связи»
1.Классификация кабелей связи
Кабели, по которымосуществляется телефонная связь, состоят из отдельных изолированныхпроводников, называемых жилами, скрученными попарно или почетверочно изаключенными в общую герметичную оболочку из металла, пластмассы или металлопластмассы.Поверх этой влагозащитной оболочки кабели в зависимости от способа прокладкимогут иметь защитные броневые покровы.
По назначению кабелисвязи разделяют на междугородные, зоновые, городские и сельские. Отдельнуюгруппу представляют коаксиальные кабели.
По конструкции кабелисвязи бывают симметричные и коаксиальные. В симметричных кабелях все жилыаналогичны по конструкции, в коаксиальных токопроводящая цепь состоит извнешнего проводника (полой медной трубки) и внутреннего (из медной проволоки).
В зависимости отприменения различают кабели подземные, подводные и для воздушной подвески, а подиапазону частот высокочастотные и низкочастотные.
Кроме того кабелиподразделяются также по способу изоляции, системе скрутки жил, виду оболочки иконструкции защитного покрова.2. Токопроводящие жилы
Проводники, из которыхсостоит телефонный кабель, называются токопроводящими жилами, изготовляемыми измеди и алюминия. Эти материалы обладают хорошей электрической проводимостью,гибкостью и достаточной механической прочностью. Удельное сопротивление медногопроводника при температуре 20°С равно 0,0175 ОмЧмм2∕м,алюминиевого проводника при той же температуре 0,295 ОмЧмм2∕м.Отсюда видно, что удельное сопротивление алюминиевого проводника в 1,65 разбольше медного. Поэтому для получения одинаковых электрических параметровприменение алюминиевых проводников вызывает увеличение их диаметра в 1,28 раза.
Применяют следующиедиаметры жил кабелей: медных – 0,32; 0,4; 0,5; 0,7 мм, алюминиевых – 0,51:0,65; 0,77; 0,90; 1,15; 1,55 мм. Для некоторых марок кабелей ГТСиспользуют медные жилы диаметром 0,9 и 1,2 мм.
Несмотряна то, что алюминий обладает также хорошей проводимостью и менее дефицитен, чеммедь, применение его для изготовления токопроводящих жил кабелей связи оченьограничено.
Увеличение диаметраалюминиевых жил в 1,28 раза вызывает соответствующее увеличение диаметра всегокабеля, что нежелательно. Кроме того, в воздушной среде алюминиевый проводникпокрывается пленкой окиси, которая увеличивает его сопротивление, а такжезначительно усложняет технологию соединения этих жил.
Стальныежилы в кабелях связи не применяют из-за их большого удельного сопротивления.3. Способыизоляции жил
Дляизоляции жил телефонных кабелей используют специальную телефонную бумагутолщиной 0,05 мм, полиэтилен, обладающий достаточной прочностью и малойвлагопоглащаемостью, и полистирол (стирофлекс), обладающий хорошимиизоляционными свойствами и применяемый для высокочастотных кабельных жил. Поспособу изоляции жил различают городские телефонные кабели с воздушно-бумажной,кордельно-бумажной и пластмассовой (полиэтилен, полистирол и др.) изоляцией.При воздушно-бумажной изоляции (рис 1 а) жилы обмотаны по спирали бумажнойлентой. Ленту накладывают на жилу так, чтобы внутренний диаметр трубки был несколькобольше диаметра жилы.
/>
Таким образом, междужилой и бумажной трубкой образуется зазоры, заполненные сухим воздухом, которыйи является хорошим изолятором. Разновидностью воздушно-бумажной изоляции являетсябумагомассная, покрывающая жилы кабеля сплошным слоем бумажной массы (рис 1 б).
При кордельно-бумажнойизоляции (рис 1 в) на жилы наложены витки корделя, поверх которого навитабумажная лента. При этом между жилой и стенками бумажной трубки получаетсяустойчивый воздушный зазор, что улучшает электрические параметры кабеля. Кордельно-полистирольная(стирофлексная) изоляция выполняется так же, как и кордельно-бумажная, только вкачестве материала используют полистирольные кордель и ленту. В настоящее времяшироко применяют изоляцию из пластмасс, покрывая жилы кабеля сплошным слоемполиэтилена. Для коаксиальных кабелей на ГТС используют шайбовую изоляцию (рис1 г), которая выполняется в виде шайб из твердого диэлектрика (полиэтилена),насаживаемых через определенные промежутки на внутренний проводник.
4. Скрутка жил />/>/>/>/>/>/>Для уменьшениявзаимного электрического влияния соседних цепей изолированные жилы телефонногокабеля скручивают между собой. В городских телефонных кабелях применяютскрутки: парную и звездную (рис. 2). При парной скрутке две изолированныежилы скручивают между собой на всем протяжении с равным шагом скрутки (80–100 ммили 200–250 мм). Под шагом скрутки понимают расстояние, соответствующееполному обороту жилы вокруг оси скрутки. Жилы кабеля с шагом скрутки 200–250 ммдополнительно обматывают хлопчатобумажной ниткой.
/>
Призвездной скрутке скручивают четыре изолированные жилы, расположенные по угламквадрата. Жилы, лежащие по диагонали квадрата, образуют рабочие пары. По первойпаре жил (1) образуется одна разговорная цепь, по второй паре (2) – другая(рис. 3). Пары или четверки жил скручивают в повивы, или пучки, образуют сердечниккабеля. Если он образован из жил одинаковой конструкции и скрутки, то такаяконструкция сердечника называется однородной (рис. 4 а), если же из жилразличных диаметров и скруток, то неоднородной (рис. 4 б). Сердечники соднородной конструкцией применяют в городских телефонных сетях, а снеоднородной – в кабелях дальней связи. При повивной скрутке кабельногосердечника в центре кабеля может быть расположено от 1 до 5 пар или четверок(групп), скрученных в общий пучек. На образовавшийся пучок по окружностиналожен следующий повив групп, скрученный в направлении, противоположномпредыдущему, с целью уменьшения взаимного электрического влияния. Кроме того,это облегчает разборку жил кабеля по повивам при монтажных работах.
Повивыгородских телефонных кабелей составлены в определенной закономерности: в каждомпоследующем повиве на 6 пар жил больше, чем в предыдущем. Например, если вкабеле емкостью 30 пар центральный повив, имеет 4 пары, то последующие повивысодержат соответственно 10 и 16 пар. Исключением из этого правила бывает второйповив, когда в центральном повиве имеется только 1 пара. Нумерацию повивов ведуот центра сердечника к его периферии.
Припучковой скрутке основным конструктивным элементом является элементарный пучокиз 10 пар или 5 четверок жил. Из этих пучков скручивают сердечник кабеля, общийвид которого с повивной и пучковой скруткой показан на (рис. 5).
Междуповивами прокладывают хлопчатобумажные пряди, что позволяет точно отделять,повив от повива при монтажных работах. Поверх сердечника накладывают пояснуюизоляцию, состоящую из двух слоев кабельной бумаги или пластмассовой ленты.
Вкаждом повиве есть одна пара (или четверка), отличающаяся от других цветомизоляции и называемая контрольной парой или группой, от которой ведется счетостальных пар по заранее установленному направлению, например, по часовойстрелке.
/>5. Защитныеоболочки
кабель жилаизоляция оболочка
Поверх поясной изоляциина сердечник кабеля накладывают герметичную оболочку, которая защищает кабельот проникновения в него влаги, а также от различных воздействий (электрических,химических, механических). Промышленность выпускает кабели с металлическими,пластмассовыми и комбинированными металлопластмассовыми оболочками.
Металлические оболочкимогут быть свинцовыми, алюминиевыми и стальными. Наиболее влагостойкой игерметичной является свинцовая оболочка, которая к тому же служит экраном,защищающая кабель от внешних помех, и обладает достаточной гибкостью,облегчающей производство работ при прокладке кабеля. Однако эта оболочкаотличается недостаточной механической прочностью, большой массой,подверженностью к коррозии, относительно высокой стоимостью и недостаточной устойчивостьюпротив вибрации.
Алюминиевые оболочкипрочнее и значительно легче свинцовых (алюминий в 3,3 раза легче свинца).Поэтому при изготовлении кабеля в алюминиевой оболочке уменьшается его масса,увеличивается механическая прочность оболочки, повышается устойчивость кабеляпротив вибрации. Алюминиевая оболочка также служит экраном, защищающим жилы отвнешних помех. Недостатками алюминиевых оболочек являются подверженностькоррозии, а также технологическая трудность восстановления оболочки при монтажеотдельных кусков кабеля.
Промышленностьювыпускаются телефонные кабели со стальной гофрированной оболочкой. Изготавливаютее из стальной ленты, обжимаемой вокруг сердечника кабеля на специальном стане,на котором сваривают также края ленты. Для защиты стальной оболочки от коррозииее покрывают битумом, на который напрессовывают полиэтиленовый шланг. Такиеоболочки имеют достаточную механическую прочность и значительно дешевлеалюминиевых и свинцовых.
Наиболее перспективнымиявляются кабельные оболочки, изготавливаемые из пластмасс. Они значительнолегче металлических оболочек и коррозионно-устойчивые, но требуют введениядополнительных экранов для защиты от помех и с течением времени понижают своивлагозащитные свойства, что ухудшает электрические параметры кабеля.
Начато внедрениекомбинированных оболочек металлопластмассовых, когда на тонкую металлическоюоболочку (алюминий, сталь) наносят слой пластмассы.6. Наружныезащитные покровы
Для защиты телефонных кабелей,прокладываемых непосредственно в земле, от механических повреждений и действияорганических кислот, щелочей и блуждающих токов, вызывающих коррозию, наметаллическую или пластмассовою оболочку накладывают специальные защитныепокровы.
Защитныйпокров свинцового кабеля состоит из слоя битума, предохраняющего оболочку откоррозии, подушки, предупреждающей возможность повреждения оболочки кабеля вовремя монтажа, стальной брони, предохраняющей оболочку от механическогоповреждения, и наружного антикоррозионного покрытия.
Подушка, накладываемаяна кабель перед броней, представляет собой предварительно пропитаннуюантисептиком кабельную пряжу (джут), покрытую битумным составом. Дляпредохранения витков кабеля на барабане от слипания поверхность наружногоджутового покрова покрывают меловым раствором.
В зависимости отусловий прокладки для защиты кабеля от механических повреждений применяют бронюдвух видов: из стальных лент (тип Б – бронированный) и из круглых стальныхоцинкованных проволок (тип К – круглые проволоки). Первый вид используют длямеханической защиты кабелей, прокладываемых непосредственно в земле и неподвергающихся растягивающим усилиям, второй вид – для кабелей, прокладываемыхчерез водные преграды.
Для кабелей с броней изстальных лент в качестве подушки, вместо кабельной пряжи применяют несколькослоев лент пропитанной сульфатной бумаги.
Бронированные кабели,не имеющие наружного джутового покрова, применяют при открытой прокладке кабеляв туннелях, коллекторах и шахтах.
Телефонныекабели, прокладываемые в телефонной канализации и по стенам зданий, не нуждаютсяв защитных покровах поверх оболочек и называются голыми. Для уменьшениявзаимного электрического влияния соседних цепей изолированные жилы телефонногокабеля скручивают между собой.
7.Обозначение кабелей связи
Каждый кабель согласно ГОСТуимеет условное обозначение или марку, состоящую из букв и цифр. Маркировкахарактеризует назначение кабеля и егоконструкцию. По ней можно узнать, какая скрутка у этого кабеля, какой наружныйзащитный покров (при его наличии), сколько пар или четверок в кабеле, каковдиаметр жил.
Марки городскихтелефонных кабелей начинаются с буквы Т (телефонный). Последующая буквахарактеризует покров или отсутствие его. Например, марка ТГ означает телефонныйголый кабель, т.е. без брони, ТБ с броней и т.д.
Буквами обозначаюттакже виды скруток и назначение кабеля, например, буква 3 означает, что кабельимеет звездную скрутку.
Цифрыв марке кабеля указывают его емкость, т.е. количество жил и их диаметр, а такжевид скрутки, например ТГ 100x2x0,5 означает: телефонный кабель парной скруткисо свинцовой оболочкой.
В каждой паре изоляция однойжилы желтого цвета, а другой – красного или синего. В каждом повиве имеетсяодна контрольная пара, изоляция которой отличается от других жил цветом.
Кабельвыпускают емкостью от 10 до 1200 пар кусками и длиной не менее 100 м,называемой строительной.8. Опорныйконспект
Кабели, по которымосуществляется телефонная связь, состоят из отдельных изолированныхпроводников, называемых жилами, скрученными попарно или почетверочно изаключенными в общую герметичную оболочку из металла, пластмассы илиметаллопластмассы. Поверх этой влагозащитной оболочки кабели в зависимости отспособа прокладки могут иметь защитные броневые покровы.
Проводники, из которыхсостоит телефонный кабель, называются токопроводящими жилами, изготовляемыми измеди и алюминия. Эти материалы обладают хорошей электрической проводимостью,гибкостью и достаточной механической прочностью.
Дляизоляции жил телефонных кабелей используют специальную телефонную бумагутолщиной 0,05 мм, полиэтилен, обладающий достаточной прочностью и малойвлагопоглащаемостью, и полистирол (стирофлекс), обладающий хорошимиизоляционными свойствами и применяемый для высокочастотных кабельных жил.
Поверхпоясной изоляции на сердечник кабеля накладывают герметичную оболочку, котораязащищает кабель от проникновения в него влаги, а также от различных воздействий(электрических, химических, механических). Промышленность выпускает кабели сметаллическими, пластмассовыми и комбинированными металлопластмассовымиоболочками.
Для защиты телефонныхкабелей, прокладываемых непосредственно в земле, от механических повреждений идействия органических кислот, щелочей и блуждающих токов, вызывающих коррозию,на металлическую или пластмассовою оболочку накладывают специальные защитныепокровы.
Каждый кабель согласно ГОСТуимеет условное обозначение или марку, состоящую из букв и цифр.
Вопросы
1.Как разделяют кабели связи по назначению и по конструкции?
2.Расскажите про удельное сопротивление медного и алюминиевого провода.
3.Что вы знаете о бумажной изоляции?
4.Что вы знаете про парную и звездную скрутку?
5.Расскажите про повивную скрутку кабельного сердечника.
6.Что вы знаете про защитную алюминиевую оболочку?
7.Для чего на кабели накладывают специальный защитный покров?
8.Что обозначают буквы на маркировке кабеля?
9.Что обозначают цифры на маркировке кабеля?
10.Что вы знаете про броню типа – Б и типа – К?
Ответы
1. По назначению кабелисвязи разделяют на междугородные, зоновые, городские и сельские. Отдельнуюгруппу представляют коаксиальные кабели. По конструкции кабели связи бываютсимметричные и коаксиальные.
2. Удельноесопротивление медного проводника при температуре 20 °С равно 0,0175 ОмЧмм2∕м,алюминиевого проводника при той же температуре 0,295 ОмЧмм2∕м.Отсюда видно, что удельное сопротивление алюминиевого проводника в 1,65 раз большемедного.
3. Привоздушно-бумажной изоляции жилы обмотаны по спирали бумажной лентой. Лентунакладывают на жилу так, чтобы внутренний диаметр трубки был несколько большедиаметра жилы. Таким образом, между жилой и бумажной трубкой образуется зазоры,заполненные сухим воздухом, который и является хорошим изолятором.Разновидностью воздушно-бумажной изоляции является бумагомассная, покрывающаяжилы кабеля сплошным слоем бумажной массы./>4. Припарной скрутке две изолированные жилы скручивают между собой на всем протяжениис равным шагом скрутки (80–100 мм или 200–250 мм). Под шагом скруткипонимают расстояние, соответствующее полному обороту жилы вокруг оси скрутки.Жилы кабеля с шагом скрутки 200–250 мм дополнительно обматывают хлопчатобумажнойниткой. При звездной скрутке скручивают четыре изолированные жилы,расположенные по углам квадрата. Жилы, лежащие по диагонали квадрата, образуютрабочие пары. По первой паре жил образуется одна разговорная цепь, по второйпаре – другая.
5.При повивной скрутке кабельного сердечника в центре кабеля может бытьрасположено от 1 до 5 пар или четверок (групп), скрученных в общий пучок. Наобразовавшийся пучок по окружности наложен следующий повив групп, скрученный внаправлении, противоположном предыдущему, с целью уменьшения взаимногоэлектрического влияния. Кроме того, это облегчает разборку жил кабеля поповивам при монтажных работах. Повивы городских телефонных кабелей составлены вопределенной закономерности: в каждом последующем повиве на 6 пар жил больше,чем в предыдущем. Например, если в кабеле емкостью 30 пар центральный повив,имеет 4 пары, то последующие повивы содержат соответственно 10 и 16 пар.Исключением из этого правила бывает второй повив, когда в центральном повивеимеется только 1 пара. Нумерацию повивов веду от центра сердечника к егопериферии.
6. Алюминиевые оболочкипрочнее и значительно легче свинцовых (алюминий в 3, 3 раза легче свинца).Поэтому при изготовлении кабеля в алюминиевой оболочке уменьшается его масса,увеличивается механическая прочность оболочки, повышается устойчивость кабеляпротив вибрации. Алюминиевая оболочка также служит экраном, защищающим жилы отвнешних помех. Недостатками алюминиевых оболочек являются подверженностькоррозии, а также технологическая трудность восстановления оболочки при монтажеотдельных кусков кабеля.
7. Для защитытелефонных кабелей, прокладываемых непосредственно в земле, от механическихповреждений и действия органических кислот, щелочей и блуждающих токов,вызывающих коррозию, на металлическую или пластмассовою оболочку накладываютспециальные защитные покровы.
8. Маркигородских телефонных кабелей начинаются с буквы Т (телефонный). Последующаябуква характеризует покров или отсутствие его. Например, марка ТГ означаеттелефонный голый кабель, т.е. без брони, ТБ с броней и т.д.Буквамиобозначают также виды скруток и назначение кабеля, например, буква 3 означает,что кабель имеет звездную скрутку.
9. Цифры в марке кабеляуказывают его емкость, т.е. количество жил и их диаметр, а также вид скрутки,например ТГ 100x2x0, 5 означает: телефонный кабель парной скрутки.
10. Взависимости от условий прокладки для защиты кабеля от механических поврежденийприменяют броню двух видов: из стальных лент (тип Б – бронированный) и изкруглых стальных оцинкованных проволок (тип К – круглые проволоки). Первый видиспользуют для механической защиты кабелей, прокладываемых непосредственно вземле и не подвергающихся растягивающим усилиям, второй вид – для кабелей,прокладываемых через водные преграды.
Тесты
1.Какие бывают кабели по диапазону частот?
А)высокочастотные и низкочастотные
Б)только высокочастотные
В)только низкочастотные
2. Во сколько разудельное сопротивление алюминиевого проводника больше медного?
А) в 1,55 раз
Б)в 1,65 раз
В)в 1,75 раз
3.Какая толщина специальной телефонной бумаги используемой для изоляции жилтелефонных кабелей? 0,05 мм
А)0,05 мм
Б)0,5 мм
В)1 мм4.С каким шагом скрутки жил кабеля, жилы дополнительнообматывают хлопчатобумажной ниткой?
А)150–200 мм
Б)200–250 мм
В)250–300 мм
5.Какая из защитных оболочек является наиболее влагостойкой и герметичной?
А)свинцовая оболочка
Б)алюминиевая оболочка
В)стальная оболочка
6.Что представляет собой подушка, накладываемая на кабель перед броней?
А)кабельная клейкая лента
Б)кабельная миткалевая нитка
В)пропитанная антисептиком кабельная пряжа (джут)
7.Что обозначает цифра 2 на маркировке кабеля ТГ 100x2x0,5?
А)номер завода
Б)парную скрутку жил
В)двойную изоляцию жил
8.Какой недостаток имеет алюминиевая защитная оболочка?
А)подверженность коррозии
Б)монтаж отдельных кусков кабеля
В)правильные ответы А и Б
9.Какую изоляцию используют для коаксиальных кабелей на ГТС?
А)шайбовую
Б)бумажную
В)гелеваю
10.При повивной скрутке кабельного сердечника в центре кабеля может бытьрасположено ………………. пар или четверок (групп), скрученных в общий пучек.
А)от 1 до 9
Б)от 1 до 7
В)от 1 до 5
Ключ к тестам
1.а
2.б
3.а
4.б
5.а
6.в
7.б
8.в
9.а
10.в
Литература
1.П.А. Полонский «Монтаж линейно-кабельных сооружений городских телефонныхсетей» 1978 г.