РАЗДЕЛ СЕМНАДЦАТЫЙ
КАБЕЛИ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
17-1. НОМЕНКЛАТУРА
Кабели дальней связи предназначены для передачи телефонных разговоров, телеграмм, фототелеграмм, телевизионных и радиовещательных программ. По своему назначению кабели дальней связи делят на три класса: магистральные, областные и районные.
Магистральные кабельные линии общесоюзного значения связывают г. Москву с республиканскими, краевыми и областными центрами. а также последние между собой.
Областные кабельные линии связывают областные центры с районными, районные между собой, а также внутриреспубликанские и внутрикраевые линии, не имеющие областного деления.
Районные кабельные линии связывают районный центр с сельскими советами, совхозами, колхозами, промышленными предприятиями и другими организациями района.
Перечень основных марок кабелей дальней связи приведен в табл. 17-1, а области их применения — в табл. 17-2. Спектр передаваемых частот по кабелям связи приведен в табл. 17-3.
Кабельные линии дальней связи используют преимущественно путем уплотнения каналов (частота выше 12 кгц). Временно используют эти линии также для связи при низких частотах (до 10 кгц) без уплотнения. Связь по кабельным линиям осуществляют по двухпроводной и четырехпроводной схемам. При двухпроводной схеме связи передачу в прямом и обратном направлении осуществляют по одной паре проводов. При четырехпроводной схеме связи по одной паре проводов осуществляют связь в прямом направлении, по другой паре — в обратном. Различают однокабельную и двухкабельную системы организации связи. При однокабельной системе все цени прямой и обратной связи размещают в одном кабеле, а при двухкабельной — прокладываются параллельно два кабеля. В одном из них группируют цепи прямого направления, а в другом — цепи обратного направления.
17-2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Токопроводящие жилы кабелей дальней связи изготовляют медными и алюминиевыми. Симметричные кабели изготовляют с медными жилами диаметром 0,8; 0,9 (1,0); 1,2 и 1,4 мм и алюминиевыми диаметром 1,03; 1,16 (1,29); 1,55 и 1,8 мм (для получения одинаковых
Таблица 17-1
Основные марки кабелей дальней связи
Продолжение табл. 17-1
Продолжение табл. 17 1
Таблица 17-2
Области применения и условия прокладки кабелей дальней связи
Таблица 17-3
Частотный спектр уплотнения кабелей связи
Пористая изоляция состоит из полиэтилена с большим количеством газовых включений, образовавшихся в нем при разложении порофора во время нагревания.
Рис. 17-1. Виды изоляции кабелей дальней связи. а — сплошная (в том числе пористая); б — воздушно-бумажная; в — хордельная; г — баллонная изоляция.
Сплошная полиэтиленовая изоляция состоит из сплошного слоя полиэтилена, выпрессованного на жилу (рис. 17,а).
Сравнительные данные диэлектрической проницаемости различных видов изоляции кабелей дальней связи приведены в табл. 17-4, а затухание кабелей с различными видами изоляции приведено в табл. 17-5.
Таблица 17-4
Эквивалентные значения диэлектрической проницаемости для изоляции кабелей дальней связи
Таблица 17-5
Затухание кабелей дальней связи с различными видами изоляции (кеп-км) (d = 1,2 мм·, D = 7 мм)
Отдельные изолированные жилы скручивают в группы, называемые элементами симметричного кабеля. Скручивание ставит жили цели в одинаковые условия относительно друг к другу, в связи с чем уменьшаются электромагнитные связи между цепями и повышается защищенность их от взаимных и внешних помех? Кроме того, скрутки облегчает взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспечивает ему устойчивую и круглую форму.
Рис. 17-2. Типы скрутки кабелей дальней связи.
а — парная; б — четверкой (звездная); в —двойная парная; г — двойная звездная.
Наиболее широкое распространение получили следующие способы скрутки жил в группы:
Парная скрутка (П) — две изолированные жилы скручивают вместе в пару с шагом скрутки не более 300 мм (рис. 17-2).
Скрутка четверкой — звездой (З) — четыре изолированные жилы, расположенные по углам квадрата, скручивают с шагом 150—300 мм. Разговорные пары в четвертке образуют из противолежащих жил (жилы а иb образуют одну пару, а жилы c иd — другую пару — рис. 17-2,6).
Скрутка двойная парная (ДП) — две предварительно свитые разговорные пары а—b и с—d скручивают в четверку (рис. 17-2,в). Шаг скрутки пар принимают в пределах 400—800 мм, а шаг скрутки четверки 150—300 мм. В СССР эту систему в настоящее время не применяют.
Скрутка двойной звездой (ДЗ) — четыре предварительно свитые пары скручивают вместе, образуя восьмерку (рис. 17-2,г). Шаги скруток пар, составляющих восьмерку, принимают различными, а направления скрутки пар и восьмерки противоположные. В СССР эту систему скрутки не применяют.
Усиленная группа имеет обмотку бумажной лентой для повышения электрической прочности изоляции.
Экранирование группы осуществляют путем обмотки ее медной или алюминиевой лентой (0,05—0,1 мм) или металлизированной бумагой (0,1—0,15 мм).
Для отличия жил в группе применяют изоляцию различной по цвету. В четверке приняты следующие расцветки жил: а — красная, b — желтая, с — синяя, d — зеленая, Условные графические изображения элементов (групп) симметричных кабелей связи приведены в табл. 17-6а.
Геометрические размеры кабеля зависят от диаметра жилы и типа скрутки их в группу (табл. 17-66). Расчетные диаметры и веса элементов дальней связи с кордельно-бумажной изоляцией приведены в табл. 17-7.
Группы изолированных жил (пары, четверки и др.) скручивают в кабель с шагом 20—40 D. При однородной скрутке токопроводящие жилы всех групп в кабеле изготовляют одинакового диаметра. При неоднородной скрутке кабель состоит из групп с токопроводящими жилами различных диаметров и различной изоляции и типов скрутки групп (комбинированные кабели). Для облегчения разборки кабеля при его монтаже каждый повив кабеля обычно обматывают открытой спиралью из хлопчатобумажной пряжи и одну группу применяют с изоляцией, отличной по цвету от других групп (счетная или контрольная). Коэффициент укрутки 1,004—0,012.
Скрученные в кабель изолированные группы (пары и четверки) обматывают бумажной или пластмассовой лентой или поверх них накладывают слой пластмассы методом выдавливания. Для защиты от внешних полей кабель с поясной изоляцией обматывают металлизированной бумагой, медной или алюминиевой лентами с перекрытием (общий экран кабеля).
Под оболочкой кабеля не реже чем через каждый метр (обычно через 250—300 мм) на поверхности изоляции или на специальной ленте наносят наименование предприятия-поставщика и год изготовления кабеля. В кабелях диаметром под свинцовой оболочкой менее 20 мм допускают применение ленты или нити цвета, присвоенного предприятию-поставщику.
Таблица 17-6а
Условные графические изображения кабельных элементов
Таблица 17-66
Геометрические размеры групп кабелей связи различной системы скрутки
Для оболочки кабелей связи применяют свинец, алюминий, полихлорвиниловый пластикат, полиэтилен и комбинированные оболочки, состоящие из металла (алюминий, сталь) и полиэтилена. Толщину свинцовой оболочки выбирают в зависимости от диаметра и условий эксплуатации кабеля (табл. 17-8).
Наружные покровы кабелей выбирают в зависимости от условий эксплуатации (см. раздел 1).
Герметичность оболочки кабеля проверяют путем подачи газа под избыточным давлением 0,6—1,0 ат в промежутки между жилами и оболочкой. В кабелях с полиэтиленовом изоляцией в пластмассовой оболочке вместо испытания на герметичность подачей газа под давлением допускают измерение сопротивления изоляции после 3 ч пребывания в воде; сопротивление изоляции при этом не снижается менее чем до 25 Мом-км.
17-3. МАГИСТРАЛЬНЫЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
Для междугородной магистральной связи и телевидения применяют два типа магистральных коаксиальных кабелей: 2,6/9,4 и 5/18. Числитель соответствует диаметру внутреннего провода, а знаменатель — внутреннему диаметру внешнего провода (мм). Наибольшее применение получил коаксиальный кабель типа 2,6/9,4 мм.
Основными элементами выпускаемых магистральных кабелей являются коаксиальные пары, состоящие из внутреннего провод, изготовляемого из медной полутвердой проволоки диаметром
Таблица 17-8
Толщина свинцовых оболочек кабелей связи, мм (ГОСТ 9358-60)
Рис. 17-3. Коаксиальная пара магистральных кабелей с шайбовой изоляцией.
Рис. 17-4. Схема коаксиального магистрального кабеля КМГ-4.
Сигнальные жилы коаксиальных магистральных кабелей изготавливают из отожженной медной проволоки диаметром 0,9 мм, изолированной двумя бумажными лентами толщиной 0,05 и 0,12 мм. Сигнальные жилы скручивают в четверки (называемые служебными) и обматывают хлопчатобумажной пряжей. Токопроводящие жилы четверки центрального повива изготовляют из эмалированной медной проволоки. Шаг скрутки сигнальных жил в четверки 180 и 200 мм.
Токопроводящие жилы четверок высокочастотной связи изготовляют из отожженной медной проволоки диаметром 1,2 мм с кордельно-бумажной изоляцией. В двухкоаксиальных комбинированных кабелях четверки (поверх обмотки хлопчатобумажной пряжей) обматывают четырьмя слоями бумаги толщиной 0,175 мм, медной лентой толщиной 0,10—0,12 мм, стальной лентой толщиной 0,10 мм к тремя слоями бумаги толщиной 0,175 мм.
Токопроводящие медные жилы диаметром 1,4 мм, предназначенные для экранированных пар, изолируют бумажным корделем диаметром 0,81 мм и двумя лентами из кабельной бумаги толщиной 0,125 мм.
Изолированные жилы скручивают в пары с шагом от 100 до 200 мм и обматывают хлопчатобумажной пряжей. Поверх хлопчатобумажной пряжи последовательно накладывают три слоя кабельной бумаги толщиной 0,125 мм, слой металлизированной бумаги (металлизированной стороной внутрь) и два слоя бумаги толщиной 0,125 мм. Под металлизированную бумагу продольно подпускают отожженную медную проволоку диаметром 0,4 мм.
Поверх скрученных элементов кабеля накладывают поясную изоляцию, состоящую из трех лент кабельной бумаги толщиной 125 мм, экран из одной ленты металлизированной бумаги (металлизированной стороной наружу), свинцовую оболочку из сплава синица и сурьмы (0,4—0,6%) и наружные покровы. Толщины свинцовой оболочки приведены в табл. 17-8, а наружные покровы — в разделе 1.
Конструкции коаксиальных кабелей, расчетные наружные размеры и вес приведены в табл. 17-9.
Таблица 17-9
Наружные диаметры и вес коаксиальных магистральных кабелей связи
Таблица 17-10
Электрические характеристики коаксиальных комбинированных кабелей связи
17-4. МАЛОГАБАРИТНЫЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
Электрические характеристики коаксиальной пары 2,6 9,4 мм с волновым сопротивлением 75 Ом емкостью 48 нф/км при 20° С
Служебные пары и контрольные жилы изготовляют с токопроводящими жилами из медной проволоки диаметром 0,5 мм с изоляцией из полиэтилена толщиной 0,3 мм, предназначенные для рабочего переменного напряжения 300 в.
Две коаксиальные пары, две служебные пары и контрольные жилы скручивают в кабель и заключают в комбинированную герметическую оболочку из полиэтилена толщиной 1,6 мм и полихлорвинилового пластиката толщиной 2,0 мм. Малогабаритные кабели могут быть одно-, двух-, четырех- и восьмикоаксиальными.
Таблица 17-12
Электрические характеристики коаксиального малогабаритного кабеля с баллонной полиэтиленовой изоляцией
Строительная длина малогабаритного коаксиального кабеля 500 м. Допускают сдачу кабеля в длинах не менее 100 м.
Таблица 17-13
Электрические характеристики малогабаритных коаксиальных кабелей с баллонной полиэтиленовой изоляцией (марки КПТ-2 с коаксиалами 1,2/4,4 мм)
Дальность связи по этим кабелям от 200 до 500 км. Система электропитания дистанционная. Необслуживаемые пункты устанавливают через 4—8 км, обслуживаемые — через 50—80 км.
Рис. 17-5. Подводный коаксиальный кабель.
17-5. ПОДВОДНЫЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
Подводные коаксиальные кабели со сплошной полиэтиленовой изоляцией предназначены для телеграфно-телефонной связи с уплотнением в диапазоне частот до 150 кгц. Кабелям, предназначенным для прокладки в морской воде на глубинах до 15 м, присвоена марки КПЭК-5/18 (рис. 17-5), а для прокладки в земле на участках до 10 км — марка КПЭБ-5/18.
Внутренний провод подводных кабелей состоит из медной отожженной проволоки диаметром 3 мм в центре и 12 проволок диаметром 1,0 км в повиве (наружный диаметр 5±0,3 мм). На внутренний провод накладывают изоляцию из полиэтилена с полиизобутиленом наружным диаметром 18 мм, внешний провод из медных отожженных прямоугольных проволок шириной не более 5,3 жж и медной ленты толщиной не менее 0,08 мм с перекрытием и магнитный экран из двух стальных лент толщиной 0,10—0,15 мм с перекрытием.
Поверх экрана кабель обматывают прорезиненной лентой и накладывают герметичную оболочку из полиэтилена толщиной 2,0±0,5 мм или полихлорвинилового пластиката толщиной 2,3±0,5 мм, а также подушку из кабельной пряжи, предварительно пропитанной противогнилостным составом.
Таблица 17-14
Электрические характеристики подводного коаксиального кабеля типа 5/18
Поверх подушки в кабелях КПЭК-5/18 накладывают броню из круглых стальных оцинкованных проволок диаметром 4 или 6 мм, наружный покров из предварительно пропитанной противогнилостным составом кабельной пряжи общей толщиной не менее 1,6 мм, слой битума и мелового раствора.
В кабелях КПЭБ-5/18 вместо проволочной брони применяют две стальные ленты толщиной 0,5 мм.
Сопротивление постоянному току внутреннего провода не превышает 1,1 Ом/км, а внешнего — 0,5 Ом/км. Сопротивление изоляции кабеля не менее 50 000 Мом-км, сопротивление изоляции оболочки — не менее 10 000 Мом-км. Рабочая емкость кабеля не превышает 0,1 мкф/км. Электрические характеристики в зависимости от частоты приведены в табл. 17-14.
Изоляция кабеля (между внутренним и внешним проводами) выдерживает испытание переменным напряжением 5000 в в течение 2 мин, а оболочка кабеля (между внешним проводов и броней) — напряжением 2000 в.
Существует большое количество конструкций подводных коаксиальных кабелей. Для различных трансокеанских линий обычно разрабатывают различные конструкции кабелей с учетом их специфических особенностей. По роду брони кабели делят на глубоководные и береговые. Глубоководные кабели бронируют высокопрочной стальной проволокой для получения достаточной механической прочности для прокладки кабеля и при поднятии его в случае ремонта. Береговые кабели бронируют, как правило, круглой стальной проволокой в два слоя для предохранения от повреждения кабеля якорями судов и во время штормов.
Для осуществления дальней высокочастотной связи кабели снабжают подводными усилителями, дистанционно питаемыми с концов магистрали. Применяют также встроенные усилители, монтируемые и кабель на расстояние между ними 30 км.
