/
Автор: Гроднев И.И. Лакерник Р.М. Шарле Д.Л.
Теги: учебное пособие линии связи электрические цепи линии электропередач
Год: 1956
Текст
И. И. ГРОДНЕВ, Р. М. ЛАКЕРНИК и Д. Л. ШАРЛЕ
ргГдои F.' ’ * д а С.. —
Экземпляр
чит. з&ла
ОСНОВЫ ТЕОРИИ
И ПРОИЗВОДСТВО
КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Допущено Управлением учебными заведениями
Министерства электротехнической промышленности СССР
в качестве учебного пособия для техникумов
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА 1956 ЛЕНИНГРАД
В книге рассматриваются вопросы расчета, кон-
струирования и производства кабелей связи сим-
метричной и коаксиальной конструкции.
Отдельные главы посвящены популярному изло-
жению теории передачи энергии по кабелям связи
и объяснению электрических процессов в кабель-
ных цепях.
Книга предназначена в качестве учебного посо-
бия для студентов учебных заведений н может
быть использована для. повышения квалификации
инженерно-технического персонала кабельной про-
Игоръ Измаилович Гроднее, Рафаил Моисеевич Лакернчк,
Давид Леонидович Шарле
Основные теории и производство кабелей связи
Редакторы И. Е. Ефимов и А. В. Линков Техиич. редактор А. М. Фридкин
Слано в набор 8/VIIX 1656 г. Подписано к печати 18/Х 1956 г.
Бумага 84X108 ’/32 24,6 п. л . Уч.-язд. л. 26,4
Т-07700 Тираж 6000 экз- Цена 10 р. 25 к. Зв к. 1465
Типографии Госэнергонздата. Москва, Шлюзовая наб.; J0.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие народного хозяйства нашей страны, осуще-
ствление надежной и высококачественной связи между горо-
дами, передача телевизионных программ на большие рас-
стояния выдвигают перед кабельной промышленностью все
возрастающие требования по увеличению выпуска кабелей
связи.
Настоящее пособие преследует цель содействовать под-
готовке спец|иа1листов в системе технических учебных заве-
дений и оказать помощь повышению .квалифж-ации -инже-
нерию-технтческих «работников кабельной промышленности.
В книге рассматриваются основы теории кабелей связи,
принципы нх электрического расчета н конструирования,
а также описываются оборудование и технология производ-
ства современных симметричных н коаксиальных кабелей.
Кабели со сплошной изоляцией и оболочкой из пластиче-
ских масс в данной книге отражения не нашли, так как они
составляют самостоятельную отрасль кабельной техники,
нуждающуюся в специальном рассмотрении.
Книга состоит из двух частей. Первая часть — «Основы
теории, расчет и конструирование» — написана И. И. Грод-
невым. Вторая часть — «Оборудование и технология произ-
водства»-— написана Р. М. Лакерником и Д. Л. Шарле.
В процессе сокращения представленной рукописи, свя-
занном с необходимостью уменьшения, объема второй части
книги, редакция сочла возможным исключить две последние
главы, в которых были изложены особенности сушки кабе-
Предисловие
лей связи и наложения защитных покровов, являющиеся
в известной мере общими для всего кабельного производ-
ства. Краткое изложение материала этих глав дано в за-
ключении.
Авторы выражают свою благодарность Н. И. Бело-
руссову, И. Е. Ефимову и А. В. Лнпкову за ценные советы
и замечания, способствовавшие улучшению качества книги,
а также Р. Н. Батаевой, оказавшей большую помощь при
оформлении иллюстративного материала.
Авторы
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ... ........................... 3
Часть первая.
ОСНОВЫ ТЕОРИИ, РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Г лава первая. Основы теории передачи по кабелям сиязи . . 9
I-I. Назначение, область применения и основы классифика-
ции кабелей связи................................ 9
1-2. Современная электрическая связь и требования к ка-
белям связи....................................... II
1-3. Распространение электромагнитной энергии по кабелям
связи........................................... 18
1-4. Эквивалент кабельной цепи ...................... 21
1-5. Основное уравнение однородной кабельной цепи . . 22
1-6. Волновое сопротивление.......................... 23
1-7. Постоянная распространения ..................... 25
1-8. Зависимость вторичных параметрфв кабельной линии
от частоты ...................................... 28
1-9. Скорость распространения электромагнитной энергии
по кабелям ..............*................'. . . . 31
1-10. Искажения сигналов, передаваемых по линии . . 32
1-11. Свойства неоднородных линий..................... 36
1-12. Входное сопротивление .......................... 38
1-13. Рабочее затухание .............................. 41
1-14. Качество передачи и дальность связи............. 42
1-15. Принципы организации дальней связи по кабельным
магистралям....................................... 45
Глава вторая. Расчет электрических параметров кабелей
связи .... . ..................... 52
А. С и м м е т р и ч н ы е к а б е л и
2-1. Активное сопротивление симметричных кабелей .... 52
2-2. Индуктивность симметричных кабелей............... 61
2-3. Емкость симметричных кабелей..................... 62
6
Содержание
2-4. Проводимость изоляции симметричных кабелей .... 65
2-5. Основные зависимости первичных параметров симмет-
ричных кабелей...................................... 68
2-6. Расчет диэлектрической проницаемости и коэффициента
диэлектрических потерь ......................... 69
Б. Коаксиальные кабели
2-7. Особенности коаксиальных кабелей................ 70
2-8. Электрические процессы в коаксиальных кабелях ... 71
2-9. Расчет первичных параметров коаксиального кабеля 76
2-10. Определение эквивалентных значений е н tg8 коакси-
ального кабели...................................78
2-11. Расчет вторичных параметров коаксиального кабеля 81
2-12. Неоднородности в коаксиальных кабелях’........- 84
Глава третья. Взаимное влияние и помехозащищенность
кабелей связи . .................................... 86
3-1. Причины взаимного влияния в кабелях связи ..... 86
3-2. Переходное затухание в коротких кусках кабелей . . 91
3-3. Параметры влияния в коротких кусках кабелей . . 93
3-4. Зависимость электромагнитной связи от частоты ... 98
3-5. Переходное затухание в длинных кабельных линиях . . 101
3-6. Производственные колебания величин электромагнитной *
связи я переходного затухания................ 105
3-7. Косвенное влияние между цепями...................110
3-8. Основные положения по скрутке кабеля.............111
3-9. Особенности электромагнитного влияния в коаксиаль-
ных кабелях^.............................. . . 117
Глава четвертая. Конструкции и характеристики симметрич-
ных кабелей связи...................................126
4-1. Токопроводящие жилы симметричных кабелей.........126
4-2. Изоляция токопроводящих жил симметричных кабелей 127
4-3. Образование групп симметричных кабелей . . . . 132
4-4. Построение сердечника кабеля.................. . . 135
4-5. Защитные оболочки кабеля............ . .........140
4-6. Городские телефонные кабели ...... ..............144
4-7. Низкочастотные кабели дальней связи..............146
4-8. Высокочастотные кабели дальней связи.............154
Глава пятая. Конструкции и характеристики коаксиальных
кабелей дальней связи.................................160
5-1. Внутренний проводник коаксиального кабеля.........160
5-2. Способы изолирования жил в коаксиальных кабелях . . 161
5-3. Внешний проводник и защитные покровы в коаксиаль-
ных кабелях......................-.................164
5-4. Нэп вы годней шее соотношение диаметров проводов коа-
ксиального кабеля................................... - 167
5-5. Основные конструкции коаксиальных кабелей . . . . 1 170
5-6. Некоторые конструкции иностранных кабелем.........176
Содержание 7
Часть вторая
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Глава шестая. Общие сведения об основном технологиче-
ском обопудованнн, применяемом при производстве ка-
белей связи............-.................................184
6-1. Принцип действия и основные узлы изолировочных и
крутильных машин..................................185
6-2. Рабочие Органы изолировочных и крутильных машин . . 191
6-3. Отдающие, тяговые и приемные устройства.......... 203 .
6-4. Технологические параметры процессов изолирования и
скрутки................................... - . 220 ।
Глава седьмая. Изолирование жил городских телефонных ка-
белей бумажной лентой ..........................- - - . 227
7-1. Подготовительные операции ...... . 227 I
7-2. Устройство изолировочных машин ... . . 236
7-3. Технологический режим изолирования . . 245
Глава^восьмая. Изолирование жнл городских телефонных
кабелей-бумажной массой.....................- .... 250
8-1. Сущность и схема процесса . . ..........250
8-2. Приготовление бумажной массы...................- 256
8-3, Устройство машины для изолирования жил бумажной
массой............................................273
8-4. Техническая характеристика бумагомассного агрегата 297
_8-5. Технология изолирования жил бумажной массой . . . . 299
8-6. Сравнение различных способов изолирования жил го-
родских телефонных кабелей....................... 307
Глава девятая. Изолирование жил кабелей дальней связи
корделем и лентой.........................................314 ।
9-1. Подготовительные операции........................315
9-2. Устройство изолировочных машин ... .... 320
- 9-3. Технологический режим изолирования . ... 335]
Глава десятая. Изготовление коаксиальных пар . 345
10-1. Подготовительные операции................. . . 345
10-2. Устройство агрегата для изготовления коаксиальных
лар ..............................................353
10-3. Технология изготовления коаксиальных пар . ... . 367
Г лава одиннадцатая. Скрутка изолированных жил кабелей
связи в группы............. ......... ..............379
11-1. Устройство машин для скрутки жил городских теле-
фонных кабелей в пары........................... 379
11-2. Устройство машин для скрутки жил кабелей дальней
связи в четверки..................................392
11-3. Технология скрутки жил в группы.................417
Глава двенадцатая. Скрутка кабельного сердечника . 431
12-1. Классификация машин общей скрутки..............431
12-2. Устройство машин для повпвной с рутки..........433
12-3. Устройство машин для пучковой скрутки..........446
12-4. Технология скрутки сердечников.................456
Заключение. Особенности Ёсушки и наложения защитных
покровов.............................................472
Литература............................................. 478
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВЫ ТЕОРИИ, РАСЧЕТ
И КОНСТРУИРОВАНИЕ кабелей связи
Глава первая
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ПО КАБЕЛЯМ СВЯЗИ
1-1. Назначение, область применения и основы
классификации кабелей связи
Директивами XX съезда КПСС по шестому пятилетнему
плану развития народного хозяйства СССР на 1956—
1960 гг. предусмотрено: «Осуществить прирост кабельных
линий связи примерно в 2 раза по сравнению с пятой пяти-
леткой и широко внедрять коаксиальные кабели».
Большое внимание к кабельным магистралям объясняет-
ся тем, что они позволяют организовать устойчивую и высо-
кокачественную связь практически на любые расстояния.
К основным преимуществам кабельных линий относятся:
хорошая защищенность каналов связи от атмосферных влия-
ний н различных помех, высокая эксплуатационная устой-
чивость н долговечность таких линий, а также отсутствие
наземных сооружений.
Достоинства кабельных линий связи наиболее полно
проявляются на настоящем этапе развития техники провод-
ной связи, характеризующемся уплотнением цепей много-
канальными системами высокочастотной связи.
Каблирование линий связи, широко осуществляемое е
настоящее время, сопровождается качественными измене-
ниями в технике кабелей дальней связи. Совершенствование
кабельной техники подчинено задаче расширения диапазона
передаваемых частот и связанной с этим необходимости
улучшить электрические характеристики кабелей для пере-
дачи по ним различных видов связи в каналах высокой ча-
стоты.
Передаваемый по современным кабелям связи диапазон
частот лежит в пределах от нуля до десятков мегагерц.
] 0 Основы теория передачи по кабелям связи [ Гл. 1
Передача по кабелям столь широкого диапазона частот
потребовала специальных материалов, новых конструкций
кабелей и более совершенной технологии их производства.
Кабели связи служат для передачи телефонных разго-
воров, телеграмм, фототелеграмм, телевизионных и радио-
вещательных программ.
Современные кабели связи классифицируются по ряду
признаков: в зависимости от области применения, условий
прокладки и эксплуатации, спектра передаваемых частот,
конструкции, материала и формы изоляции, системы скрут-
ки, рода защитных покровов.
В зависимости от области применения кабели связи раз-
деляются на кабели дальней связи и кабели местной связи.
В свою очередь кабели дальней связи подразделяются
на кабели соединительные и кабели междугородные или
магистральные. Кабели местной связи делятся на город-
ские телефонные (магистральные) кабели, телефонные рас-
пределительные и телефонные станционные кабели.
В зависимости от условии прокладки и эксплуатации
кабели разделяются на подземные, подводные и воздушные
(или кабели воздушной подвески).
В зависимости от спектра передаваемых частот кабели
связи разделяются на низкочастотные и высокочастотные.
По конструкции кабели связи различаются:
во-первых, в зависимости от взаимного расположения
обоих проводов физической цепи связи; по этому признаку
кабели разделяются на симметричные и коаксиальные (не-
симметричные) ;
во-вторых, в зависимости от состава элементов, обра-
вуюшик кабель; по этому признаку они разделяются ма
однородные и комбинированные.
Для изолирования токопроводящих жил кабелей связи
применяются различные материалы: бумага, бумажная мас-
са, стирофлекс, полиэтилен, полихлорвинил и др. Кроме
того, структура изоляции также бывает различной, напри-
мер: сплошной, шайбовой, кордельной и др. В зависимости
от материала и структуры изоляции кабели связи могут
быть с воздушно-бумажной, кор дельно-бумажной, кордель-
но-стирофлексной, шайбовой полиэтиленовой, сплошной
полиэтиленовой или другой изоляцией.
В зависимости от вида скрутки изолированных жил
в группы кабели связи разделяются на: кабели парной
§ 1-2]
Современная электрическая связь
11
скрутки и кабели четверочной скрутки, кабели повивной
скрутки и кабели пучковой скрутки.
Наконец, в зависимости от рода защитных покровов
кабели связи делятся и а освинцованные (в свинцовой обо-
лочке) .и ошлангсванные (в пластмассовой оболочке—шла-н-
ге), причем и те и другие кабели могут быть как без ягаруж-
ных защитных покровов (в этом случае кабели называются
«голыми»), так и с наружными металлическими защитными
покровами (бронированные кабели).
1-2. Современная электрическая связь и требования
к кабелям связи
В настоящее время телефония, телеграфия и фототеле-
графия (передача неподвижных изображений) местного и
дальнего назначения осуществляются преимущественно при
помощи проводной связи. Даже телевидение (передача дви-
жущихся изображений) осуществляется по радио лишь в
радиусе прямой видимости (до 70-^-200 км), а для трансля-
ции на большие расстояния применяются, как правило,
коаксиальные -кабели, и реже радиорелейные линии. Весьма
распространено также широковещание по проводам.
Основной тенденцией в развитии междугородной связи
по кабелям является расширение спектра используемых
частот с целью многократного уплотнения цепей, т. е. одно-
временной передачи по одной паре жил значительного числа
телефонных, телеграфных н других связей. Поэтому, если
раньше число действующих связей определялось числом
физических кабельных цепей, то в настоящее время про-
пускная способность кабеля определяется системой .высоко-
частотного (ВЧ) уплотнения цепей и получаемым числом
каналов связи.
Рассмотрим кратко принципы электрической связи.
Простейшая схема телеграфирования пред-
ставлена на фиг. 1-1. На каждой из станций, соединенных
проводами, имеются телеграфный ключ Д’, батарея Е и
электромагнит М с якорем. Прн нажатии на передающей
станции ключа образуется цепь тока от полюса бата-
реи £i, -провод (кабель), электромагнит приемной стан-
ции М%, земля, минус батареи £i. Электромагнит М3 при-
тянет якорь, который произведет определенное действие,
например отпечатает черту на движущейся ленте.
12
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
При опускании ключа тока в проводе и электромагните
не будет, якорь возвратится в прежнее положение и черта
на движущейся ленте оборвется. Таким образом, можно
передавать в линию электрические импульсы тока различ-
ной продолжительности и частоты. Практически спектр ча-
стот телеграфирования, даже при использовании быстро-
действующей аппаратуры, не превышает 100 гц.
Фиг. 1-1. Схема телеграфирования.
При телефонировании спектр разговорных (зву-
ковых) колебаний преобразуется микрофоном-передатчиком
в. электрические колебания.
На приемном конце при помощи телефона (приемника)
электрические колебания снова превращаются в звуковые,
воспринимаемые ухом абонента.
Схема телефонирования приведена на фиг. 1-2. Она
содержит микрофон М, включенный последовательно с ба-
тареей Б. и первичной обмоткой трансформатора Тр, элек-
трическую цепь, содержащую два провода, и телефон Т.
Для телефонирования в обратную сторону требуется
такая же схема. Практически микрофон и телефон совме-
щаются в одной микротелефонной трубке, а цепь из двух
проводов служит для прямого и обратного направлений
передачи.
Процесс преобразования звуковой энергии в электриче-
скую происходит следующим образом. Изменение давления
§ 1-2] Современная электрическая связь 13
воздуха, вызванное голосом, приводит мембрану микрофона
в колебательное состояние. При колебании мембраны изме-
няется ее давление на угольные зерна и, таким образом,
изменяется сопротивление микрофона. В соответствии с
этим изменяется ток в микрофонной цепи; постоянный ток
превращается в пульсирующий (изменяющийся по вели-
чине) .
Вследствие этого в цепи вторичной обмотки трансформа-
тора Тр возникает переменный ток, который по цепи посту-
пает в телефон Т приемной станции. В телефоне за счет
воздействия тока на э.пектромагнит происходят колебания
мембраны телефона. Эти колебания мембраны вызывают
изменение давления воздуха и создают звуковые колеба-
ния, которые воспринимаются ухом слушающего.
В силу того, что мембрана телефона колеблется в такт
с мембраной микрофона, звуковые сигналы передающей
станции полностью воспроизводятся приемной станцией.
Звуковой спектр охватывает частоты от самых низких
(10 гц) до самых высоких (16 000 гц), но для обычной теле-
фонной связи достаточно передавать диапазон 300 -5-
3 000 гц. Для улучшения качества передачи в настоящее
время спектр телефонирования расширяется до 3 400 гц.
Для передачи музыки и пения по проводам (широкове-
щание) используется диапазон частот до 8 000 гц.
Многоканальная связь основана на методе
преобразования частоты передаваемых сигналов. Суть мето-
да состоит в том, что колебания токов звуковой (низкой)
частоты на передающей станции преобразуются в высоко-
частотные колебания, представляющие собой колебания то-
ков высокой частоты, амплитуда * которых изменяется по
закону звукового спектра. Этот процесс .преобразования
называется модуляцией.
Модулированные колебания высокой частоты, поступив
с линии в приемную станцию, подвергаются обратному пре-
образованию (демодуляции), состоящему в выделении зву-
ковой частоты. Под действием этой звуковой частоты в те-
лефоне приемника воспроизводится сигнал передающей
станции.
Высокая частота, подвергающаяся модуляции и «пере-
носящая» -на себе звуковые колебания, называется несущей
частотой.
Процесс модуляции наглядно показан на фиг. 1-3.
14
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. I
Применение модулированных колебаний позволяет осу-
ществить многократное уплотнение цепей связи.
Число несущих частот, передаваемых в линию, соответ-
ствует количеству высокочастотных каналов связи. Имея
в виду, что для канала ВЧ телефонирования отводится
спектр шириной порядка 4 000 гц, несущие также выби-
раются с интервалом 4 000 гц.
Фиг. 1-3. Принцип модуляции.
а — колебания низкой частоты; б — колебания высоко1} частоты;
« — модулированные колебания, направляемые в линию.
Схема многоканальной высокочастотной связи представ-
лена на фиг. 1-4. По этой схеме три абонента одновременно
могут осуществлять телефонные переговоры по одной паре
проводов.
Для передачи в обратном направлении применяется
аналогичная схема.
Многоканальная передача осуществляется следующим
образом. Сигналы, передаваемые абонентами, проходят
через модуляторы, где происходит преобразование звуковых
частот в модулированные колебания, причем каждый моду-
лятор имеет свою несущую частоту, например; М = 12 кгц
(для Mi); Г2=16 кгц (для Мй); Г3 = 20 кгц (для М3)-
Таким образом, в линию поступают колебания трех несу-
§ 1-2]. Современная электрическая связь ]5
щих частот, модулированных каждая своей частотой звуко-
вых колебаний.
На приемном конце необходимо каждое модулирован-
ное колебание направить строго к определенному аппарату:
с несущей А в аппарат Ait с несущей F% в аппарат Л2
и т. д. С этой целью на приеме устанавливаются электриче-
ские фильтры, каждый из которых пропускает лишь опре-
Фнг. 1-4. Схема многоканальной телес] силой связи.
Ли Л», Л5 — телефонные аппараты; Mt, Ms, Л1а— модуляторы;
<Р„ Фз. Фа — электрические фильтры; Д1м Д3, Дя — демодуляторы.
деленную полосу частот, а все остальные частоты задер-
живает.
Так, фильтр Ф1 пропустит лишь несущую Fl} модулиро-
ванную звуковыми колебаниями аппарата Аг.
Модулированный сигнал поступает в демодулятор, где
происходит выделение спектра звуковых колебаний, которые
воспринимаются приемным телефонным аппаратом.
Таким путем создается возможность передачи по одной
паре проводов одновременно трех телефонных переговоров.
В настоящее время широко известны системы дальней
связи на 12, 24 и 60 телефонных каналов в спектре частот
соответственно до 60, 108 и 252 кгц (из расчета -4 кгц на
1 канал).
Ведется разработка ВЧ систем на 180 каналов связи
с использованием диапазона 800 кгц.
В основе телевизионной передачи лежит
фотоэффект, состоящий в том, что некоторые металлы под
16 Основы теории передачи по кабелям связи [Гл. 1
действием света испускают с поверхности электроны. На
этом принципе основаны фотоэлементы, обладающие свой-
ством преобразовывать световую энергию в электрическую.
Чем ярче световой луч, подаваемый па катод фотоэлемен-
та, тем больше электрический ток в цепи фотоэлемента.
Изображения, передаваемые в телевидении, делят на
очень мелкие элементы (точки).
Чем мельче эти элементы, тем более точно и с большим
количеством деталей можно передать изображение. Каж-
дому элементу изображения соответствует та или иная
яркость, которая определяется тем, как он отражает падаю-
щий на него свет.
На передающей станции эти световые точки при помощи
фотоэлементов и соответствующих электронных устройств
преобразуются в колебания электрического тока.
Эти электрические колебания, соответствующие по силе
яркости световым элементам передаваемого изображения,
в строго определенной последовательности передаются
по радио или коаксиальному кабелю. Таким образом, в ка-
бель поступают электрические сигналы определенной силы
и частоты.
В телевизоре происходит обратный процесс преобразо-
вания электрических сигналов в световые и восстанавли-
вается передаваемое изображение.
Это делается при помощи приемной электроннолучевой
трубки, называемой кинескопом.
В кинескопе поступающие электрические сигналы пре-
вращаются в световые и в определенной последовательности
наносятся на экран телевизора, образуя своеобразную све-
товую мозаику. Создать из отдельных световых точек слит-
ное изображение помогает нам природа нашего зрения.
Зрительное ощущение сохраняется около ’/to секунды
после того, как световое воздействие прекратилось. Поэто-
му за счет инерции нашего глаза мы видим не отдельные
световые точки, а изображение в целом.
Этот же эффект используется в кино, где достигается
впечатление непрерывно движущейся картины за счет пере-
дачи 20-^25 кадров в секунду.
Качество телевидения определяется в -основном количе-
ством элементов (световым точек), на которые разложено
передаваемое изображение.
§ 1.2) Современная электрическая связь 17
С увеличением числа элементов улучшается четкость
изображения. Число этих световых элементов связано
с числом электрических импульсов и, следовательно, часто-
той электрического тока.
По принятому у нас в СССР стандарту телевидения
625- строк разложения видеоканал черно-белого телеваде-
1-шя занимает полосу частот в 6 Мгц.
В этом же спектре частот может передаваться цветное
телевидение по совместимой системе.
Кроме телевидения, т. е. передачи движущихся изобра-
жений, по кабельным линиям производится также передача
неподвижных изображений (чертежи, фотографии, теле-
граммы и др.). Этот процесс передачи неподвижных изо-
бражений при помощи электрических колебаний называется
фототелеграфированием. Здесь также исполь-
зуются свойства фотоэлементов преобразовывать световую
энергию в электрическую и в линию поступает ток перемен-
ной частоты. Одиако при фототелеграфированж, в отличие
от телевидения процесс не ограничен во времени, и поэтому
требуется значительно меньший диапазон частот.
Для современной фототелеграфной передачи достаточен
диапазон частот 2 000 -г- 3 000 гц.
Таким образом, электрические сигналы различных видов
связи отличаются друг от друга главным образом частотой
и формой колебания. Принятый в настоящее время частот-
ный спектр уплотнения кабелей дальней связи приведен
в табл. 1-1.
Таблица 1-1
Частотный спектр уплотнения* кабелей связи
Вид СВЯЗИ Частоты, гц Количество каналов связи
Телеграфирование . O-U00 1
Телефонирование 300^3 000 1
Фототелеграф фование .... 3 500-^5 500 I
Широковещание 10—8 000 1
ВЧ телефояированне, К-12 . 12 ОООч-бО 003 12
ВЧ телефонирование, К-24 . . . 12 000ч-108 000 24
ВЧ телефонирование, К-60 12 ООСч-252 000 60
ВЧ телефонирование, К-900 .... 312000ч-4 000 000 900
ВЧ телефонирование, К-1800 .... 312 0004-8 000 003 I 800
Телевидение .... 504-6000 000 1
И И. Гролнев, Р. М. Лагерник и Д. jj. Шарле.
J8 Основы теории передачи по кабелям связи [Гл. 1
Следует отметить, что теперь не только телефонирование
осуществляется на высокой частоте, но и другие виды пере-
дач (телеграф, широковещание и т. д.) также переводятся
в каналы ВЧ. По любому телефонному высокочастотному
каналу при помощи специальной аппаратуры можно пере-
дать до 18 телеграфных связей либо одну фототелеграфную
связь. Для передачи программы широковещания исполь-
зуется сдвоенный канал ВЧ телефонирования. Таким обра-
зом, все виды связи постепенно переносятся в каналы ВЧ, и
важнейшим требованием к кабелям связи является их при-
годность для передачи широкого спектра частот. Чем боль-
ший спектр частот можно передать по кабелю, тем выше
степень его уплотнения и экономичнее связь. Поэтому
основным критерием оценки качества кабеля связи служит
эффективно пропускаемый им диапазон частот. Этот при-
знак является определяющим как при конструировании и
производстве кабелей, так и при их классификации.
Использование кабелей связи в широком спектре частот
предъявляет особые требования к их конструкции и исход-
ным материалам. Выбор типа и конструкции кабеля связи
определяется не столько процессом распространения энергии
вдоль лшшп, сколько необходимостью защитить располо-
женные под общей оболочкой высокочастотные цепи от
взаимных мешающих влияний. Кабельные диэлектрики
выбирают, исходя из необходимости обеспечить наиболь-
шую дальность связи в каналах высокой частоты.
В общем виде требования к кабелям, предъявляемые
современной техникой электросвязи, могут быть сформули-
рованы следующим’образом:
1. Осуществление связи па практически необходимые
расстояния порядка 10 000 км ц больше.
2. Устойчивость связи и отсутствие искажений.
3. Защищенность кабельных цепей от взаимных и внеш-
них помех.
4. Стабильность электрических параметров.
5. Экономичность системы связи в целом.
1-3. Распространение электромагнитной энергии
по кабелям связи
Рассмотрим физическую сущность процесса распростра-
нения электромагнитной энергии вдоль проводов двухпро-
водной кабельной цепи. Подключим к началу этой линии
§ 1-3]
Распространение энергии по кабелям
19
генератор постоянного тока с электродвижущей силой Е.
В момент подключения генератора к началу лицин бли-
жайшие к нему отрезки проводов заряжаются электриче-
скими зарядами различных знаков, т. е. ла одном проводе
появляются положительные заряды, а па другом — отрица-
тельные. Между проводами возникает разность потенциа-
Фнг. 1-5. Образование электрического поля Е.
лов, благодаря чему в разделяющем их слое воздуха обра-
зуется электрическое поле (фиг. 1-5).
С течением времени эти заряды и связанное с ними
электрическое поле перемещаются с некоторой конечной
скоростью вдоль проводов. Движение зарядов создает элек-
трический ток в проводах, который в свою очередь образует
вокруг проводов магнитное поле, перемещающееся вместе
с током от начала к концу линии (фиг. 1-6).
Фиг. 1-5. Образование магнитного поля Н.
Следовательно, благодаря наличию зарядов и их пере-
мещению в проводах одновременно существуют электриче-
ское и магнитное поля, которые распространяются от нача-
ла линии к ее концу.
Общая картина распределения электромагнитного поля
двухпроводной линии показана на фиг. 1-7. Силовые элек-
2*
20
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
трические и магнитные линии располагаются взаимно пер-
пендикулярно, причем первые замыкаются в пространстве
между проводами, а вторые (в виде смещенных относи-
тельно центра окружностей) — вокруг каждого провода.
Совокупность электрического и магнитного полей, рас-
пространяющихся вдоль линии с определенной скоростью,
называется электромагнитной волной.
Фиг. 1-7. Электромагнитное поле.
На всем пути, проходимом электромагнитной волной,
энергия электрического поля 117 равна энергии магнит-
ного поля Й7д(г
= wm,
где
W =%.
9 2 м 2
Энергия магнитного поля может переходить в энергию
электрического поля, и наоборот. Прн передаче по цепи
энергии высокочастотных колебаний плотность тока увели-
чивается к поверхности проводов, причем чем выше частота,
тем сильнее эффект смещения тока на поверхность про-
водов.
Электромагнитная энергия при передаче по цепи со-
средоточивается в основном в окружающей провода сре-
де — диэлектрике. Поэтому при передаче -сигналов связи по
проводам носителем высокочастотной электромагнитной
энергии являются не провода, а окружающая их среда.
Провода лишь задают направление движения энергии. Бла-
§1-4] Эквивалент кабельной цепи 21
годаря проводам электромагнитная энергия не рассеивает-
ся во все стороны, а движется вдоль липни.
Электромагнитную волну можно представить в виде двух
волн: волны напряжения (соответствующей электрическому
полю) и волны тока (соответствующей магнитному полю).
Между волной напряжения и волной тока в любой точке
цепи существует определенное соотношение, зависящее от
свойств цепи и имеющее размерность сопротивления (ол).
Это соотношение принято называть волновым сопротив-
лением:
z=4=^m-
Таким образом, электромагнитная волна, распростра-
няясь вдоль цепи, во всех точках встречает волновое сопро-
тивление.
Скорость распространения электромагнитных волн по
проводам определяется частотой тока и параметрами цепи.
При «передаче по кабельной цепи электромагнитная энер-
гия уменьшается (затухает) по амплитуде м изменяется лю
фазе -
Явление затухания обусловлено потерями энергии на
тепло и диэлектрическую поляризацию.
1-4. Эквивалент кабельной цепи
Качество передачи по кабельным линиям связи и их
электрические свойства полностью характеризуются первич-
ными параметрами кабеля: активным сопротивлением 7?,
индуктивностью L, емкостью С, проводимостью изоляции G.
Эти параметры не зависят от напряжения и передавае-
мого тока, а определяются лишь конструкцией кабеля,
используемыми материалами н частотой тока.
По физической природе параметры кабеля аналогичны
параметрам колебательных контуров, составленных из эле-
ментов R, L, С. Разница состоит лишь в том, что в контурах
эти параметры (/?, L, С) являются сосредоточенными,
а в кабелях они равномерно распределены по всей длине
цепи.
На фиг. 1-8 представлена эквивалентная схема участка
кабельной цепи. Здесь включенные последовательно пара-
метры R и L (продольные) образуют суммарное сопротив-
22
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
«пение Zj =/?а параметры G и С (поперечные) —
суммарную проводимость У = G -j-jwC.
При прохождении сигналов связи по кабельной линии
имеет место уменьшение напряжения и тока, так что мощ-
ность сигнала, пришедшего в конец линии, существенно
меньше начальной.
% % V4
Фиг. 1-8. Эквивалент кабель-
ной цепи.
Из указанных четырех параметров кабеля лишь R и G
обусловливают потери энергии:
первый — потери на тепло в
токопроводящих жилах и дру-
гих металлических частях ка-
беля (экран, свинцовая обо-
лочка, броня,), второй —
«потери в диэлектрике.
Если бы удалось осуще-
ствить кабель с жилами, обла-
дающими сверхпроводимостью
(/? = 0) и идеальным ди-
электриком (G = 0), то передача электромагнитной энергии
по такой линии проходила бы без потерь.
% 7$ -
1-5. Основные уравнения однородной кабельной цепи
При распространении электромагнитной энергии вдоль
однородной кабельной линии напряжение и ток. в любой
точке цепи определяются уравнениями:
&х = Ц, ch ух — /0Z sb yx’i!; )
4 = /ochyx— ^shyx, J
где Uo, 70 и Ux и lx— напряжение и ток соответственно
в начале линии и на расстоянии х
от него;
Z—вол и овое сопротивле ние;
у — постояннав распространения линии.
shx = c*“e Х и chx=e* + e Х
2 2
представляют собой гиперболические синус и косинус. £ = 2,718 —
основание натуральных логарифмов.
§ 1-6]
Волновое сопротивлеиие
23
Практически наиболее часто пользуются следующими
выражениями, устанавливающими зависимость между на-
пряжениями и токами в начале и конце линии:
f70 = Ue ch у Z-J- lc sh у Z;
й U-2)
Z0 = 4chY/ + p-shy/.
Таким образом, уравнения (1-1) и (1-2) позволяют
определить напряжение н ток в любой точке линии в за-
висимости от значений U и / в начале или конце ее прн
любом сопротивлении приемника.
Если иметь в виду согласованную нагрузку, т. е.
сопротивление приемника Z равно волновому сопротив-
лению кабеля Z, то уравнения существенно упрощаются
и имеют вид:
Так как при согласованной нагрузке соотношение Ме-
йо 7
жду током и напряжением равно = j-=Z, то справед-
ливы также следующие зависимости:
l70=z//';
/ -%*
'о— z е •
(Ь4)
Это соответствует случаю, когда передаваемая по линии
энергия полностью (без отражения) поглощается прием-
ником.
Из приведенных формул следует, что распространение
энергии по линии, ток и напряжение в любой точке цепи
обусловлены двумя ее параметрами: Z и у.
1-6. Волновое сопротивление
Волновое (характеристическое) сопротивление Z и по-
стоянная распространения у являются вторичными парамет-
рами линии и широко используются для оценки эксплуата-
ционно-технических качеств линий связи.
24
Основы теории передачи по кабелям связи [Гл. I
При проектировании, сооружении и эксплуатации ка-
бельных магистралей в первую очередь нормируются, за-
даются и контролируются именно вторичные параметры
линии (Z и у).
Волновое сопротивление — это сопротивление, которое
встречает электромагнитная волна при распространении
вдоль однородной линии без отражения, т. е. при условии,
что на процесс передачи не влияют несогласованности на
концах линии. Оно свойственно данному типу кабеля и
зависит лишь от его первичных параметров и частоты пере-
даваемого тока.
Практически волновое сопротивление линии можно изме-
рить в двух случаях:
1) линия однородна и нагружена на приемник с сопро-
тивлением, равным ее волновому сопротивлению (Znp = Z);
2) однородная линия электрически длинна (затухание
р/ > 1,5 неп), и отраженные волны возвратятся к началу
линии настолько ослабленными, что не окажут заметного
действия на характеристики входа цепи.
Электромагнитную волну можно представить в виде двух
волн: волны напряжения, соответствующей электрической
энергии, и волны тока, соответствующей магнитной энергии.
Количественное соотношение, существующее между волной
напряжения и волной тока в линии, и есть волновое сопро-
тивление цепи. Причем, как следует из данного ранее опре-
деления волнового сопротивления, здесь следует рассматри-
вать лишь падающую (движущуюся вперед) электромагнит-
ную волну:
z=—
Если в линии выделить отдельно отраженную волну,
то она, двигаясь к началу линии, также будет встречать
сопротивление, равное волновому сопротивлению:
^от
Волновое сопротивление рассчитывается по формуле
G -J- >С •
§ 1-7]
Постоянная -распространения
25
По своей физической природе, что также следует и
из приведенной формулы, величина Z не зависит от длины
кабельной линии и постоянна в любой точке цепи.
В общем виде волновое сопротивление является ком-
плексной величиной и может быть также выражено через
его действительную и мнимую части:
Z=| Z| е/¥ = | Z | cos ю -[ J | Z | sin а.
1-7. Постоянная распространения
Электромагнитная энергия, распространяясь вдоль ка-
бельной линии, уменьшается по величине от начала к концу
линии. • «
Уменьшение или затухание энергии объясняется потеря-
ми ее в цепи передачи. Как уже отмечалось выше, следует
различать два вида потерь. Во-первых, потери в металле.
При прохождении тока по кабельной цепи происходит на-
гревание токопроводящих жил и создаются тепловые потери
энергии. С ростом частоты эти потери увеличиваются; чем
больше активное сопротивление цепи R, тем больше потери
энергии в металле. Во-вторых, потери в диэлектрике. Эти
потери обусловлены несовершенством применяемых диэлек-
триков (бумага, резина и др.) )н затратами энер-
\ Ru3 I
гии на диэлектрическую поляризацию (Gf= (oCtgS).
Ранее уже указывалось, что изменение напряжения и
тока в кабельной линии происходит по закону
При этом соотношение мощности в начале и конце
линии длиной I будет:
__ g2rz
Р. 1е
Постоянная распространения у является комплексной
величиной и может быть представлена суммой действи-
тельной и мнимой ее частей:
Т= Г(Я + /“О (° + У“С) = ₽+/а.
(1-5)
26 Основы- теории передачи по кабелям связи [Гл. 1
Тогда уравнение для тока и напряжения можно предста-
вить в следующем виде:
— = — = е(3+/и) 1 — ер/е/а/ =
Ue !с
Модуль этого выражения A = epl характеризует умень-
шение абсолютного значения тока нлн напряжения при
прохождении по линии длиной Z. Угол w==aZ характери-
зует изменение угла векторов тока или напряжения на
этом же участке линии длиной I. Аналогичные выраже-*
ния для мощностей имеют вид:
Ре
Следовательно, действительная часть (₽/) постоянной
распространения у/ показывает уменьшение электромаг-
нитной энергии в конце линии по сравнению с началом:
Uo . А)_ *1- Рл _ Ы
и-1- ’ Ре
.Мнимая часть выражения (а/) показывает изменение фазы
(угла) ирн распространении энергии по цепи:
at = fou — Ъ. = %, - Ъ1’ Ы = Чор— Чгг-
Очевидно, что чем длиннее кабельная линия, тем больше
изменяется передаваемая энергия (сигналы связи) по вели-
чине и фазе.
При передаче сигналов связи параметры рис харак-
теризуют соответственно затухание и изменение фазы
тока, напряжения, мощности на участке кабельной цепи
длиной J км и называются собственной постоянной зату-
хания (километрнческое затухание) и собственной посто-
янной сдвига фаз (фазовая постоянная).
Постоянная распространения у=.р+/а одновременно
определяет изменение сигнала как по абсолютной вели-
чине, так и по фазе на 1 км длины кабеля.
Логарифмируя обе части приведенных выше выраже-
ний, получим формулы для расчета затухания:
₽z=>£:- (1-б)
§ Ь71
Постоянная распространения
27
Затухание принято измерять в неперах (неп) на 1 км.
Затухание в 1 неп — это затухание такой кабельной цепи,
когда ток (напряжение) в начале больше по абсолютной
величине, чем ток (напряжение) в конце, в 2,718 раза.
Это определение следует нз формулы
Vo__4__
ие~ /е~~с
При р/ = 1 неп
’фиг. 1-9. Изменение тока по амплитуде и фазе вдоль линии.
В радиотехнике, электроакустике н ряде других отрас-
лей затухание обычно выражают в децибелах (дб). Один
непер равен 8,65 дб, а 1 дб в свою очередь равен 0,115 неп.
Фазовая постоянная ’ померяется в радианах на 1 км,
либо в градусах (1 радиан=57,3°).
На фиг. 1-9 показан характер изменения тока вдоль
однородной кабельной линии.
Как видно из графика, вектор тока уменьшается вдоль
линии и через каждый километр изменяет фазу. Уменьше-
ние тока происходит по экспоненциальному закону (ерг).
Распределение тока вдоль линии можно также предста-
вить в форме спиральной диаграммы (фиг. 1-10).
23
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
Фиг. 1-10. Спиральная диаграмма
тока в кабельной линии.
Здесь значения /0, Д, /2
и т. д. характеризуют век-
тор тока в начале каждого
километра линии. Положе-
ние вектора относительно
оси абсцисс показывает
сдвиг фазы тока по длине
линии.
По спиральной диаграм-
ме, заранее построенной для
соответствующего типа ка-
беля, можно определить
абсолютное значение и фа-
зу тока (напряжения) в лю-
бой точке (кабельной линии.
1-8. Зависимость вторичных параметров кабельной линии
от частоты
Для упрощения анализа частотной зависимости вто-
ричных параметров кабельных липни Z и у их можно
рассчитывать по сокращенным формулам. Этими форму-
лами можно пользоваться при определенных условиях и
соотношениях первичных параметров кабеля; только
в этом случае они дают достаточную для практических
целей степень точности.
Так, при постоянном токе (f=0)
у = /(Я+Л£) (G+/a€) = ₽+/«==/ДО- (1-7)
Следовательно, затухание р=]/ДО; фазовая постоянная
а = 0.
В этих условиях волновое сопротивление будет равно:
/А
г G+ДС г G ‘
(1-8)
В диапазоне низких частот (/<800 гц).
Учитывая, что индуктивность кабельных цепей неве-
лика, в этом частном диапазоне можно пренебречь вели-
чиной по сравнению с R. Также можно не считаться
§1-8] Зависимость вторичных параметров лилии от частоты 29
с параметром G по сравнению с ыС. To-есть в этом диа-
пазоне частот и G шС; тогда
Y = ₽+/a = l/«>C=/'^ + j/^. (1-9)
Следовательно, ___
Р = и = /^. (1-10)
В свою очередь
= Г-Н)
В диапазоне высоких частот.
При высокочастотной передаче по кабельной цепи
имеют место следующие соотношения:
•7Г > 5; д- > 5.
Тогда, применив к выражению постоянной распростра-
нения (1-5) формулу бинома Ньютона и ограничившись
лишь первыми двумя членами разложения, получим:
(1-12)
а = со \TLC.
(1-13)
Волновое сопротивление в этом случае
вать по формуле
можно рассчиты-
(1-14)
Эти формулы обеспечивают достаточную точность, начи-
ная примерно с / = 20 -4-40 кгц. При этом чем больше диа-
метр токопроводящей жилы (а следовательно, меньше /?),
тем большая степень точности достигается при более низ-
ких частотах. Для кабельных цепей с искусственно увели-
ченной индуктивностью эти же формулы справедливы н при
г- ТЭ С
более низких частотах. В этом случае условие о
реализуется за счет значительной величины индуктивности
цепи.
30
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
Во всех остальных -случаях расчет затухания, фазовой
постоянной и волнового сопротивления следует производить
по полным формулам.
Фиг. 1-11. Частотная Зависимость НОСТсЯаиОЙ
затухания н фазовой постоянной кабеля.
На фиг. 1-11 приведена типовая частотная зависимость
постоянной затухания и фазовой постоянной кабеля.
Общий вид частотной зависимости волнового сопро-
тивления цепи кабеля иллюстрируется графиком фиг. 1-12-
§ 1-9]
Скорость распространения энергии по кабелям
31
Модуль волнового сопротивления с изменением частоты
уменьшается от значения yf(при / = 0) до yf ~ и
сохраняет эту величину во всей области высоких частот.
Угол волнового сопротивления равен нулю при f — О и
высоких частотах, а на средних (/~800 гц) имеет макси-
мальное значение. В кабельных линиях угол всегда отри-
цателен и по абсолютной величине не превышает 45°,
что свидетельствует о .преобладании емкостной составляю-
щей и емкостном характере волнового сопротивления
кабелей.
Кабель с корделыro-бумажной изоляцией с диаметром
жилы d=l,2 мм имеет волновое сопротивление 490
при / = 800 гц и 175-j4°30/ при / = 60000 гц.
1-9. Скорость распространения электромагнитной энергии
по кабелям
Электромагнитная энергия распространяется по кабель-
ной линии с определенной скоростью. Посланный в линию
сигнал достигает конца лишь через соответствующий проме-
жуток времени.
Скорость передачи зависит от параметров цепи и часто-
ты тока. Она определяется следующей формулой:
v=^. (1-15)
Как видно -из этой формулы, скорость распростране-
ния является функцией частоты / = и фазовой посто-
янной, которая в свою очередь зависит от первичных
параметров линии.
Таким образом, если затухание цепи р определяет ка-
чество и дальность связи, то фазовая постоянная- обуслов-
ливает скорость движения энергии по линии.
Рассмотрим значения скорости распространения в тех
частотных диапазонах, для которых фазовая постоянная
явно выражена через параметры кабеля.
В диапазоне низких частот
= О-16)
32
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. I
В диапазоне высоких частот, когда а = ш|/"£С, ско-
рость не зависит от частоты и определяется лишь пара-
метрами кабеля:
При постоянном токе
Фиг. 1-13. Скорость распространения энергии по кабелям.
На фиг. 1-13 представлена частотная зависимость скоро-
сти распространения электромагнитной энергии по кабель-
ным линиям с диаметром токоведущих жнл 1,2 и 0,5 мм.
Анализируя приведенные выше формулы и график, мож-
но отметить, что с ростом частоты скорость распростране-
ния электромагнитной энергии по кабельным линиям суще-
ственно возрастает. Скорость распространения электромаг-
нитной энергии по линии при постоянном токе составляет
примерно 10 000 км(сек, а при токах высоких частот имеет
величину порядка 200 000 км[сек, приближаясь к скорости
света (с = 300 000 км{сек).
Сравнивая скорости распространения энергии по кабе-
лям различного типа, можно отметить, что, чем больше
§ ЫО]
Искажения сигналов, передаваемых по линии
33
диаметр токопроводящих жил и меньше емкость цепи, тем
скорость передачи выше. Скорость распространения энер-
гии по коаксиальным кабелям выше, чем по симметричным,
и уже при сравнительно низких частотах близка к скорости
света.
1-10. Искажения сигналов, передаваемых по линии
Наряду с явлениями затухания и запаздывания на каче-
ство передачи сигналов связи влияют и их искажения. Если
даже затухание линии находится в норме (амплитуда при-
ходящего сигнала достаточно велика) и скорость распро-
странения сигналов также соответствует требованиям
(сигнал приходит во-время), то наличие искажений ограни-
чивает дальность связи, а в ряде случаев делает ее невоз-
можной. Различают частотные, (линейные) и нелинейные
искажения. Частотные искажения делятся на амплитудные
и фазовые.
В обычных кабельных цепях симметричной и коаксиаль-
ной конструкций необходимо считаться главным образом
с частотными искажениями, причем на качество телефонной
связи существенное влияние оказывают амплитудные иска-
жения. Для телевидения и фототелеграфии, где четкость
передачи базируется на строгой синхронности и синфазно-
сти передаваемых сигналов, особенно важно обезопасить
передачу от фазовых искажений.
С нелинейными искажениями приходится сталкиваться
в кабелях с искусственно увеличенной индуктивностью и во
всех других устройствах электрической связи, содержащих
ферромагнитные материалы. Нелинейные процессы имеют
место также в цепях с электронными лампами.
а) Амплитудные искажения
Человеческая речь, а также музыкальная передача и
другие виды сигналов связи являются сложными колеба-
ниями, охватывающими широкий спектр частот, и поэтому
соответствующий им ток представляет собой сочетание
весьма большого числа элементарных токов различных
частот.
Совершенно очевидно, что для правильной передачи и
воспроизведения сигналов в приемнике необходимо, чтобы
вся гамма электрических колебаний претерпевала в линии
3 И. И. Гродцсв, Р. М. Лакернпк и Д. Л. Шарле.
34
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. I
одинаковое затухание и распространялась с одинаковой
скоростью.
Для простоты рассмотрим прохождение по линии только
двух элементарных электрических сигналов различной ча-
стоты:
сигнала Л с основной частотой 300 гц\
сигнала Б с основной частотой 2 000 гц.
Выше было показано, что при распространении тока
Амплитуда передаваемого сигнала
Фиг. 1-14. Амплитудные искажения.
л — сигнал низкой частоты; б — сигнал высоко:! частоты.
Амплитуда сигнала но приеме
по линии амплитуда его затухает, причем затухание тем
больше, чем выше частота передаваемого тока, а потому
амплитуды токов различных частот уменьшаются непропор-
ционально.
Следовательно, сигнал Б, соответствующий частоте
2 000 гц, придет в конец линии более ослабленным, чем
сигнал А, частота которого 300 гц.
В результате начальное соотношение амплитуд сигналов
в процессе прохождения тока по линии нарушится и в
приемник поступит искаженная передача (фиг. 1-14).
Амплитудные искажения особенно велики в частотном
диапазоне до 10 000 гц, где затухание резко возрастает
с изменением частоты.
§ 1-10} Искажения сигналов, передаваемых по линии 35
б) Фазовые искажения
Причиной возникновения фазовых искажений является
различная скорость распространения токов различных ча-
стот.
Ранее было показано, что частотная зависимость фазо-
вой постоянной а и скорости распространения v электро-
магнитных волн имеет возрастающий характер, и потому
сигналы более высоких частот достигают конца линии
раньше, чем низкочастотные сигналы и постоянный ток.
Рассматривая прохождение по линии двух ранее приведен-
Фиг. 1-15. Фазовые" искажения.
а — передаваемый сигнал; б — сигнал на прнеме-
ных элементарных сигналов А (с частотой 300 гц) и Б
(с частотой 2 000 гц), можно отметить, что второй будет
двигаться по линии быстрее и с большим сдвигом фазы, чем
первый (фиг. 1-15). Теоретически можно себе представить,
что сигналы, направляемые в линию в последовательности
А—Б, придут в приемник в обратной последовательности
(Б—А). Так как музыка, речь, телевизионная передача со-
стоят из целого спектра элементарных сигналов и обяза-
тельным условием высокого качества связи является стро-
гое соблюдение определенной последовательности приема
элементарных сигналов, то очевидно, что нарушение послед-
ней приведет к искажению передачи.
в) Нелинейные искажения
Нелинейные процессы возникают вследствие наличия
в цепи ферромагнитных материалов, у которых связь между
напряженностью поля Н и магнитной индукцией В выра-
3*
36
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
жается не прямолинейной зависимостью, а более сложным
законом (петля гистерезиса).
Как видно из фиг. 1-16, при увеличении Н в 2 раза
В возрастет лишь в 1,4 н- 1,6 раза.
Такая зависимость приводит к нарушению закона Ома
в линии передачи (JU ZI) и возникновению сложной зави-
симости параметров цепи R, L (а следовательно, Z и у)
от проходящего по ней тока. В -результате в цепи появляются
Фиг. ]-16. К вопросу о нелинейных
искажениях в кабеле.
новые колебания высшего -порядка (явление паразитной
модуляции), искажающие передаваемые по линии сигналы
связи. Кроме искажений, нелинейные элементы вносят
в цепь связи дополнительные потери энергии на перемагни-
чивание.
Нелинейные процессы происходят главным образом
в сердечниках катушек, трансформаторах и других устрой-
ствах, содержащих ферромагнитные материалы.
1-11. Свойства неоднородных линий
Выше разобранные явления относились к кабельной
линии, однородной по своим электрическим характери-
стикам на всем протяжении и нагруженной по концам
аппаратурой с сопротивлением, равным волновому (Ze=
= 2я/)=2). В этом случае отраженных электромагнитных
воли нет и вся передаваемая энергия полностью погло-
§ 1-11]
Свойства -неоднородных линий
37
щается приемником, электрические процессы в линии
описываются упрощенными уравнениями (1-3), а затуха-
ние линии определяется ее собственным затуханием ^1.
Поскольку кабельная линия однородна и нагрузки со-
гласованы, сопротивление в любой ее точке одинаково и
равно волновому. Такое состояние линии наиболее благо-
приятно для прохождения сигналов связи, и его стремятся
создать в практике устройства магистралей дальней связи.
Значительно более сложные электромагнитные процес-
сы возникают в неоднородных линиях и при несогласован-
ных нагрузках. В местах электрических несоответствий воз-
никают отраженные волны, некоторая доля энергии воз-
вращается к началу цепи, и в приемник поступает лишь
часть энергии, по абсолютной величине меньшая, чем при
согласованной нагрузке.
В такой линии отраженные волны искажают частотную
характеристику собственного волнового сопротивления ка-
беля. Подключенный ко входу линии измерительный прибор
покажет уже не волновое, а входное ее сопротивление Zex,
характеризующее новое электрическое состояние линии.
Как уже указывалось, при несогласованной нагрузке
и в неоднородной линии к приемнику доходит и эффективно
используется лишь некоторая часть энергии. Остальная ее
часть циркулирует в линии от начала к концу и обратно
до тех пор, пока полностью не рассеется. Это приводит
к дополнительным потерям и выражается увеличением зату-
хания цепи из-за неоднородностей (несогласованностей)
линии. Затухание линии определяется теперь суммарной
величиной, включающей, кроме собственного затухания ка-
беля, также затухание за счет неоднородности электриче-
ских характеристик цепи. Дальность связи по такой кабель-
ной линии будет обусловливаться не собственным затуха-
нием линии PZ, а ее рабочим затуханием Ьр.
Количественное соотношение между энергией, посту-
пившей к приемнику и отраженной, зависит от соотно-
шения сопротивлений приемника Znp и волнового Z и
характеризуется коэффициентом отражения
(1-19)
38
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
Нетрудно убедиться, что при согласованной нагрузке
(Z = Z) коэффициент отражения превращается в нуль и
энергия полностью поглощается приемником.
При замыкании конца цепи накоротко (Z/ip = 0) и холо-
стом ходе (Z/zp = o©) коэффициент отражения соответ-
ственно равен — 1 и -J- 1.
По существующим нормам коэффициент отражения р
для составных неоднородных цепей связи в тональном
спектре частот не должен превышать 2,5%.
Для ВЧ цепей коэффициент отражения не должен пре-
вышать значения, определяемого формулой
где f — частота, кгц.
Следует отметить, что передача электромагнитной энер-
гии по неоднородным линиям находится в неблагоприятных
условиях и качество связи по ннм может быть совершенно
неудовлетворительным.
1-12. Входное сопротивление
Входным сопротивлением Zox называется сопротивле-
ние, измеренное на входе линии при любом нагрузочном
сопротивлении на ее конце (фиг. 1-17).
4
Фиг. 1-17. К определению входного сопротивления
кабельной цепи.
Величина Zex выражается отношением напряжения (70
к току /0 в начале линии н в общем виде может быть
получена из уравнений (1-2):
Z„=^=Zth(y/+ft), (1-20)
§ 1-12]
Входное сопротивление
39
где
где р — коэффициент отражения.
Рг.пи же .пиния имеет соглясоиянтио warnvaKV (Z =:Z)t
Фиг. 1-18. Частотная зависимость входного сопротивления.
Для электрически длинной линии при любой нагрузке
на ее конце ZBX=Z. Зависимость входного сопротивления
кабеля с диаметром токоведущих жил 1,2 мм от частоты
при нагрузочном сопротивлении Znp = 2Z показана на
фиг. 1-18.
На фиг. 1-19 дана зависимость модуля Zex от длины
линии для трех типов нагрузок: Znp = oa (холостой ход),
Znp = 0 (короткое замыкание), Z =2Z.
Как следует из приведенных графиков, входное сопро-
тивление линии в отличие от волнового сопротивления
зависит от длины линии и сопротивления нагрузки. Это
объясняется тем, что при несогласованной нагрузке (т. е.
Znp=^Z) в линии возникают отраженные волны, которые,
<0
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
напряжения и тока в начале липни
взаимодействуя с падающими, изменяют соотношение
= причем
'вх
в одних условиях фазы падающих и отраженных вол-н
могут различаться, а в других — совпадать и, следова-
тельно, при некоторой частоте либо длине линии сумма
падающих и отраженных воли напряжения будет иметь
Фиг. 1-19. Зависимость входного сопротивления от длины линии.
максимальное значение, а сумма падающих и отраженных
волн тока — минимальное. Тогда значение модуля Zgx ма-
ксимально:
Un Uмакс
вх 'о ^мин
При другой частоте или длине линии может получиться
наоборот: величина суммарного напряжения минимальна,
а тока — максимальна: Znv = ^-=-~!- будет минимально.
ВХ !0 макс
Изменение входного сопротивления липни иосит волно-
образный затухающий характер относительно модуля волно-
вого сопротивления Z.
Аналогичные, но еще более сложные процессы происхо-
§ 1-13]
Рабочее затухание
41
дят в составных линиях, в кабелях с конструктивными
неоднородностями и других случаях неоднородности элек-
трических характеристик кабельной магистрали.
1-13. Рабочее затухание
Рабочее затухание b является затуханием кабельной
цепи в рабочих условиях, т. е. при любых нагрузочных
сопротивлениях на концах (фиг. 1-20). Оно представляет
собой более общий параметр, так как, кроме собственного
Фиг. 1-20. К расчету рабочего затухания
кабельной цепи.
затухания кабеля £=₽/, учитывает также явления за счет
несогласованности на стыках кабеля Z с нагрузкой Ze и Z
Рабочее затухание рассчитывается по формуле
z___z z ___________Z
где Pi= / . 7 и р; — коэффициенты отражения
-г ^пр » **
на стыках генератор — кабель, приемник — кабель.
Выражение состоит из четырех слагаемых.
Первое — собственное затухание кабеля pZ; второе и
третье — дополнительные затухания вследствие несогла-
сованности сопротивлений генератора и кабеля
приемника и кабеля Z ^Z\ четвертое — дополнительное
затухание от взаимодействия несогласованностей в начале
и конце линии.
Анализируя формулу, можно отметить, что при согла-
совании характеристик в начале линии второе н четвертое
слагаемые обращаются в нуль. В случае согласования
в конце линии обращаются в нуль третье и четвертое
слагаемые. Таким образом, если достигнуто согласование
42
Основы теории передачи по кабелям св я ап
[Гл. 1
нагрузочных сопротивлений в начале и в конце линии
(Z2 — Zflp = Z), то остается лишь первое ’слагаемое и
рабочее затухание равно собственному (Ьр—^1).
Количественно дополнительное затухание за счет несо-
гласованности определяется в основном вторым и третьим
слагаемыми, удельное значение четвертого мало.
Частотная зависимость первой, второй и третьей состав-
ляющих Ьр имеет плавный характер, а четвертой —
колебательный.
Как следует из формулы и физической природы явлений,
рабочее затухание в общем случае должно быть больше
собственного затухания (Ьр>$1). Однако в некоторых
случаях может оказаться, что дополнительные слагающие
(2, 3 и 4) отрицательны и соответственно величина рабо-
чего затухания станет меньше собственного затухания
(Z?p<CpZ). Это происходит, когда сопротивление нагрузки
(Z, или Znp] и волновое сопротивление кабеля имеют фазы
разных знаков, т. е. сочетаются сопротивления емкостного
и индуктивного характера.
Уменьшение затухания при несогласованных нагрузках
объясняется резонансными явлениями на стыке линия —
нагрузка, при которых емкостный характер волнового
сопротивления кабеля компенсируется индуктивной состав-
ляющей сопротивления нагрузки.
Наименьшее затухание достигается, когда сопротив-
ления нагрузки и волновое имеют сопряженные значения,
т. е. их модули равны, а углы различаются знаком,
например: Z=250e-'3°‘, a Z = Znp = 250е+;3°".
Следовательно, в энергетическом отношении режим
сопряженных нагрузок эффективнее режима волнового
сопротивления, т. е. режима обычного согласования сопро-
тивлений нагрузок м кабеля. Однако в дальней связи наи-
более важно обеспечить согласованность нагрузок с Z ка-
беля.
1-14. Качество передачи и дальность связи
Дальность связи по кабельным линиям- обусловлена
затуханием самого кабеля и свойствами аппаратуры: мощ-
ностью генератора (передатчика) и чувствительностью
приемника. '
§ .1-14] Качество передачи и дальность связи 43
Для нормального воспроизведения сигналов связи в
приемнике необходимо, чтобы сигнал, поступающий в при-
емник, обладал мощностью, достаточной для приведения
приемника в действие, и чтобы форма этого сигнала соот-
ветствовала форме колебаний сигнала, посылаемого пере-
датчиком.
Мощность, необходимая для приведения приемника в
действие, зависит от его чувствительности. Чем больше
чувствительность приемника; тем меньшая требуется мощ-
ность. В свою очередь мощность, подводимая к приемнику,
определяется мощностью, посылаемой генератором (пере-
датчиком), и величиной затухания кабельной линии.
Если известна величина допустимого затухания кабель-
ной линии b = fl, то дальность связи ;нетрудно опреде-
лить как
Z=J. (1-21)
где р — собственная постоянная затухания кабеля, яея/ятщ
I — дли на л и нии, км.
Следует различать две системы связи по кабельным
магистралям: 1) низкочастотную (тональную) и 2) высоко-
частотную.
Для каждой системы в настоящее время регламентиро-
ваны свои нормы передачи, установлены величины допусти-
мого затухания линии и соответственно дальности связи.
Непосредственная далы-ость ’низкочастотной телефон-
ной связи по кабелям определяется следующим образом.
В качестве генератора в телефонной цепи действует микро-
фон, а в качестве приемника — телефон. Средняя мощ-
ность, передаваемая в линию микрофоном, составляет
Р = i. Ю~3 вт. Мощность, необходимая для нормальной
слышимости в телефоне, не должна быть меньше Рпр"
= ЫСГС вт. Тогда максимальное допустимое затухание,
между абонентами определится по формуле
*=₽/ = |1п^=|1пЫ^’=3,45 неп.
По существующим нормам величина максимально допу-
стимого затухания регламентирована 3,3 неп.. В этом случае
ток н напряжение уменьшаются по сравнению с начальны-
44
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
ми в 27 раз, а мощность — в 735 раз (т. е. до приемника
доходит лишь ’/735 часть посланной в линию -энергии,
а основная ее часть рассеивается).
При дальней телефонной связи в цепь передачи входят
городские участки на обоих концах цепи и собственно меж-
дугородная линия, связывающая два рассматриваемых го-
рода. По существующим нормам общее допустимое зату-
хание цепи 3,3 неп распределяется следующим образом
(фиг. 1-21):
а) на городские участки цепи отводится по 1,0 неп;
б) на междугородный участок—-1,3 неп.
Абонент Абонент
A O,tS OJ МТС ГТС Б
Городская Междугородная Городская
сеть линия сеть
Фиг. 1-21. Распределение затухания.
Величина затухания междугородной линии (1,3 неп)
ограничивает дальность непосредственной (без усилителей)
связи по кабелям всего лишь несколькими десятками кило-
метров.
При организации высокочастотной связи по кабельным
магистралям микрофон и телефон непосредственно в цепь
передачи не включаются, так что допустимое затухание и
дальность связи опгюделяются возможностями элементов
прнемно-передающей аппаратуры.
При высокочастотной связи перекрываемое затухание
обусловливается уровнем передачи (мощностью) генератора
Рг и уровнем приема (чувствительностью) приемника Р .
В существующих установках дальней высокочастотной
связи по кабелям принято допустимое затухание 6-н7 неп.
Затухание кабеля и свойства аппаратуры ограничивают
дальность непосредственной связи по кабельной -линии
в каналах как НЧ, так н ВЧ расстоянием 30-н40 км.
Естественно, что указанные дальности передачи ни в ка-
§ 1-15]
Принципы организации дальней связи
45
кой мере не отвечают потребностям современной между-
городной связи.
Общепринятым методом увеличения дальности связи по
кабельным линиям является последовательное включение
в линию усилителей, компенсирующих затухание, которое
испытывают сигналы .связи, распространяясь по кабельной
линии.
Как уже отмечалось, наряду с затуханием существенным
фактором, лимитирующим дальность и качество связи,
является время распространения сигналов по кабельной
линии.
По существующим нормам МКК (международный кон-
сультативный комитет) время прохождения сигналов от
одного абонента к другому не должно превышать 250 мсек.
Это значит, что абонент А услышит ответ абонента Б не
более чем через 0,5 сек. Несоблюдение этой нормы ухуд-
шает качество связи.
Для кабельных линий, соединенных с международными
магистралями, норма времени передачи сокращена до
100 мсек. В соответствии с этим предельно допустимая
дальность связи по магистральным кабельным линиям опре-
деляется по следующей формуле:
1 = -^г\КМ],
где t — допустимое время прохождения сигнала, мсек
(100 мсек)\
Т — время пробега сигнала иа участке линии 1 км
(т = ^^УТС''у мсек.
1-15. Принципы организации дальней связи
по кабельным магистралям
Рассмотрим современные принципы организации даль-
ней проводной связи н, сравнив их, установим исходные
положения для конструирования кабелей.
Известны следующие возможности использования кабе-
лей дальней связи: 1) для низкочастотной и высокочастот-
ной передачи; 2) по двухпроводной и четырехпроводной
схемам; 3) при однокабелы-юй и двухкабельной системах
организации связи.
46
Основы теории передачи по кабелям связи
(Гл. I
Максимальная дальность низкочастотной тональной
связи по кабельным линиям не превышает I 000 км, так как
ее увеличение лимитируется устойчивостью двусторонних
усилителей (фиг. 1-22), общее число которых на магистрали
не должно превышать восьми—десяти.
Фиг. 1-22. Двухпроводная система низкочастотной
связи.
Реальным методом увеличения дальности является при-
менение четырехпроводной системы связи. Как следует из
фиг. 1-23, при двухпроводной системе передача в прямом
и обратном направлениях осуществляется по одной паре
проводов. При четырехпроводной системе для передачи за-
нимают четыре провода: по одной паре ведется связь в пря-
мом направлении, по другой — в обратном.
Как видно из фиг. 1-24, при четырехпроводной системе
усилители прямого и обратного направлений не связаны
друг с другом, что исключает возможность генерации. Та-
ким образом, при этой системе дальность связи ие лимити-
руется устойчивостью усилителей. Существенным недостат-
ком четырехпроводной системы связи на тональной частоте
§ МБ]
Принципы организации дальней связи
47
является высокая стоимость линейных сооружений, так как
для ее осуществления необходим кабель удвоенной емкости
сравнительно с двухпроводной системой.
Четырехпроводпая система связи дает большой технико-
экономический эффект лишь при высокочастотном уплотне-
нии кабельных линий. Это обусловлено следующими особен-
ностями построения высокочастотной многоканальной связи.
Независимо от системы связи низкочастотная телефон-
ная передача в прямом и обратном направлениях ведется
в одной и той же полосе тональных частот (300 -е- 3 000 гц)
с ограниченной, как указывалось выше, дальностью.
Фиг. 1-24. Четырехпроводная система низкочастотной
связи.
При высокочастотной связи передача в разных направ-
лениях ведется в различных спектрах частот или по само-
стоятельным парам проводов.
При организации дальней высокочастотной связи по
двухпроводной системе спектр делится на две части: ниж-
нюю и верхнюю. Нижняя часть спектра используется для
передачи в одном направлении, а верхняя — для передачи
в обратном.
Такая двухпроводная система связи в каналах высокой
частоты является фактически электрически четырехпровод-
ной.
Для разделения передачи в прямом и обратном направ-
лениях и предотвращения генерации иа входе и выходе
каждого усилителя ставятся направляющие (разделитель-
ные) фильтры (фиг. 1-25).
При четырехпроводной системе связь в прямом и обрат-
ном направлениях осуществляется в одной и той же полосе
48
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. 1
частот, но, как указывалось выше, для прямой и обратной
передачи используются различные пары проводов и в раз-
делительных фильтрах нет необходимости.
Последнее является крупным достоинством четырех-
проводной системы высокочастотной связи, так как зиачи-
А
36’вОкгу 86‘60нгц
Фиг. 1-25. Высоьочастотная связь по двухпроводной
системе при помощи разделительных фильтров.
тельно упрощает усилительное оборудование (фиг. 1-26).
Следует отметить, что по числу каналов двухпроводная
и четырехпроводная системы высокочастотной связи равно-
ценны. Это положение наглядно иллюстрируется следующим
примером.
Рассмотрим принятую в симметричных кабелях 12-ка-
нальную систему уплотнения в диапазоне 12-н60 кгц из
расчета 4 кгц на канал.
При двухпроводной системе первая половина спектра
(12-ь 36 кгг{) отводится для связи в одном.направлении,
а вторая половина (36 60 кгц) для передачи в обратном.
В результате по одной паре проводов осуществляется шесть
§ 1-15] Принципы организации дальней связи 49
двусторонних передач. Для получения 12 передач необхо-
димо занять две пары проводов. При четырехпроводной си-
стеме по одной паре передается 12 каналов связи (12 -5-
60 кгц) в прямом направлении, а по второй паре в том же
частотном диапазоне (12^-60 кгц) — 12 каналов в обрат-
ном направлении. В итоге общее количество каналов связи
по двум парам проводов как при четырехпроводной систе-
ме, так и при двухпроводной одинаково1 и равно- 12
(фиг. 1-27).
Фиг. 1-27. Сравнение двух- и четырех проводной систем
высокочастотной связи по числу каналов.
а — двухпроводная система связи; б — четырехпроводная
система связи.
Если же иметь удвоенное количество цепей, то при
четырехпроводной системе связи можно образовать такое
же число каналов, как и при двухпроводной, используя в
2 раза меньший диапазон частот. Это позволит работать
при меньшем затухании кабельной линии, в связи с чем уве-
личится расстояние между усилительными пунктами и со-
кратится число их на магистрали.
На основании изложенного можно установить;
1. Низкочастотная связь при использовании кабельных
линий по двухпроводной системе имеет малый радиус дей-
ствия и непригодна для организации междугородных даль-
них связей.
2. Использование кабелей по четырехпроводной системе
обеспечивает необходимые дальности связи, но экономиче-
ски нецелесообразно для низкочастотной связи.
4 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарле.
50
Основы теории передачи по кабелям связи
[Гл. I
3. Оптимальным вариантом организации дальних между-
городных сообщений по кабельным линиям является н$
высокочастотное уплотнение при четырсхпроводнон системе
связи.
В настоящее время известны две системы организации
связи по кабельным магистралям: однокабельная и двух-
кабельная.
При однокабельной системе все цепи прямой и обратной
связи размещаются в одном общем кабеле. При двух-
кабельной системе прокладываются (как правило, рядом
в общей траншее) два кабеля; в одном кабеле группируют-
Фвг. 1-28. Режимы передачи по кабельным цепям.
п — совпадающий; б — встречный.
ся цепи прямого направления (Л—-5), а в другом —цепи
обратного направления (Б—А).
Применение двухкабельной системы обусловлено необхо-
димостью защитить кабельные цепи от взаимных мешаю-
щих влияний в каналах высокой частоты. Это объясняется
следующим образом.
Прн передаче электромагнитной энергии по одной из це-
пей (влияющей) часть энергии будет переходить в виде
помех в соседние цепи, расположенные в общем кабеле
(подверженные влиянию). Причем цепи в кабеле могут
оказаться как в совпадающем, так и во встречном режиме
передачи (фиг. 1-28). Установлено, что в ианхудшнх усло-
виях в смысле взаимного влияния находится встречная пере-
дача. В этом случае высокий исходящий уровень влияющей
цепи попадает на прием цепи, подверженной влиянию, и
создает значительную помеху. Здесь уровень помех за счет
§ 1-15]
Принципы организации дальней связи
51
влияния соседней цепи может оказаться соизмеримым с по-
лезным сигналом и подавить его.
При совпадающей передаче по влияющей и подвержен-
ной влиянию цепям распространяется энергия’с одинаковым
уровнем, и поэтому воздействие помех существенно меньше.
При двухпроводной системе высокочастотной связи цепи
в кабеле находятся в совпадающем режиме передачи, а при
четырехпроводной системе связи — во встречном режиме.
Это наглядно иллюстрируется на фиг. 1-29, где приведе-
на схема взаимного влияния между Цепями при двухпровод-
ной н четырехпроводиой системах связи.
л ба б
<2^13 ‘К—
\ ймг \
\ помех } помех
\(/2-38кгу) '(ff-бОкгу)
й ,2.жяг/\==^| “1
□ —-----36-60игу. А | Y
о} 6)
Фиг. 1-29. Влияние при различных системах использо-
вания кабелей дальней связи.
а — двухпроводная система связи; б — четырехпроводная
система связи-
При двухпроводной системе по каждой цепи передается
в направлении А—Б один спектр частот (например, 12 --
36 кгц), а в обратном направлении — от Б к Л — другой
спектр (например, 36 -5-60 кгц).
При четырехпроводиой системе связи в прямом (Л—Б)
и обратном (Б—Л) направлениях передача осуществляется
в одном н том же спектре частот (например, 12-^-60 кгц).
Следовательно, с точки зрения взвнмных влияний между
кабельными цепями двухпроводная система ВЧ связи нахо-
дится в более благоприятных условиях сравнительно с че-
тырехпроводной.
Для повышения помехозащищенности цепей й исключе-
ния нежелательного режима встречной передачи применяет-
ся двухкабелыная аистема орпанивации связи. В этом случае
4*
52
Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
прямые и обратные цепи помещаются в отдельных кабелях
(цепи направления А — Б в кабеле 1, а цепи направления
Б — Л в -кабеле 2). В результате в каждом кабеле находят-
ся цепи, взаимно согласованные по режиму пер ед aw.
Наряду с применением двухкабельной системы связи
возможно также разделение цепей прямой и обратной пере-
дачи при помощи электромагнитных экранов. Экранирован-
ные кабели допускают высокочастотное уплотнение четырех-
проводных цепей при однокабельной системе организации
связи.
Глава вторая
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
А. СИММЕТРИЧНЫЕ КАБЕЛИ
2-1. Активное сопротивление симметричных кабелей
Сопротивление провода постоянному току зависит от
материала, из которого изготовлен провод, и его диаметра.
Токопроводящие свойства материала принято выражать
через его удельное электрическое сопротивление р, которое
характеризует в омах сопротивление провода длиной 1 м
и сечением 1 леи2.
Величина, обратная удельному сопротивлению, назы-
вается удельной проводимостью у = —. Значения р и
соответственно у нормируются при температуре 20° С.
Сопротивление провода определяется по формуле
So=p|. (2-1)
где I — длина провода, м\
q — сечение провода, мм~.
Или на 1 км:
„ I 1 000 4 000 г . ,
F
Значения удельного сопротивления проводниковых мате-
риалов приведены в табл. 2-1.
§ 2-1 ] Активное сопротивление симметричных кабелей
53
Таблица 2-1
Основные свойства металлов
Наименование материала Удельное сопротив- ление р, ОМ‘ММЯ/М Удельная проводи- мость 7. МО-М/ММЯ Темпера- туря 4Й коэффи- циент «, 1/°С Удельный вес g, г/см* Относи- тельная магнитная проницае- мость, р.
Медь 0,0175 57 0,004 8,9 1
Алюминий 0,0291 34,36 0,0042 2,65 1
Сталь 0,Ь9 7,23 0,006 7,9 100—120
Вследствие укрутки истинная длина токопроводящих
жил всегда больше длины кабеля, что приводит к возраста-
нию сопротивления цепи.
Сопротивление проводников зависит от температуры;
с ее ростом оно увеличивается.
Сопротивление кабельной цепи при температуре, отлич-
ной от 20° С, определяется по формуле
+ a(t — 20)] [ом/км], (2-2)
где /?20 — сопротивление цепи при / = 20эС;
а — температурный коэффициент;
I — заданная температура.
Значения температурного коэффициента а приведены
в табл. 2-1.
Увеличение сопротивления проводов при прохождении
по ним переменного тока связано с появлением переменных
электромагнитных полей и вызываемых ими вихревых токов
в проводах, а также других металлических частях кабеля,
окружающих цепь передачи.
Вихревые токи замыкаются в толще металла вокруг
силовых линий переменного магнитного поля. Эти токи вы-
зывают потери энергии ма нагрев проводников, что компен-
сируется за счет передаваемой по цепи электромагнитной
энергии.
В зависимости от характера возникновения вихревых
токов и их действия следует различать следующие три
случая:
54
Расчет электра!ческих параметров кабелей связи [ Гл. 2
1. Вихревые токи, образуемые
в проводнике за счет внутреннего
магнитного поля п р о т е к ia ю щ е г о -п о нему
тока
Здесь силовые линии внутреннего магнитного поля, пере-
секая толщу проводника, наводят в нем вихревые токи,
направленные во закону Ленца против вращения рукоятки
при поступательном движении буравчика.
Как показано на фиг. 2-1, вихревые токи 1в в центре
провода имеют направление, обратное движению основного
тока, протекающего по прово-
У/\ ДУ, а на периферии ,их направ-
/У J__________________ ления совпадают.
УУ / У) В результате взаимодей-
У/ УгУм/ ствия вгвхревых токов с ооно-в-
У/ / «вым происходит такое перерас-
УУfLy&// пределение тока по сечению
f проводника, что плотность то
I \У УУ Kai возрастает к поверхности
\ У проводника.
^У -Это явленно носит на«зва-
и не поверхностного эффекта.
Фпг. 2-1. Явление поверхност- Действие поверхностного эф-
ного эффекта. фекта увеличивается с возрас-
танием частоты тока, магнит-
ной проницаемости, проводимости и диаметра провода.
В стальных проводжикасс он сказывается значительно силь-
нее, чем в медных. Этот эффект приводит к тому, что при
достаточно -высокой частоте ток протекает лишь по поверх-
ности проводника, а это, естественно, вызывает увеличение
его активного сопротивления. Таким образам, благодаря
явлению поверхностного эффекта переменный ток прони-
кает в проводник лишь на -небольшую глубину, называемую
глубиной проникновения 6.
В табл. 2-2 дана частотная зависимость 0 (глубина про-
никновения) для различных металлов, покавывающая, что
с увеличением частоты передаваемого тока глубина проник-
новения резко уменьшается.
Сравнительно с другими кабельными металлами наи-
большей глубиной проникновения тока обладает свинец.
§ 2-1 ] Активнее сопротивление симметричных кабелей
55
Таблица 2-2
Глубина проникновения тока в различных металлах
в зависимости от частоты
Л гч Глубина проникновения, см
Медь Алюминий Сталь Свинец
Юз 0,21 0,27 0,06 0,76
GUO* 0,0272 0,035 0,0077 0,098
105 0,021 0,027 0,000 0,076
106 0,0067 0,0086 0,0019 0,024
107 0,0021 0,0027 0,0006 0,0076
106 0,00067 0,00086 0,00019 0,0024
102 э 0,00021 0,00027 0,00006 0,00076
1010 0,000067 0,00086 0,000019 0,00024
2. Вихревые токи, возникающие в одном
проводе двухпроводной цепи за счет
внешнего магнитного поля тока,
протекающего в другом
Как видно из фиг. 2-2,
внешнее магнитное поле
провода а, пересекая тол-
щу провода б, наводит в
нем вихревые токи.
На обращенной к про-
воду а поверхности про-
вода б вихревые токи по
направлению совпадают с
протекающим по нему
основным током ф-1е
а на отдаленной поверх-
ности провода б онн на-
правлены навстречу ос-
новному току
токов происходит в проводе а.
В
Фиг. 2-2. Эффект сближения.
— Аналогичное перераспределение
результате взаимодействия вихревых токов с осиов1ным
56
Расчет электрических 'параметров кабелей связи [ Гл. 2
плотность тока -на обращенных друг к другу поверхностях
проводов а и б увеличивается, о на отдаленных — умень»
шается. Это явление («сближецже» токов в проводах а и б)
носит наеваиме эффекта близости.
Здесь, так же как и при поверхностном эффекте, из-за
неравномерного распределения плотности тока увеличи-
вается активное сопротивление цепи переменному току.
Действие эффекта близости также прямо пропорцио-
нально частоте, магнитной проницаемости, проводимости и
Фиг. 2-3. Распределение
плотности токов пары.
а—снмметр чная передача;
б— несимметричная передача.
Фиг. 2-4, Вихревые токи в экране
и свинцовой оболочке кабеля.
диаметру провода и, кроме того, сильно зависит от расстоя-
ния между проводниками. С приближением токопроводя-
щих жил друг к другу действие эффекта близости возра-
стает в квадратичной зависимости.
Следует отметить, что если по двум соседним проводни-
кам токи проходят в одном направлении, то перераспреде-
ление их плотности из-за взаимодействия внешних электро-
магнитных полей приводит к увеличению плотности токов
на взаимно отдаленных поверхностях проводов а и 6.
На фиг. 2-3 показано распределение плотности токов
в проводах симметричной цепи, когда токи в проводах а
и б противоположны, а также направлены в одну сторону.
§ 2-1 ] Активнее сопротивление С1ьмметр>ючнь1х кабелей
57
3. Вихревые токи, создаваемые внешним
магнитным полем в металлических
средах, окружающих рассматриваемую
цепь
Магнитное поле, создаваемое током, протекающим по
цепи, наводит вихревые токи в соседних жилах кабеля,
в окружающем экране, свинцовой оболочке, броне и т. д.
(фиг. 2-4).
Вихревые токи нагревают металлические части кабеля
и создают дополнительные тепловые потери энергии, что
выражается как бы в «отсасывании» некоторой доли пере-
даваемой энергии, причем существенное значение имеют
лишь близко расположенные к рассматриваемой цепи ме-
таллические части кабеля.
Эти потери также вызывают увеличение активного сопро-
тивления кабельной цепи при переменном токе.
Для расчета активного сопротивления цепи с учетом
поверхностного эффекта и эффекта близости можно пользо-
ваться следующей формулой:
Я=2Я0
1 +Г(М4
Zd',2
РО№г)(~)
(2-3)
где 2/?0 — сопротивление цепи постоянному току (введение
двойки означает, что рассматривается сопро-
тивление обоих проводов цепи);
Г(/ег) —коэффициент, учитывающий сопротивление, экви-
валентное потерям на вихревые токи, возбуждае-
мые внутренним магнитным полем;
G (kr) — коэффициент, учитывающий сопротивление, экви-
валентное потерям на вихревые токи, возбуж-
даемые в обратном проводнике за счет эффекта
близости;
Н (kr) — коэффициент, учитывающий сопротивление, экви-
валентное потерям на вихревые токи, возбуждае-
мые вторичным магнитным полем в прямом про-
воднике за счет эффекта близости;
а — расстояние между центрами проаодов, см;
d — диаметр провода, см;
р — коэффициент, учитывающий тип скрутки.
58
Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
Значения р для различных скруток приведены на фиг. 2-5-
Значення F, G и Н в зависимости от коэффициента
вихревых токов /г = К11 радиуса провода г приведены
в табл. 2-3. Табл и ц а 2-3
Функция F, G и Н для различных значений kr
kr F(Ar) G(Ar) H {kr} Q{kr}
0 0 (W 64 0,0417 1
0,5 0,000326 0,000975 0,042 0,9998
l.o 0,00519 0,01519 0,053 0,997
1,5 0,0258 0,0691 0,092 0,987
2,0 0,0782 0,1724 0,169 0,981
2,5 0,1756 0 295 0,263 0,913
3,0 0,318 0,405 0,348 0,845
3,5 0,492 0,499 0,416 0,766
4,0 0,678 0,584 0,456 0,686
4,5 0,862 0,669 0,503 0,616
5,0 1,042 0,755 0,530 0,556
7,0 1 ,-743 1,109 0,596 0,400
10,0 2,799 1,641 0,643 0,282
>10,0 V2kr — 3 4 V 2kr — 1 8 0,750 2/~2 kr
Коэффициенты вихревых токов и значения kr для некото-
рых проводников приведены в табл. 2-4,
Таблица 2-4
Медь Сталь Алюминий
k = V^i\i 0,21 /f 0,75 Vf~ 0,164
Ar........... й',б'ЛЯ5'и’р//г tf.assu'XT’
Примечание- В табл- 2-4 размерность диаметра проводника дана в мил-
лиметрах.
Из табл. 2-3 следует, что при больших значениях
(в области высоких частот) G становится примерно равным
половине Ft а Н стремится к постоянной величине: 3Д.
В табл. 2-5 даны дополнительные сопротивления.^,
эквивалентные потерям в соседних четверках и свинцовой
оболочке при различных конструкциях кабеля на частоте
200000 гц.
§ 2-1 ] Активное сопротивление симметричных кабелей
59
Фиг. 2-5. Значения коэффициента р при
различных видах кабельной скрутки.
Таблица 2-5
Величины дополнительного сопротивления RM ом[км, эквивалент-
ного потерям в токопроводящих жилах смежных четверок
и свинцовой оболочке кабеля
Число четверок в кабеле Основная цепь Фантомная цепь1
1-й повив 2-й повив 3-й повив 4-й повив J-A повив 2-й ПОВИВ 3-й ПОВИВ 4-й ловив
а) Сопротивление по! ерь в смежных четверках
1 0 , 0 _— —. —.
1+6 8 7,5 - — 1,2 1,2 — —
1-J-6+12 8 7,5 7,5 1.2 1,2 1.2 —
l-f-6-|-12+18 8 7,5 7,5 7,5 1,2 1,2 1,2 1,2
б) Сопротивление пот ерь свинцовой б о л о ч к е
1 22 — — 5,7 — —
1+6 1,5 5,5 — 0,5 1,7 — —
1+6-1-12 0 0 1,0 — 0 0 0,7 —
Н 6+12+18 0 0 0 1,0 0 0 0 0,5
’ Фантомная, ил искусственная, цепь образуется из двух основных цепей
четверки.
60
Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
Из таблицы следует, что свинцовая оболочка вносит
потерн главным образом в цепи наружного повива, рас-
положенные в непосредственной к ней близости.
Значение RM при другой частоте f определяется по
следующей эмпирической формуле:
200 000 ’
где — табличное значение дополнительного сопротивле-
ния вследствие потерь в смежных четверках или в свин-
цовой оболочке при f— 200 кгц.
Таким образом, при передаче по кабельной цепи пере-
менных токов ее полное активное сопротивление склады-
вается из:
я=я0+я„э+яЛ,+ яя.
В табл. 2-6 приведена частотная зависимость активного
сопротивления кабеля звездной скруткн с d—1,2 мм при
я=4,14 мм в широком диапазоне частот. Там же показано
относительное значение различных составляющих R , R6^t
RM в общем сопротивлении кабеля. Таблица 2-6
Активное сопротивление кабеля звездной скруткн с диаметром
жил 1,2 мм
/. кгц ом(км /?О. олфгм Rna. ОМ{КМ «бл. ом/км ОМ /К At Ro. % от Ro6u{ Rn3. % от &общ ^бл> % от RoGtif Rm, % от Ro6w
0,8 31,79 31,6 0,0083 0,0101 0,17 99,45 0,026 0,023 0,5
5 3d,25 31,6 0, 133 0,161 1,36 95,2 0,4 0,48 4,1
13,5 35,53 31,6 0,815 0,9, <8 2 21 89 2,2 2,5 б,з
20 37,7 31,6 1,81 1,735 2,55 83,83 4,8 4,6 6,77
30 41,57 31,6 3,7 2,92 3,32 76,2 8,9 7,1 7,98
40 44,91 31,6 5,55 3,95 3,81 70,4 12,3 8,8 8,5
50 48,89 31,Б 8,2 4,84 4,25 64,7 16,7 9,9 8,7
60 51,6 31,6 10 5,44 4.6 61,2 19,4 10,5 8,9
70 50,37 31,6 13,6 6 14 5,03 56 24,15 10,9 8,95
80 50,93 31,6 16,2 6,76 5,37 52,8 27 11,14 8,97
90 63,3 31,6 18,7 7,3 5,7 50 29,5 11,5 9
100 66,7 31,6 21,2 7,9 6,0 47,4 31,8 И.8 9
108 68,85 31,6 22,9 8,2 6,15 46,0 33,2 П,9 8,9
Из таблицы видно, что лтри f = 60 000 гц яюверхиосввый
эффект увеличивает сопротивление цепи на 31, а эффект
близости на 17%. В целом сопротивление кабельной цепи
переменному току больше сопротивления постоянному току
в 1,62 раза.
&2-21
Индуктивность сим м етр и чных -к ай ел ей
61
При частоте f= 108 000 гц сопротивление переменному
току в 2 с.лишним раза больше сопротивления постоянному
току.
2-2. Индуктивность симметричных кабелей
По закону электромагнитной индукции всякое изменение
магнитного потока, сцепленного с каким-либо контуром, ин-
дуктирует в нем э. д. с.
Самоиндукция — это явление возникновения индуктиро-
ванной э. д. с. за счет изменения собственного переменно-
го магнитного поля. Физически самоиндукцию можно пред-
ставить следующим образом: проходящий по цепи перемен-
ный ток создает меняющийся по направлению магнитный
поток. Магнитные силовые линии этого потока в свою оче-
редь пронизывают цепь создавшего их тока и вызывают
появление в этой цепи индуктированной’э. д. с.
Коэффициент самоиндукции или, иначе, индуктивность
численно выражается отношением магнитного потока к вы-
звавшему его току:
£ = Ж
По своей природе 1И1ндукте[вность «кабельной линии со-
вершенно аналогична индуктивности соленоида, но вместо
многих малых витков здесь имеется всего лишь один боль-
шой виток (кабельная цепь).
Индуктивность цепи состоит из двух частей: внешней ин-
дуктивности и внутренней индуктивности:
£ = £( 4- L%.
Внешняя индуктивность L\ обусловлена внешним (вне
проводов) магнитным полем и определяется отношением
внешнего магнитного потока к току, протекающему в цепи.
Внутренняя индуктивность L% определяется отношением
внутреннего магнитного потока (потока, находящегося в
толще самих проводов) к току, протекающему в цепи.
Расчет индуктивности двухпроводных кабельных цепей
производится по формуле
L = L} 4-Л> = Г41п^=^+<2(Аг)1-10-4[гн/л:л], (2-S)
62 Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
где а — расстояние между центрами проводов;
d — диаметр провода;
Q (Лг) —функция, зависящая от коэффициента вихревых
токов k= j и радиуса провода г.
Значения Q {kr) приведены в табл. 2-3. Из формулы
видно, что внешняя индуктивность зависит от диаметра
жил н расстояния между ними.
Внутренняя индуктивность обусловливается свойствами
самой кабельной жилы (г, p.j) и частотой передаваемого
тока.
С возрастанием частоты передаваемого тока общая
индуктивность цепи падает из-за уменьшения внутренней
индуктивности. Это объясняется тем, что с увеличением
частоты вследствие поверхностного эффекта происходит
увеличение плотности тока у поверхности провода. Соответ-
ственно перераспределяется и магнитный поток (в центре
провода его практически не будет), что влечет за собой
уменьшение внутренней индуктивности цепи. Частотная за-
висимость индуктивности обусловлена изменением функции
Q(fcr), которая, как следует из табл. 2-3, при постоянном
токе равна единице, а с возрастанием частоты стремится
к нулю.
Внешняя индуктивность ие зависит от частоты.
В результате с ростом частоты общая индуктивность
цепи уменьшается до величины, равной внешней индуктив-
ности.
2-3. Емкость симметричных кабелей
Емкость кабеля аналогична емкости конденсатора, где
роль обкладок выполняют поверхности токопроводящих
жил, а диэлектриком служит расположенный между ними
изоляционный материал (воздух, бумага, стирофлекс, поли-
этилен и т. д.).
Емкость кабеля связи измеряют и нормируют в микро-
фарадах (10-6 ф) и нанофарадах (1СГ9 ф).
В кабельной технике различают два вида емкости:
а) рабочую, т. е. емкость между жилами рассматривае-
мой цепи (пары), и б) частичную емкость между отдель-
ными жилами кабеля.
Частичные емкости являются составными частями ра-
бочей емкости. В кабельной четверке, представленной на
§ е-з ]
Емкость симметричный кабелей
63
фиг. 2-6, результирующие емкости между жилами 1—2 и
3—4 являются рабочими Ст и Сп. Емкости между отдель-
ными жилами Cl3, Си, С23, С24, С[2, С34 и по отношению
к -свинцовой оболочке кабеля
(земле) Cjg, ^20^ ^зо»
являются частичными.
Основной (нормируемой)
величиной, определяющей ка-
чество передачи по кабелю,
является рабочая емкость.
Рабочая емкость рассчиты-
вается по следующей формуле:
с=-Л5—Io~w™].
36 In ^ф
(2-6)
где а — расстояние между цен-
Фиг. 2-6. Рабочие и частичные
емкости кабельной четверки.
трами жил (принимается по табл. 2-7);
d— диаметр жилы;
ф— поправочный коэффициент, характеризующий уда-
ление жил от заземленной оболочки (при значи-
тельном удалении ф=1);
Л — коэффициент укрутки;
е — относительная диэлектрическая проницаемость.
Значения а и ф для различных типов кабельной скрутки
приведены в табл. 2-7.
Таблица 2-7
Значения коэффициентов а и ф для расчета рабочей емкости
№ ПО пор. Тип скрутки а *
1 2 3 Пара Звезда . . Четверка ДП . . di (rfn + rf.-dj’-o’ (d3 + d, — df—^ i3~'(d3+d1-drrj-a‘ (0,B5d^jn + dI-d)s—a’‘ Ьдп— + d)“ + oa
64
Расчет электрических -параметров кабелей связи [ Гл. 2
Продолжение
№ по пор- Тип скруткн а ф
4 Восьмерка ДЗ . rfl (0,43 с1дз -Mi — d)2 — о2
Чдз ” (0, — rf)“-|n=
5 Экранированная пара rf. Л — as
in3~ О2 + а»
6 Экранированная /и, Dl as
звезда ....
^п, &з> йдП, йдз—диаметр группы соответствующей скрутки ка-
беля;
dt— диаметр изолированной жилы;
а — расстояние между центрами жил;
Оэ —диаметр экрана;
d — диаметр жилы.
На фйг. 2-7 приведены указанные обозначения для
звездной скрутки и экранированной пары.
Фиг. 2-7. К расчет)' емкости кабеля.
а — экранированная пара; б—четверка звездной скруткн.
Таблица 2-8
Изменение емкости с увеличением диаметра
жил кабеля
d, мм 1,0 1,2 1,4 1,6
aid 3,45 3,44 3 2,85
С, нф/км 23,3 26,5 29,8 32
§ 2-4] -Проводимость изоляции симметричных. кабелей 65
Интересно проследить зависимость емкости от изменения
диаметра токопроводящих жил d и расстояния между ни-
ми а. В табл. 2-8 даны расчетные значения емкости кабелей
€ (кюрдельно-бумажной изоляцией и токопроводящими жи-
лами различных диаметров (1,0 -г-1,6 лш). При расчете
диаметр группы d$ принимался постоянным и равным
7,07 мм. Величина £=1,38.
Из таблицы следует, что с увеличением диаметра жил
емкость кабеля растет.
между жилами.
Из фиг. 2-8, где показано изменение емкости (кабеля с
увеличением расстояния между проводами, следует, что
с увеличением расстояния между проводами а емкость ка-
беля уменьшается.
2-4. Проводимость изоляции симметричных кабелей
Проводимость изоляции G -— это электрический параметр
линии, характеризующий качество изоляционного покрова
токопроводящих жил кабеля.
Так же как активное сопротивление характеризует поте-
ри электромагнитной энергии в металлических частях ка-
беля, параметр G характеризует потери! энергии в изоляции
его жил.
5 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерггик и Д. Л. Шарле.
66
Расчет электрических параметров кабелей связи [ Гл. 2
Проводимость изоляции линии можно представить как
шунтирующий ее емкость эквивалент сопротивления
(фиг. 2-9).
Проводимость изоляции линии обусловлена свойствами
кабельных диэлектриков и в первую очередь удельным
объемным сопротивлением pv и коэффициентом диэлек-
трических потерь tgS. Из-за того, что изоляция токопро-
водящих жил кабелей обладает некоторой электропро-
водностью, часть тока не
доходит до конца линии, замы-
каясь между жилами и рас-
сеиваясь в диэлектрике (так
называемая „утечка** тока).
По природе возникновения
н характеру действия раз-
личают проводимость изоля-
ции при постоянном (<70) и
переменном (<7_) токе. Полная
проводимость изоляции выра-
жается суммой
Фиг. 2-9. К расчету проводи-
мости изоляции.
G==G0 + G_.
Величина Gc обратно пропорциональна сопротивлению изоля-
ции кабельной цепи при постоянном токе: Go =
^из
Проводимость изоляции при переменном токе <7_ свя-
зана с поляризацией диэлектрика под действием напря-
женности изменяющегося электромагнитного поля, созда-
ваемого проходящим по кабельной цепи током.
Величина прямо пропорциональна частоте передава-
емого тока, емкости кабеля и коэффициенту диэлектри-
ческих потерь:
G~ = (оС tg S.
Коэффициент диэлектрических потерь является важней-
шим параметром, обусловливающим возможность приме-
нения диэлектрика в кабеле связи.
Значения коэффициента диэлектрических потерь раз-
личных кабельных диэлектриков приведены в гл. 4,
§ 2-4 ] Проводимость (Изоляции симметричных кабелей 67
Формула общей проводимости изоляции имеет следую-
щий вид:
G=G0 + G_=-jl-+1»Ctg8. (2-7)
А«з
Проводимость изоляции измеряется в мо (величина,
обратная сопротивлению).
Сравнивая величины б?0 н следует отметить, что
в кабелях связи потери на диэлектрическую поляризацию
Фнг. 2-10. Зависимость проводимости изоляции от
частоты.
I — кордельно-бумажпая; 2— корд ел ыго-стп рефлексная.
значительно больше потерь на тепло за счет несовершен-
ства изоляции. Поэтому проводимостью Gq можно прене-
бречь и расчет вести по формуле
67=G_ = wCtgo. (2-8)
Частотная зависимость G (в диапазоне до 108 000 гц)
для кабелей связи диаметром 1,2 мм с кордельно-бумажной
и кордельно-стирофлексноц изоляцией представлена на
фиг. 2-10.
5=
68
Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
2-5. Основные зависимости первичных параметров
симметричных цепей
Фпг. 2-11. Зависимость
первичных параметров
кабеля от частоты.
На основе приведенного выше анализа первичных пара-
метров кабелей построены сравнительные характеристики их
зависимости от частоты (фиг. 2-11), а также графики изме-
нений R, L, С, G как функций
диаметра жил и расстояния
между ними (фиг. 2-12 и 2-13).
Порядок величин первичных
параметров кабелей связи су-
ществующих типов следующий:
активное сопротивление R =
= (40-ь 100) ом!&м\ индуктив-
ность L = (0,6 ~^-1) мгн[км\
емкость С = (23ч-50) нф!км\
проводимость ИЗОЛЯЦИИ G —
= (1 -г- 200) 10~®/ол • /<ж
Из сравнения электриче-
ских параметров кабельных и
воздушных линий связи вытекает следующее. В кабельных
цепях, имеющих относительно тонкие и близко расположен-
ные один к другому провода, превалируют активное сопро-
Фиг. 2-12. Изменение пер-
вичных параметров кабеля
с увеличением расстояния
между его-жилами.
Фиг. 2-13. Изменение первич-
ных параметров кабеля с
увеличением диаметра его
жил.
тивление R и емкость С. Емкость кабеля в 3-ь 5 раз боль-
ше емкости воздушной линии. Активное сопротивление ка-
беля (медь, d — 1,2 мм) больше сопротивления воздушной
линии (медь, й = 4 мм) примерно в 15 раз. Индуктивность
кабельных линий примерно в 3 раза меньше, чем воздушных.
§ 2-6]
Расчет диэлектрической проницаемости
69
2-6. Расчет диэлектрической проницаемости
и коэффициента диэлектрических потерь
Симметричные кабели связи, как правило, имеют
сложную изоляцию, состоящую из диэлектрика и воздуха.
В качестве диэлектрика используется главным образом бу-
мага или стирофлекс.
Результирующие значения диэлектрической проницае-
мости и угла диэлектрических потерь сложной изоляции
определяются электрическими свойствами (s и tg 8) и со-
отношениями объемов составных ее частей, причем ре-
зультирующие значения е и 1g В сложной изоляции близки
к величинам s и tg 8 той их части, которая занимает боль-
ший объем.
Учитывая, что симметричные кабели- имеют непрерыв-
ную и одинаковую по длине изоляцию, соотношение объемов
можно заменить соотношением площадей поперечного се-
чения. Тогда результирующие (эффективные) значения
% и могут быть подсчитаны по следующим формулам:
(2-9)
. . __ ^tgea-keflSetg&£
g * es(Sd + SB)
(2-10)
где значения s и tg 8 с индексом д относятся к диэлек-
трику, а с индексом в—к воздуху; Ss и Se — площади
поперечных сечений диэлектрика н воздуха.
В кабеле дальней связи с кордел ьно-бумажной изоля-
цией соотношение объемов воздуха, диэлектрика и меди
выражается примерно следующими данными (на единицу
длины кабеля): в
ve = 643 лл3 —65%
Vq = 75 мм* — 7,6°/о
ол = 271 л.»3 —27,4о/о
9а9 лм*3 — 100%
Эффективные значения ед и tg Bs различных видов изо-
ляции симметричных кабелей приведены в гл, 4.
70
Расчет электрических параметров кабелей* связи [Гл. 2
Б. КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
2-7. Особенности коаксиальных кабелей
Характерное для развития техники связи стремление
к расширению используемого спектра частот, вызываемое
необходимостью создать па важнейших направлениях мощ-
ные пучки телефонных каналов, привело в последнее деся-
тилетие к применению на таких магистралях коак-
сиальных кабелей. Это стимулировалось также нуждами
междугородного телевизионного вещания. Проявляемый
большой интерес к коаксиальным кабелям объясняется тем,
что сравнительно с линиями других типов они наиболее
полно отвечают технико-экономическим требованиям высо-
кочастотной связи. Основными преимуществами коакси-
ального кабеля являются: 1) возможность передачи очень
широкого спектра частот при сравнительно малых потерях;
2) высокая защищенность связей от влияния соседних цепей
и внешних помех; 3) экономичность системы связи в целом.
Основным критерием качества кабельных (воздушных)
линий связи является ширина эффективно пропускаемого
ими спектра частот.
Естественно, что чем этот спектр шире, тем большее ко-
личество различных передач можно организовать по данной
кабельной магистрали н тем лучшими технико-экономиче-
скими показателями будет обладать рассматриваемая си-
стема связи.
Воздушные линии с медными проводами используются
в спектре до 150 000 гц, что позволяет осуществить по цепи
15 телефонных ВЧ связей. Основным препятствием к рас-
ширению спектра частот, передаваемого по воздушным ли-
ниям связи с медными проводами, является возрастание
взаимных помех между цепями в каналах, лежащих в верх-
ней части диапазона. Стальные цепи уплотняют всего лишь
1 3 ВЧ связями в спектре до 30 000 гц. Передача более
высоких частот ограничена резким увеличением затухания.
Симметричные кабельные цепи уплотняются 24 (до
108 кгц) нлн 60 телефонными связями (до 252 кгц). Про-
пускание по ним большего спектра частот сопряжено с по-
вышением потерь на вихревые токи в металлических частях
кабеля, а следовательно, с ростом затухания. Кроме того,
увеличиваются взаимовлияния между цепями, что затруд-
§ 2-8] Электрические процессы в коаксиальных кабелях
71
няет сохранение нормированной величины переходного за-
тухания.
Только коаксиальный кабель позволяет пропускать с до-
пустимым затуханием спектр частот до 8 Мгц, необходимый
для передачи одной телевизионной программы или 1 800 те-
лефонных связей.
2-8. Электрические процессы в коаксиальных кабелях
Способность коаксиального кабеля пропускать широкий
спектр частот конструктивно обеспечивается коаксиальным
расположением внутреннего
и внешнего проводников
(фнг. 2-14).
Особенности распростра-
нения электромагнитной
энергии по коаксиальной
цепи обусловливают возмож-
ность ее уплотнения в широ-
ком спектре частот и ставят
высокочастотные связи в
преимущественное положе-
ние по сравнению с низко-
частотными. Взаимодействие
электромагнитных полей
внутреннего и внешнего про-
водов «коаксиального кабеля
таково, что его внешнее по-
ле равно нулю.
Для простоты рассмот-
рим раздельно электрическое
и магнитное поля коаксиаль-
ной цепн.
Фиг. 2-14. Магнитное поле
коаксиального кабеля.
Результирующее магнитное поле коаксиального кабеля
представлено на фиг. 2-14, где также показаны напряжен-
ности магнитного поля и И? каждого провода (а и б)
в отдельности.
В металлической толще провода а магнитное поле
возрастает, а вне его уменьшается по закону ,
где г — расстояние от центра проаода,
72 Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
Поле провода б изображено в соответствии с зако-
нами электротехники, устанавливающими, что внутри по-
лого цилиндра магнитное поле отсутствует, а вне его
выражается таким же уравнением, как и для сплошного
проводника: ^===9“7> где г — также расстояние от центра
полого провода. Поэтому при определении внешних маг-
нитных полей коаксиального кабеля параметр г для про-
водов а и б принимается одинаковым и исчисляется от цен-
тра проводов (нулевой точки).
Фиг. 2-15. Электромагнитное поле симметричного
и коаксиального кабелей.
а — симметричный кабель; б — коаксиальный кабель.
Учитывая, что токи в проводах а и б равны по величине
и обратны по знаку, магнитные поля внутреннего и внеш-
него проводов и в любой точке пространства вне
кабеля также будут равны по величине и направлены
в разные стороны. Следовательно, результирующее маг-
нитное поле вне кабеля равно нулю:
Таким образом, силовые лннни магнитного поля коакси-
ального кабеля располагаются в виде концентрических
окружностей внутри него. Вне кабеля магнитное поле отсут-
ствует.
Электрическое поле будет также замыкаться внутри ко-
аксиальной цепи по радиальным направлениям между про-
водами а и б, н поэтому вне кабеля оно равняется нулю,
§ 2-8] Электрические процессы в коаксиальных кабелях
73
На фиг. 2-15 приведены электромагнитные поля симмет-
ричной и коаксиальной цепей. Как видно, электромагнитное
поле коаксиальной цепи полностью замыкается внутри нее,
а силовые линии электромагнитного поля симметричного ка-
беля действуют иа довольно значительном от него рас-
стоянии.
Отсутствие внешнего электромагнитного поля обусловли-
вает основные достоинства коаксиальных кабелей.
Фиг. 2-16. Распределение плотности тока во
внутреннем проводе.
В обычных симметричных цепях из-за наличия внешнего
электромагнитного поля часть энергии рассеивается в виде
потерь на тепло за счет вихревых токов в соседних цепях и
окружающих кабель металлических массах (свинцовая
оболочка, броня и т. д.). В коаксиальном кабеле внешнее
поле отсутствует и никаких потерь в окружающих его ме-
таллических частях нет. Поэтому вся энергия распростра-
няется только внутри кабеля и более эффективно передает-
ся по цепи.
Рассмотрим действие поверхностного эффекта и эффекта
блйзости в коаксиальных кабелях и определим характер
распределения плотности токов в проводах при различных
частотах.
Распределение плотности тока в проводе а определяется
лишь действием поверхностного эффекта (фнг. 2-16).
Перераспределение плотности тока по сеченню провода б
обусловлено эффектом близости к нему провода а.
74
Расчет электрических параметров кабелей связи I Гл. 2
Как показано на фиг. 2-17, переменное магнитное поле,
создаваемое током провода с, наводит в металлической
Фиг. 2-17. Распределение плотности тока во внешнем
проводе.
толще полого провода б вихревые токи (1вп).
На внутренней поверхности провода б вихревые токи
Фиг. 2-18. Концентрация
тока на взаимно обращен-
ных друг к другу поверх-
ностях проводов а и б.
совпадают по направлению с
основным током (/ -L 1дп1), а на
наружной поверхности они дви-
жутся против последнего
('-'.J-
В результате ток в проводе б
перераспределяется таким обра-
зом, что его плотность возрастет
в направлении не внутренней по-
верхности. Следовательно, токи
в проводах а и б как бы сме-
щаются и концентрируются на
взаимно обращенных поверхно-
стях проводов (фиг. 2-18).
Чем выше частота тока, тем
сильнее эффект смещения тока на
внешнюю поверхность провода а
и внутреннею поверхность про-
вода б.
Энергия как бы вытесняется из металлической толщи
проводников и сосредоточивается внутри коаксиального
§ 2-S] Электрические процессы в коаксиальных кабелях
75
кабеля в диэлектрике, а провода задают лишь направление
распространению волн электромагнитной энергии.
Мешающее электромагнитное поле высокой частоты.
создаваемое соседними цепями передачи или другими источ-
никами помех, действуя на внешнюю оболочку (провод б)
коаксиальной линии, также будет распространяться не по
всему сечению кабеля, а лишь по наружной его поверхно
сги. Таким образом, внеш-
ний провод коаксиального
кабеля выполняет две функ-
ции: 1) является обратным
проводом цепи передачи
(провод б); 2) защищает
(экранирует) передачу, веду-
щуюся по кабелю от мешаю-
щих влияний.
На фиг. 2-19 видно, что
основной ток передачи кон-
центрируется на внутренней
поверхшости провода б ко-
аксиального кабеля, >а ток
X х х х X Ток помех
Фиг. 2-19. Рабочий ток и ток
помех в коаксиальном кабеле.
помех — на наружной сторо-
не внешнего провода.
Как основной ток, так и
ток помех проникают в тол-
щу провода лишь на глубину, определяемую коэффициентом
вихревых токов. Причем чем выше частота, тем больше
отдаляются друг -от друга основной ток и ток помех и, сле-
довательно, кабель лучше защищен от действия посторон-
них помех.
Таким образом, в отличие от всех других типов кабелей,
требующих для защиты от помех специальных мер (симмет-
рирование, экранирование и т. д.), в коаксиальных кабелях
на высоких частотах ©то- обеспечивается самой их коиструк-
цЕцеи.
Из изложенного выше следует, что основные преимуще-
ства коаксиального кабеля (малое затухание и высокая
помехозащищенность) особенно ярко проявляются в высоко-
частотной части передаваемого спектра частот.
При постоянном токе и на низких частотах, когда ток
практически проходит по всему сечению проводов, достоин-
ства этого кабеля пропадают. Больше того, коаксиальная
76
Расчет электрических параметров кабелей связи {Гл. 2
цепь как несимметричная относительно других цепей и зем-
ли (параметры ее проводов а и б различны) в диапазоне
низких частот во всех отношениях уступает симметричным
кабелям.
2-9. Расчет первичных параметров коаксиального кабеля
Для частот от 60 кгц и выше расчет параметров коа-
ксиальных кабелей 7?, L, С и G может вестись по следую-
щим формулам:
1. Активное сопротивление коаксиальной цепи .
состоит из сопротивлений внутреннего Ra и внешнего
(полого) RD цилиндрических проводов:
/? = /? +₽ J__|_ t/bL 2 >\ (2-11)
d D 7 f 10<* r 7 f№l>l ' ’
Величины -£ для различных металлов представле-
вы ниже.
Наименование металла Т 7
Медь ... 0,132/f
Алюминии ... . . 0,171 УТ
Сталь . 37,2 УТ
Свинец 4.7 1'Т
Применительно к коаксиальному кабелю с медными
проводами (2-11) можно представить как
« = «и + «D = 0,0835 (1+(2-12)
где D и d— диаметры проводов, мм.
Результаты расчета активного сопротивления Ди других
параметров коаксиального кабеля типа 2,6/9,4 в спектре
частот до 6 мггц даны в гл. 5. Из частотного графика
видно, что возрастание активного сопротивления опреде-
ляется значением j/д
С увеличением диаметров проводов d и D активное
сопротивление уменьшается, причем наибольшее сопротив-
ление имеет внутренний провод.
§ 2-9] Расчет первичных параметров коаксиального кабели
При габаритных соотношениях = 3,6J, принятых в су-
ществующих кабелях =3.6, т. е. около 80% сопро-
тивлення падает на внутренний провод и лишь 2Оо;о—на
внешний. Так, при f = 106 гц для кабеля 2,6/9,4 величина Rd
составляет 32, a RD— 9,67ом1км.
2. Индуктивность цепи складывается из внутрен-
ней индуктивности проводов Loti = Ld + Ld и межпровод-
никовой Ьмп:
т т I Г I Г 1аъ.О I 20V% . 20V2«\in _4Г , .
i=^„1 + z-d+/-D = (2 lnd + -м^Ъб-/10' ’[г«М.
(2-13)
где D и d в мм,
a k = 21^2- й О’5.
Для кабелей с медными жилами (2-13) существенно
упростится:
L = [2 In £ + ft+] • 10-4 [гн/кл]. (2-14)
Из (2-13) следует, что внутренняя индуктивность про-
водов с увеличением частоты уменьшается. Так, если на
частоте 6*104 гц величина Lefl составляет 7-4-8% общей
индуктивности, то в области более высоких частот ее от-
носительное значение еще меньше и не превышает 0,8%.
Учитывая это обстоятельство, индуктивность коакси-
альной цепи можно с достаточной степенью точности
рассчитать по формуле
Л = ЛЛ1л=21п-Л-10-‘1г«/юи. (2-15)
Индуктивность коаксиальных кабелей дальней связи
существующих типов составляет 0,26-4-0,27 |жгя/ллг].
3. Емкость коаксиального кабеля определяется по
формуле емкости цилиндрического конденсатора:
С —----~~о~
IBln-y-
(2-16)
78 Расчет электрических параметров кабелей связи [ Гл. 2
из которой следует, что емкость обусловливается соотно-
шением габаритов проводов кабеля и эквивалентной ди-
электрической проницаемостью ss. С ростом емкость
кабеля уменьшается.
Одним из наиболее радикальных способов снижения
емкости кабеля является уменьшение эквивалентной ди-
электрической проницаемости ез.
Следует отметить, что при тех же соотношениях диа-
метров проводов емкость кабелей со сплошным однород--
ным диэлектриком (г = 2,3) составляет около 100 нф[км,
а при использовании комбинированной воздушно-шайбовой
изоляции (е =1,1) она уменьшается до 48н-50 нф[км.
4. Проводимость и з ол я ц в и возрастает пропор-
ционально частоте тока и в основном определяется коэф-
фициентом диэлектрических потерь tg'6:
<7=шС tg 8 [ло/кд]. (2-17)
В кабеле с изоляцией из полиэтиленовых шайб про-
водимость .изоляции на частоте 7- 10е гц составляет
106- 10~51ом-км.
2-10. Определение эквивалентных значений е и tgo
коаксиального кабеля
При расчете параметров кабеля необходимо знать ре-
зультирующие, так называемые эквивалентные значения
диэлектрической проницаемости е . и угла диэлектриче-
ских потерь tgSa.
Диэлектрическая проницаемость еа и угол диэлектри-
ческих потерь 1g кабелей со сплошной изоляцией равны
соответственно е и tg'8 самих материалов, из которых она
изготовлена, т. е.
% = Е и tg8B=tg8.
При комбинированной изоляции расчет еа и tg'8a суще-
ственно осложняется.
Пользуясь методами расчета цилиндрического конден-
сатора с многослойной изоляцией, можно показать, что
результирующие значения диэлектрической проницаемости
§ 2-10] Определение эквивалентных значений е и tgci
79
и угла диэлектрических потерь для комбинированной изо-
ляции определяются следующими выражениями:
е ___gj°t + &2V2 .
э V1 “Г °2 *
*р. й _6|р* ~Ь tg ^2
° э . E^i+eaVi
(2-18)
(2-19)
где значения с индексом 1 относятся к первому диэлек-
трику, а с индексом 2 — ко второму.
Пользуясь этими фор-
мулами, нетрудно полу-
чить значения результи-
рующих еди tg 8^ для пре-
рывистой изоляции шай-
бового типа (фиг. 2-20):
. е<А +eafl
a -j- б
; (2-20)
Фиг. 2-20. К расчету е, и tg кабе-
ля с шайбовой изоляцией.
tg®
eafl,^sa
где б—расстояние между шайбами;
а — толщина шайбы.
Расчет электрических характеристик комбинированной
изоляции непрерывного типа сопряжен со значительными
трудностями. Они состоят в том, что необходимо опре-
делить ие только соотношение объемов диэлектрика и
воздуха, но и учесть влияние их взаимного расположения
на результирующие свойства es и tg8a.
Наиболее целесообразным методом расчета представ-
ляется условная замена действительной изоляции кабеля
эквивалентной и приведение ее к одному из видов двух-
слойной изоляции. Имеется в виду представленная на
фиг. 2-21 комбинация слоев в радиальном направлении
(по г) и в тангенциальном направлении (по ср).
Для радиально комбинированной изоляции из воздуха
и диэлектрика эквивалентные значения и tg8fi будут;
D
Vj In ~d
dr D
•a’n-d +e«lnd;
(2-21)
(2-22)
80
Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
D
Е«|п<
8«- тг zr
1в111 ~d + ‘«1П "3?
(2-23)
где dr — диаметр разграничения различных диэлектриче-
ских сред.
Для двухслойной тангенциально комбинированной изо-
ляции из воздуха и диэлектрика эквивалентные значения е9
и tg 6s определяются из следующих выражений:
% = % + (2-24)
tg8 =-в-------------г- tg8„ (2-25)
Фиг. 2-21. К расчету двухслойной изоляции коаксиаль-
ного кабеля.
д — расположение слоев в радиальном направлении; б — распо-
ложение слоев в тангенциальном направлении-
где — угол, характеризующий долю диэлектрика в общем
сечении кабеля.
Из сопоставления величин углов диэлектрических по-
терь при радиальном tg Зг и тангенциальном tg 8 строении
комбинированной изоляции следует, что при тангенциаль-
ном расположении диэлектриков потери будут больше
tg зв „
в = — раз. Для различных типов диэлектриков это
соотношение равно 2-=-4.
§ 2-111 Расчет вторничных параметров коаксиального кабеля 8)
2-11. Расчет вторичных параметров коаксиального кабеля
Учитывая, что коаксиальные кабели практически ис-
пользуются в спектре от 60 кгц и выше, где R <»Z и
G •< шС, их вторичные параметры можно рассчитывать по
формулам:
постоянная затухания
₽=₽д+₽о=4 /г +1/г
фазовая постоянная а±=<о ]/ZC \ рад/км];
волновое сопротивление [сш].
Однако вторичные параметры коаксиальных кабелей
целесообразно выражать непосредственно через габарит-
ные размеры {d и D) и качество исходных материалов
(е И tg6).
Постоянная затухания
Подставив в формулу р — pR-|- pG первичные параметры
и проведя соответствующие преобразования, получим:
8,35J/fr(^+ 1Y10-S
₽ = РЛ + ₽О= ----------------+
12П1п -т-
а
+ J/7tgг- 10-е [неи/км]. (2-26)
Здесь первое слагаемое формулы учитывает затухание
вследствие потерь в металле (р^), а второе — вследствие
потерь в диэлектрике (pG).
Исследуя частотную зависимость затухания, заметим,
что если изменяется пропорционально f, то pG связа-
но с частотой линейным законом и с увеличением f воз-
растает значительно быстрее (фиг. 2-22).
Поэтому, если применением высококачественных ди-
электриков (с малым lg S) можно добиться в определенном
частотном диапазоне малых диэлектрических потерь и
положить fG=0, то при более высоких частотах они на-
столько возрастают, что величина pG играет доминирую-
щую роль в общем затухании кабеля.
6 И И. Гроднев, Р. М. Лакерннк нчД. Л. Шарле.
82 Расчет электрических параметров кабелей связи [Гл. 2
В практически используемом спектре частот уплотне-
ния коаксиальных кабелей (до 8-10® гц) при современных
кабельных диэлектриках величина рс незначительна и уве-
личение затухания происходит примерно пропорциональ-
но | f
Фазовая постоянная и скорость
распространения
Фазовая постоянная коаксиальной цепи определяется
по формуле
Фиг. 2-22. Частотная зависимость составляющих
затухания и
a = wj/£C [рад 1км]. (2-27)
Или через параметр с — скорость света (с=300 000 км, сек):
а = [рад/км]. (2-28)
Скорость распространения электромагнитной энергии
по коаксиальным цепям может быть подсчитана по формуле
[КЛ]. (2-29)
Частотная зависимость а н v для кабеля типа 2,6/9,4
приведена в табл. 5-5. -
Из приведенных формул и данных видно, что фазовая
постоянная возрастает с увеличением частоты прямоли-
нейно. Это обусловливает почти полное постоянство ско-
рости передачи энергии по коаксиальному кабелю во всем
рассматриваемом спектре частот.
§ 2-11] Расчет вторичных параметров коаксиального кабеля
83
Скорость передачи уменьшается с увеличением диэлек-
трической проницаемости е. Так, в кабеле со сплошной
изоляцией (е = 2,3) £> = 200000 км/сек, а в кабеле скомби-
нированной изоляцией (г =1,1) £>==280 000 км/сек.
Скорость передачи энергии по коаксиальным кабелям
выше, чем по кабелям других типов, и приближается
к скорости распространения электромагнитных волн в воз-
духе, т. е. к с = 300 000 км/сек.
Фиг. 2-23. Волновое сопротивление кабеля
Z в зависимости от е диэлектрической
D
проницаемости изоляции (при =3,6).
Волновое сопротивление
Использовав формулы (2-15) и (2-16), получим выра-
жение для волнового сопротивления:
~ 60 . D
(2-30)
Представленная на фиг. 2-23 зависимость Z от е пока-
зывает, что б кабелях со сплошным диэлектриком ($=2,3)
Z—5Q ом, а в кабелях с комбинированной изоляцией
(Е = 1,1) величина волнового сопротивления составляет
примерно 75 ом.
6*
84 Расчет электрических параметров кабелей связи [ Гл. 2
Как следует из табл. 5-6, частотная зависимость вол-
нового сопротивления Z в спектре от 60 кгц и выше
весьма незначительна и волновое сопротивление можно
считать постоянной величиной.
2-12. Неоднородности в коаксиальных кабелях
По конструктивным и технологическим причинам раз-
меры проводов и диэлектрика кабеля нс являются постоян-
ными по его длине. Эти внутренние неоднородности влияют
иа параметры кабеля, так как коаксиальная цепь перестает
быть однородной по всей своей длине. Главным образом
это сказывается иа волновом сопротивлении кабеля, вели-
0 z, z2 z^z3 z3 i
-----1----j--------1---------
Обратный L—--------------—
notnoK Попутный поток *
Фиг. 2-24. Схема отраженных потоков
в кабеле.
чина которого иа участках неоднородности отличается от
номинального.
Это приводит к тому, что электромагнитная волна, рас-
пространяясь по кабелю и встречая па своем пути неод-
нородность, частично отражается от нее и возвращается
к началу линии. При наличии нескольких неоднородных
участков волна претерпевает серию частичных отражений
и, циркулируя по линии, вызывает дополнительное затуха-
ние и искажение характеристик цепи.
Неоднородности в кабеле приводят к появлению двух
дополнительных потоков энергий: 1) обратного потока
энергии, состоящего нз суммы элементарных отражений в
местах неоднородностей и движущегося к началу линии;
2) попутного потока энергии, возникающего из-за двойных
отражений и движущегося к концу линии вместе с основной
энергией, передаваемой по кабелю. Попутный поток появ-
ляется вследствие того, что первоначально отраженные
волны, движущиеся к началу линии, встречают места неод-
нородностей и частично отражаются, направляясь к концу
линии (фиг. 2-24).
§ 2-12]
Неоднородности в коаксиальных кабелях
85
Обратный поток энергии нарушает постоянство вход-
ного сопротивления кабеляZ„x. Величина входного сопро-
тивления испытывает изменения и его характеристика по-
лучается волнистой. Это затрудняет согласование кабеля
с аппаратурой по концам линии и приводит к искажениям
в цепи передачи.
Попутный поток, распространяясь вместе с основным,
искажает форму передаваемого сигнала и также создает
Фиг. 2-25. Частотная зависимость входного сопротивлении
коаксиального кабеля.
на качестве телевизионном передачи, для которой фазовое
соотношение передаваемых и принимаемых сигналов яв-
ляется решающим фактором.
Экспериментально установлено, что для осуществления
нормальной передачи телевизионных сигналов величина
попутного потока должна составлять не более 1% основ-
ного.
При телефонировании важнейшим требованием являет-
ся отсутствие амплитудных искажений в цепи передачи, и
в первую очередь стремятся сохранить постоянство Zex.
Для обеспечения требуемого качества связи и телеви-
зионной передачи по коаксиальному кабелю необходимо,
чтобы отклонение волнового сопротивления (JZ), обуслов-
ленное отражениями, не превышало 0,2%.
На фиг. 2-25 приведена характерная частотная зави-
симость входного сопротивления Zex коаксиального кабеля
86 Взаимное влияние -и помехозащищенность кабелей связи [ Гл. 3
типа 5/18. Величина Zex колеблется относительно величины
волнового сопротивления кабеля Z.
Волновое сопротивление коаксиального кабеля опреде-
ляется формулой (2-30) н, следовательно, зависит от трех
факторов: d, Due.
Имея в виду, что неоднородность величин — &d, AD,
Дз — сравнительно невелика, отклонение волнового сопро-
тивления от среднего значения (волнистость) может быть
выражено формулой
При осуществлении связи по коаксиальным кабелям на-
ряду с внутренними неоднородностями следует также учи-
тывать стыковые неоднородности, обусловленные различием
характеристик сопрягаемых строительных длин кабелей.
Дли повышения однородности электрических характе-
ристик коаксиальных магистралей производится специаль-
ное группирование строительных кусков кабелей перед
прокладкой.
Исследование неоднородностей коаксиальных кабелей
в настоящее время производится преимущественно импульс-
ным методом при помощи импульсного прибора большой
чувствительности. Прибор позволяет наблюдать на экране
степень однородности волнового сопротивления кабеля по
его длине и устанавливать место и характер повреждения.
Глава третья
ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ И ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬ
КАБЕЛЕЙ связи
3-1. Причины взаимного влияния в кабелях связи
Выше рассматривался процесс распространения элек-
тромагнитной энергии вдоль проводов. Однако для кон-
струирования и изготовления высококачественных кабелей
связи необходимо также изучить’ явления перехода энергии
с одной цепи иа другую и их защищенность от мешающих
влияний.
§ 3-1 ] Причины взаимного влияния в кабелях связи 87
Помехозащищенность кабелей является важнейшим
условием обеспечения надежной связи, приобретающим осо-
бое значение при высокочастотном телефонировании и теле-
графировании на большие расстояния. В этом случае каче-
ство н дальность связи обусловливаются не столько
собственным затуханием цепи, сколько мешающими взаим-
ными влияниями между соседними цепями.
Взаимные влияния проявляются в виде внятного пере-
ходного разговора или шума. Внятные переходные раз-
говоры понижают разборчивость речи; шум оказывает ме-
шающее действие.
Фиг. 3-1. Схема электрического влияния.
При допускаемом для кабельной линии затухании
3,3 неп лишь !Лз5 доля переданной в линию энергии по-
ступает в приемник. Основная часть энергии (734/тзб) рас-
сеивается в самом кабеле, главным образом на тепловые
потери и диэлектрическую поляризацию, и, кроме того, мо-
жет перейти на соседние цепи в виде тока помех.
В силу этого передача, осуществляемая по какой-либо
цепи, будет в той или иной мере прослушиваться в сосед-
них цепях, расположенных в общем кабеле.
Переход энергии с одной цепи на другую обусловлен
электромагнитным взаимодействием между ними и может
быть представлен в .виде суммарного действия электри-
ческого и .магнитного полей.
При прохождении тока по какой-либо цепи (влияющей),
например а—b (фиг. 3-1), на проводах этой цепи обра-
зуются заряды и —Q2. Эгн заряды создают элекгри-
ческое поле, силовые линии которого частично соприка-
саются с проводами с—d смежной цепи (подверженной
влиянию). Вследствие этого между проводами с—d обра-
88 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
зуется разность потенциалов, которая создает в них ток,,
распространяющийся вдоль цепи. Наведенный ток дости-
гает приемников, включенных на концах цепи, и проявляет-
ся в виде мешающего влияния. Указанное влияние обуслов-
ливается электрическим полем и его называют электриче-
ским влиянием.
Наряду с электрическим влиянием одновременно дей-
ствует и магнитное влияние (фиг. 3-2). При прохождении
тока по влияющей цепи а — b вокруг проводов этой цепи
образуется магнитное поле, силовые линии которого ча-
стично воздействуют на провода смежной цепи с — d.
Фиг. 3-2. Схема магнитного слияния.
Эти магнитные силовые линии, пересекая провода с — dt
наводят в них э. д. с. Наведенная э. д. с. создает в цепи
c — d ток, который, распространяясь вдоль цепи, достигает
включенных на ее концах приемников и создает мешающее
действие. Это влияние, обусловленное действием магнит-
ного поля, называется магнитным влиянием.
Электрическое и магнитное влияние между цепями ха-
рактеризуется соответственно электрической (Кщ) и маг-
нитной (Alis) связями.
Электрическая связь определяется отношением:
наведенного тока в цепи, подверженной влиянию, /2 к раз-
ности потенциалов во влияющей цепи Uf.
KK=g+jak=j^, (3-1)
где ^ — активиая'составляющая электрической связи;
k — емкостная связь, '
§ 3-1J
Причины взаимного влияния в кабелях связи
89
Магнитная связь определяется отношением наве-
денной э. д. с. в подверженной влиянию цепи £2 к току
во влияющей цепи It с обратным знаком:
Е,
Л1|2 = г -|- jw/и =------у-,
(3-2)
где г — активная составляющая магнитной связи или актив-
ная связь;
т—индуктивная связь.
Фиг. 3-3. Эквивалентная схема электрической (К]2)
н магнитной (Л1д2) связи в кабеле.
На фиг. 3-3 показана эквивалентная схема электриче-
ской и магнитной связи между двумя кабельными цепями.
Величины gt г, k и т называются первичными парамет-
рами влияния.
Вторичным параметром влияния является величина В
(переходное затухание), характеризующая затухание токов
влияния при переходе с первой цепи на вторую.
При конструировании кабелей обычно стремятся по
возможности уменьшить собственное затухание кабеля р/
и увеличить переходное затухание В.
Переходное затухание выражается логарифмом отно-
шения мощности генератора, питающего влияющую цепь,
к мощности помех в цепи, подверженной влиянию, н изме-
ряется в неперах:
(з-з)
90 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Его можно представить также отношением напряжений
или токов во влияющей и подверженной влиянию цепях:
В = ]п^ = 1пЛ. (3.4)
При рассмотрении влияния между цепями связи разли-
чают два вида перехода энергии: на ближнем конце и
на дальнем конце.
Влияние, проявляющееся на том конце цепи, где рас-
положен генератор первой цепи, называется переходом
энергии на ближнем
конце Р20. Влияние,
поступившее на проти-
воположный конец вто-
рой цепи, называется
переходом энергии на
дальнем конце Р21.
Соответственно пе-
реходное затухание по
мощности будет (фиг.
3-4): на ближнем конце
Фиг. 3-4. Влияние между цепями ] р
связи- B0=yln-j£. (3-5)
на дальнем конце
(3-6)
Наряду с величинами Во и Ве в технике связи широко
используется параметр Bs (защищенность цепей), пред-
ставляющий собой разность между уровнями полезного
сигнала (Рс) и помех (Рп) в рассматриваемой точке цепи:
В3=41п4;- (3-7)
Для цепей с одинаковыми параметрами защищенность Вй
численно равна разности между переходным .затуханием
кабеля на дальнем конце и его собственным затуханием:
£?3=£?fi—0Z. (3-8)
Электромагнитными связями пользуются преимуще-
ственно при рассмотрении явлений влияния в коротких
§ 3-2] Переходное затухание в коротких кусках кабелей 91
кабельных отрезках порядка строительной длины (сотни
метров).
Определение связен в длинных кабельных линиях край-
не затруднительно, а в ряде случаев вообще невозможно, и
влияние в них оценивается при помощи переходного зату-
хания.
Электромагнитная связь, а следовательно, переходное
затухание и соответственно степень влияния между цепями
обусловливаются взаимным расположением проводов
влияющей и подверженной влиянию цепей, системой связи
(однопроводная илн двухпроводная), типом скрутки
(звездная, парная, двойная-парная), степенью конструк-
тивной однородности как по длние кабеля, так и по сече-
нию и качеством применяемых материалов. Кроме того,
мешающее влияние зависит от длины кабельной цепи и ча-
стоты передаваемых сигналов связи.
В настоящее время область использования одиопровод-
ных цепей ограничивается лишь телеграфированием «по-
стоянным» током.
Для связи переменным током применяются исключи-
тельно двух- и четырехпроводиые цепи, что объясняется
тем, что однопроводные цепи не поддаются защите от
взаимных влияний.
3-2. Переходное затухание в коротких кусках кабелей
Приводимый ниже анализ справедлив для коротких
кусков кабелей порядка строительных длин, когда измене-
нием тока и напряжения вдоль проводов можно пренебречь,
причем рассматривается влияние первой цепи на вторую
без учета обратного воздействия в предположении, что вви-
ду незначительности им можно пренебречь.
Обе цепи как влияющая, так и подверженная влиянию
имеют по концам согласованные нагрузки, равные волно-
вому сопротивлению кабеля Z.
Рассмотрим влияние на ближием и дальнем концах
отрезка кабельной цепи за счет результирующего действия
токов электрической и магнитной связи.
С этой целью прежде всего установим закон сложения
токов электрической и магнитной связей для? ближнего и
дальнего концов кабеля.
Как видно нз фиг. 3-5, ток помех, поступающий во ато-
92 Взаимное влияние чр помехозащищенность кабелей связи [ Гл. 3
рую цепь из-за электрической связи /2с, разветвляется
параллельно к ближнему и дальнему концам кабельной
цепи. За счет магнитной связи, действующей как транс-
форматор, создается ток магнитной связи 12т, распро-
страняющийся последовательно на ближний и дальний
концы второй цепи.
В результате через нагрузку (аппаратуру) ближнего и
дальнего концов цепи, подверженной влиянию, проходят
два тока помех: ток электрической связи и ток магнитной
1-я цепь l-я цепь
Фиг. 3-5. Эквивалентная схема влияния между цепями в коротких
кусках кабелей.
а — емкостное влияние; б — индуктивное влияние.
связи, причем на ближний конец поступает сумма этих то-
ков, а на дальний — их разность.
Следовательно, мешающее влияние на дальнем конце
цепи будет меньше, чем и а ближнем.
Переходное затухание результирующих токов помех
определяется следующими формулами:
на ближнем конце
В0=1пД-=1п1т—, , ,--г—г|; (3-9)
° I (g + .М) Г
на дальнем конце
= 1П = 1П | (g +>*) Z2 - (' + А/п) | (3’10)
После некоторых преобразований получим формулы
переходного затухания в следующем виде:
в°=1п|^И; . (3’1П
§ 3-3] Параметры влияния в коротких кусках кабелей 93
(3-12)
где
Д = 1П
|oZf |’
Величины N и F носят название параметров электро-
магнитного влияния соответственно на ближнем и дальнем
концах кабельной цепи.
Формулы (3-11) и (3-12) позволяют определить резуль-
тирующие значения переходного затухания токов помех
электрической и магнитной связен в участках кабелей по-
рядка строительной длины. Они показывают, что переход-
ное затухание тем меньше, чем больше частота передавае-
мого тока о), волновое сопротивление кабеля Z и пара-
метры электромагнитного влияния N и F.
3-3. Параметры влияния в коротких кусках кабелей
Емкостная связь k является результатом асим-
метрии частичных емкостей между жилами влияющей и
подверженной влиянию цепей.
На фиг. 3-6 показана влияющая цепь I (жилы 1—2) и
цепь, подверженная влиянию, II (жилы 3—-4). Частичные
емкости между жилами с13, с23, см, с2« образуют так назы-
ваемый мост.
Очевидно, что если достигнута симметрия моста и он
находится в уравновешенном состоянии, то перехода энер-
гии (мешающего влияния) ив первой цепи во вторую не
будет.
Условием симметрии моста является:
Q3 — Q4 = 0, или (С|3 -|- с24) — (cl4 -f с23) = 0.
Следовательно, для отсутствия влияния между цепями
необходимо, чтобы суммы противоположных емкостей были
равны между собой:
С!3 Ч- С24-----С14 + С23-
94 Взаимное влияние ю помехозащищенность кабелей связи [ Гл. 3
Существующая в действительных условиях емкостная
асимметрия (неуравновешенность) моста, являющаяся при-
чиной возникновения мешающих влияний между цепями
связи, называется емкостной связью /г:
/г = (cl3 -f- с24) — (с14 4- с23).
Фиг. 3-6. Мосты частичных емкостей и индуктивностей кабельной
четверки.
Индуктивная связь т по аналогии может быть
представлена мостом частичных индуктивностей, действую-
щих по принципу трансформатора (фиг. 3-6). Здесь при-
ходится иметь дело не с электрическими зарядами, а с маг-
нитными потоками. Условием симметрии моста является
выражение
(m,4 + m23) — (m13 + = 0.
Коэффициент индуктивной связи характеризует, рас-
стройку моста и соответственно степень перехода энергии
(мешающее влияние) из цепи I в цепь II:
т — fan + т23) — ('П|.ч +
§ 3-3] Параметры влияния в коротких кусках кабелей
95
Активная составляющая электрической
связи g обусловлена асимметрией потерь энергии в ди-
электрике. В этом случае плечи моста представляют собой
эквивалентные потери энергии в диэлектрике, окружаю-
щем кабельные жилы g13, g24, g23, gH (фиг. 3-7,a).
Фиг. 3-7. Мосты электрической и магнитной связей.
При протекании по жилам кабеля переменного тока
диэлектрик вносит потери энергии, пропорциональные про-
водимости изоляции G~ wCtg6. Если диэлектрик неодно-
роден по своим электрическим свойствам или толщина изо-
ляции жил различна, или кабель деформирован в разных
местах и т. д., то частичные потери в диэлектрике gi3,
gw, gi4 будут неодинаковыми. Это нарушает симметрию
моста и создает условия дня взаимного перехода энергии
между цепями.
Активная составляющая электрической связи выражает-
ся уравнением
g= (йз + йи) — (Й4 + &>)•
Активная составляющая магнитной с в я-
з и или так называемая активная связь г обусловлена
вихревыми токами.
Как известно, при прохождении переменного тока по
цепи кабеля в соседних жилах за счет переменного магнит-
96 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
кого поля наводятся вихревые токи, вызывающие дополни-
тельные потери энергии в цепи передачи. Аналогичные по-
тери имеют место в экране, свинцовой оболочке и других
металлических частях кабеля.
Несимметричность расположения жил одной цепи отно-
сительно жил другой п металлических оболочек кабеля,
а также применение жил различных диаметров и электри-
ческих свойств приводят к асимметрии потерь на вихревые
токи, что проявляется в виде расстройки моста связей
г|3, ^23» г24 (фиг. 3-7,6). Б результате создается асим-
метрия активных потерь энергии, характеризуемая актив-
ной связью:
г--(г14 4 2з) — (Г13 + Г24)-
Активиая связь тем выше, чем больше различаются
жилы по активному сопротивлению и потерям энергии на
вихревые. токи в соседней цепи, экране, свинце и других
металлических частях кабеля.
Если активная составляющая электрической связи
обусловливается асимметрией потерь в диэлектрике, то
причиной активной связи является асимметрия потерь в ме-
талле.
Установлено, что в применяемых кабелях связи между
индуктивной и емкостной связями существует определенное
соотношение. Оно зависит от типа скрутки и называется
характеристическим соотношением:
X = = 6 000 -н 9 000 [гн/ф].
Сгруппировав активные и реактивные составляющие
связей и имея в виду, что в технике измерения кабелей опе-
рируют не с емкостной связью k, а параметром kt = 4k,
получим:
t3’14»
В низкочастотных кабелях, в которых влияние опреде-
ляется главным образом емкостной связью, коэффициенты
N и F равны друг другу: N~F = k.
§ 3-3] Параметры влияния в коротких кусках кабелей
97
В этом случае переходные затухания на ближнем и
дальнем концах участка кабеля порядка строительной дли-
ны также равны между собой:
Во=В<=Щ|^г|- (3-15)
Если вместо /г подставить получим:
(3-16)
Фиг. 3-8. Векторы связи ] N [ и |Д/ внутри четверки
(характерный случай).
В общем виде связи выражаются комплексными век-
торными величинами и по абсолютному значению F отли-
чается. от N. Если знаки емкостной и индуктивной состав-
ляющих связей совпадают, то jN| > 1-Н; если знаки раз-
ные, то
На фиг. 3-8 приведен наиболее характерный случай
соотношения связей внутри кабельной четверки звездной
скрутки. На фиг. 3-9 приведены результаты измерения пере-
ходного затухания между цепями кабеля.
Из фиг. 3-9 следует:
1. Переходное затухание между четверками на 1 -г-2 неп
больше переходного затухания внутри четверок. Поэтому
передачи по различным четверкам будут находиться в бо-
лее благоприятных условиях по сравнению с передачами по
цепям внутри четверок.
7 И. И. Гроднев, Р. М. Лакершзк и Д. Л. Шарле.
98 Взаимное влияние н помехозащищенность кабелей связи [ Гл. 3
2. Переходное затухание на дальнем конце В- замет-
но больше переходного затухания на ближнем конце Во, что
Фиг. 3-9. Переходное затухание Во н в строительной длине
кабеля.
1 и 3—между четверками; 2 н 4— внутри четверок.
3-4. Зависимость электромагнитной связи от частоты
Характер зависимости связей от частоты в диапазоне
до 70 000 гц показан на фиг. 3-10.
Фиг. 3-10. Характер частотного изменения коэффициентов связи.
§ 3-4] Зависимость электромагнитной связи от частоты
99
На фиг. 3-11 дан характер изменения процентного соот-
ношения связей от частоты в кабеле типа 4 X 4 с кордель-
но-стирофлексиои изоляцией.
Типичная частотная характеристика |ЛГ| и |Fj пока-
зана на фиг. 3-12.
Анализируя приведенные данные, можно отметить:
Фиг. 3-11. Процентное соотношение связей внутри
четверки в кабелях.
1. При тональных частотах емкостные связи превы-
шают индуктивные в 6—5—12 раз. Однако с возрастанием
частоты их соотношение изменяется, н уже при частоте
порядка 10 000 гц индуктивные связи количественно равны
емкостным, а затем несколько превосходят их (в ряде
четверок отношение при f = 60 н-80 atzzj составляет
0,7-j-0,9). В среднем отношение , начиная с 10
примерно равно единице.
2. С ростом частоты роль активных составляющих
связей, особенно магнитной, существенно аозрастает (при
постоянном токе они равны нулю).
7*
100 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 8
Так, если в диапазоне тональных частот — составляет
всего лишь 4-~-8°/0 величины индуктивных связей, то на
высоких частотах этот процент доходит до 30.
Значение активной составляющей электрической связи
сравнительно невелико, особенно в кабелях со стире-
флексной изоляцией, где из-за малого tg 8 диэлектрические
потери ничтожны.
В среднем соотношение активных и реактивных состав-
ляющих связей, измеренное на ряде образцов, равно:
А = 0,05-г-0,15;
<15
—:m = 0,2-=-0,4.
<15
3. При высокочастотном уплотнении кабелей дальней
связи для обеспечения норм помехозащищенности необхо-
димо считаться со всеми составляющими связей.
При использовании кабелей лишь в низкочастотном диа-
пазоне (до 3 000 гц) достаточно знать коэффициенты емко-
стной связи (при постоянном токе действие т, г, g равно
нулю).
§ 3-5] Переходное затухание в длинных .кабельных линиях 101
3-5. Переходное затухание в длинных кабельных линиях
Приведенные выше положения и расчетные формулы
относятся к коротким участкам кабельной цепи порядка
строительной длины.
Для практических целей важно установить законы влия-
ния н величины переходных затуханий в длинных линиях.
В настоящее время влияние в длинной кабельной линии
принимают равным геометрической сумме влияний отдель-
ных ее кусков. Применение геометрического, а не арифме-
Фиг. 3-13. Переходное влияние между цепями
кабеля, составленными из нескольких строитель-
ных участков.
а — влияние на ближнем конце; б — влияние на дальнем
кпнце-
тического суммирования объясняется тем, что в кабельных
линиях в отличие от воздушных неизвестна фаза токов
влияния, поступающих с различных участков кабелей.
Различие в суммировании токов влияний и а ближнем
и дальнем концах иллюстрирует фиг. 3-13.
Из рассмотрения влияния на дальний конец следует,
что поступающие с каждого строительного куска кабеля
элементарные токи проходят практически один и тот же
путь н претерпевают одинаковое затухание. В случае же
влияния на ближний конец токн, поступающие с различ-
ных кусков кабеля,- неодинаковы, так как чем дальше от
начала расположен участок кабеля, тем большее затуха-
ние претерпевает поступающий с этого участка ток.
102 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Переходное затухание на ближнем конце длинной линии
будет:
^=ln^ = Bo-b/^ + ₽«s, (3-17)
где — собственное затухание всей кабельной цепи;
п — общее число участков;
s — строительная длина кабеля, км\
Фиг. 3-14. Переходное затухание в кабельной линии.
Нетрудно подсчитать, что для короткой линии, когда
2fns<0t2,
B0„=Bc-lti]/n. (3-18)
В случае длинной линии, когда 2$ns 3,
В0в = В0 + 1пТ^. (3-19)
§ 3-5] Переходное затухание в длинных кабельных линиях
103
Так как величина ]/4₽5 меньше единицы, то всегда
Ва1<В„.
Из фиг. 3-14, где представлена зависимость переход-
ного .затухания на ближнем конце от протяженности
кабельной линии (числа строительных кусков кабеля),
видно, что ВСп с удлинением линии уменьшаемся, но,
начиная с некоторой длины, стабилизируется и становится
равным
+ In 4ps.
Формула для расчета переходного затухания на ближ-
нем конце длинной линии (3-19) может быть представлена
несколько в другом виде. Так как В0 = 1п
Bte=In|Jw| + ln/4₽I=ln|^ • (3-20)
Переходное затухание на дальнем конце всей кабельной
цепи будет:
В, =ln-p-=B,+ ^s — ln)Zn, (3-21)
*21
где In ]/~ п обусловливает снижение переходного затухания
с увеличением длины линии.
На фиг. 3-14 показана зависимость величины В1п и ее
составляющих от длины линии.
До некоторой длины линии наибольшую роль играет
In Vп, поэтому В1п вначале падает, а затем из-за возра-
стания собственного затухания линии оно резко увеличи-
вается.
При небольшой протяженности линии величины ВЛп и
В1п почти равны между собой, а на усилительных участках
кабельных цепей (pns = 5-e-6 иеп) переходное затухание
на дальний конец всегда больше, чем на ближний.
Таким образом, следует выбирать такую систему
использования кабельных цепей связи, при которой каче-
ство связи определяется влиянием на дальний конец
кабеля, т. е. либо четырехпроводную дзухкабельную, либо
электрически четырехпроводную однокабельную.
104 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
I 2 1
Зная, что величину
вить так:
В1п можно пре дета-
В,„ = 1п
—I + Еад.
(3-22)
Принятая в технике проводной связи величина защи-
щенности цепей Вэ (разность уровней полезного сигнала
н помех) выражается следующим образом:
В3 = BIu — p»s= В — In )Zп = 1п| 2 I. (3-23)
koZ/7 V п |
Защищенность строительной длины кабеля, когда соб-
ственным затуханием липни можно пренебречь, равна
переходному затуханию на дальнем конце:
(3-24)
С увеличением длины линии защищенность кабельной
цепи уменьшается по закону In [/ п. С возрастанием ча-
стоты величина В3 уменьшается примерно по логарифми-
ческому закону.
По существующим нормам защищенность от взаимных
помех (разность между уровнем полезного сигнала и ме-
шающего влияния) во всем диапазоне передаваемых частот
на усилительный участок должна быть не ниже величин,
приведенных в табл. 3-1.
Таблица 3-1
Нормы защищенности В3 в неперах на усили-
тельный участок кабельной магистрали
Вид связи
Защищенность
Ва, неп
Двухпроводная НЧ цепь .... 7
Четырехпроводная НЧ цепь .... 7.5
Радиовещательная цепь 9,5
Высокочастотная цепь 8,0
Пупинизированная ВЧ цепь .... 7.0
§ 3-6]
Колебания велиадн электромагнитной связи
105
Переходные затухания на дальнем и ближнем концах
В/п и В(,г1 в отдельности должны быть не меньше суммы
защищенности В3 и собственного затухания р/:
= = +
(3-25)
Если необходимо определить норму защищенности В3
на строительную или иную длину кабеля 1Х, то пересчет
производится по закону геометрического сложения токов
влияния с отдельных кабельных участков:
^ = ^ + 'п/^.
(3-25')
где В*—•защищенность на определяемом участке кабеля;
Вз — защищенность на усилительном участке кабеля
(см. табл. 3-1):
I— длина усилительного участка;
1Х — длина участка кабеля, для которого производится
пересчет.
Аналогичный логарифмический закон действует при
пересчете защищенности с усилительного участка на ка-
бельную магистраль в целом. Во всех случаях чем длин-
нее линия, тем меньше защищенность.
3-6. Производственные колебания величин электромагнитной
связи и переходного затухания
Рассмотрим влияние различных технологических опе-
раций на электромагнитные связи в кабелях и установим
степень изменения их в процессе производства.
На фиг. 3-15 (и 3-16 приведены статистические диаграммы
емкостной kx и индуктивной тх связей, составленные по
данным измерения 30 строительных длин.
По оси абсцисс отложены значения связей, а по оси
ординат — процент четверок, у которых величина связи
ниже данного значения.
Из приведенных диа-грамм следует, что освиицевание
кабеля стабилизует параметры связи и уменьшает их. Так,
если до освийцевания процент четверок с 10 пф со-
ставлял 52%, то после освинцевания он возрос до 78°/(А
106 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Фиг. 3-15. Статистические кривые
емкостной связи.
/ — после освинцеваиня; 2— после скре-
щивания жил; 3 — до скрещивания.
Фиг. 3-16. Статистические кривые индуктивной
связи.
I — после освинцевання; 2— до освинцевання
§ 3-6]
Колебания -величин электромагнитной связи
107
Фиг. 3-17. Распределение средних
значений емкостной связи
Фиг. 3-18. Распределение средних
значений емкостной связи
Фиг. 3-19. Распределение средних значений
емкостной асимметрии q.
108 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
По величинам ki и т\ 95-н97% кабелей удовлетворяют
техническим требованиям.
Также установлено, что рабочая емкость после освин-
цевания возрастает на 0,4 -s- 1,5 нф!км.
Распределение емкостной связи (/г^ /гу-щ; <?i) по дан-
ным измерений 200 строительных длин кабелей со старо-
флексию-кордельной изоляцией приведено «а фиг. 3-17 -5-
3-19, из которых следует, что у большинства кабелей
/г1=4 пф', /гй-12 = 7,8 пф\ <?1==10 пф.
Фиг. 3-20. Распределение величин
переходного затухания на ближ-
нем конце при частоте 260 кгц.
а — внутри четверок; б —между
четверками-
Фиг. 3-21. Распределение величин
переходного затухания па дальнем
конце при частоте 260 кгц.
а — внутри четверок; б — между
четверками.
Максимальное значение k\ и kg-j2 не превышает 15 ч-
16 пф, т. е. не превышает нормированных для этого кабеля"
величин (-не- более 25 пф).
Многократная перемотка кабеля со стирофлексной изо-
ляцией на. стандартных барабанах со скоростью
15—5—25 mImllh оказывает незначительное'влияние на его
электрические свойства.
На фиг. 3-20 и 3-21 приведены .данные распределения
величин переходного затухания на ближнем и дальнем -кон-
цах, полученные в результате измерения большого количе-
§ 3-6]
Колебания величии электромагнитной связи
109
ства строительных длин кабелей со стирофлексной изоля-
цией при частоте 260 кгц.
Из графиков видно, что подавляющее большинство це-
пей (93 — 97°/0) удовлетворяет действующим требованиям
по переходному затуханию кабеля (Во=7,5 ши В/=9 неп}.
Фиг. 3-22. Частотная зависимость переходного затухания между
цепями на ближнем копие.
затухания между цепями на дальнем конце.
Частотная зависимость Во и В1 кабелей с кордельно-
стнрофлексиой изоляцией в спектре частот до 1500 кгц
приведена на фиг. 3-22 и 3-23.
110 Взаимное влияние -и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Из графиков следует, что:
1. Производственный разброс значений Во и состав-
ляет в среднем 1,5-е—2 неп.
2. Переходное затухание на дальнем конце больше, чем
на ближнем.
3. Кабели имеют сравнительно высокие значения пере-
ходного затухания в широкой полосе частот.
3-7. Косвенное влияние между цепями
До сих пор процесс влияния между цепями нами не-
сколько идеализировался, так как рассматривались одно-
родные линии с согласованными по концам нагрузками.
В действительных условиях в кабеле имеют место
внутренние неоднородности, отдельные строительные длины
несколько различаются своими свойствами и, кроме того,
сопротивления нагрузок по концам могут не совпадать с
волновым (характеристическим) сопротивлением кабеля
(Z Это вызывает отражение волн в местах несо-
гла сова нио стей.
Выше уже указывалось, что наличие отражения влечет
за собой изменение (главным образом увеличение) соб-
ственного затухания кабеля и связано с появлением иска-
жений передаваемых по кабелю сигналов.
Неоднородность кабеля и несогласованность его харак-
теристик с аппаратурой приводят к возникновению допол-
нительного влияния между цепями и снижению переход-
ного затухания. Кроме влияния из-за неоднородностей, воз-
можен также переход энергии через расположенные рядом
соседние цепи. Этот переход энергии в отличие от непо-
средственного взаимодействия цепей / и II называется влия-
нием через третьи цепи (/—/// и III—II).
Все эти влияния (за счет неоднородности линий, не-
согласованности нагрузок и через третьи цепи) называются
косвенными в отличие от ранее рассмотренных непосред-
ственных.
На фиг. 3-24 показано, как возникает дополнительное
влияние между цепями, например при йесогласовашюсти
нагрузки цепи Z с волновым сопротивлением Z кабеля
§ 3-8]
Основные положения до скрутке кабеля
111
Электромагнитная энергия, придя к концу цепи /, вслед-
ствие несогласованности нагрузки лишь частично поступит
в приемник, а часть ее отразится и направится обратно
к началу цепи.
Отраженная энергия, возвращаясь обратно по цепи Z,
из-за электрической и магнитной связей между цепями
частично перейдет в цепь II и проявится на дальнем и
ближнем концах в виде тока помех.
Фиг. 3-24. Влияние между цепями из-за несоглвсо-
ваниости сопротивления нагрузки Znp и волнового
сопротивления кабеля Z.
Таким образом, кроме тока прямого влияния, появится
дополнительное влияние за счет отражения энергии при
несогласованности нагрузок.
3-8. Основные положения по скрутке кабеля
Взаимное влияние между кабельными цепями н величи-
ны электромагнитной связи обусловлены взаимным распо-
ложением токопроводящих жил, зависящим от способа их
скрутки в кабеле, и его производственными неоднородно-
стями (различие диаметров жил, неоднородная изоляция
и т. д.), практически ие поддающимися предварительному
учету.
Скрутка жил в группы (П; 3, ДП; ДЗ), а групп в по-
вивы и общий сердечник кабеля подчинена задаче умень-
шения электромагнитных связей и взаимных влияний меж-
ду кабельными цепями.
112 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
В кабельных цепях различают следующие связи:
а) внутригрупповые связи (связи между цепями одной
и той же группы);
б) смежные связи (связи между цепями различных
групп, расположенных в одном повиве);
в) связи между повнвами (связи между цепями групп,
расположенных в различных повивах).
Емкостная и индуктивная связи выражаются через рас-
стояния между влияющей (1—2) и подверженной влиянию
(3—4) цепями Г14, г23, гм, гхз (фиг. 3-25,а).
Условием отсутствия емкостной и индуктивной связей
является:
1п£1Лз=0. (3-26)
Г13ГЛ4
Для выполнения этого условия необходимо, чтобы
Г14---г13 И Г23 —Г24 ]
или 1 (3.27)
Г14 —^24 И Г23 — 13- *
Достаточно также, чтобы соблюдалось следующее ра-
венство:
Г14Г23 = Г 13Г24‘ (3-28)
Нетрудно заметить, что это условие автоматически реа-
лизуется при звездной скрутке, когда влияющая цепь (жи-
лы 1—2) и цепь, подверженная влиянию (жилы 3—4), рас-
положены на взаимно перпендикулярных осях (фиг. 3-25,6).
§ 3-8]
Основные положения по ойрутке кабеля
115
При этой скрутке связи внутри группы обусловливают-
ся лишь допусками и неоднородностями производственного
характера, а не шагом скрутки четверки.
Связи между звездными четверками (смежные связи)
в значительной мере зависят от соотношения шагов скрут-
ки четверок.
При всех других типах скрутки (группообразования ДП,
ДЗ и П) расстояния между жиламн влияющей и подвер-
женной влиянию цепей непрерывно меняются вдоль кабеля,
н для достижения минимума влия- _
ния требуется специальное согла-
соваиие шагов скрутки. Это отно- ------------------
сится к влиянию как внутри „ |
групп, так и между группами. . ”
Принципиально кабельная
скрутка аналогична скрещиванию,
но последнее осуществляется пе-
ременой мест (транспозицией) _____
проводов в точке, а скрутка пред- ““
ставляет собой равномерно рас- =----------h — -------*-
пределениую транспозицию про- Фиг. 3.26. Шаг скрутки,
кодов по длине кабеля.
Каждая кабельная цепь скручивается с различным ша-
гом скрутки. Под шагом скрутки h понимается длина, на
которой изолированная жила цепи или группа описывает
полный круг по оси скручивания (фиг. 3-26).-
Подбор и согласование шагов скрутки различных цепей
и кабельных групп производятся по участкам, называемым
секциями симметрирования или защиты.
Секция защиты связана с шагом скрутки следующим
соотношением:
Z,=^, (3-29)
где В —общий наибольший делитель и h%.
Например, если имеются две цепи, скрученные с ша-
гами =40 мм и Ай=50 мм, то общий наибольший де-
литель В = 10 и
. 40-50
/s=^g-=200 ММ.
8 И. И. Гроднев, Р. М. Лакервик и Д. Л. Шарле.
j 14 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи 1Гл. 3
Причем для того, чтобы исключить действие неурав-
новешенной длины и обеспечить требуемую компенсацию
связей, необходимо, чтобы I было нечетным
J D
Фиг. 3-27. Секция вза и незащищенности двух цепей.
Как показано на фиг. 3-27, иа участке ls = 200 мм со-
вершается полный цикл защиты от помех (симметрирова-
ния) между двумя рассмотренными цепями.
В пределах этой длины кабеля ls положение жил в па-
рах по отношению друг к другу, а вместе с тем и рас-
стояния между жилами г 13, r]4 r2g. г24 постоянно меняются,
I
Фиг. 3-28. Изменение расстояний между жила-
ми двух цепей на отрезке кабеля.
причем в конце отрезка кабеля ls получается такое же
положение жил, как и в его начале. На втором и всех
последующих отрезках кабеля длиной ls повторяются все
положения жил. Поэтому достаточно рассмотреть один
лишь цикл защиты на участке.
На фиг. 3-28, где показан характер изменения расстоя-
ний между жилами двух цепей на отрезке кабеля видно,
что эти расстояния являются функцией длины кабеля /,
§ 3-8]
Основные положения по скрутке кабеля
115
причем функция rl4(Z), взятая па отрезке /, обнаруживает
такие же изменения, как функция r24 (Z) на отрезке I’.
Функция Г|3 (/) в интервале I равна функции г23(/) в ин-
тервале I1. В середине секции защиты ls в точке А про-
исходит взаимная перемена расстояний между жилами.
Следовательно, на участке кабеля длиной ls выпол-
няется соотношение между функциями
Г14 (О Г23 (О-Г24 (0Г1з(0> (3-30)
когда 1п 14 23 = 0 и отсутствуют емкостные k и магнитные
Г24Г13
Г24Г13
т связи, а мешающее влияние между цепями I и II сво-
дится к минимуму.
Следует иметь в виду, что влияние магнитного поля
распространяется весьма далеко и помехи за счет магнит-
ной связи проникают в отдаленные группы кабеля.
Влияние электрического характера существует лишь
между близлежащими группами, так как электрическая
связь более отдаленных групп ничтожно мала. Поэтому
в низкочастотных кабелях, в которых взаимовлияние меж-
ду цепями обусловлено практически емкостными связями,
можно согласовывать шаги скрутки лишь у соседних групп
кабеля. Здесь достаточно принять два раеличных, со-
гласованных между собой шага скрутки и чередовать их.
Так, например, в повиве с десятью группами пять групп
с нечетными номерами скручиваются с шагом а осталь-
ные— с четными номерами с шагом
В случае нечетного числа групп в повиве необходимо
иметь еще третий согласованный шаг скрутки Лз (для
последней группы).
В кабелях дальней связи, предназначенных для ВЧ
уплотнения, в которых большое значение имеют магнитные
связи, необходимо производить согласование каждой груп-
пы кабеля со всеми остальными.
Расчет и согласование шагов скрутки производятся при
помощи следующих формул:
а) Для цепей парной скрутки (П), расположенных,
в одном повиве,
___2р ±1
h2 ~ 2ха)
(3-31)
116 Взаимное влияние is помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
б) Для групп звездной скрутки (3), расположенных в
одном повиве,
где Л] и /?2 — шаги скруток согласуемых групп;
v н w — целые числа выше нуля.
Если необходимо согласовать шаги скрутки групп, рас-
положенных в различных повивах кабеля, то кроме при-
веденных выше соотношений, необходимо соблюдать также
следующее дополнительное условие:
Й1Ш = -Л^Г/, (3-33)
“ 1 X ‘‘2
где и И2 — соответственно шаги скруток первого и вто-
рого повивов;
а/ и / — целые числа выше нуля.
Приведенные выше формулы позволяют рассчитать и
согласовать шаги скруток лишь двух групп fly и /г2 или по-
внвов Ну и Н*. В действительности кабель состоит из очень
большого числа групп и все они должны быть защищены
ст взаимовлияния.
Обычно, задавшись каким-либо шагом скрутки для пер-
вой группы и принимая различные значения и н w, рас-
считывают значительное число шагов и выбирают соответ-
ствующие шаги скруток для каждой группы.
Например, требуется подобрать шаг скрутки кабеля
звездной скрутки емкостью 4X4.
Учитывая, что шаги скруток звездных групп должны
находиться в пределах 100-5-300 мм, принимаем шаг
скруткн первой пары равным 200 мм и, пользуясь форму-
» h, 4v -fc 1
лои = , рассчитываем приемлемые шаги скруток
других трех групп. Результаты расчета шагов скрутки при
значениях и и w 1-5-4 приведены в табл. 3-2.
Любой из приведенных шагов обеспечивает должную
помехозащищенность цепей кабеля, но для уменьшения
влияния неуравновешенных длин следует выбирать такие
шаги скрутки /г, при которых секция зашиты ls получает-
ся наименьшей. Кроме того, желательно, чтобы все приня-
тые шаги укладывались в определенный заданный предел,
например 100 300 мм.
§'3-9 ]
Влияние в коаксиальных кабелях
117
Таблица 3-2
Результаты расчета шагов скрутки зведных
групп
скрутки
480
266
184
140
640
355
245
188
160
89
61,5
47
320
178
121
9-1
со стирофлексной изо-
В кабеле 4X4 звездной ., . ,
ляцией приняты следующие шаги скрутки: = 200 мм-,
Л2 =, 160 мм\ hs = 175 лш; /г4 = 125 мм. Допуск составляет
+5 мм..
3-9. Особенности электромагнитного влияния
в коаксиальных кабелях
Прохождение тока по симметричным цепям связано
с возникновением вокруг них внешних электрического Ег и
Е и магнитного Н и Я. полей (фиг. 3-29).
магнитное поле
— Электрическое поле
Фиг. 3-29. Электромагнитное поле.
а — симметричной цепи; б т— коаксиальной цепи.
Если в сферу действия электромагнитного поля цепи I .
попадает какая-нибудь цепь II, то в ией наводятся токи,
проявляющиеся в виде помех основной передаче, ведущейся
по цепи II, .
118 Взаимное влияние н помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Электромагнитное влияние между симметричными це-
пями принято выражать при помощи коэффициентов емко-
стной и индуктивной связи или через переходное затухание.
Выше было показано, что коаксиальная цепь не имеет
внешних поперечных электромагнитных полей типа
Е , Еп и И . И.
Г' г' 9
Радиальное электрическое Ег и тангенциальное магнит-
ное поля коаксиальной цепи замыкаются внутри кабеля
между внутренним п внешним проводами; поля и Нг
отсутствуют вследствие осевой симметрии кабеля.
Поэтому коаксиальная цепь II, расположенная рядом
с коаксиальной цепью /, по которой происходит передача
энергии, при идеальной конструкции не будет испытывать
воздействия электромагнитных полей радиального н тан-
генциального напрявлений.
Казалось бы, что вследствие этого такие цепи в отличие
от симметричных не подвержены взаимному мешающему
влиянию. Однако в действительности дело обстоит иначе,
так как расположенные рядом коаксиальные цепи все же
влияют друг на друга н восприимчивы к посторонним
источникам помех (радиостанции, линии электропередачи
ит. д.).
Подверженность коаксиальных кабелей взаимным и
внешним помехам обусловлена продольной составляющей
электрического поля, направленной вдоль осн коаксиаль-
ного кабеля Е.,
Влияние между двумя коаксиальными цепями 7 и II
осуществляется через третью промежуточную цепь, обра-
зованную из внешних проводов этих цепей.
Кж видно iHi3 фиг. 3-30, при взаимном влиянии коакси-
альных кабелей участвуют три цепи:
I — влияющая цепь;
//— цепь, подверженная влиянию;
///—промежуточная цепь, состоящая из внешних про-
водов цепей / и //.
Физически влияние между двумя коаксиальными кабе-
лями можно представить следующим образом.
По внешнему проводу влияющего коаксиального кабеля
/ течет ток, в связи с чем на его внешней поверхности
§ 3-9]
Влияние в коаксиальных кабелях
119
создается падение напряжения и действует продольная
составляющая электрического поля Ez. Она вызывает ток
на поверхности внешнего провода кабеля, подверженного
влиянию цепи'//. Таким образом из двух внешних прово-
дов кабелей создается промежуточная цепь тока, в кото-
рой действует э. д. с., равная Ег на внешней поверхности
внешнего провода влияющего кабеля.
Ток, протекающий во внешнем проводнике подвержен-
ного влиянию кабеля, вызывает падение напряжения,
создающее помехи в его цепи.
Фиг. 3-30. Схема влияния в коаксиальных цепях.
I— влияющая цепь; П — цепь, подверженная влиянию;
III—промежуточная цепь
Таким образом, механизм влияния в коаксиальных кабе-
лях состоит в том, что влияющая цепь I создает напряже-
ние и ток в цепи /Я, которая в свою очередь становится
влияющей цепью по отношению к цепи II, вызывая в ней
токи помех.
Интенсивность влияния между цепями обусловливается
напряженностью продольной составляющей электрическо-
го поля Ег на внешней поверхности внешнего провода
влияющей коаксиальной цепи. Чем выше величина Ег, тем
больше напряжение и ток в промежуточной цепи III и со-
ответственно ток помех в цепи, подверженной влиянию.
Зависимость влияния в коаксиальных цепях от частоты
принципиально другая, чем в симметричных. Если в послед-
них с увеличением частоты взаимное влияние между цепя-
ми возрастает и защищенность против внешних помех па-
дает, то в коаксиальных — наоборот (фиг. 3-31).
120 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Это объясняется тем, что из-за эффекта близости в коакси-
альном кабеле плотность тока во внешнем проводе уве-
личивается по направлению к внутренней его поверхности,
причем с ростом частоты ток имеет тенденцию концентри-
роваться на внутренней поверхности внешнего провода, а на
внешней поверхности его плотность уменьшается. Поэтому
с увеличением частоты уменьшается напряженность поля Е,
Фиг. 3-31. Зависимость влияния в
симметричном (1) и коаксиальном (2)
кабелях от частоты.
Влияние между коаксиальными
•на внешней поверх-
ности внешнего прово-
да и возрастает эффект
са м-оэкр а пир ования к-о-
аисиального кабеля.
При очень высоких
частотах, когда весь ток
1окон,ц0нтр1и1р'ов.а-н вну-
три коаксиального ка-
беля, напряженность по-
ля Ег вне кабеля при
ближается к нулю,
экранирующий эффект
достигает максимума и
влияние между цепями
теоретически отсут-
ствует,
цепями зависит от кон-
струкции внешних проводов, их расположения и материала,
из которого они изготовлены. В частности, чем больше тол-
щина внешних проводов, тем влияние меньше.
Сталь дает лучший экранирующий эффект на низких
частотах, чем медь. Поэтому для защиты от помех, глав-
ным образом в низкочастотном диапазоне (50-4-100 кгц),
поверх медного внешнего провода коаксиального кабеля
дальней связи накладывают спиралью два слоя стальных
лент толщиной 0,15 н-0,20 мм. Наличие стального экрана
увеличивает-переходное затухание на 3 -4-5 неп.
Как н в симметричных кабелях, влияние в коаксиаль-
ных цепях выражается и нормируется при помощи переход-
ного затухания на ближнем BQ и дальнем В[ концах
кабеля.
При рассмотрении вопросов, связанных с влиянием в
коаксиальных кабелях, приходится оперировать также
§ 3-9 j
Влияние в коаксиальных кабелях
121
с параметром, называемым сопротивлением связи или
взаимным сопротивлением Z^.
Формально параметр Z12 аналогичен параметрам элек-
тромагнитной связи в симметричных цепях. По своей при-
роде он соответствует активной составляющей магнитной
связи г.
Взаимное сопротивление ZS2 представляет собой отно-
шение напряжения, возбуждаемого на внешней поверх-
ности внешнего провода коаксиального кабеля Uc к току,
протекающему в коаксиальной цепи I (фиг. 3-32). Имея
Фиг. 3-32. К воп-
росу о сопротив-
лении связи коа-
ксиального кабеля
в виду, что напряжение Uс соответствует продольной состав-
ляющей электрического поля на этой поверхности про-
вода, можно написать:
и Ес
Zl2=-f-=-j-[oM]. (3-34)
Взаимное сопротивление в практически используемом
спектре частот рассчитывается по следующей формуле:
ZI2 = Z,,—!-=—1=, (3-35)
1 Л2яГ bcshyjkt '
где ZM = — волновое сопротивление металла;
k=\'/r —коэффициент вихревых токов;
b н с — внутренний и внешний радиусы внеш-
него провода коаксиального кабеля;
t — толщина внешнего провода.
Из анализа этой формулы следует, что сопротивление
связи уменьшается с увеличением частоты или толщины
оболочки.
122 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
Поэтому чем выше частота, тем меньше взаимное со-
противление Zj2 и выше помехозащищенность коаксиаль-
ного кабеля.
Причем это справедливо как в случае, когда сам ко-
аксиальный кабель является источником помех и влияет
иа другие цепи, так и в случае, когда коаксиальный кабель
является цепью, подверженной мешающему влиянию.
Взаимное сопротивление спиральной оболочки опреде-
ляется формулой
(з-зб)
где а — угол между направлением спирали и поперечным
сечением оболочки;
Z12— взаимное сопротивление сплошной оболочки.
Переходное затухание между коаксиальными цепями
зависит от частоты передаваемого тока, геометрических
размеров и материала внешних проводов, их взаимного
расположения и сопротивления, на которое замкнута
третья промежуточная цепь.
Для случая, -когда коаксиальные пары непосредственно
соприкасаются (наиболее часто встречающийся случай)
переходное затухание на 1 км кабеля рассчитывается по
следующим формулам:
а) Для сравнительно коротких участков кабельной ли-
нии при (р/ << 1 неп) переходные затухания на ближнем
Во„ и дальнем В концах кабеля одинаковы и соответ-
ственно равны:
= = (3-37)
где Z—волновое сопротивление коаксиального кабеля;
Z3 — полное сопротивление промежуточной цепи, со-
ставленной из двух внешних проводов рассматри-
ваемых коаксиальных пар, ом)км\
I — длина кабеля, км\
Z12—-взаимное сопротивление, ом'км.
б) Для длинных кабельных линий (при р/ 1 неп) пе-
реходное затухание на ближнем конце
В°"="1ЙТ|' (3-38)
§ 3-9]
Влияние в коаксиальных кабелях
123
где у — постоянная распространения коаксиального кабеля.
Защищенность от помех между коаксиальными цепями
Переходное затухание на дальнем конце
(3-39)
(3-40)
где р — постоянная затухания коаксиального кабеля.
Сравнивая формулы для расчета переходного затуха-
ния и защищенности симметричных и коаксиальных кабе-
лей, можно отметить, что они имеют одинаковую струк-
туру. Их отличие состоит в том, что в симметричных цепях
вследствие неопределенных фазовых сдвигов, вносимых от-
дельными кабельными кусками, влияния складываются гео-
метрически, а однозначность фазы сопряженных кусков
коаксиальной цепи допускает арифметическое сложение
влияний.
Полное сопротивление промежуточной цепи Z3 состоит
из собственных сопротивлений внешних проводов Ze обоих
коаксиальных кабелей и индуктивного сопротивления обра-
зованной из них цепи:
4 = 22,+/»^, (3-41)
где
L3 — внешняя индуктивность.
Значение внешней индуктивности L3 определяется по
формуле
L3 = 4 In 2°' Ю-4 гн1км. (3-42)
Обозначения, принятые в (3-42), показаны на фиг. 3-33.
Для случая, когда коаксиальные пары соприкасаются
между собой, внешняя индуктивность £3=0 и полное со-
противление промежуточной цепи равно сумме собствен-
ных сопротивлений внешних проводов кабелей:
Z3 = 2Z,.
(3-43)
124 Взаимное влияние и помехозащищенность кабелей связи [Гл. 3
На фиг. 3-34 дана частотная зависимость переходного
затухания на ближнем и дальнем концах между коаксиаль-
ными кабелями типа 5118.
Фиг. 3-33. К расчету переходного затухания между
коаксиальными парами.
Из приведенных данных следует, что в отличие от кабе-
лей симметричной конструкции в коаксиальных кабелях
переходное затухание на ближнем конце больше, чем на
Фиг. 3-34. Частотная зависимость переходного затухания на ближнем
(Во) и дальнем (Bfi концах между коаксиальными парами.
дальнем. С ростом частоты оно увеличивается, а защищен-
ность коаксиальных кабелей от помех повышается.
На фиг. 3-35 приведены значения переходного затуха-
ния Во и Ве между двумя коаксиальными кабелями типа
5/18 протяженностью, равной длине усилительного уча-
стка (35 км).
§ 3-9]
(Влияние в коаксиальных кабелях
125
Там же дана нормативная кривая, которой должен
удовлетворять коаксиальный кабель в соответствии с реко-
мендациями МКК. По существующим нормам МКК защи-
Фиг. 3-36. Изменение величины переходного
затухания с увеличением длины кабельной
коаксиальной линии.
щениость коаксиальных цепей от помех во всем используе-
мом спектре частот должна быть не меньше 9,8 неп. Учи-
тывая собственное затухание кабеля, норма переходного
затухания будет В3 + ₽I
126
Конструкции симметричных кабелей связи
[ Гл. 4
На фиг. 3-35 видно, что коаксиальный кабель начинает
удовлетворять требованиям к переходному затуханию лишь
при частоте 60 кгц и выше.
Из фиг. 3-36, где приведена зависимость значений BQnt
В и В3 от длины линии, видно, что с увеличением по-
следней защищенность коаксиальных цепей от помех сни-
жается (В3 уменьшается). Переходное затухание на ближ-
нем конце кабеля, несколько уменьшаясь вначале, прак-
тически при увеличении длины остается постоянным. Пе-
реходное затухание на дальнем конце при определенной
протяженности линии имеет минимум (/'), а затем с уве-
личением длины существенно возрастает, что обусловлено
увеличением собственного затухания кабеля р/.
Глава четвертая
КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Кабелем называется система, состоящая из нескольких
скрученных вместе изолированных жил (сердечник), за-
ключенных в защитные покровы.
Сердечник включает в себя токопроводящие жилы и
изоляцию, защитные покровы — влагонепроницаемую обо-
лочку и наружные защитные покровы.
4-1. Токопроводящие жилы симметричных кабелей
Токопроводящие жилы кабелей связи должны обладать
высокой электрической проводимостью, хорошей гибкостью
и достаточной механической прочностью.
Наиболее распространенными материалами для изго-
товления кабельных жил являются медь и алюминий.
Медные и алюминиевые жилы имеют круглую форму.
Применяемые медные провода имеют диаметр 0,4; 0,5; 0,6
и 0,7 мм для кабелей городских телефонных сетей и 0,8;
0,9; 1,0; 1,2; 1,3 и 1,4 мм для междугородных кабелей.
Наиболее широко у нас применяются и а городских сетях
кабели с жилами 0,5 и 0,7 мм, а для междугородных кабе-
лей дальней связи, как правило, применяется жила диа-
метром 1,2 мм.
§ 4-2] Изоляция токопроводящих жил симметричных кабелей 127
Наиболее распространенными диаметрами алюминиевых
проводящих жил, применяемых в производстве кабелей свя-
зи, являются 1,15; 1,55 и 1,8 мм. Эти токопроводящие жилы
аналогичны по электрическим параметрам медным провод-
никам диаметром 0,9; 1,2 и 1,4 мм соответственно.
Применение алюминия для изготовления кабелей огра-
ничивается необходимостью увеличения диаметра кабеля и
увеличенным расходом свинца для *ивготовления оболочки.
Для того, чтобы заменить медные жилы алюминиевыми
без ухудшения электрических свойств кабеля, требуется
алюминия в 1,66 раза больше и, следовательно, диаметр
кабеля соответственно возрастет.
Однако при использовании других, более дешевых мате-
риалов для защитной оболочки применение алюминиевых
жил весьма эффективно.
4-2. Изоляция токопроводящих жил симметричных кабелей
Материал, применяемый для изоляции, должен обладать
высокими и стабильными диэлектрическими характери-
стиками, быть гибким, механически прочным и не требо-
вать сложной обработки.
Кроме того, изоляция должна предохранять токопрово-
дящие жилы от соприкосновения между собой и строго
фиксировать взаимное расположение жил в группе по всей
длине кабеля.
По своим электроизоляционным характеристикам же-
лательно, чтобы изоляция приближалась к свойствам воз-
духа (tg8>=sO; е^1 ир«оо), который является практи-
чески идеальным диэлектриком. Поэтому изоляция в ка-
белях связи является комбинированной и должна содер-
жать как воздух, так и твердый диэлектрик. Количество
твердого диэлектрика определяется требованием устой-
чивости изоляции и жесткости ее конструкции.
Наибольшее применение в кабелях связи получила воз-
душно- бумажная изоляция. Эта изоляция имеет хорошие
диэлектрические свойства (малое значение е и высокое
7?и30л) и является дешевой.
Недостатками ее являются большая чувствительность
к влажности и сравнительно большие диэлектрические по-
тери в области высоких частот.
128
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Наиболее высококачественным диэлектриком для изо-
ляции высокочастотных кабелей дальней связи является
стирофлекс.
В последнее время наряду со стирофлексной изоляцией
в кабелях связи получила применение изоляция нз поли-
этилена. Причем полиэтилен используется как в сплошном
виде, так и в пористом состоянии, т. е. с большим количе-
ством воздушных микровключений. Это позволяет величину
Фиг. 4-1. Виды воздушно-бумажной изоляции.
а — бумаго-массная; 6 — воз душно- бумажная; в —
корделыю-бумажная; 1 — токопроводящая жила; 2 —
бумажная изоляция; 3— кордель.
диэлектрической проницаемости в уменьшить примерно
в 1,5 раза (с 2,3 до 1,4 -s- 1,5).
Ниже приводятся наиболее характерные конструкции и
способы изоляции симметричных кабелей связи.
Изготовление воздушно-бумажной изоляции кабельных
жил осуществляется тремя различными -методами:
1. Изоляция бумажной массой. В этом случае
бумажная масса при помощи машины накладывается на
токопроводящую жилу ровным концентрическим слоем.
В результате получается пористая воздушно-бумажная
изоляция (фиг. 4-1,а). В настоящее время такой способ
изоляции применяется для изготовления городских теле-
фонных кабелей.
§ 4-2] Изоляция токопроводящих жил симметричных кабелей 129
2. Спиральное наложение бумажной
ленты. В этом случае токопроводящая жила спирально
обматывается бумажной лентой с перекрытием (фиг. 4-1,6).
Известны также способы спирального наложения двух
бумажных лент. Причем, как правило, вторая лента .на-
кладывается со сдвигом, так чтобы перекрывать зазоры
первой ленты.
Толщина бумажной ленты составляет 0,05 или 0,12 мм.
В результате иа жиле образуются свободно лежащие
однослойные или двухслойные бумажные трубки.
Двухслойная- трубка позволяет получить повышенную
электрическую прочность на пробой.
Однослойная изоляция применяется в практике изго-
товления городских кабелей, а двухслойная — междугород-
ных.
3. К о р д е л ь и о-б у м а ж н а я изоляция. При этом
способе изоляции токопроводящая жила обматывается бу-
мажным корделем (нитью) в виде открытой спирали. По-
верх корделя накладывается обмотка одним-двумя слоями
бумажной ленты с перекрытием (фиг. 4-1,в).
Кордельно-бумажная изоляция дает возможность регу-
лировать величину воздушного промежутка н делает его
более равномерным по всей длине изолированной жилы.
Благодаря наличию между жилами воздушных промежут-
ков такой кабель обладает сравнительно малой емкостью.
Кроме того, кабель имеет стабильные по длине электриче-
ские характеристики.
В настоящее время большинство междугородных кабе-
лей связи с диаметром жилы 0,8 мм и выше изолируется
указанным способом.
Толщина бумажной ленты составляет преимущественно
0,08 и 0,12 мм. Диаметр корделя обычно принимается рав-
ным примерно половине диаметра проводника и бывает сле-
дующих размеров: 0,4; 0,5; 0,6; 0,76; 0,85 и 1,04 мм.
В наиболее распространенном типе междугородного ка-
беля с жилой диаметром 1,2 мм применяются кор дель диа-
метром 0,76 мм и лента толщиной 0,12 мм.
Сравнивая приведенные конструктивные разновидности
воздушно-бумажной изоляции, можно отметить, что луч-
шими электрическими свойствами обладает кордельно-бу-
мажная изоляция. Она обеспечивает малые, стабильные и
равномерные по длине кабеля значения г и ig8.
9 И. И. Гродкев, Р. М. Лэксрняк к Д Л. Шарле.
130
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
В кабелях связи наряду с бумажной изоляцией широ-
кое применение получила стирофлексная изоляция. До-
стоинством стнрофлексной изоляции являются малые зна-
чения угла диэлектрических потерь (tgo) п диэлектриче-
ской проницаемости ' (s), а также механическая устойчи-
вость и стабильность конструкции в целом. Особенно
эффективна стирофлексная изоляция в области высоких ча-
стот, где в случае бумажной изоляции резко возрастают
потерн в диэлектрике.
Конструктивно в кабелях связи стнрофлекс используется
в виде корделя и лент. На жилу накладывается открытой
спиралью стпрофлексный кор дель с шагом 5 7 мм. За-
тем идет обмотка стнрофлексной лентой с перекрытием.
Толщина стнрофлексной ленты составляет 0,03; 0,05 и
0,2 мм.
Диаметр корделя: 0,4; 0,5; 0,65; 0,8 и 1,05 мм.. В обще-
принятых конструкциях кабелей магистральной связи с токо-
проводящей жилой 1,2 мм обычно используются кордель
диаметром 0,8 мм и лента толщиной 0,05 мм.
В последнее время для изготовления кабелей симмет-
ричной конструкции получил применение полиэтилен.
Токопроводящая жила опрессовывается сплошным слоем
полиэтилена. Четыре такие жилы скручиваются звездой во-
круг нити из полиэтилена. Эта нить обеспечивает однород-
ность и устойчивость конструкции и более высокую защи-
щенность от взаимных помех между цепями.
Обозначения цепей: диаметрально расположенные жилы
четверки имеют одинаковую расцветку.
Соответствующее количество четверок скручивается
в общий сердечник и опрессовывается сплошной полиэти-
леновой оболочкой.
Толщина полиэтиленовой изоляции для различных ти-
пов кабелей различна. Например, для жилы 1,27 мм тол-
щина изоляции 1,0 мм, для жилы 1,02 мм— 0,9 мм, для
жилы 0,91 мм — 0,8 мм. За счет наличия воздушных зазо-
ров в четверке эквивалентная диэлектрическая проницае-
мость меньше, чем е полиэтилена, и составляет не 2,3, а
1,8н-2,1. -
Величина tgo в спектре частот 260 кгц не превышает
8-Ю"4.
Достоинством указанного вида изоляции является воз-
можность использования кабеля без свинцовой оболочки.
§ 4-2] Изоляция токопроводящих жил симметр’итчных кабелей 131
Это обеспечивается высокими диффузионными параметрами
полиэтилена.
В настоящее время для кабелей связи находит приме-
нение пористый полиэтилен с 50-процентным содержанием
воздуха. Увеличение пористости лимитируется механической
устойчивостью изоляции. Указанная изоляция обладает
хорошими диэлектрическими свойствами [е = 1,4-?-1,5 и
tg 8 е спектре частот 250 кгц порядка (5 ч- 8) • 10“4].
Электрическая прочность кабеля с пористой изоляцией
ниже, чем кабеля со сплошной изоляцией, в 3 ~ 4 раза.
Удельный вес пористого полиэтилена 0,45 г/см2.
Толщина изоляции в кабелях связи обычно составляет
0,8 ч- ] мм.
В табл. 4-1 приведены сравнительные данные эффектив-
ных значений tgSua симметричных кабелей с кор дельно-
бумажной, кордельио-стирофлекспой, полиэтиленовой и по-
ристо-полиэтиленовой изоляциями е спектре частот 250 кгц.
Таблица 4-1
Частотная зависимость эффективных значений tg8 (ХЮ-4)
Частота, кгц Кор дельно- бумажная изоляция Корделько- * сти рефлексная изоляция Пол иэтилсновая изоляция Пористо-поли- этиленовая ИЗОЛЯЦИЯ
0,8 45 2 2 1—3
5 49 2 2 14-3
20 62 3 2 2-4-4
30 70 3,5 3 24-4
50 85 4 4 2
100 113 7 6 34-6
150 130 9 7 44-7
200 150 11 8 4-г-7
250 160 12 8 5ч-8
Эффективное значение е различных изоляционных оболочек
Назначение кабеля Изоляция Величина е
Для междугородных связей Кордельно-бумажная .... Ко рдел ьно-сти рефлексная . . Полиэтилеловая Пористо-полиэтиленовая . . . J,34-1,4 1,24-1,3 1,84-2,1 1.44-1,5
Для городских сетей Бумагомассная Воздушно-бумажная Полиэтиленовая ....... 1—0 — —" -”w I- -1- О О СО
9*
132
Конструкции симметричных кабелей связи
(Гл. 4
4-3. Образование групп симметричных кабелей
Отдельные жилы обычно скручиваются в группы, назы-
ваемые элементами симметричного кабеля. Скручивание
ставит жилы цепи в одинаковые условия по отношению
друг к Другу, в связи с чем снижаются электромагнитные
связи между цепями и повышается защищенность их от
взаимных и внешних помех. Кроме того, скрутка облегчает
г)
Фиг. 4-2. Типы скруток кабелей связи.
а — парная; б — звездная; в — двойная-парна я; г — двойная-звездная.
взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспе-
чивает ему более устойчивую и круглую форму.
Существует несколько способов скрутки в группы. Наи-
более широкое распространение получили следующие:
а) Парная скрутка (П). При этом способе две
изолированные жилы скручиваются вместе в пару с шагом
скрутки не более 300 мм (фиг. 4-2,а).
б) Скрутка четверкой-звездой (3). Четыре
изолированные жилы, расположенные по углам квадрата,
-окручиваются с шагом скрутки примерно 150-5-300 мм.
Разговорные пары в этой скрутке -образуются из противо-
лежащих жил. Так, жимы а и b образуют одну пару, а жи-
лы с и d — другую (фиг. 4-2,6).
§4-3]
Образование групп симметричных кабелей
133
в) Скрутка д в о й н а я-п а р н а я (ДП). При этом
способе скрутки две предварительно свитые разговорные
-пары а — b и с — d скручиваются .между собой в четверку
(фиг. 4-2,б). При этом шаги скрутки пар должны быть
отличными как один от другого, так и от шага скрутки са-
мой четверки. Шаг скрутки пар принимается в пределах
400 н-800 мм, а шаг скрутки четверки — 150 -s- 300 мм.
г) Скрутка двойной звездой (ДЗ). Четыре
предварительно' свитые пары виовь скручиваются вместе по
способу звезды, образуя восьмерку (фиг. 4-2,а). Шаги
скруток пар, составляющих восьмерку, делаются различ-
ными и берутся обычно в пределах 150-J-250 мм, а шаг
скрутки восьмерки — 200 -ь- 400 мм. Направления скрутки
пар и скрутки восьмерки должны быть противоположными.
Следует иметь в виду, что* в ряде случаев применяются
усиленные и экранированные группы. Усиленная группа
имеет обмотку кольцевым слоем бумажной изоляции. Это
придает ей повышенную прочность на электрический пробой.
Экранирование группы осуществляется путем обмотки
ее тонким слоем медной или алюминиевой ленты (0,05 ч-
0,1 мм) или металлизированной бумаги, состоящей из
бумаги, покрытой тонким слоем алюминия. Толщина ме-
таллизированной бумаги примерно 0,1ч-0,15 мм.
Для отличия жил в группе друг от друга изоляция их
делается различной по цвету. Геометрические размеры-ка-
беля зависят от диаметра группы, который в свою очередь
предопределяется типом скрутки.
Определим диаметры групп различных скруток и про-
ведем их сравнительный анализ. Причем здесь наряду с
диаметром описанной вокруг группы окружности придется
считаться с понятием «эффективный диаметр группы». Де-
ло в том, что при скрутке элементов, поддающихся дефор-
мации, какими являются выше рассмотренные кабельные
группы с воздушно-бумажной изоляцией, изоляция обжи-
мается и группы несколько западают друг в друга. Поэтому
эффективный диаметр группы всегда меньше, чем диаметр
окружности, описанной вокруг группы.
Как видно из фиг. 4-3,с, в случае парной скрутки диа-
метр изолированной жилы равен:
dj = 2Л, или X — ;
13-1
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
тогда
dn=:dt +X = d, (1 + -bN.
В результате
^=1,71^.
Экспериментально установлено, что эффективный диа-
метр парной группы с учетом обжатия бумажной изоля-
ции составляет:
Фиг.4-3. К расчету диаметров групп
парной (п), звездной (б), двойной-
ларвой (о) и двойной-звездной
(г) скруток.
^=1,65^.
При скрутке четвер-
кой-звездой группа полу-
чается более круглой по
сравнению с парной
скруткой.
Диаметр группы в этом
случае определяется (фиг.
4-3,6) как
d^d^X.
Так как
X2 = 2d|, то
X=d,V 2.
Или, подставляя значение X, получим:
d3=d, +d, К'2 = (1 +]Л2)е/,.
В результате
d3 = 2,41d|.
Эффективный диаметр звездной группы жил с воздуш-
но-бумажной изоляцией обычно составляет d$ = 2,2dj.
Диаметр двойной парной скрутки (ДП) (фиг. 4-3,е) опре-
деляется по формуле
йдп= 1
Учитывая, что диаметр пары £^=1,65^1, получим:
<^=1,654=2,72^.
§4-4]
|ПЬстроение сердечника кабеля
135
Эффективный диаметр двойной-париой скрутки с уче-
том смятия изоляции принимают
rf^„ = 2,6rf,.
Диаметр восьмерки скрутки ДЗ (фиг. 4,3,2) определяется
с учетом диаметра парной скрутки dn:
dfl3 = ^dn-
Подставляя вместо dn его значение, получим;
адз = 2>41 ’ J’65rfj =3,98^.
Экспериментально обоснованный эффективный диаметр
группы, скрученной двойной звездой, составляет:
d^=3,9dL
Анализируя различные способы группообразоваиия, сле-
дует отметить, что наиболее экономичной, обеспечивающей
лучшую стабильность по электрическим параметрам яв-
ляется скрутка звездой. Эта скрутка получила преимуще-
ственное применение в междугородных кабелях дальней
связи.
С точки зрения взаимных влияний между соседними це-
пями парная скрутка дает несколько лучшие результаты,
чём звездная. При специально согласованных шагах скрут-
ки пар защищенность между цепями заметно больше, чем
между цепями внутри четверки. Однако При высокой куль-
туре производства звездная скрутка обеспечивает вполне
достаточную защищенность от взаимных помех между це-
пями.
Парная скрутка является наиболее простой в производ-
стве и применяется в основном при изготовлении город-
ских телефонных кабелей.
Скрутки ДП и ДЗ не„получили широкого применения
в современных конструкциях кабелей связи.
4-4. Построение сердечника кабеля
Скрученные в группы изолированные жилы системати-
зируются по определенному закону и объединяются в об-
щий кабельный сердечник.
136
Конструкции сммметричны1Х кабелей связи
[Гл. 4
Системы скрутки сердечника кабелей связи можно
классифицировать:
а) по составу элементов, образующих сердечник;
б) по характеру образования сердечника.
В зависимости от состава элементов принято различать
две основные системы скрутки сердечника:
а) простую скрутку и
б) сложную скрутку.
При простой скрутке отдельные изолированные жилы
скручивают вместе, образуя сердечник кабеля. Простая
скрутка в основных типах кабелей связи не применяется и
Фиг. 4-4. Однородная (о) и неоднородная (tf) скрутки.
используется лишь для кабелей, .работающих п-о одиопро-
водной системе (вторым проводом является земля), напри-
мер для кабелей сигнализации и блокировки.
При сложной скрутке характерной для всех основных
типов -кабелей связи, отдельные изолированные жилы пред-
варительно скручиваются в элементарные группы, а затетл
уже группы, скручиваясь вместе, образуют сердечник ка-
беля.
Сложная скрутка в свою очередь подразделяется на две
разновидности (фиг. 4-4):
1) однородную скрутку, отличительным приз-
наком которой является одинаковая структура (и, следо-
вательно, одинаковый диаметр) всех образующих сердечник
элементарных групп (конструкция изолированных токопро-
водящих жил, тип скрутки групп);
,2)^ неоднородную скрутку, характеризующую-
ся тем, что сердечник кабеля образован из групп, разно-
§4-4}
Построение сердечника кабеля
137
родных по структуре (различные диаметры токопроводя-
щие' жил, виды изоляции, различные типы скрутки трупп)
и имеющих неодинаковый диаметр.
Наибольшее распространение получила однородная
сложная скрутка, которая применяется во всех конструк-
циях городских телефонных, распределительных и стан-
ционных кабелей, а также в большинстве конструкций низ-
кочастотных и высокочастотных кабелей дальней связи.
Неоднородная сложная скрутка находит применение в
комбинированных кабелях дальней связи как низкочастот-
ных, так и высокочастотных.
Фиг. 4-5. Системы скруток,
а — пучковая; б — повивпая-
В зависимости от характера образования сердечника
различают также две системы скрутки: повивную и пучко-
вую. При пучковой скрутке группы сначала скручиваются
в пучки, содержащие по нескольку десятков групп (наибо-
лее распространены пучки из 50 или 100 групп), после чего
пучки, скручиваясь вместе, образуют сердечник кабеля
(фиг. 4-5,а).
Недостатком пучковой скрутки являются сравнительно
малая защищенность от взаимных влияний между соседни-
ми цепями, расположенными в кабеле, и нестабильность
параметров по длине. В силу этого пучковая скрутка полу-
чила применение лишь для низкочастотных кабелей город-
ских сетей.
Основным видом общей скрутки в современных кабелях
дальней и местной связи является повивная скрутка
(фиг. 4-5,6). В этом случае группы располагаются после-
138
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
довательными концентрическими слоями (повивами) во-
круг центрального повива, состоящего - из одной — пяти
групп. Причем смежные (рядом расположенные) повивы
должны иметь скрутку в противоположные стороны. Это
Фиг. 4-6. Различные
варианты числа групп
в центральном
повиве.
делается с целью уменьшения взаим-
ного -влияния между группами смеж-
ных повивав. Кроме того-, такое распо-
ложение зювивов облегчает отделение
их друг от друга во время разборки
кабеля при монтаже.
При однородной кабельной скрутке
для образования повпвов в кабеле при-
нято применять в зависимости от ко-
личества -групп в центральном повиве
пять различных ’форм скрутки (фиг.
4-6), а именно: с одной, двумя, тремя,
четырьмя и пятью группами в цент-
ральном повиве.
Диаметр центрального повива при различном числе
групп может быть определен по формуле
где d — диаметр группы;
п — число групп в центральном повиве (две — пять)
При п=1, т. е. когда в центре имеется одна группа,
диаметр повива, естественно, будет равен диаметру этой
группы (D — d).
Зная количество групп (элементов) в центральном пови-
ве, можно определить количество их в последующих пови-
вах.
Например, если имеется какая-либо кабельная скрутка,
у которой, считая от центра, повив имеет Z групп, то в сле-
дующем повиве будет групп Z' — Zp 2 к ^Z-\-6. Следо-
вательно, при повивной скрутке число групп (элементов)
в каждом последующем повиве увеличивается на шесть по
сравнению с предыдущим.
Исключением из этого правила является второй повив
в том случае, когда в первом (центральном) повнве имеет-
ся лишь одна группа. Тогда во втором повиве увеличение
будет не на шесть, а на пять групп.
§ 4-4]
Построение сердечника кабеля
139
С целью облегчения разборки кабеля при его монтаже
каждый повив кабеля в ряде конструкций обматывается
открытой спиралью хлопчатобумажной пряжи н обязатель-
но имеет одну группу с расцветкой изоляции, отличной от
остальных групп. Эта группа называется счетной или кон-
трольной, так как от нее ведется счет групп в повнве.
Фиг. 4-7. Шаг скрутки.
Фиг. 4-8. К расчету
коэффициента у крутки.
Так как группы каждого последующего повива накла-
дываются н£ предыдущий по винтовой липни, то вслед-
ствие этого длина жил кабеля увеличивается по сравнению
с длиной кабеля.
Удлинение жил кабеля зависит от диаметра повива, иа
который накладывается данная группа, и шага скрутки h
(фиг. 4-7).
Допустим, что на какой-либо повив кабеля, имеющий
диаметр £>ь накладывается по спирали группа диаметром
d (фиг. 4-8).
Пользуясь разверткой из треугольника, определим отно-
шение длины скрученной группы I к длине кабеля h на
участке одного шага:
sin а — Л h — j/ 1 + 11 уг J >
где D = Df 4- d — средний диаметр кабельной скрутки
Параметр Я называется коэффициентом у крутки.
Коэффициент укруткн, как видно из полученной фор-
мулы, зависит от отношения /п = ^, называемого кратно
стью скрутки, т. е. от шага скрутки и диаметра соответ-
ствующего повива кабеля.
140
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Коэффициент у крутки выражается через кратность
скруткн следующим соотношением:
х=|/1+С^У
Для кабелей связи повивиой скрутки кратность скрутки
составляет 20-5-40, а для пучковой скрутки—50.
Очевидно, что из экономических соображений жела-
тельно, чтобы отношение было большим, так как при
этом меньше укрутка, а следовательно, и расход всех
материалов, ио оно ограничивается требуемой гибкостью
кабеля.
Величина коэффициента Я в кабелях связи обычно со-
ставляет 1,002 1,02.
На практике часто встречается необходимость в опре-
делении количества групп элементов (Zrl), которые могут
уложиться в /г-ном повиве. Значение Z определяют по
формуле
Л *
где D—диаметр повива;
d—диаметр скручиваемого элемента:
Я—коэффициент укрутки.
Настоящая формула позволяет определить как число
групп в повиве, так и число проволок в гибкой жиле.
4-5. Защитные оболочки кабеля
Сердечник кабеля, состоящий из скрученных по опре-
деленной системе групп,, покрывается несколькими слоями
бумажной ленты и для предохранения от влаги заключает-
ся в свинцовую оболочку.
Ведутся работы по внедрению в кабелях связи алюми-
ниевых оболочек. Наряду-с металлическими оболочками
в последнее время получили применение пластмассовые ка-
бельные оболочки, главным- образом из полихлорвинила,
полиэтилена и комбинированные оболочки, состоящие из
металла (алюминий, сталь) н полиэтилена.
§ 4-5]
Защитные оболочки кабеля
141
Пластмассовые и комбинированные оболочки показали
свою эксплуатационную надежность в кабелях, имеющих
сплошную пластмассовую изоляцию жил. Известна целая
номенклатура телефонных распределительных, соединитель-
ных, станционных, шахтных и других кабелей, имеющих
сплошную полихлорвиниловую изоляцию и наружный поли-
хлорвиниловый шланг.
Для дальней связи начинают применяться кабели со
сплошной полиэтиленовой изоляцией и защитной полиэти-
леновой оболочкой.
Выбор толщины оболочки производится на основе изу-
чения опыта эксплуатации в зависимости ©т диаметра и ус-
ловий использования кабеля.
Принятые в СССР толщины свинцовых оболочек кабелей
с кордельно-бумажной изоляцией приведены в табл. 4-2.
Таблица 4-2
Толщина свинцовой оболочки кабелей С кордельной изоляцией
(ГОСТ 5008-49)
Диаметр кабеля под свинцовой оболочкой, мм Радиальная толщина свинцовой оболочки, мм. для кабелей
бронированных железными лен- тами или плоски- ми проволоками голых освин- цованных бронированных круглыми сталь- ными прово- локами
мини- мальная номи- нальная мини- мальная номи- нальная мини- мальная поми- нальная
1 2 3 4 5 6 7
До 13 1.1 1,25 1,2 1,4 1,8 2,05
Свыше 13 до 16 . . . 1,2 1,4 1.3 1.5 1,8 2,05
„ 16, 20. . . 1,3 1,5 1.4 1,6 1,9 2,15
„ 20 , 23. . . 1,3 1,5 1,5 1,7 2 2,3
. 23 , 26. . . 1.4 1,6 1,6 1,8 2 2,3
„ 26 . 30 . . . 1,5 1,7 1,7 1,95 2,1 2,4
„ 30 , 33 . . . 1,6 1,8 1,8 2,05 2,1 2.4
„ 33 „ 36. . . 1,6 1,8 1 9 2,15 2,2 2,5
. 36 . 40. . . 1.8 2,05 2,0 2,3 2,2 2,5
„ 40 , 43... 1,8 2,05 2,1 2.4 2,3 2,6
и 43 , 46. . . 1.9 2,15 2,2 2.5 2,4 2,7
„ 46 и 50. . . 9 2,3 2,3 2,6 2.5 2,8
« 50 „ 53 . . . 2 2,3 2,4 2,7 2.5 2,8
и 53 „ 56 . . . 2,1 2,4 2,5 2,8 2,6 2,9
. S6 2,2 2,5 2,6 2,9 2,7 3,0
]42 Конструкции симметричных кабелей связи [Гл. 4
Для высокочастотных симметричных кабелей со стиро-
флексной изоляцией толщина свинцовых оболочек, норми-
рованная ТУ, составляет:
для марок МКС Г и МКСК— 1,2 мм;
для марок МКСБ и МКСБ Г— 1,1 мм.
Если кабель предназначается для прокладки в специаль-
ной канализации, воздушной подвески или прокладки по
стенам зданий, то защита его в виде свинцовой оболочки
считается вполне достаточной. В этом случае кабель назы-
вается голым освинцованным и применяется без какой-либо
дополнительной защиты.
При прокладке кабелей
Фиг. 4-9. Кабель с ленточной
броней.
1—пропитанный джут; 2 — свинцовая
оболочка; 3— бумажная лепта; 4—бро-
ня из стальных лепт-
непосредственно в земле или
воде они обязательно снаб-
жаются дополнительной за-
щитой. Защита .включает по-
душку, броневой покров и
наружный покров.
Подушка бронированных
кабелей состоит из последо-
вательно наложенных слоев:
битумного состава;
предварительно пропи-
танной кабельной пряжи
(джута);
битумного состава.
Назначение подушки — предохранить свинцовую обо-
лочку от повреждения стальной броней и в определенной
мере защитит свинец от разрушающего воздействия
блуждающих токов и почвенной коррозии.
Для городских телефонных кабелей, а также кабелей
связи с кордельио-бумажной изоляцией (за исключением
марок ТЗК, ТЗЭК и кабелей для СЦБ) допускается по-
душка из шести слоев кабельной бумаги без джута.
Применяемый в настоящее время броневой покров мо-
жет быть выполнен из стальных лепт, плоской стальной
проволоки или круглой стальной проволоки.
«Ленточная броня выполняется из двух стальных лент
толщиной 0,3 ч- 0,8 мм, накладываемых по спирали с пере-
крытием одной ленты другой не менее чем на 25% шири-
ны лент (фиг. 4-9). Кабель с ленточной броней является
наиболее массовым для подземной прокладки. В местах,
§ 4-5]
Защитные оболочки кабеля
143
где кабель подвергается значительным растягивающим
усилиям (прокладка в вертикальном положении, в шахтах
под уклоном больше 45° и др.), применяется броневой по-
кров из плоских стальных проволок. Толщина таких прово-
лок в зависимости от диаметра кабеля составляет 1,5 н-
1,7 мм, ширина — 4-е-б мм (фиг. 4-10).
Подводные кабели обычно делаются с броней из круг-
лой стальной проволоки (фиг. 4-11). Такая конструкция
брони более надежно защищает кабель от всякого рода
внешних воздействий, как, например, от влияния постоян-
Фиг. 4-10. Кабель с броней из
плоских проволок.
I — пропитанный джут; 2— свинцовая
оболочка; 3— бумажная лента; 4—
броня из плоских проволок.
Фиг. 4-11. Кабель с броней из
круглых проволок.
1 — пропитанный джут; 2—свинцовая
оболочка; 3 — бумажная лента; 4 —бро-
ня нз круглых проволок.
но действующих сил течения воды и провисания, от случай-
ного зацепления кабеля якорем. В особо тяжелых усло-
виях— для береговой прокладки в морях, где опасность
разрыва кабеля от прибоя воли и зацепления якорями
очень велика, обычно применяются кабели с двойной круг-
лой броней. Диаметр круглой броневой проволоки состав-
ляет 4 —• 6 мм.
В табл. 4-3 приведены толщины защитных покровов.
Поверх брони иа кабель накладывается наружный по-
кров. Назначение этого покрова — предохранить броню от
коррозии. Наружный покров образуется последовательным
наложением слоев вязкого битумного состава, пропитан-
ной пряжи, вязкого битумного состава и мелового раствора.
Толщина этого покрова в зависимости от диаметра ка-
беля составляет 1,5-5-2 мм
Кабель с ленточной броней маркируется буквой Б, с
плоской броней — буквой П и с круглой броней — буквой К-
144
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Таблица 4-3
Толщина защитных покровов кабелей связи с кордельно-
бумажной изоляцией (ГОСТ 5008-49)
Номинальная толщина защитных покропоЕ, мм
Диаметр кабеля поиерх свинцовой оболочки, ЛИ1 Полушка для брони из Броня из Наружный покров
2 X О 3 и 6 — со sS с ч ч о ь. а >. о «3.0. к й 3 is fr- Cl CJ Ч оцинкованных стальных проволок
плоских круглых
До 13 1,5 .. 2X0,3 - 1,5
Свыше 13 до 23 . . 1,5 2 2X0,5 1,5 4 1,5
„ 23 „ 27 . . 2 2 2X0,5 1.5 4 2
37 , 50 . . 2 2 5 2X0,5 1,7 6 2
50 2,5 2,5 2X0,8 1J 6 2
4-6. Городские телефонные кабели
Городские телефонные кабели изготовляются в соответ-
ствии с ГОСТ 1176—55 и различаются по следующим трем
признакам: диаметру токопроводящих жил, количеству
элементарных групп (пар) и роду защитных покровов.
По роду защитных покровов городские телефонные ка-
бели разделяются на следующие шесть марок:
ТГ — в свинцовой оболочке голый;
ТА — в свинцовой оболочке асфальтированный;
ТБ— в свинцовой оболочке, бронированный двумя
стальными* лентами, с наружным покровом из кабельной
пряжи;
ТБГ — в свинцовой оболочке, бронированный двумя
стальными лентами, покрытыми вязким компаундом или
лаком;
ТП — в свинцовой оболочке, бронированный стальными
оцинкованными плоскими проволоками, с наружным по-
кровом из кабельной пряжи;
ТК — в свинцовой оболочке, бронированный стальными
оцинкованными круглыми проволоками, с наружным по-
кровом из кабельной пряжи.
Жилы кабеля состоят из отожженной медной проволоки
диаметром 0,4; 0,5; 0,6 и 0,7 мм, изолированной бумажной
§ *4-6 ]
Городские телефонные кабели
145
массой или лентой телефонной бумаги, наложенной на про-
волоку спиралью с перекрытием 20-4-30% и оставлением
между проволокой и лентой воздушного зазора («воздуш-
но-бумажная» изоляция).
Скрутка жнл в группы принята парная, скрутка сердеч-
ника — повивная.
В табл. 4-4 приведены данные о количестве пар в оте-
чественных городских телефонных кабелях в зависимости
от диаметра токопроводящих жил и рода защитных по-
кровов.
Таблица 4-4
Число пар в городских телефонных кабелях
(по ГОСТ 1176-55)
Марка кабеля Диаметр токопроводящей жилы, мм
0,4 0.6 0.6 0.7
Количество пар в кабеле
ТГ, ТА ТБГ ТП, ТК 54-200 Юн-200 54-1200 I0-J- 600 20-=- 600 5—800 5-т-бОО 204-600 о спел 1- ,|. .|. Ci Ci СТ5 ООО
Жилы могут быть скручены парами с малыми шагами
скрутки порядка 70 н- 100 мм или с большими шагами
скрутки — до 250 мм.
Каждый повив сердечника, за исключением центрально-
го 31 наружного, обмотан спирально разделительной нитью
хлопчатобумажной пряжи.
Распределение пар по повивам сердечника соответствует
в основном закону правильной скрутки (w-|-6).
Поверх скрученного сердечника накладывается поясная
изоляция, состоящая не менее чем из двух лент телефонной
бумаги толщиной 0,05 мм при числе пар до 100 включи-
тельно и не менее чем из двух леит кабельной бумаги тол-
щиной 0,12 мм при числе пар свыше 100.
Образец кабеля ТГ 200 X 2, сердечник которого разде-
лан по повивам, показан на фиг. 4-12.
Влагозащитная оболочка кабеля изготовляется нз свин-
ца с присадкой сурьмы в количестве 0,4-=- 0,8%.
Номинальные (расчетные) значения радиальной тол-
щины свинцовой оболочки для кабелей всех марок лежат
в пределах 1,24 -т-3,24 мм.
10 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарле.
146
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Значения сопротивления токопроводящих жил постоян-
ному току, а также рабочей электрической емкости пар
в городских телефонных кабелях должны соответствовать
данным табл. 4-5.
Фиг. 4-12. Разделка по повнвам сердечника кабеля ТГ200Х2-
Таблица 4-Б
Электрические характеристики городских телефонных кабелей
(по ГОСТ 1176-55)
Диаметр проволоки, мм Сопротивление жилы при 20® С, ОЛ1/К.М Электрическая рабочая емкость. мкф[км
ц кабелях с числом пар:
до 50 включительно более 50
средняя макси- мальная средняя макси- мальная
0,4 не более 148 0,050 0,055 0,050 0,055
0,5 95,0 .... 0,050 0,055 0,050 0,055
0,6 » „ 65,8 .... 0,041 0,045 0,039 0,043
0,7 • » 48 . . . . 0,042 0,046 0,040 0,044
Сопротивление изоляции каждой жилы по отношению
ко всем остальным жилам, соединенным со свинцовой обо-
лочкой, должно быть не менее 2000 Мом/км при темпера-
туре 20° С.
Готовый кабель должен выдерживать в течение 2 мин.
испытание переменным напряжением 500 в частотой 50 гц,
прикладываемым между жилами и свинцовой оболочкой.
4-7. Низкочастотные кабели дальней связи
Низкочастотные кабели дальней связи изготовляются в
основном с кордельно-бумажной изоляцией токопроводящих
жил, состоящих из медной проволоки следующих пяти диа-
метров: 0,8; 0,9; 1,0; 1,2 и 1,4 мм. Как исключение, допу-
скается изолирование тонких токопроводящих жнл диамет-
ром 0,8 и 0,9 мм двумя бумажными лентами без корделя.
В зависимости от состава элементов сердечника низко-
частотные кабели разделяются на две основные группы:
§ 4-7] Низкочастотные кабели дальней связи 147
1) однородные кабели, сердечник которых скручен из
одних звездных четверок;
2) комбинированные кабели, сердечник которых скру-
чен из разнородных групп.
а) Однородные к аб е л и
Однородные низкочастотные кабели различаются по сле-
дующим четырем конструктивным признакам:
1) по роду защитных покровов;
2) по наличию или отсутствию экранировки между чет-
верками;
3) по числу четверок;
4) по диаметру токопроводящей жилы.
Кабели выпускаются по единым конструкциям в соот-
ветствии с ГОСТ 5008-49, которым предусмотрено 12 раз-
личных марок кабелей, определяемых, во-первых, родом
защитных покровов и, во-вторых, наличием или отсутствием
в кабеле экранированных групп. Марки этих кабелей при-
ведены в табл. 4-6. Наличие буквы 3 в марке кабеля ука-
зывает на звездную скрутку жил, а буквы Э — на экрани-
рование четверок.
Стандартизованные числа четверок в кабелях приведе-
НЫ В табл. 4-6. Таблица 46
Количество четверок в однородных низкочастотных кабелях
дальней связи
Марки кабелеА Диаметр жилы, мм
0,8 п 0,0 1,0 и 1,2 м
Число четверок
ТЗГ, ТЗБ 3, 4, 7, 12, 14, 19, 24, 27, 30, 38, 44, 48, 52, 61. 75, 80, 91, 102, 108, 114 3, 4, 9, 12, 14, 19, 24, 27, 30, 37, 44. 48, 52, 61 3, 4, 7, 12, 14, 19, 24, 27, 30, 37
ТЗЭГ, ТЗЭБ, ТЗБГ, ТЗЭБГ, тзп, тзэп, ТЗПГ, 13ЭЛГ 3, 4, 7, 12, 14. 19, 24, 27, 30, 37 3, 4, 7, 12, 14, 19, 24, 27, 30 37 3, 4, 7, 12, 14
тзк. тзэк 7, 12. 14, 19, 24, 27, 30, 37 3, 4, 7, 12, 14, 19, 24, 27, 30, 37 3, 4, 7, 12, 14
10’
148 Конструкции симметричных кабелей связи [Гл. 4
Для изолирования токопроводящих жил применяются
бумажный кор дель и кабельная бумага'марки К-12. Кор-
дель накладывается на жилу спирально с шагом 7 —s-10 мм;
бумажная лента накладывается поверх корделя с положи-
тельным перекрытием 15 ч-25%. Диаметр корделя выби-
рается так, чтобы он равнялся примерно половине диаметра
изолируемой медной проволоки.
Изолированные жилы скручиваются в звездную четверку
с шагом 150-4—200 мм. Каждая четверка обматывается по
открытой спирали цветной прядкой из шести — девяти ни-
ток хлопчатобумажной пряжи № 54/1 с шагом 20 ч- 30 мм.
- Коэффициент скрутки жил в четверку принимается рав-
ным 2,2.
Усиленная группа отличается от обычной тем, что на
нее, помимо обмотки из хлопчатобумажной пряжи, накла-
дываются с перекрытием 15 ч-25% три ленты из кабельной
бумаги К-12. В экранированной группе к трем слоям ка-
бельной бумаги добавляется слой металлизированной бу-
маги, накладываемой металлизированной стороной наружу,
также с перекрытием 15 ч-25%.
Сечения простой, усиленной и экранированной четверок
с указанием системы расцветки жил приведены па фиг.
4-13.
Скрученные концентрическими повнвами четверки обра-
зуют сердечник кабеля. При этом в каждом повиве у смеж-
ных четверок должны быть различные взаимно согласован-
ные шаги скрутки, например 150 и 180 или 150 и 200 мм.
Цвета пряжи, которой скрепляются четверки, соответ-
ствуют определенным шагам скрутки четверок.
Кроме того, в каждом повиве предусмотрены по две
контрольные (счетные) четверки, различающиеся между
собой по цвету пряжи и отличающиеся расцветкой пряжи
от всех остальных четверок данного повива. В качестве
примера на фиг. 4-14,а схематически показано расположе-
ние контрольных четверок в повивах 30-четвёрочного ка-
беля.
Каждый повив сердечника, кроме центрального и наруж-
ного, обматывается спирально с шагом 60 ч-70 мм прядкой
из 20 нитей хлопчатобумажной пряжи № 54/1.
Поясная изоляция сердечника состоит из трех слоев
кабельной бумаги К-12; бумажные- ленты накладываются
с перекрытием 15 ч- 25 %.
§ 4-7]
Низкочастотные кабели дальней связи
149
Расцветка -
-------Белая
----Белая с синей полосой
----Белая с красной полосой
----—Белая с зеленой полосой
Фиг. 4-13. Конструкция звездной четверки,
а — простая четверка; б — усиленная четверка; в — экранированная четверка; 1 —
токопроводящая жила из мел ной отожженной проволоки; 2— обмотка корделем;
3 — обмотка бумажной лентой; 4~ обмотка хлопчатобумажной пряжей; 5—обмот-
ка тремя слоями кабельной бумаги; 6 — обмотка металлнаированной бумагой
Фиг. 4-14. Расположение контрольных четверок в повивах.
а — сердечник 30 X 4, скручен на простых четчерок; б — сердечник 27 X 4, скру-
чен из экранированных и усиленных четверок. Контрольные четверки заштри-
хованы.
На фиг. 4-14,6 схематически показано взаимное распо-
ложение экранированных и усиленных четверок в повнвах
сердечника 27-четверочного кабеля.
150
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Номинальные значения радиальной толщины свинцовой
оболочки в зависимости от диаметра и марки кабелей ле-
жат в пределах 1,25 ч- 3,0 мм.
Фиг. 4-1S. Кабель марки ТЗБ.
Фиг. 4-16. Сечение кабеля марки ТЗК.
Кабель марки ТЗБ изображен на фиг. 4-15, а кабель
марки ТЗК — на фиг. 4-16.
Значения электрической рабочей емкости кабелей дол-
жны лежать е пределах 0,030 ч- 0,036 мкф/км для неэкра-
нированных и 0,033 ч-0,038 мкф!км — для экранированных
кабелей.
Сопротивление изоляции каждой жилы по отношению
ко всем остальным жилам, соединенным со свинцовой обо-
лочкой должно быть не менее 10000 Мом(км при темпера-
туре 20° С.
§ 4-7]
Низкочастотные кабели дальней связи
151
Нормированные значения коэффициентов емкостной
связи приведены в табл. 4-7.
Таблица 4-7
Нормированные значения коэффициентов емкостной связи
в однородных низкочастотных кабелях дальней связи
(ГОСТ 5008-49)
Коэффициент емкостной связи, мклкг#
Наименованне Обозна- чение Среднее значе- ние из всех измерений Максимальное значение
Между основными цепями ч /~Г I
каждой четверки ^1 75 V ~ 280 —
Между основными цепями ря- т 425 425
дом лежащих четверок:
а) в пеэкранпрованьых ка- .. - /Т I
белях ^9-12 110 1/ — V 425 420 — 425
б) в экранированных кабе- I
лях ... 10 / ь 20 ь
V 425 425
Между основными цепями и л L
землей Cj, <?2 260 425 1 100 ±- 425
Примечай и е. L — строительная длина кабеля-
Электрическая прочность изоляции готового кабеля при
испытании переменным напряжением частотой 50 гц, при-
кладываемым в течение 2 мин., должна быть не ниже вели-
чин, указанных в табл. 4-8.
Таблица 4-8
Величины испытательного напряжения для однородных
низкочастотных кабелей дальней связи
Участок, к которому прикладывается напряжение Диаметр токопроводящей жилы, мм
0,8 и 0,9 1,0; 1,2 н 1.4
Напряжение, в
Между жилами 700 1000
Между жилами и свинцовой оболочкой в неэкранированных кабелях 1800 1 800
Между жилами и экраном, соединенным со свинцовой оболочкой 1000 1 800
152
Конструкции ои-мметрнчпых кабелей связи
[ Гл. 4
б) КО'М б и н и р о в а н'н ы е к а бе л и
Комбинированные низкочастотные кабели состоят из сле-
дующих разнородных элементарных групп: экранированных
пар, предназначенных для передачи радиовещательных кон-
цертных программ, простых и усиленных звездных четверок
и усиленных шестерок.
Отличительной особенностью конструкций комбиниро-
ванных кабелей является то, что токопроводящие жилы из
проволок различного диаметра скручены в равновеликие
(по диаметру) элементарные группы примерно равной меха-
нической прочности. Благодаря такой скрутке сердечника
исключается вероятность несимметричного распределения
механических напряжений, способных привести к обрывам
жил при изгибах и особенно при прокладке кабеля.
Изоляция токопроводящих жил — корделыю-бумажиая.
Низкочастотные телефонные кабели дальней связи выпу-
скаются шести марок: ТДСТ, ТДСБ, ТДСП, ТДСК, ТДСБК
и ТДСП К.
Комбинированные низкочастотные кабели в зависимости
от структуры сердечника разделяются иа две группы:
1) одноповивные и
2) двухповивные.
Сечения двух типов одиоповивных комбинированных ка-
белей изображены на фиг. 4-17.
Двухповивные комбинированные кабели содержат в
центральном (первом) повиве сердечника экранированные
пары с токопроводящими жилами диаметром 0,9; 1,0; 1,2
или 1,4 мм и во внешнем (втором) повиве звездные четвер-
ки или пары, скрученные из токопроводящих жил диамет-
ром 0,7; 0,8; 0,9 мм.
Конструктивные отличия комбинированных низкочастот-
ных кабелей от однородных кабелей заключаются также и
в следующем:
1) Токопроводящие медные жилы поверх корделя по-
крываются не одним, а двумя слоями кабельной бумаги
К" 12.
2) В двухповивиых кабелях, центральный повив, состоя-
щий из экранированных пар, обматывается тремя лентами
кабельной бумаги К-12, накладываемыми с перекрытием
20 -г— 2о %.
§ 4-7]
Низкочастотные кабели дальней связи
153
Фиг. 4-17. Сечение одноповиввых комбинированных низкочастотных
кабелей марки ТДСГ.
а — кабель 4 X 2SKp X 0.9 + 3 X (J X 4у X 0,8); б — кабель 2 X 2экр X 1.2 + 2 X
X (3 X 2 X 0,8); I — свинцовая оболочка; 2 — поясная нголяцня; 3 — экранирован-
ные пары; 4— усиленные четверки; 5 — шестерки Осиленные).
Электрические свойства симметричных кабелей с раз-
личными диаметрами жил при частоте 800 гц приведены в
табл. 4-9.
Таблица 4-9
Электрические параметры симметричных кабелей с бумажной
изоляцией при частоте 500 гц
Л мм /?. ом /км L. мгя/км с. нф/км G, ?. миеп/км, 2. ом
0,5 184,0 0,7 31 0,5 118,0 1040
0,6 123,0 0,7 32 0,5 97,9 880
0,7 92,5 -0,7 32,5 0,5 88,0 7:0
0,8 69,8 0,7 33 °»6 73,8 650
0,9 54,6 0,7 33,5 0,6 65,6 570
1,0 44,3 0,7 34 0,6 59,1 510
1,2 30,8 0,7 34,5 0,7 48,8 425
1,4 22,6 0,6 35,5 0,7 42,0 360
1,5 19,7 0,6 36 0,7 39,1 330
1 8 13,7 0,6 37 0,7 32,0 275
2,0 и.о 0,6 38 0,8 28,4 245
—44
—44
—43
—43
—42
—42
—39
—37
154
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
4-8. Высокочастотные кабели дальней связи
Высокочастотные кабели дальней связи различаются по
следующим четырем конструктивным признакам:
1) по типу изоляции токопроводящих жил;
2) по числу и составу элементарных групп;
3) по наличию или отсутствию сигнальных жил;
4) по роду защитных покровов.
Б зависимости от типа изоляции токопроводящих жил
различаются две основные группы высокочастотных сим-
метричных кабелей дальней связи:
1) кабели с кор дельно-бумажной изоляцией;
2) кабели с кордсльно-стирофлексиой изоляцией.
Кабели с кор дельно-бумажной изоляцией предназначены
для передачи частот до 108 кгц, т. е. уплотняются 24-ка-
нальной системой связи (К-24); кабели с кордельно-стиро-
флексной изоляцией рассчитаны на уплотнение частотами
до 252 кгц, т. е. могут быть использованы для 60-каналь-
ной системы связи (К-60).
Независимо от типа изоляции токопроводящие жилы вы-
сокочастотных кабелей, состоящие, как правило, из медной
проволоки диаметром 1,2 мм, скручиваются преимуществен-
но в звездные четверки. Исключение составляют лишь ком-
бинированные кабели с кордельно-бумажпой изоляцией
имеющие в своем составе также экранированные пары с то-
копроводящими жилами диаметром 1,4 мм.
Одной из характерных конструктивных особенностей
высокочастотных кабелей дальней связи является наличие
сигнальных жил, которые служат для передачи сигналов
контроля и управления необслуживаемыми усилительными
пунктами. Использование сигнальных жил позволяет осу-
ществлять регистрацию и поддержание заданных темпера-
туры и влажности в помещении усилительного пункта,
производить переключение с одного комплекта усилитель-
ных ламп на другой и г. п.
По роду защитных покровов высокочастотные кабели
разделяются иа:
а) кабели в свинцовой оболочке голые марки МКГ или
соответственно МКСГ;
б) кабели в свинцовой оболочке, бронированные двумя
стальными лентами, марки МКБ (соответственно МКСБ
или МКСБГ);
§ 4-8]
Высокочастотные кабели дальней связи
155
в) кабели в свинцовой оболочке, бронированные сталь-
ными круглыми проволоками, марок МКК и МКСК-
а) Высокочастотные кабели
с кюр дельно - б у м.а жн о й изоляцией
В зависимости от состава сердечника кабели бывают:
1) однородные, скрученные из трех, четырех или семи
четверок звездной скрутки с токопроводящими жилами диа-
метром 1,2 мм;
2) комбинированные, включающие, помимо четверок,
экранированные пары с токопроводящими жилами диа-
метром 1,4 мм.
Основным комбинированным кабелем является 21-пар-
ный кабель, состоящий из девяти четверок и трех экраниро-
ванных пар; в отдельных случаях могут изготовляться
32-парный кабель, включающий 14 четверок и четыре экра-
нированные пары, и 13-парньтй кабель, в котором имеются
шесть четверок и одна экранированная пара. Часть кабелей
как однородных, так -и комбинированных содержит четы-
ре— шесть сигнальных жил диаметром 1,0 мм, 50% кото-
рых изготовлено из эмалированной медной проволоки.
Выпускается восемь различных конструкций высокоча-
стотных кабелей с кор дельно-бумажной изоляцией, пред-
ставление о которых дает следующая условная запись:
ЗХ 4X1,2; 4Х4Х1,2; 4 Х-4 X 1,2 + 5 X 1 XhO;
7X4 X 1,2; 7x4X1,24-6x1 X 1,0;
6X4 X 1,2 + 1 X 2SK/> X 1,4; 3 X 2экрХ 1,44- 9 х 4 X 1,2;
1Х2^ХО,94-ЗХ2^Х1Л +
Ч-2Х4уХ 1,24-12X4 X 1.2.
Основные конструктивные отличия высокочастотных
кабелей с кордельно-бумажной изоляцией от низкочастот-
ных заключаются в следующем:
1. Токопроводящие жилы диаметром 1,2 и 1,4 мм изоли-
руются трехниточным корделем диаметром 0,81 мм. и двумя
лентами из кабельной бумаги К-17 (сигнальные жилы изо-
лируются четырьмя лентами из кабельной бумаги К-12).
2. Все элементарнее группы (звездные четверки, экра-
нированиые лары), образующие сердечник кабеля, имеют
156
Конструкции симметричных кабелей связи
[Гл. 4
Фиг. 4-18, Конструкция кабеля
МКБ 32 X 2-
в табл. 4-10.
р-азличные взаимно
согласованные шаги
скрутки. Последние вы-
бираются в пределах
1 OU +- 300 мм. Каждому
значению шага скрутки
соответствует опреде-
ленная отличительная
расцветка хлопчатобу-
мажной пряжи, кото-
рой повивается по от-
крытой спирали данная
скручен пая группа.
На фиг. 4-18 пока-
зана конструкция кабе-
ля МКБ —32 X 2.
Электрические ха-
рактеристики высоко-
частотных кабелей с кордельио-бумажпой изоляцией, нор-
мированные при температуре -f-20°C, представлены
Т аб лица 4-10
Электрические характеристики высокочастотных кабелей марок
МКГ, МКБ, МКК, уплотняемых 24-каиальной системой связи
Нанменопаиие характеристики Частота. кгц Един и [а измерения 2 g- ~ га s2 ? С.И о» О н И х и -° . «г га £5 ёч 1 пересчета на другую длину (/.)
Звездные четвер Сопротивление пары СII С ток 1 и а м е т р о О п р о м 1,2 В о Д Я Щ ММ 1МН к и лаки £
жил не более .... Разность сопротивлений Постоянный ток ом 31,9 1 000 Тооо
жил в одной паре не более Сопротивление изоля- То же 0,12 429 V— V 429
ции не более .... — Мом 10 000 I 000 L
Рабочая емкость . . . 0,8 нф‘ 27+1 „ 1 1 000 L 1 000
§ 4-8]
Высокочастотные кабели дальней связн
157
Продолжение табл. 4-10
Л . l_=s
S <и =
Наименование Частота,
характеристики кгц = S' ~ аб Я
ЧЙ.Х * S
5 = О я =t
Емкостные связи: 1/— У 429
среднее значение . . 0,8 пф 17 429
максимальное значе- /
нне ^2-3 0,8 пф 40 429 429
среднее значение . . 0,8 в 75 429 L 429
максимальное значе- I
ние ^0-12 0,8 ъ 200 429 429
максимальное значе- L
нне 0,8 15 429
Емкостная асимметрия 429
на землю et_2—макси- мальное значение . . 0,8 300 429 L 429
Переходное затухание
на дальнем конце меж- ду парами различных четверок не менее . . 100 неп 8,7 429
Допускаются отдельные
значения не менее . . 100 п 8,3 429 —
Величины испытательных напряжений такие же, как
и в случае однородных низкочастотных кабелей (см. табл.
4'8). Частотная зависимость параметров кабеля с кордель-
но-бумажной изоляцией приведена в табл. 4-11.
Таблица 4-11
Частотная зависимость параметров симметричного кабеля
с кордельно-бумажной изоляцией
(d = 1,2 мм. D30 = 7 juju)
Пара- метр Единица измерения Частота, кгц
12 30 60 ШБ 156 2Б2 492
R OM'KM ..... 36,1 42 53,5 70 83,1 102,5 140,5
L M2H KM 0,816 0,81 0,8 0,784 0,773 0,763 0,75
C Н$!км 27 27 27 27 27 27 27
G 1 J~c/ом км . . . 8,8 30 9J 198 318 630 1440
? мнет км . . . 104 3 123 163,4 221,1 289 . 60,5 5S4
a радеем . . . 0,354 0,876 1,74 3,1 4,46 7,15 13,я
Z ом ....... 187 178 175 172 170,5 170 1688
158 Конструкции симметричных кабелей связи (Гл. 4
б) Высокочастотные кабели
с ксрдсльно-стирофлексной изоляцией
Кабели изготовляются с токопроводящими жилами диа-
метром 1,2 лш и числом четверок четыре и семь. Количе-
ство сигнальных жил такое же, как н в кабелях с кордель-
но-бумажной изоляцией; диаметр сигнальных жил 0,9 мм
Токопроводящие жилы высокочастотных четверок изоли-
руются разноцветным корделем диаметром 0,8 мм, а сиг-
нальные жилы — корделем диаметром 0,65 мм. Поверх кор-
деля наложена обмотка стирофлексной лентой толщиной
0,05 мм с перекрытием 25н-30%. Изолированные жилы
скручиваются в четверки, имеющие заполнение в центре из
стирофлексного корделя диаметром 1,1 мм. Значения шагов
скрутки всех четверок различны, взаимно согласованы и ле-
жат в пределах 125 — 275 мм. Каждая четверка обмотана
спирально цветной хлопчатобумажной пряжей, цвет кото-
рой присвоен определенному шагу скрутки четверки. Пояс-
ная изоляция сердечника состоит из трех лепт кабельной
бумаги К-12, наложенной с зазором 1-н 2 мм, и одной ме-
таллизированной бумажной ленты, наложенной с перекры-
тием З-т-5%.
Электрические характеристики кабелей, предназначен-
ных для уплотнения системой К-60, приведены в табл. 4-12.
Таблица 4-12
Электрические характеристики высокочастотных кабелей МКСГ,
МКСБ, МКСК, уплотняемых 60-канальнон системой связи (/<=60)
Наименование характеристики Частота, кгц Единица измерения Величина характе- ристики
Сопротивление жил не более: диаметр 1,2 мм Постояв- ом] КМ 16,4
диаметр 0,9 мм ный ток То же — 28,5
Разность сопротивлений жил одной разговорной пары не более ом]стр. длину 0,12
Сопротивление изоляции жил не менее Мом-км 10 000
Рабочая емкость 0,8 нф км 25 + 0,8
Емкостные связи и асим- метрия на землю е4-2 не более 0,8 пф1стр. длину 105
§ 4-8]
Высокочастотные кабели дальней связи
159
Продолжение
Наименование характеристики Частота. кгц Единица измерения Величина характе- ристики
(допускается одно значение в строительной длине не бо- лее) 0,8 пф 175
Переходные затухания на ближнем конце внутри чет- верок и между смежными четверками не менее . . . 250 неп/стр. длину 7,3
(допускаются отдельные зна- чения не менее) — — 7,0
Переходные затухания на даль- нем конце внутри четверок и между четверками не ме- пее 250 «еп/стр. длину 8,7
(допускаются отдельные зна- чения не менее) 8,3
Электрическая прочность изо- ляции не менее: а) между всеми жилами и оболочкой 0,05 в I 800
б) между жилами в раз- говорных парах .... — — 1000
Частотная зависимость параметров кабеля с кордельно-
стирофлеконой изоляцией приведена) в табл. 4-13. Частот-
ная зависимость затухания симметричных кабелей с раз-
личными типами изоляции в спектре частот до 500 кгц при-
ведена в табл. 4-14.
Таблица 4-13
Частотная зависимость параметров симметричного кабеля
С кордельно-стирофлексной изоляцией (d ~ 1,2, ®зв~7 мм)
Пара- метр Единица измерения Частота, кгц
12 30 60 JD8 1Б6 252 492
R ом[км 36,1 41 53,6 69,1 83,1 102,5 142,3
L М2 И/КМ ..... 0,816 0,81 0,8 0,784 0,773 0,763 0,75
С кф1км ..... 23,5 23,5 23.5 2о,5 23,5 23,5 23,5
G 1и“в/ОЛ-А'Л< . . . 0,336 1,37 4,58 14 21,4 40,6 98,5
f мнеп/км .... 97,0 113 145,4 193 231 290,6 406
а padj км 0,366 0,837 1 66 2,96 4,25 6,82 13,2
Z ом ....... 194 185 181 180 178 176,8 176,5
160
Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [ Гл. 5
Таблица 4-14
Затухание кабелей (мнп1км) с различными видами изоляции при
£>зв = 7 лл и d = 1,2 лш)
йга 7 | Бумага (в - 1,4) Ст ирефлекс (Е- 1,3) Полиэтилен (6 " 2,0) Пористый поли- этилен (е — 1,5)
₽ зС Р Рс ₽R Но Р
60 152 1,1 163 145 0,44 145,4 183 0,22 183,2 158 0,1 *158,1
108 203 17,8 220,8 192 1 0 193,0 242 0,54 242,5 210 0,32 210,3
252 303 60,5 363,5 287 3,58 290,6 362 2,6 364,6 316 1,14 317,1
49’2 418 168 5S6 397 8,95 406,0 500 8,4 508,4 435 2,9 437,9
Глава пятая
КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
5-1. Внутренний проводник коаксиального кабеля
Внутренний проводник коаксиального кабеля должен
быть цилиндрической формы и обладать необходимой ме-
ханической прочностью в сочетании с достаточной гибко-
стью и высокой электропроводностью.
Наиболее часто внутренний проводник изготовляется из
меди, реже — из алюминия.
При изготовлении кабелей используется преимуществен-
но твердотявутая медь, обладающая высокой механической
прочностью.
В настоящее время применяют различные конструкции
внутренних проводников коаксиального кабеля. Наиболее
широкое распространение имеет сплошной цилиндрический
проводник (фиг. 5-1, а). В кабелях больших габаритов с
целью экономии металла внутренний проводник делают по-
лым (фиг. 5-1,6).
В тех случаях, когда требуется повышенная гибкость
кабеля, внутренний проводник изготовляется многопрово-
лочным, состоящим из 7, 19 или 37 отдельных проводников
(фиг. 5-1,в ~г-5-1,6).
§ 5-2] Способы изолирования жил в коаксиальных кабелях 161
Чтобы обеспечить достаточную .гибкость, при больших
сечениях внутреннего проводника, применяется составная
жила, имеющая периферийный повив из тонких проволок
(фиг. 5-1,е).
Иногда для изготовления внутреннего проводника ис-
пользуется термический биметалл, применение которого
одновременно с повышением механической прочности про-
водника дает большую экономию цветных металлов
(фиг. 5-1,3/с).
Фиг. 5-1. Конструкция внутреннего провода коаксиального кабеля.
Биметаллический проводник может быть изготовлен с
алюминиевым сердечником, на который холодным способом
накладывают фальцованную медную ленту толщиной
0,1-т-0,15 мм (фнг. 5-1,з).
5-2. Способы изолирования жил в коаксиальных кабелях
Изоляция коаксиального кабеля должна обладать ди-
электрической проницаемостью, приближающейся к едини-
це, большим удельным сопротивлением, малыми диэлектри-
ческими потерями, высоким пробивным напряжением, ма-
лой гигроскопичностью и неизменностью свойств в процес-
се длительной эксплуатации.
Если на заре производства коаксиальных кабелей в ка-
честве изоляции применяли керамику, резиновые смеси и
волокнистые диэлектрики, то в настоящее время их вытес-
нили такие пластмассы, как стирофлекс, полиэтилен и фто-
ропласт.
НИ. И. Гроднев, Р. М. Лакеркнк и Д. Л. Шарле.
162' Конструкции коаксиальных кабелей дальней -свяай [Гл. 5
Отличительной особенностью пластических масс являет-
ся стабильность их электрических характеристик, особенно
в области высокий частот, достаточная механическая проч-
ность и простота технологической обработки.
а) Виды изоляции. Высокие требования, предъ-
являемые к механическим и электрическим свойствам изо-
"ляции коаксиальных кабелей, привели к созданию сложных
конструкций изоляционных покровов (шайбы, спирали, кол-
пачки, кордельные каркасы и т. д.).
Изоляция подразделяется на сплошную и комбиниро-
ванную. Последняя может быть воздушно-пластмасс свой или
воздушно-керамической. Соотношение объемов диэлектрика
Vd и воздуха VB в существующих типах кабелей с комби-
нированной изоляцией составляет:
£ = 7.0-720-
v в
Комбинированная изоляция бывает прерывистой и не-
прерывной. Характерным типом прерывистой изоляции яв-
ляется шайбовая, выполняемая путем размещения шайб
на внутреннем проводнике кабеля через каждые 20 н-
60 мм. Кордели, опорные спирали, «звездочка», колпачки,
а также каркасы относятся к изоляции непрерывного типа.
В магистральных кабелях дальней связи наибольшее
применение получила шайбовая изоляция. Ее преимущества
особенно возросли в последнее время в связи с массовым
использованием полиэтилена, допускающего широкую авто-
матизацию всех производственных процессов по (изготовле-
нию кабеля.
Последнее время наряду с шайбовой изоляцией начи-
нает применяться изоляция из полиэтиленовой спирали
прямоугольного сечения.
б) Шайбовая изоляция. Шайбовая изоляция осу-
ществляется при помощи шайб, размещаемых через опре-
деленные промежутки (20 -ь 60 мм) вдоль кабеля
(фиг. 5-2).
Внутреннее отверстие шайбы соответствует диаметру
внутреннего проводника; ее наружный диаметр должен
совпадать с внутренним диаметром внешнего проводника.
§ 5-2] Способы изолирования жил в коаксиальных кабелях 163
Для изготовления шайб чаще всего применяют поли-
этилен, реже — полистирол н керамику.
Некоторые конструктивные данные шайбовой изоляции
приведены в табл. 5-1.
Фиг. 5-2. Кабель с шайбовой изоляцией.
Таблица 5-1
Конструктивные данные шайбовой изоляции кабелей
Тип кабеля Материал шайбы Расстояние между шай- бами, мм Т 0Л1ЦПН8 шайбы, мм
5/18 Керамика 60 5
5/18 Полистирол 60 3
2,6/9.4 Полиэтилен 25 2,2
1,83/6,7 - 20 1,78
Внутреннее отверстие шайбы обычно делается несколь-
ко меньше диаметра внутреннего проводника, и поэтому
надетая на него шайба за счет трения удерживается в
фиксированном положении. Для придания прочности кон-
струкции кабеля шайбы располагаются таким образом, что
боковые надрезы периодически меняют свое положение
на 180°.
Фиг. 5-3. Изоляция, из спирали прямоугольного сечения.
в) Изоляция из спирали прямоугольного
сечения. Изоляция представляет собой равномерно рас-
пределенную по длине кабеля спираль из полиэтилена
(фиг. 5-3). В сечении спираль имеет прямоугольную форму.
Шаг наложения спирали и толщина твердого диэлектрика
рассчитаны на обеспечение оптимальных механических н
электрических характеристик. В кабеле типа 2,6/9,4 шаг
спирали порядка 15 ч-20 мм, а толщина диэлектрика
1,5-5-2,0 мм.
164
Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [ Гл. 5
Достоинством данного вида изоляции являются высокие
электрические и механические свойства и технологичность
в массовом производстве.
Диэлектрическая проницаемость спиральной изоляции
аналогична диэлектрической проницаемости шайбовой поли-
этиленовой изоляции и составляег
е=1,08-=-1,10.
Спиральная изоляция обеспечивает весьма - хорошую
гибкость, однородность параметров и надежность центров-
ки проводов кабеля.
Указанный вид изоляции все больше внедряется в ка-
бельное производство и вытесняет другие виды воздушно-
комбинированных изол яцн й.
Б табл. 5-2 приведены результирующие (эквивалентные)
значения es н для различных типов комбинированной
изоляции кабелей, полученные экспериментальным путем.
Тут же показаны соотношения объемов диэлектрика
и воздуха V для различных типов изоляции.
Из табл. 5-2 видно, что лучшими данными обладают
шайбовая изоляция и изоляция из спирали прямоугольного
сечения.
5-3. Внешний проводник и защитные покровы
в коаксиальных кабелях
Наряду с изоляцией одним из наиболее сложных кон-
структивных элементов кабеля является внешний провод-
ник.
С точки зрения электрических свойств коаксиального
кабеля иаилучшей формой внешнего-проводника является
полый цилиндр, однородный по всей длине. Б этом случае
вся энергия без дополнительных потерь и искажений рас-
пространяется по кабелю в аксиальном направлении.
Прорези, вмятины, швы, спиральности и прочие нерав-
номерности конструкции внешнего проводника искажают
электромагнитное поле внутри кабеля, что вызывает допол-
нительные потери энергии.
Однако изготовить достаточно длинный гибкий кабель
с цилиндрическим сплошным внешним проводником крайне
затруднительно. Технологические трудности создания та-
Таблица 5-2
Результирующие (эквивалентные) значения еэ и изоляции различных Типов
Тип кабеля Диэлектрик Тип изоляции а — толщина шайбы б — расстояние между шай- бами (jhjh) вз Отношение объемов диэлектри- ка и воз- vd духа—, % ‘'в /«5,10е гц /-Ы1У гц т X | /-Ы0” г/ij
(Е6э - 10*
I 2 3 4 Г> 6 1 8 9 10 п
5/18 Керамика Шайбы, с=3; С—60 1,19 5 1,1 1.0 0,9 — — —
5/18 • a=5;tf=60 1,25 8,3 1,2 1,1 1,1 — — —
5/18 Полистирол . с=3; б'=60 1,09 5 0,35 0,35 о,3 О.5 1.6
5/18 Стирофлекс Двухслойная спираль 1,19 12 0,75 0,8 1.0 1,2 1,35 1,5
5/18 - Опорный каркас 1.13 8 0,56 0,6 0,8 0,9 1,0 1,1
1,83/6,7 Полиэтилен Шайбы, с=1; б-=20 1,Ю 5 0,37 0,38 0,46 0.7 0,75 —
2,6/9,4 , а = 2,2; =25 1,10 8,8 0,5 0,5 — — — —
2,6/9,4 Полистирол „ а = 2; б"=20 1,08 10 0,6 0,6 — — — —
2.6/9,4 Полиэтилен Кордель 1,38 10 9,8 20 — — — —
2,6/9,4 • Прямоугольная спираль 1,08-5-1,10 5—6 0,4 0.4 0,5 —
§ 5-3] Внешний проводник и защитные покровы
166
Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [Гл. 5
кого внешнего проводника привели к тому, что в настоя-
щее время имеется несколько различных его конструкций-
Из них для кабелей дальней связи заслуживают ‘рассмо-
трения следующие:
Фиг. 5-4. Кабель с изоляцией из стирефлексного каркаса
и внешним проводником из пол у трубок.
внутренний проводник; 2 — стирофлексная изоляция; 3—внешний провод;
4 — скрепляющий провод.
канавки
Фиг. 5-5. Внешний
проводник типа
„молния".
а) Внешний проводник из п о л у т р у б о к.
Проводник в виде непрерывной медной трубы с двумя про-
дольными швами изготовляется штамповкой в полуцилинд-
ры двух длинных медных лент толщиной 0,35 мм (фиг. 5-4).
наносятся по всей длине лент через
каждые 20 мм. Для упрочнения двух-
шовного цилиндра ленты склады-
ваются со сдвигом поперечных ка-
навок.
б) Внешний проводник
типа «М о л и и я» представляет
собой непрерывную цилиндрическую
трубку с одним продольным швом
(фиг. 5-5). Для его изготовления
используется медная лента толщи-
ной 0,25-*- 0,3 мм. Зубья на краях
ленты смещены, и при изгибе ленты
образуется жесткий и устойчивый
цилиндр.
В конструктивном и электриче-
ском отношениях данный тип внешнего проводника наибо-
лее близок к идеальному цилиндру. Однако данная кон-
струкция проводника нашла широкое применение только
при изготовлении малых и средних по размерам кабелей.
Ее использование в больших кабелях затрудняется излиш-
ней жесткостью.
§ 5-4] Нвдвыгоднейшие соотношения диаметров проводов 167
в) Гофрированный внешний проводник.
Проводник изготовляется из гофрированной по спирали
ленты и имеет один продольный хорошо завальцованный
шов. Известны также бесшовные конструкции. В качестве
материала обычно используется алюминий (фиг. 5-6).
Достоинство гофрированного провода — его высокая
гибкость.
В целях защиты коаксиального кабеля дальней связи от
взаимных помех, особенно низкочастотных, он обычно снаб-
жается дополнительным экраном. Это также необходимо
для экранирования внешнего электромагнитного поля, воз-
никающего из-за технологически неизбежного эксцентри-
ситета внутреннего и внешнего проводников. Одновремен-
Фиг. 5-6. Кабель
с внешним проводом
из гофрированной
ленты.
но экран способствует повышению механической прочности
кабеля и содействует стабильности его электрических харак-
теристик.
В магистральных кабелях экран выполняется, как пра-
вило, в виде обмотки из двух стальных лент толщиной
0,15 -4-0,20 и шириной 10 -н 15 мм, накладываемых с пере-
крытием на внешний проводник кабеля.
3-ашитно-брон евы>е оболочки кабелей выбира-
ются в зависимости от условий экоплуата-ци1И -и требований,
предъявлямых к защите кабеля от механических поврежде-
ний и внешних воздействий (вода, солнечная энергия .и т. д.).
В подземных коаксиальных кабелях, как правило, при-
меняются свинцовая защитная оболочка и броневой покров
из стальных лент. В подводных кабелях броневой покров
состоит из одного-двух слоев круглой проволоки диамет-
ром 3-5-6 мм.
5-4. Наивыгоднейшее соотношение диаметров
проводов коаксиального кабеля
Конструирование коаксиального кабеля подчинено за-
даче создания оптимальной конструкции кабеля, требую-
щего минимальных затрат материалов и средств иа его
168
Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [Гл. 5
изготовление, технологичного в производстве и полностью
удовлетворяющего современным требованиям организации
многоканальных дальних связей и телевизионных передач.
При конструировании коаксиальных кабелей необходи-
мо выбрать диаметры внутреннего и внешнего проводов
кабеля и установить их соотношение между собой при ис-
пользовании различных кабельных материалов (медь, алю-
миний, свинец и т. д.).
Затухание коекшального кабеля с высококачествен-
ным диэлектриком в практически используемом спектре
частот (до 10* I06 гц} может быть определено по следую-
щей формуле (без учета потерь в диэлектрике):
МО-3
[неп) км]. (5-1)
Из данного выражения следует, что с увеличением
его числитель растет, а знаменатель уменьшается в ло-
гарифмическом масштабе. Это дает основание полагать,
что при определенном соотношении диаметров проводни-
ков кабеля его затухание будет минимальным. Исследуя
формулу на минимум в зависимости от соотношения
при постоянном D, получим, что р минимально при ^=3,6,
что следует иметь в виду, конструируя коаксиальные ка-
бели.
Это соотношение справедливо для кабелей с медными
проводами. Если же провода изготовлены нз различных
металлов, то условие минимального затухания наступает
D
при другом соотношении .
В этом случае минимальное затухание может быть опре-
делено” нз следующего выражения:
(5-2)
где "Гр и —соответственно проводимости металлов внеш-
него и внутреннего проводов.
§ 5-4] Нз^выгоднейшие соотношения диаметров проводов
169
Ниже приведены оптимальные соотношения для раз-
личных видов кабеля, причем во всех случаях принято,
что внутренний провод изготовлен из меди, а внешний—
из материала, указанного в таблице.
Медь Алюминий Железо Свинец Цинк
D d 3,6 3,9 4,2 5,2 4,3
Из графика фиг. 5-7, где представлена зависимость f
D -
от для кабелей различного типа, видно, что нарушение
оптимального соотношения (особенно в меньшую сторону)
связано с довольно резким возрастанием затухания.
Фиг. 5-7. Кривые зависимости затухания для кабелей
D
из различных металлов от изменения ,
Учитывая необходимость соблюдения наивыгодиейшего
габаритного соотношения, подставим его в (5-1) и получим
формулу для затухания коаксиального кабеля с медными
проводами:
^^У^г[неп1КЯ]. (5-3)
170
Конструкции коаксиальных ®абелеГ| дальней связи [ Гл. 5
из которой следует, что затухание увеличивается с ростом
/иг и резко уменьшается с увеличением диаметра ка-
беля.
Приведенные выше оптяшагоьиые соотношения диаме-
тров 'Проводов коаксиального кабеля получены, ’исходя из
требования достижения минммальяюто ©атух-ания.
В случае, если ставится задача обеспечить передачу
по кабелю большой мощности или создать кабель на макси-
мальное напряжение, оптимум конструкции будет при дру-
гом соотношении D и d.
В табл. 5-3 приведены оптимальные соотношения внеш-
него и внутреннего проводов коаксиальных кабелей, исходя
из различных требований к ним. Тут же'даны значения
волнового сопротивления.
Таблица 5-3
Оптимальные конструкции коаксиальных кабелей
р d Достоинство конструкции
3,6 76,6 У £ Минимум затухайия (максимум дальности связи)
2,718 59,9 .Максимум электрической прочности на
V 6 пробой
1,64-1,8 30 36
Максимум передаваемой мощности
Из приведенных данных видно, что оптимальные соот-
ношения для различных исходных требований различны.
Поэтому при конструировании коаксиальных кабелей и
выборе соотношения диаметров следует учитывать, какое
из требований является определяющим: минимум затуха-
ния, максимум электрической прочности или максимум
передаваемой мощности.
5-5. Основные конструкции коаксиальных кабелей
•На междугородных линиях связи наибольшее примене-
ние получили комбинированные кабели, состоящие из двух,
четырех или шесто коаксиальных пар и некоторого количе-
ства обычных четверок симметричной конструкции.
§ 5-5]
Основные конструкция коаксиальных кабелей
171
Магистральные коаксиальные кабели подразделяются
в соответствии с диаметрами проводников на три типа:
1,83/6,7; 2,6/9,4 и 5/18 *.
В настоящее время наибольшее применение получил
коаксиальный кабель типа 2,6/9,4. В ряде 'Случаев для полу-
чения волнового сопротивления кабеля Z = 75 ом диаметр
внутреннего провода принимается не 2,6 а 2,52 мм.
На фиг. 5-8 показано поперечное сечение такого кабеля.
В комбинированных
кабелях коаксиальные па-
ры используются для
дальних магистральных
связей и телевидения, а
по симметричным цепям
организуются связь меж-
ду промежуточными пунк-
тами, .расположенными
вдоль трассы кабеля, а
также служебная связь ш
сигнализация.
Кабель 2,6/9,4 состоит
из четырех коаксиальных
пар и пяти звездных чет-
верок.
Каждая коаксиальная
Четверто в^0,9мла
пара СОСТОИТ ИЗ внутрен- фиг. Сечение комбинированного
него медного проводника кабеля типа 2,6/9,4.
диаметром 2,6 лш и внеш-
него проводника в виде медной трубы диаметром 9,4 мм с
одним швом типа «молния».
Коаксиальная пара изолирована полиэтиленовыми шай-
бами толщиной 2,2 мм с расстоянием между ними 25 мм.
Поверх внешнего проводника расположены дополнительный
экран в виде двух мягких стальных лент толщиной 0,15 +
0,2 мм. и затем один-два слоя кабельной бумаги.
Кабель типа 2,6/9,4 используется в основном по одно-
кабельиой системе.
Две диаметрально расположенные коаксиальные пары
I . ’.'Цифра числителя обозначает диаметр внутреннего проводника
кабеля, а цифра знаменатели — внутренний диаметр внешнего про*
водника в миллиметрах.
172
Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [ Гл. 5
служат для многоканальной телефонной связи, а вторые
две пары для телевидения.
По телефонным парам возможна передача 900 канатов
в спектре частот 312—4 028 кгц или 1 800 каналов в спектре
312—8 000 кгц.
Для телевидения как черно-белого, так и цветного зани-
мается спектр частот от 50 гц до 6 000 кгц.
Возможна также по коаксиальной паре совмещенная пе-
редача 300 телефонных каналов в спектре 312—1500 кгц
и телевизионной программы в спектре 1 900—8 000 кгц.
Расстояние между усилительными пунктами ©оставляет:
60 >20 ISO 240 300 360 420 <ВО S40 600 660 720 780 840 900 SSQ Каналов
напал________ ___ ______________________
ЕД 3 К £ К El El К Е ЕДЕЕ Е К ElЕДТелефонированы
1 2 3 4 S 6 7 8 9 Ю II 12 >3 /4 >5 К
оО кгц 9028 кгц
[Телевидение
4000 кгц
О 500 юоо 1500 zvoo 2500 зооо ззао 4оао кгц
Фиг. 5-9. Распределение спектра частот использования коаксиального
кабеля.
Фиг, 5-10. Частотная зависимость первичных параметров
коаксиального кабеля типа 2,6/9,4.
§ 5-6] Основные конструкции коаксиальных кабелей
173
при уплотнении кабеля до 4 000 кгц—12 км, а при уплат-
нении до 8 000 кгц — 6 км.
Система связи четы-рехпроводна-я.
Распределение частотного спектра использования
Таблица 5-4
Электрические параметры коаксиального кабеля
типа 2,6/9,4
о Йе Наименование параметра Частота тока, кгц Единица измерения Величина параметра
I 2 3 4 5
1 2 Со про т и влен не в н у т реп не го проводника не более Сопротивление изоляции между внутренним и внешним проводниками не менее .... 0 (Посто- янный ток) 0 ом/км Мом[км 3,8 10000
3 Номинальное значение вол- нового сопротивления, изме- ренного импульсным прибором 0 ом 75±0,2
174 Конструкция коаксиальных кабелей дальней связи [Гл. 5
Продолжение
о Наименование параметра Частота тока, кгц Единица измерения Величина параметра
1 2 3 4 5
4 Максимальное значение от- клонения волнового сопротив- ления от номинальной величи- ны не более . , . , , 0 ОМ ±0,3
5 Разность волновых сопро- тивлений, измеренных в начале и конце куска кабеля строи- тельной длины, нс более . . . 0 0.40
6 Коэффициент отражения в любой точке каждого куска кабеля строительной длины не должен превосходить величины 2-Ю-з
7 Переходное затухание меж- ду любыми коаксиальными па- рами для куска строительной длины не менее 300 неп 16
8 Постоянная затухания не более I 000 неп(км 0,30
9 Электрическая прочность изоляции между экранами ко- аксиальных пар ........ 0,05 ° действ 300
10 Э :ектрическая прочность изоляции между внутренним и внешним проводниками .... 0,05 2000
Таблица 5-5
Электрические характеристики коаксиальной пары 2,6/9,4
с волновым сопротивлением Z=75 ом на частоте /=1 • 10° гц
и при £=4-20° С (емкость 48 нф/км)
Л 2В R, ом (км мгн[км о, 1О-о ОМ'КМ ОМ мкеп/км в, рад(км •о, к м/с СК
1 2 3 4 Б 6 7 8
6-104 10,206 0,2883 0,72 77,907 66 1,397 2,696-105
1-105 13,177 0,2822 1,19 77,039 86 2,303 2,727.10°
5-105 29,468 0,2706 5,97 75,390 198 11,268 2,786-105
1-10« 41,675 0,2678 11,93 75,000 282 22,420 2,801-10°
1,5-10° 51,051 0,2666 17,90 74,827 348 33,551 2,807-10°
2 0-10° 58,928 0,2659 23,86 74,724 403 44,675 2,811-105
2,5-10° 65,887 0,2654 29,83 74,653 452 55,790 2,814-105
3,0-105 72 180 0,2650 35,80 74,601 4S7 66,901 2,816-10°
§ 5-5] Основные конструкции коаксиальных кабелей 175
Продолжение
/, г« Я, ом/км L, М2К/КМ G, ю-« ом-км Z, ом Ч te к а, рад/км v, км/сек
1 2 3 4 5 С> 7 в
3,5-10“ 77,973 0,2647 41,76 74,561 538 78,009 2,817-10°
4,0-10° 83,349 0,2645 47,73 74,529 577 89,116 2,818-10°
4 5 10° 88,392 0,2643 53,69 74,502 613 100,218 2,819-10°
5,0-10° 93,184 0,2642 59,66 74,479 648 111,319 2,820-10°
5,5-10° 97,727 0.264U 65,63 74,459 681 122,417 2,821-10°
6,0-10° 102,061 0,2639 71,59 74,442 712 133,515 2,822.10°
коаксиального кабеля, рекомендованное МККФ, приведено
на фиг. 5-9.
Основные электрические параметры кабеля приведены
в табл. 5-4, а электрические характеристики коаксиальных
пар—-в табл. 5-5. На фнг. 5-10 и 5-11 показаны частотные
зависимости первичных и вторичных параметров кабеля.
Наряду с кабелем 2,6/9,4 применяется также кабель
типа 5/18. Кабель-состоит из одной коаксиальной пары,
расположенной в центре, н одного повива нз 20-е- 22, а
чаще 26 симметричных цепей.
На фиг. 5-12 приведена конструкция кабеля 27 д (циф-
ра 27 показывает общее число пар в кабеле). Проводники
Фиг. 5-12. Комбинированный коаксиальный кабель типа 27д (5/18).
176 Конструкции коаксиальных кабелей -дальней связи [Гл. Б
коаксиальной пары медные. Изоляция выполнена из кера-
мических (фреквента) шайб толщиной 3 лш с расстоянием
между ними 60 мм. Изготовляются также коаксиальные
кабели типа 5/18 со стирофлексно-кор дельной изоляцией и
другим количеством симметричных четверок и пар.
Коаксиальная пара 5/18 уплотняется в диапазоне частот
90 690 кгц для получения 200 каналов телефонной связи
и 1 -4-4 мгц для телевизионной передачи. Расстояние меж-
ду усилительными пунктами телефонной связи 35, а теле-
визионной — 17,5 км. Для прямого и обратного направлений
передачи прокладываются два отдельных кабеля по совпа-
дающей трассе. Электрические характеристики кабеля 5/18
приведены в табл. 5-7.
Таблица Б-6
Электрические характеристики коаксиального кабеля
типа 5/18
f, гц R. Ом/км L. мгн/км П1} /КМ ч X £ м неп/км а, рад/км z. v, км/сек
6-10* 5,12 0,273 53 1,35 36 1.41 71.5 2,63-108
1-Ю5 6,72 0,267 53 2,25 47,5 2,36 71,0 2,65-103
Ы06 21,30 0,259 53 22,50 153 23,00 70,0 2,73-105
3.106 36,50 0,257 53 67,50 265 68,50 69,6 2,75-105
7.106 56,50 0,257 53 157,50 410 159,00 69,1 2,79 105
1-107 67,50 0,256 53 225.00 490 225,00 69,0 2,80-105
5-6. Некоторые конструкции иностранных кабелей
Ниже рассматриваются некоторые конструкции коакси-
альных кабелей, применяемые за границей.
Для каблироваийй сетей -связи во Франции применя-
ются три типа кабелей: 5/18; 2,6/9,4 и 0,9/3,2.
Наибольший интерес представляет тип кабеля 0,9/3,2
(фиг. 5-13). Внутренний провод медный диаметром 0,9 мм.
Изоляция воздушно-полиэтиленовая н имеет несколько кон-
структивных разновидностей. По одному из вариантов изо-
ляция состоит из полиэтиленовой спирали, покрытой снару-
жи полиэтиленовой лентой.
§ 5-6]
Некоторые конструкции иностранных кабелей
177
В другом случае изоляция представляет собой полиэти-
леновые полуцилиндры, опирающиеся на полиэтиленовые
полудиски. Снаружи — спиральная скрепляющая обмотка
из полиэтиленовой ленты.
Фиг. 5-13. Кон-
струкция коак-
сиального кабе-
ля типа 0,9/3,2.
Внешний провод выполнен из медной ленты продольного
наложения (без зубцов). Затем идут две стальные спираль-
но изложенные ленты, скрепляющие конструкцию и выпол-
няющие роль дополнительного экрана. Восемь таких
коаксиальных пар скручивают-
ся в общий кабель вместе с че-
тырьмя симметричными четвер-
ками, имеющими диаметр жил
0,6 мм и бумажную изоляцию
(фиг. 5-14).
Такой кабель предназна-
чается для устройства много-
канальной связи на сравнитель-
но короткие расстояния (100
300 км). Коаксиальные пары
уплотняются в спектре до
300 кгц, обеспечивая передачу
60 каналов в спектре 12 -ь-
252 кгц.
Эти кабели уплотняются
Фиг. 5-14. Сечение кабеля с
коаксиальными парами
типа 0,9/3,2.
1 — четверки с диаметром жил
0.G дои; 2—коаксиальные пары.
также 24-канальной упрощен-
ной аппаратурой, занимающей диапазон 80,6 -г-291,8 кгц
(примерно по 8 кгц. на канал). Усилительные пункты разме-
щаются через 8-г- 10 км.
12 И. И. Гродаев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарле.
178 Конструкции коаксиальных кабелей дальней связи [Гл. э
Коаксиальный кабель типа 0,9/3,2
электрические характеристики:
имеет следующие
волновое сопротивление
постоянная затухания .
электрическая прочность
переходное затухание .
65 ом и ри 300 кгц
0,65 неп!км при 300 кгц
1 200 в при 50 гц
13 неп при 60 кгц
14 неп при 300 кгц
Фиг. 5-15. Французский комбинированный кабель.
Фиг. 5-16. Сочен нс комбини-
рованного кабеля.
/ — брони 2 ял; 3— джут 1,2 мм;
3 •— свинцовая оболочка 2,4 мм;
4 — трехслойная бумажная лента
1,2 мм; 5—коаксиальная пара 5/18;
6 — коаксиальная пара 0.9/3.2; 7 —
четверки с диаметром жил 0,6 леи;
8 — коаксиальная пара 2,6/9,4.
В кабеле типа 5/18
представляют интерес приме-
нение в качестве изоляции
полиэтиленовых шайб и» вы-
полнение внешнего провода
в виде непрерывного гофри-
рованного цилиндра, обла-
дающего повышенной гиб-
костью.
Для устройства дальней
связи и телевидения фран-
цузы применяют, как пра-
вило, комбинированные кабе-
ли. Один из вариантов такого
кабеля приведен на фиг. 5-15.
Сеиение кабеля показано на
фиг. 5-16.
Кабель содержит.
две коаксиальные пары.................... , . 5/18;
две коаксиальные лары........................2,6/9,-1;
восемь коаксиальных пар......................0,9/3,2.
§ 5-6] Некоторые конструкции -иностранных кабелей 179
Кроме того, в кабеле размещены 22 симметричных чет-
верок с диаметром жил 0,6 мм и одна сигнальная пара
с диаметром жилы 1,2 мм.
Коаксиальные пары 5/18 служат для передачи програм-
мы телевидения в спектре до 10,8 Мгц в соответствии с при-
нятым французским стандартом 819 строк разложения.
Кабели 2,6/9,4 используются для дальнего многоканаль-
ного телефонирования в диапазоне до 5 Мгц с целью полу-
чения до 960 каналов связи. Кабели 0,9/3,2 служат для мно-
гоканальной связи в спектре до- 0,3 Мгц на сравнительно ко-
роткие расстояния.
Система передачи по комбинированному кабелю рассчи-
тана так, что, несмотря иа использование различных ча-
Фмг. 5-17. Кабель со спиральной полиэтиленовой изоляцией
и_алюмшп.евой оболочкой.
стотных диапазонов, усилительные участки на всех типах
коаксиальных пар равны менаду собой и составляют 9 -г-
10 км.
Некоторый интерес представляет разработанная в
Диглим новая конструктивная разновидность -коакси-аль-
ного кабеля типа 2,8/10,2.
По своим основным электрическим характеристикам (ем-
кость, затухание, волновое сопротивление) этот кабель пол-
ностью идентичен с кабелем 2,6/9,4.
Кабель 2,8/10,2 конструктивно выполнен из медного
провода диаметром 2,8 мм, воздушио-полиэтиленовой изоля-
ции и сплошной алюминиевой оболочки с внутренним диа-
метром 10,2 мм (фиг. 5-17).
Изоляция имеет форму открытой спирали из корделя
прямоугольного сечения, обеспечивающего должную цент-
ровку проводов кабеля и высокие электрические характе-
ристики (диэлектрическая проницаемость е = 1,08-ь 1,1).
Алюминиевая оболочка выпрессовывается в виде сплош-
ной трубки и свободно лежит на изоляции. Эта оболочка
выполняет одновременно роль внешнего провода и водо-
непроницаемого покрова.
12*
180 Конструкции коаксиальных «абелей дальней связи [Гл. 5
Наряду с указанным типом кабеля в Англии применяет-
ся широкая номенклатура коаксиальных кабелей, предна-
значенных для устройства многоканальной телефонной связи
на междугородных линиях второстепенного значения. Они
же служат для устройства ответвлений и выделения кана-
лов на промежуточных пунктах. Кабели уплотняются в диа-
пазоне до 1 пли 2 Мгц.
Ниже приведены основные конструктивные и электриче-
ские данные двух типов таких коаксиальных кабелей.
Габаритные размеры 1,55/5,6 и 2,65/9,5. Изоляция
сплошная полиэтиленовая. Внутренний провод медный.
Внешний провод из алюминиевой ленты с продольным
швом.
Электрические характеристики этих кабелей следующие
Единица намерения 1,55/5,6 2,65/9,5
Электрическая емкость . . . нф[км 100 100
Постоянная затухания при 1 Мгц неп (км 0,74 0,43
Волновое сопротивление при 1 Мгц ом 53 53
Фиг. 5-18. Английский комбинированный кабель.
Кабели обычно изготовляются комбинированной кон-
струкции и содержат две, четыре пли шесть коаксиальных
пар различных типов, а также требуемое число симметрич-
ных четверок звездной скрутки и сигнальные пары.
Как симметричные четверки, так и служебные пары
имеют в ряде случаев сплошную полиэтиленовую изоляцию
(фиг. 5-18).
§ 5-6] Некоторые конструкции иностранных кабелей 181
В США -получили применение два типа коаксиальных
кабелей: 1,83/6,7 и 2,6/9,4. Кабели имеют изоляцию из поли-
этиленовых шайб. Наружный провод выполнен в виде труб-
ки с продольным швом типа «молния».
Фиг. 5-19. Американский комбинированный кабель типа 2,6/9,4.
Последнее время изготовляется преимущественно кабель
среднего типа 2,6/9,4 в комбинированном виде. Под общей
свинцовой оболочкой обычно размещаются две, четыре,
Фиг. 5-20. Общий, вид комби ня рован ею го кабеля типа 2,6/9,4.
шесть и даже восемь коаксиальных пар 2,6/9,4 и соответ-
ствующее количество симметричных пар и четверок
(фиг. 5-19). Общий вид кабелей показан на фиг. 5-20.
182
Конструкции коаксиальных «-абелен дальней связи [ Гл. 5
Применяется главным образом однокабельная система
связи.
В Америке разработана система уплотнения, при кото-
рой по коаксиальной паре возможно получить 1 860 теле-
фонных каналов в спектре 312 н-8284 кгц. Если необходи-
мо осуществить телевизионную передачу, то занимается
спектр 3 639 -4- 8 500 кгц (525 строк), а в диапазоне 312 ч-
3 084 кгц получается 660 телефонных каналов связи.
Такая высокая степень уплотнения коаксиальных пар
требует устройства усилительных пунктов через каждые
4,5 -н 5,5 км.
Электропитание этих пунктов производится дистанцион-
ным путем из обслуживаемых усилительных пунктов, рас-
полагаемых через 80 -н 100 км на кабельной магистрали.
Основные технические данные и системы уплотнения
некоторых типов магистральных коаксиальных кабелей,
принятые в различных странах, приведены в табл. 5-7
На фиг. 5-21 приведена частотная зависимость постоян-
ной затухания различных типов коаксиальных кабелей.
Основные технические данные и системы уплотнения
Страна Тип кабеля Тс лефпн и ропа и не Телевидение
Спектр частот, i Мгц | Усили- тельные участки, км га га к В.Х hi “ F- О Спектр частот, Л1.’Ч 5 3 о Р 3 ?
СССР . . 2,6/9,4 900 4 12 625 6 84-10
СССР .... 2,6/9,4 1 800 8 6 625 1,9—8** 6
Германия . . . 5,18 200 0,69 35 405 1—4 17,5
США. ... 1,83/6,7 480 2.06 8,5 525 5 —
Англия .... 2,8/10,2 9G0 5 94-10 625 5 84-10
США 2,6/9,4 I 860 8,5 4,54-5,5 525 3,6-:-8,5 4.54-5,5
Франция . . . 5/18 960 5 14ч-16 819 10,8 84-10
в ... 0.9/3,2 60 0,3 8-?-10 — — —
• Измерено при 390 кгц.
*♦ В спектре 0,312— 1,5 Мгц осуществляется 300 телефонных связей.
Фиг. 5-21.
Частотная
зависимость
постоянной
затухания
различных
типов коа-
ксиальных
кабелей.
Таблица 5-7
магистральных коаксиальных кабелей
Система связи Параметры ка- белей при /»1. Л1гц Характер цепей для телевидения Конструкция кабеля
wo ‘Z С, KfflKM 1 JJ, пеп/км Диэлектрик Внешний провод
Одноиабель- ная 75 48 0,28 Отдельные Полиэтилено- вая шайба Медь „МОЛНИЯ”
Тоже 75 48 0,28 Тоже Тоже Тоже
Двухка- бельная 70 50 0,16 Совмещены с телефон- ными Стирофлекс- кордель Медь и алюминий полутрубки
Однока- бельная 75 47 0,40 Отдельные Полиэтилено- вые шайбы Медь „молния”
То же 74,8 47 0,28 • Полиэтилено- вая спираль Алюминий трубка
н . 75 48 0,28 Совмещены с телеви- дением Полиэтилено- вые шайбы Медь „молния”
70 50 0,16 Отдельные пары Керамические шайбы Медь полу- трубки
- " 65* — 0,65* — Полиэтилено- вая спираль Медь ленты
I кы.х пар в кабеле!
V
2-М
2-М
1
6-5-8
4
4-J-8
2
2ч-8
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
Глава шестая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНОВНОМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ,
ПРИМЕНЯЕМОМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
кабелей связи
Технологический процесс изготовления кабелей связи со-
стоит из следующих основных переделов: изолирования
токопроводящих жил; скрутки изолированных жил в группы
(пары, четверки); скрутки элементарных групп в сердечник
(так называемой «общей скрутки»); сушки сердечника;
наложения влагозащитных оболочек; наложения наружных
защитных покровов (т. е. бронирования кабелей).
В качестве иллюстрации на фиг. 6-2 (стр. 186—187) по-
казана- схема технологического процесса производства сим-
метричных кабелей дальней связи.
Перечисленным основным переделам сопутствует ряд
подготовительных н вспомогательных, как, например: резка,
окраска и увлажнение бумаги, перемотка стирофлексного
корделя и др.
Основное технологическое оборудование для производ-
ства кабелей связи разделяется на изолировочное, крутиль-
ное, сушильное, прессовое, бронировочное.
Для производства кабелей связи наиболее характерным
является изолировочное, крутильное и до некоторой степени
сушильное оборудование. Гидравлические и червячные прес-
сы и брони ров очные машины по своему устройству ничем
ие отличаются от аналогичных машин, применяемых для
изготовления силовых и прочих кабелей. Поэтому в настоя-
щей книге преимущественное внимание уделено описанию
изолировочных и крутильных машин. Конструкции совре-
менных гидравлических и червячных прессов и бронировоч-
ных машин со всем относящимся к ним вспомогательным
§ 6-1] Принцип действия изолировочных и крутильных машин 185
оборудованием не описываются, так как они достаточно
подробно освещены в существующей литературе по кабель-
ной технике.
6-1. Принцип действия и основные узлы изолировочных
и крутильных машин
В большинстве случаев изолирование жил кабелей связи
представляет собой процесс спиральной обмотки проволоки
лентой (или нитью). Для осуществления спиральной обмот-
ки необходимо, чтобы лента (нить) вращалась вокруг изоли-
Фиг. 6-1. Сочетание вращательного и поступатель-
ного движений в процессах обмотки и скрутки.
а*—обмотка; б— скрутка; vt—скорость поступательного
движении; — скорость вращательного движения; v — ре-
зультирующая скорость; И — шаг скрутки.
руемой проволоки, как вокруг оси, при одновременном по-
ступательном движении этой проволоки (фиг. 6-1,а).
Подобным же образом производится наложение поясной
изоляции иа скрученный сердечник кабеля, опознавательной
нити на элементарные группы жил, например четверки,
и т. ц .
00
CD
Фиг. 6-2. Схема технологического процесса производства симметричных кабелей дальней связи.
а — изолирование токопроводящих жил; б— скрутка изолированных жил в четверку; в — общая скрутка сердечника;
г — сушка сердечника; д — освиицевание сердечника; е — бронирование кабеля.
Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6 § 6-1] Принцип действия изолировочных и крутильных машин
188 Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
На фиг. 7-7 показана схема машины для изолирования
жил городских телефонных кабелей путем обмотки бумаж-
ной лентой. Образование изоляционного слоя происходит
на участке между вращающимся обмотчиком 3 mi неподвиж-
ным калибром 4.
Для того чтобы скрутить несколько жил (или групп)
между собой, необходимо вращать все жииы (группы) во-
круг поступательно движущейся оси симметрии скручивае-
мого элемента (фиг. 6-1,6).
Как изолировочные, так и крутильные машины обяза-
тельно имеют в своем составе рабочий орган, создающий,
как правило, указанное вращательное движение, и тяговое
устройство, обеспечивающее поступательное движение изде-
лия через машину с постоянной скоростью. Кроме того,
в каждой машине имеются отдающее и приемное устрой-
ства. (В некоторых машинах, преимущественно крутильных,
отдающие катушки со скручиваемыми элементами — жила-
ми или группами — помещаются во вращающейся части
машины.)
В качестве примера иа фиг. 6-3 приведена схема маши-
ны для скрутки четверок. Четыре жилы, сошедшие с от-
дающих катушек, установленных в крутильном устройстве
и вращающихся вместе с ним так, как это показано стрел-
кой, проходят через неподвижный калибр, пряжеобмотчик,
тяговое колесо и поступают на приемное устройство. Каж-
дая из изолированных жил одновременно принимает уча-
стие в поступательном и вращательном движениях, в ре-
зультате чего каждая точка скручиваемых жил движется
по винтовой линии, чем и обеспечивается скрутка жил в чет-
верку.
В машине может быть один либо несколько разнородных
рабочих органов. В изолировочных машинах рабочими орга-
нами являются обмотчики для наложения на проволоку кор-
деля и лент, в крутильных машинах — крутильные диски,
клети и рамки, а также различного рода обмотчики, напри-
мер для наложения поясной изоляции. В бронировочных
машинах к рабочим органам следует отнести не только
броне-, бумаге-, и джутообмотчики, но также ванны, в ко-
торых осуществляется наложение и а кабель покровных
битумных смесей. Рабочая часть бумагомассной изолиро-
вочной машины включает очистную ванну, сетчатый ци-
§ 6-1] Принцип действия агзолировочных и крутильных машин 189
линдр, отжимные прессы, полировочный механизм, красиль-
ное устройство и сушильную печь.
Для наглядного представления о структуре изолировоч-
ных и крутильных машин на фиг. 6-4 изображена условная
схема взаимосвязи основных узлов машины. От электродви-
гателя через редуктор движение передается на коренной
Фиг. 6-3. Схема процесса скрутки четверок.
1 — катушка с изолированной жилой; 2 — неподвиж-
ный калибр; 3—пряжеобмотчик; 4 — тяговые колеса;
5 — приемное устройство.
(главный) вал машины. От главного вала приводятся в дви-
жение вал тягового колеса и вал рабочего органа машины.
Механизм регулирования скорости приемного устройства
получает движение от вала тягового колеса, а затем через
вал приемника движение передается на механизм расклад-
ки. Пуск и остановка машины производятся обычно при
помощи фрикционной муфты, расположенной на главном
валу.
Изолировочные и крутильные машины бывают горизон-
тальные да вертикальные, одноходовые да многоходовые, одно-
стороинего и двустороннего обслуживания.
190
Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
O*<U Злсктродвигатель
г__4______,
Редуктор
1----
tfanptitianeo рабочий Орган устройство
Приводные Валы
Фиг. 6-4. Схема взаимосвязи основных узлов изолировочных,
крутильных и бронировочных машин.
Механизм
раскладки
(раскладчик)
приемного устрой’ Приемное
стваираскмючша устройства
Фиг. 6-5. Схема изолировочных
машин одно- и двустороннего
обслуживания.
а — машина одностороннего обслужи-
вания; б — машина двустороннего
обслуживания; / — катушка с прово-
локой; 2— направляющий ролик; 3 —
бумагообмотчик; 4— тяговое колесо;
5—приемная катушка; 6—станина.
Ходом машины называет-
ся одинарный комплект от-
дающего, тягового и прием-
ного устройств и рабочей
части. Многоходовые маши-
ны состоят из нескольких
одинаково расположенных
ходов, смонтированных на
общей станине и часто при-
водимых в движение от об-
щего электродвигателя.
Вертикальные машины
подразделяются на машины
одностороннего (фиг. 6-5,d)
и двустороннего обслужи-
вания (фиг. 6-5,6).
Каждая машина снабже-
на комплектом отдающей и
приемной тары. Так как еди-
ных установленных наимено-
ваний машинной тары ка-
бельного производства не су-
ществует, то условимся всю
приемную и отдающую тару
§ 6'2] Рабочие органы изолировочных и крутильных машин 161
изолировочных машин и машин для скрутки групп (а, сле-
довательно, отдающую тару машин общей скрутки), т. е.
тару относительно небольших габаритов, называть катуш-
ками. Металлическую и деревянную тару, используемую
на всех технологических переделах, начиная с приема скру-
ченного сердечника на машинах общей скрутки и кончая
сдачей готовой продукции, будем называть барабанами.
Катушка, как и барабан, характеризуется в основном тремя
размерами: диаметром щеки DUi, диаметром шейки dut и
расстоянием между щеками, т. е. полезной шириной Ь.
Прежде чем переходить к детальному описанию приме-
няемого изолировочного и крутильного оборудования, рас-
смотрим в общих чертах назначение, принцип действия и
конструктивные схемы основных четырех узлов изолиро-
вочных и крутильных машин
6-2. Рабочие органы изолировочных и крутильных машин
а) Обмотчики
Б зависимости от назначения обмотчикам присваивают-
ся различные наименования. Так, обмотчик для наложения
бумажного или стирофлексного корделя называется корделе-
обмотчиком, а обмотчик для повнва хлопчатобумажной пря-
жей — пряжеобмотчиком. Наложение изолирующих или
металлических лент производится посредством лентообмот-
чика, частными случаями которого являются бумагообмот-
чик и бронеобмотчик, накладывающий стальные ленты на-
ружного защитного покрова.
Существует несколько типов бумагообмотчиков, разли-
чающихся между собой расположением ролика бумаги отно-
сительно оси изолируемого изделия (жилы, группы, сердеч-
ника кабеля), а также конструктивным оформлением.
Взаимное расположение осей бумажного ролика и изо-
лируемого изделия, например жилы, можно охарактери-
зовать при помощи системы прямоугольных координат X,
1 Ряд работ по классификации и кинематике крутильно-изолиро-
вочного оборудования для производства силовых кабелей был выполнен
проф. С. И. Артоболевским и доц. Ф. М. Куровским (кафедра Теории
машин н механизмов Московского энергетического института имени
В. М. Молотова).
192
Общие сведения о технологическом оборудовали и [ Гл. 6
У, Z (фиг. 6-6). Точка 0{ иа фиг. 6-6 является точкой пе-
ресечения оси ролика ММ с его средней плоскостью (пло-
скостью симметрии). При этом за ось изолируемого изде-
лия принимается ось Z. Обмотчики различаются в зависи-
мости от расстояния оси бумажного ролика от осн Z. Кроме
того, положение ролика бумажной ленты характеризуется
углами <х0, у0, образованными^™ осью с осями координат.
Если ось бумажного ролика совпадает с осью жилы,
т. е. проходит через начало координат» то обмотчик является
Фиг. 6-6. Положение оси бумагообмотчика в
системе прямоугольных координат.
центральным. Для центрального обмотчика (фиг. 6-7)
= ао = 90°, рс = 90° и Yo = 0. Плоскость бумажного
ролика перпендикулярна оси жилы. Если же ось бумаж-
ного ролика смещена относительно оси жилы на некоторое
расстояние, т. е. Х = Х0, то обмотчик относится к группе
эксцентричных.
В свою очередь эксцентричные обмотчики разделяются
на плоские, тангенциальные, полутангенциальиые и простые
(или наклонные). Все перечисленные четыре типа эксцен-
тричных бумагообмотчиков в указанной последовательности
схематически изображены на фиг. 6-8.
В плоском обмотчике (фиг. 6-8,о) оси ролика и жилы
параллельны (плоскость ролика перпендикулярна оси жилы).
Х = Х0, ао=90°, р0 = 90°, Yo —0- Следовательно, плоский
эксцентричный обмотчик отличается от центрального лишь
параллельным смещением оси бумажного ролика<
§ 6-2] Рабочие органы изолировочных н крутильных машин 193
Б тангенциальном обмотчике (фиг. 6-8,6) ось ролика
перпендикулярна оси жилы (уо = 90°); плоскость симметрии
ролика параллельна оси жилы и находится от нее на та-
ком расстоянии (Х — Хо, ¥ = У0), что является касатель-
ной к внешней поверхности слоя изоляции.
Б полутангенциальном обмотчике (фиг. 6-8,в) угол
между осями ролика и жилы у0 попрежнему равен 90°.
Фиг. 6-7. Схема центрального бумагообмотчика.
/ — изолируемая жила; 2 — бУмажныП ролик; 3— направляющие пальцы;
4 — диск обмотчика.
Отличие пол у тангенциального обмотчика от тангенциально-
го состоит в том, что средняя плоскость ролика не являет-
ся касательной к поверхности жилы; плоскость ролика па-
раллельна оси жилы Z (Z=0; У=К0; ас=0; ро=9О° и 90°).
Б простом обмотчике (фиг. 6-8,г) плоскость бумажного
ролика расположена под углом к оси жнлы; ось ролика
и ось жилы пересекаются.
Для изолирования жил кабелей связи в настоящее время
почти исключительно применяются центральные бумагооб-
мотчики как наиболее быстроходные. Для экранирования
четверок и пар и наложения поясной изоляции на кабель-
ный сердечник используются преимущественно полутанген-
циальные и плоские бумагообмотчики. Тангенциальные
бумагообмотчики не находят применения в производстве
13 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарле
Фиг. 6-8. Типы эксцентричных бумагообмотчиков.
а — плоский; б — тангенциальный; в —полутактенциальный; г — простой; J — изолируемая жила; 2 — бумажный ролик;
3— направляющие пальцы-
Общие сведения о технологическом оборудовании
§ 6-2] Рабочие органы изолировочных и крутильных машин 195
кабелей связи, так как здесь не требуется обеспечение плот-
ной, тугой обмотки. Простые бумагообмотчики выходят из
употребления из-за неудобства регулирования положения
ленты при изолировании.
б) Крутильные устройства.
Механизмы о т к р у т к и
Крутильные устройства кабельных машин бывают трех
типов: крутильные клети, крутильные диски и крутильные
рамки. Устройства первого и второго типов предназначены
для установки и вращения отдающих катушек или прием-
ных барабанов 1 вокруг оси скрутки. Таким образом, в ма-
шинах с крутильными клетями и дисками отдающее устрой-
ство, как правило, совмещено с крутильным.
Крутильные рамки вращают’ вокруг осп скрутки не от-
дающую катушку, а только ту часть поступательно движу-
щегося изделия, которая в данный момент времени нахо-
дится в пределах крутильной рамки.
Крутильная клеть (фиг. 6-9,а) представляет собой не-
сколько параллельно расположенных металлических колес,
в центре которых проходит полая металлическая ось. На
одном конце оси укреплена шестерня, служащая для пере-
дачи вращения клети, а на втором — розетка для распреде-
ления и направления вращающихся жил или групп при их
входе в калибр. Между металлическими кольцами в под-
шипниках установлены рамки для отдающих катушек.
Крутильный диск (фиг. 6-9,6) представляет собой метал-
лический круг или кольцо, перпендикулярно плоскости ко-
торого укреплены металлические стержни, используемые
как оси для установки отдающих катушек.
Крутильная рамка выполняется либо в виде изогнутой
полой трубы (в вертикальных парокрутильных машинах),
либо в виде изогнутого металлического стержня, к которому
прикреплены направляющие глазки (в горизонтальных па-
рокрутильных машинах). Скручиваемые жилы проходят
в первом случае внутри полой трубы, во втором случае —
по направляющим глазкам вдоль стержня.
. Существует два способа скрутки изолированных жил в
группы и элементарных групп в сердечник кабеля: скрутка
без открутки и скрутка с откруткой.
1 В специализированных машинах для пучковой скрутки.
13*
196
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл- 6
При скрутке без открутки оси отдающих катушек с заго-
товкой (изолированной жилой, элементарной группой жил)
жестко связаны с крутильной частью машины, и поэтому
Фиг. 6-9. Крутильные устройства.
а—крутильная клеть; б— крутильный диск; i— полая металлическая ось; 2—
прнводная шестерня; 3— металлические колеса; 4—рамки лля установки отдаю*
щнх катушек; 5—отдающие катушки; б — распределительная розетка; 7—паль-
цы для установки отдающих катушек.
при вращении последней каждая из катушек поворачивает-
ся на 360° за один оборот крутильной части машины
(фиг. 6-10,а). При этом находящаяся на катушке заготовка
также претерпевает соответствующее закручивание вокруг
собственной оси.
§ 6-2] Рабочие органы изолировочных и крутильных машин
197
В. А. Привезенцев и
В. В. Зверев показали, что
степень закручивания от-
дельной заготовки (жилы,
группы) вокруг своей осн
при скрутке без открутки
зависит от угла подъема
цилиндрической винтовой
линии которую образует
каждый из скручиваемых
элементов в процессе
скрутки:
Т = sin а,
где Т — закручивание за-
готовки (в оборотах) на
длине одного шага винто-
вой линии или, что то же
самое, за время полного
оборота крутильной части
машины. Уравнение пока-
зывает, что фактическое
закручивание заготовки
вокруг своей оси происхо-
дит не на 360°, а иа не-
сколько меньший угол.
Теоретически закручи-
вание на полный оборот
возможно только при бес-
конечно большом шаге
скрутки (sin а = 1).
Практически же при при-
меняемых значениях крат-
ностей шага скрутки эле-
ментарных групп и сер-
дечников кабелей связи
(не менее 20 25) угол
о. > 80° и указанное за-
кручивание достигает поч-
Фиг. 6-10. v Положение отдаюших
катушек при двух способах скрутки.
а—без открхткк; б — с откруткой
Фиг. 6-11. Зависимость величины
кручения Т (жил, групп) за один
оборот крутильной машины от угла
подъема винтовой линии а.
1 — скрутка без открутив; 2—открутка;
8 — скрутка с откруткой.
ти полного оборота (фиг. 6-11, кривая 1). Помимо дефор-
мации кручения, каждая проволока при скрутке без открут-
Кн испытывает также деформацию язгиба,
198 Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
Для устранения указанных деформаций применяется
второй способ скрутки — с откруткой. При каждом обороте
крутильной части машины рамки с установленными в них
отдающими катушками посредством откручивающих
устройств поворачиваются иа один оборот в сторону, про-
тивоположную направлению вращения машины, т. е. полу-
чают открутку на 360°. В этом случае каждая катушка,
ось которой уже не жестко, а шарнирно связана с крутиль-
ной частью машины, перемещаясь по окружности, все вре-
мя сохраняет положение, параллельное начальному
(фиг. 6-10,6). Действие открутки как бы соответствует за-
кручиванию заготовки (например, жилы) в сторону, проти-
воположную направлению скрутки, причем величина этого
обратного кручения равна полному обороту за один оборот
крутильного устройства:
[об/об].
При скрутке с откруткой величина остаточного кручения
Го в оборотах за один оборот крутильной части машины или
на длине шага скрутки равна:
Г0=Г— T^sina—1 [об/об].
Графические зависимости величин кручения от открут-
ки (Г]) и остаточного кручения при скрутке с откруткой
(Го) от угла « за один оборот крутильной части машины
также показаны на фиг. 6-11 (кривые 2 и 5).
К механическим и электрическим характеристикам ка-
белей местной связи, в частности городских телефонных
кабелей, предъявляются менее жесткие требования, чем
к характеристикам кабелей дальней связи. Поэтому скрутку
элементарных групп и сердечников всех типов кабелей мест-
ной связи принято осуществлять без открутки. В производ-
стве всех типов кабелей дальней связи обязательно приме-
няется скрутка с откруткой.
Все механизмы, предназначенные для осуществления
открутки крутильных рамок с отдающими катушками, под-
разделяются на две группы: механизмы шарнирного парал-
лелограмма и планетарные механизмы с зубчатыми колеса-
ми. Механизмы второй группы в свою очередь можно раз-
делить на замкнутые планетарные механизмы с двумя
шестернями и открытые планетарные механизмы с тремя
Или четырьмя шестернями.
§ 6-2] Рабочие органы изолировочных и крутильных машин
199
Механизм шарнирного параллелограмма ABCD
(фиг. 6-12) представляет собой частный случай четырех-
шариирника, в котором противоположные звенья АВ и CD
равны -и параллельны. При повороте кривошипов АВ и CD
вокруг осей А и D на полный оборот звено ВС (шатун)
движется поступательно, т. е. совершает параллельное пе-
ремещение по окружности. Оси крутильных рамок жестко
связаны с шатунами шарнирных параллелограммов, следо-
вательно сами рамки с установленными в них отдающими
катушками также совершают параллельное перемещение,
благодаря чему и обеспечивается открутка.
Фиг. 6-12. Механизм шарнирного параллело-
грамма.
Число шарнирных параллелограммов должно быть рав-
но числу крутильных рамок данной машины. Конструктивно
система шарнирных параллелограммов выполняется в кру-
тильных машинах в виде двух одинаковых колес иля
дисков, вращающихся вокруг эксцентрично расположенных
осей А и D (фиг. 6-13). Один нз дисков 1 является состав-
ной частью крутильного устройства машины, а ось А —
осью машины. Второй диск 2, часто называемый эксцентри-
ковым диском или кольцом, физической оси не имеет и вра-
щается вокруг своей геометрической оси D. Для фиксиро-
вания положения эксцентрикового диска и, следовательно,
его геометрической оси в пространстве служит пара опор-
ных внутренних или наружных направляющих роликов 5,
по которым катится эксцентриковый диск.
Оси крутильных рамок 4 (фиг. 6-13) заканчиваются со
стороны эксцентрикового кольца коленчатыми звеньями 5
илн В С. На конце каждого звена находится палец 6, кото-
200
Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
рый входит в отверстие, имеющееся в эксцентриковом
кольце, т. е. кривошипе 2 или CD, образуя с последним
шарнирное соединение. В свою очередь оси 4 также шар-
нирно связаны с крутильным устройством машины, в част-
ности с диском 1 или АВ, являющимся вторым кривошипом
шарнирного параллелограмма. При вращении крутильного
устройства пальцы 6 приводят в движение эксцентриковый
диск 2, геометрическая ось которого D смещена относитель-
но оси вращения машины А на расстояние, равное длине
Фиг. 6-13. Схема устройства для открутки, основанного
на принципе шарнирного параллелограмма.
звона 5. Таким образом, крутильное устройство 1, эксцен-
триковый диск 2, колено 5 и станина машины образуют
механизм шарнирного параллелограмма A BCD, в котором
звено 5 является шатуном ВС, совершающим параллельное
перемещение по окружности вместе с крутильной рамкой 7
и закрепленной в ней отдающей катушкой 8.
Следует отметить, что осуществление открутки возмож-
но тогда, когда оси отдающих катущек перпендикулярны
оси скручиваемого изделия.
На фиг. 6-14 показан общий вид клети крутильной ма-
шины с механизмом открутки в виде шарнирного паралле-
лограмма. На переднем плане видно эксцентриковое кольцо.
Благодаря простоте и надежности конструкции механизм
шарнирного параллелограмма получил широкое распростра-
нение в качестве составной части крутильных машин. Не-
§ 6-2] Рабочие органы изолировочных и крутильных машин 201
достатком его является невозможность регулирования сте-
пени открутки.
Замкнутый планетарный механизм открутки применяется
в трехфазных машинах общей скруткн силовых кабелей и
в настоящей книге не рассматривается.
Фиг. 6-14. Общий вид крутильной клети с устройством
для открутки в виде механизма шарнирного паралле-
лограмма.
/ — крутильная клеть (кривошип/); 2— эксцентриковое кольцо
(кривошип //); J—шатун; 4—ранки отдающих катушек.
Открытый планетарный механизм (фиг. 6-15) образован
центральным неподвижным зубчатым колесом Zi, ось кото-
рого совпадает с осью вращения крутильной части маши-
ны О—О, двумя сателлитами Z2 и Z3, из которых колесо Z?
является паразитным, н самим крутильным устройством,
вращающимся вокруг оси О—О.
При вращении всего крутильного устройства по часовой
стрелке паразитная шестерня Z2, жестко связанная с кру-
тильным устройством, обегает центральную неподвижную
шестерню Zb вращаясь также по часовой стрелке вокруг
собственной оси и одновременно заставляя вращаться ще-
202
Общие сведения о технологическом о бор уд ова пни [ Гл. 6
стерню Z3, но уже в противоположном направлении. Ось
шестерни Z3 является осью соответствующей крутильной
рамки. Следовательно, крутильная рамка и установленная
в ней отдающая катушка вращаются вместе с шестерней Z3
в направлении, противоположном направлению вращения
всего крутильного устройства. При этом следует иметь
Фиг. 6-15. Схема вертикальной крутильной
машины с механизмом открутки в виде пла-
нетарной перед ачи.
в виду, что количество пар сателлитов Z2 и Z3 должно со-
ответствовать числу крутильных рамок машины. Условием
осуществления полной открутки является равенство чисел
зубцов шестерен Zt и Z3.
В том случае, когда Z3 > Zb открутка окажется «непол-
ной и в процессе скрутки произойдет частичное закручива-
ние заготовки вокруг своей оси в сторону, совпадающую
с направлением скрутки. Если же Z3 < Zj, то за каждый
оборот крутильной части машины отдающим катушкам
будет сообщена открутка больше, чем на 360°. В этом слу-
чае также происходит частичное закручивание заготовки
вокруг своей оси, ио уже в противоположную сторону. Ука-
занное обстоятельство используется на практике, в частно-
сти при скрутке двойной-парной четверки. Для соедэнтя вое-
§ 6-3]
Отдающие, тяговые и приемные устройства
203
мощности изменения соотношения между числами зубцов
шестерен и Z3 планетарная передача, приведенная на
фиг. 6-15, преобразуется так, как это показано на фиг. 6-16.
Фиг. 6-16. Устройство планетарной передачи, позволяющей
регулировать степень открутки.
Фиг. 6-17. Схема установки отдающих катушек в рамки крутильной
клети при скрутке жил.
« — в звездную четверку; б — в четверку ДП.
204
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
В этом случае в двух противолежащих крутильных рамках
устанавливают по две отдающие катушки с изолированной
жилой (фиг. 6-17).
При неравенстве Zi и Z3 жилы, расположенные внутри
каждой рамки параллельно, в процессе скрутки обеих пар
в четверку ДП скручиваются между собой в ту или иную
сторону (в зависимости от соотношения Zx и Z3).
6-3. Отдающие, тяговые и приемные устройства
а) Отдающее устройство
В большинстве изолировочных и крутильных машин,
предназначенных для производства кабелей связи, отдаю-
щие катушки и барабаны не имеют принудительного приво-
да и получают вращение только под действием силы натя-
жения сходящей с них проволоки, жилы или группы.
Исключение составляют лишь отдающие устройства машин
для скрутки пар городских телефонных кабелей в пучки,
каждая отдающая катушка которых получает принудитель-
ное вращение от индивидуального электродвигателя.
Наибольшее распространение получили отдающие
устройства осевого типа, в которых катушка, насаженная
на металлическую ось, установленную в отдающих стойках,
вращается либо вместе с этой осью, либо относительно не-
подвижной оси.
В некоторых случаях поименяются отдающие устройства
безосевого типа, представляющие собой два легко вращаю-
щихся металлических валика, расположенных на некотором
(расстоянии один от другого на уровне пола. Чаще всего от-
дающие устройства изолировочных машин выполняются
в виде стоек, составляющих неотъемлемую часть станины.
Катушка надевается на неподвижную ось, устанавливаемую
в стойках. Для облегчения вращения катушек они иногда
устанавливаются на осях, снабженных шарикоподшипни-
ками.
Отдающие устройства крутильных машин в большистве
случаев совмещаются с их крутильными устройствами.
Отдающие устройства прессов для наложения оболочек и
бронировочных машин, как правило, также бывают осевого
§ 6-3] Отдающие, тяговые и приемные устройства 205
типа. Однако в этом случае стойки, иа которых устанавли-
вается отдающая ось, располагаются на некотором расстоя-
нии от самой машины.
Как правило, отдающие устройства снабжаются приспо-
соблениями для торможения, служащими для регулирова-
ния натяжения проволоки,
жилы или группы, сходя-
щей с отдающей катушки.
При установке катушек на
вращающихся валиках до-
статочно тормозить эти
валики. При применении
катушек, вр а щающихся
вокруг неподвижной оси,
их торможение осуще-
ствляется при помощи
фрикционных тормозов
(фиг. 6-18).
В изолировочных ма-
шинах автоматическое ре-
гулирование силы натяже-
ния проволоки осуще-
ствляется при помощи
тормозного устройства,
схематически показанного
на фиг. 6-19. При ослаб-
лении' натяжения изоли-
руемой проволоки пружи-
на оттягивает рычаг, за
счет чего торможение ка-
тушки возрастает. На-
Фиг. 6-18. Приспособление для
торможения отдающей катушки
на изолировочной машине.
оборот, при чрезмерном натяжении проволоки рычаг пово-
рачивается вправо и уменьшает силу торможения катушки.
6) Тяговое устройство
Тяговое устройство обеспечивает поступательное движе-
ние изделия через машину с постоянной скоростью. Поэтому
тяговый механизм всегда имеет строго определенное прину-
дительное вращение и, как правило, жестко связывается
с рабочей частью машины при помощи цепной или зубчатой
передачи. Исключение составляет машина для изолирова-
206 Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
ния жил бумажной массой, в которой жесткая связь между
рабочими органами и тяговым устройством заменена син-
хронизацией работы их приводных электродвигателей.
Известны машины, в которых тяговое устройство одно-
временно выполняет роль рабочего органа. К их числу при-
надлежит специализированная машина для скрутки пучков
городских телефонных кабелей в сердечник. Подобное
Фиг. 6-19. Схема тормозного устройства для
автоыатпческ го регулирования натяжения про-
волоки, поступающей с отдающей катушки.
1 — натяжной рычаг; 2 — пружина; 3 — направляющий
ролик; 4 — тормозная лента; 5 — катушка с пропело кой:
6 — стойка.
совмещение функций двух устройств характерно также для
свинцового и алюминиевого гидравлических прессов. В на-
стоящее время в машинах для изолирования и скрутки
кабелей связи наиболее широкое распространение получило
тяговое устройство, основной частью которого служит тяго-
вое колесо. В машинах для пучковой скрутки находит при-
менение гусеничное тяговое устройство, состоящее из двух
расположенных одна над другой и вращающихся в разные
стороны бесконечных цепей с резиновыми накладками, меж-
ду которыми пропускается скрученный сердечник кабеля.
Металлические тяговые колеса диаметром 0,25 -^-3,5
(в зависимости от габаритов машины) имеют широкий обод
с незначительной конусностью порядка 2-ь4°. Окружное
усилие, обеспечивающее поступательное движение изделия
через машину, возникает за счет силы трения между изде-
лием и рабочей поверхностью (ободом) вращающегося тя-
гового колеса. Для создания треиия, достаточного для про-
§6-3]
Отдающие, тяговые ad приемные устройства
207
тягнвания через машину, изделие 4 6 раз огибает тяговое
колесо.
Изделие, поступающее на вращающееся тяговое колесо,
стремится укладываться на одно и то же место обода; для
того, чтобы при этом витки изделия не накладывались один
на другой, необходимо во-
время сдвигать уже нало-
женные витки в сторону,
освобождая тем самым
место очередному витку.
При этом одному обороту
тягового колеса должен
соответствовать опреде-
ленный сдвиг изделия. По-
добный сдвиг витков осу-
ществляется посредством
отводного ножа, отводного
кольца или сдвоенных тя-
говых колес.
Отводной нож пред-
ставляет собой металли-
ческую пластину, непо-
движно укрепленную у ра-
бочей поверхности тягово-
го колеса под небольшим
углом к оои изделия
(фиг. 6-20). Отводной нож
осуществляет сдвиг вит-
ков на коротком участке,
ЧТО является недостатком <^нг- 6-20- Тяговое колесо с
ОТВОДНЫМ НОЖОМ.
ножа.
Этого недостатка ли-
шено отводное кольцо, закрепленное на поверхности тяго-
вого колеса у того края, куда поступает конец изделия.
Кольцо расположено наклонно под углом порядка 3-н5°
по отношению к плоскости продольной симметрии тягового
колеса, благодаря чему и происходит сдвиг витков по всей
длине его рабочей поверхности.
Преимущество отводного кольца перед отводным ножом
заключается в отсутствии трения между изделием и кольцом
(так как последнее вращается вместе с тяговым колесом),
что особенно существенно для кабелей связи с тонкой, ие-
208
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
прочной, легко деформируемой и повреждающейся изоля-
цией. На машинах для изготовления кабелей связи целесо-
образнее всего устанавливать сдвоенные последовательно
расположенные тяговые колеса (фиг. 6-21). Продольные
плоскости симметрии обоих тяговых колес не совпадают,
Фиг. 6-21. Сдвоенные тяговые колеса.
/ — первое (по движению изделии) тяговое колесо с гладким ободом. 2 —второе
тяговое колесо с желобчатым ободом; 3— к приемному устройству.
а несколько смещены одна относительно другой. Первое
(если смотреть по движению изделия) тяговое колесо имеет
гладкий обод; второе тяговое колесо выполнено в виде
желобчатого шкива. Первое колесо получает принудитель-
ное вращение с постоянной скоростью от главного вала ма-
шины, второе колесо вращается вокруг неподвижного вала
за счет трения между поверхностью колеса и движущимся
(изделием. Каждый виток изделия частично проходит по
гладкой поверхности первого колеса и частично — по одной
из канавок второго колеса. Так как оба колеса вращаются
§ 6-3] Отдающие, тяговые и приемные устройства 209
в параллельно смещенных плоскостях, то на первом (веду-
щем) колесе витки укладываются в ряд, не наслаиваясь
один па другой.
Для измерения длины кабельных изделий в настоящее
время широко применяются счетчики-регистраторы числа
оборотов. Для того чтобы эти счетчики показывали длину
изделия в метрах, они соединяются с тяговым или специаль-
ным метражным колесом, длина окружности которого рав-
на 1 м (фиг. 6-22). Вращение этого колеса осуществляется
Фиг. 6-22. Установка счетчш а длины,
соединенного с метражным колесом.
1 — изделие; 2 — метражное колесо; 3 — счетчик;
4 — консоль для крепления счетчика; 5 — тяговое
колесо.
за счет сил трения, возникающих между колесом и изде-
лием.
Ось колеса счетчика укреплена на коисоли, которая шар-
нирно соединена со стойкой. Такая конструкция крепления
позволяет измерять длину изделия любого сечения без ка-
кой-либо предварительной регулировки расстояния между
метражным и тяговым колесами. Однако отсутствие жестко-
го крепления дает возможность счетчику сильно вибриро-
вать, особенно при больших линейных скоростях. Эта вибра-
ция отрицательно сказывается на точности показаний счет-
чнка
Если по условиям производства нельзя поставить счет- •
чик метража непосредственно на тяговое колесо, то его
монтируют на отдельной подставке. В этом случае снизу
устанавливается дополнительный ролик и изделие проходит
между нижним роликом и метражным колесом.
14 И. И. Гроднев. Р. М. Лакерннк it Д. Л. Шарле.
210
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
Большая точность показаний метражных счетчиков мо-
жет быть получена за счет уменьшения проскальзывания
между изделием и метражным -колесом. Последнее дости-
гается применением сдвоенных колес (фиг. 6-23), обеспечи-
вающих постоянный контакт изделия с приводным ремнем.
Вибрация поглощается «натянутым верхним ремнем. Необхо-
димое натяжение создается натяжным роликом. Верхние
шкивы жестко укреплены «на вертикальной стойке о-p обеспе-
Фнг. 6-23. Установка счетчика дли-
ны, соединенного со сдвоенными
метражными колесами.
7 — изделие; 2 — метражные колеса;
з — счетчик; 4 — приводные ремни.
чивают автоматическое
прижатие изделия к ме-
тражному колесу, на валу
которого установлен счет-
чик.
Погрешность измере-
ния длины изделия при
помощи вполне исправно-
го счетчика зависит от со-
стояния поверхности и ма-
териала тягового колеса
и изделия и соотношения
их диаметров, числа обо-
ротов изделия вокруг тя-
гового колеса, линейной скорости и других факторов и до-
стигает 0,25-5- 1%. При этом показания счетчика всегда не-.
сколько меньше или. — в лучшем случае — равшы длине
«изделия.
Для уменьшения отходов, получающихся при скрутке
жил в группы и групп в сердечник, необходимо, чтобы от-
дельные жилы и группы имели строго одинаковую длину.
Это может быть достигнуто применением стоп-счетчиков,
автоматически останавливающих ход при достижении зара-
нее заданной длины изделия.
Счетчик длины кабеля СК-1 обеспечивает автоматиче-
ское отключение машины на заданной длине в пределах
цифр 00 001 -5 99 999. При помощи этого стоп-счетчика
можно обеспечивать автоматическое отключение машины
как сопряженной со счетчиком, так и находящейся от него
иа расстоянии (т. е. дистанционно).
Счетчик СК-1 состоит из механизма передачи от привод-
ного вала к цифровым барабанам, механизма сброса пока-
заний на нуль, механизма останова и механизма установки
на заданное число.
§ 6-3] Отдающие, тяговые и приемные устройства 211
Счетчик имеет пять цифровых барабанов, что дает воз-
можность отсчитать 99 999 оборотов и, если нет необходимо-
сти в сбросе цифр, то повторить отсчет снова.
Во время эксплуатации число оборотов приводного вала
не должно превышать 1 000 об/мин.
Перед пуском машины при помощи рукоятки и кнопок
производится установка счетчика на требуемое число обо-
ротов, соответствующее заданной строительной длине изде-
лия. По прохождении через машину указанной строитель-
ной длины изделия рычаг счетчика поворачивается и замы-
кает контакт электрической цепи автоматического останова
машины или воздействует на тягу тормозного устройства.
В последнее время для более точного измерения дли-
ны кабелей начала применяться мерно-опознавательная
лента, представляющая собой бумажную или тканевую лен-
ту, на поверхность которой нанесены цифровые обозначе-
ния длины в дециметрах. На каждом дециметре в нара-
стающем порядке печатается число дециметров от начала
ленты. При этом каждый дециметр отделяется от следую-
щего разделительной чертой. Кроме того, на этой же ленте
обозначаются завод-изготовитель и год изготовления кабеля.
Прокладывая под оболочку кабеля мерную ленту, путем
сопоставления цифр начала и конца ленты можно точно
установить длину кабеля в дециметрах без его пропускания
через метражный счетчик.
в) Приемное устройство
Приемное устройство предназначено для установки и
обеспечения вращения катушки (или барабана)’, на кото-
рую производится прием готового изделия. Приемное
устройство состоит из собственно приемника, механизма
раскладки, или раскладчика, и механизма регулирования
скорости вращения приемной катушки и скорости переме-
щения раскладчика.
Все изолировочные и подавляющее большинство кру-
тильных машин оснащены приемниками осевого типа
(фиг. 6-24). В двух подшипниках, закрепленных на опор-
ных стойках, вращается вал, служащий осью приемной ка-
тушки. На одном конце вала приемника насажена шестер-
ня или муфта, получающая вращение от главного вала
1 В дальнейшем для простоты изложения будет употребляться
какое-либо одно из наименований, например „приемная катушка".
14*
212 Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
машины или вала тягового колеса через систему цепных,
зубчатых или ременных передач и фрикционную муфту и
Фиг. 6-24. Осевое приемное устройство.
I — привод от тягового колеса,- 2 — ленточный фрикцион;
3— привод оси приемного устройства; 4— приемная катушка;
5— механизм привода раскладчика; 6—воднлка раскладчика.
передающая это вращение валу приемной катушки, на ко-
торую наматывается готовое изделие.
Для создания возможности установки н снятия больших
барабанов без помощи специальных подъемных приспособ-
§ 6-3] Отдающие, тяговые и приемные устройства 2J3
лений в приемных устройствах некоторых конструкций под-
шипники для установки оси приемного барабана синхронно
поднимаются и опускаются при помощи червячного винта,
приводимого во вращение посредством электродвигателя
или вручную .
Механизм раскладки, или раскладчик, служит для рав-
номерной рядовой укладки изделия (изолированной жилы,
элементарной группы, скрученного сердечника, освинцован-
ного или бронированного кабеля) вдоль приемной катушки
иши барабама. Механизм раскладная состоит из привода «и
собственно раскладчика (часто называемого водилкой).
Раскладчик (водилка) представляет собой вилку, в середи-
не которой проходит изделие, движущееся возвратно-посту-
пательно вдоль оси приемной катушки (фиг. 6-24). Вели-
чина перемещения раскладчика должна в точности соответ-
ствовать рабочей или полезной ширине приемной тары. По-
этому .расстояние между щеками катушки или барабана
иногда называют «шириной раскладки».
Возвратно-поступательное движение раскладчика осу-
ществляется преимущественно посредством вращающегося
винта с поступательно движущейся гайкой, жестко соеди-
ненной с водилкой.
В раскладчиках первого типа винт, имеющий резьбу
одного направления, попеременно вращается то в одну, то
в другую сторону; в раскладчиках второго типа- вращение
винта, имеющего правую и левую резьбы, производится все
время только в одну сторону.
Принцип действия раскладчиков первого типа иллюстри-
рует фиг. 6-25. От вала 1 через жестко сидящие на нем
шестерню 2 и звездочку 3 вращение передается шестерне 4
и звездочке 5, свободно сидящим на валу 6, являющемся
винтом раскладчика. На торцах шестерни 4 и звездочки 5
имеются зубцы для сцепления с торцевой зубчатой муф-
той 7, которая перемещается вдоль вала 6 на скользящей
шпонке. Шестерня 4 и звездочка 5 вращаются в противо-
положные стороны с одинаковой по величине угловой ско-
ростью. Когда муфта 7 сцепляется торцевыми зубцами со
звездочкой 5 или шестерней 4, она вращает винт 6, по кото-
рому перемещается гайка 8, жестко связанная с водилкой 9.
Гайка 8 движется вправо или влево в .зависимости от на-
правления вращения винта 6, которое определяется сцеп-
лением муфты 7 со звездочкой 5 или шестерней 4. Муфта 7
214
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. б
соединена со штангой 10 при помощи пальца, входящего
в круговой паз муфты. На штанге 10 сидят упоры 11 с пру-
жинами, которые можно передвигать вдоль штанги, закреп-
ляя в нужном положении.
Допустим, что раскладчик (воднлка) 9 движется впра-
во; свое вращение винт 6 получает от муфты 7, сцепленной
со звездочкой 5. Воднлка доходит до упора 11, сжимает
пружину этого упора и через штангу 10 переключает муф-
ту 7 на сцепление с шестерней 4. Теперь винт 6 вращается
уже в противоположном направлении и, следовательно, гай-
Фмг. 6-25. Раскладчик с винтом одностороннего вращения.
ка 8 с водил кой 9 также перемещаются в противоположную
сторону.
Схема раскладчика второго типа, т. е. с винтом, имею-
щим крестовую резьбу и вращающимся все время в одном
направлении, изображена на фиг. 6-26.
От коренного вала машины вращается шестерня 1. На
шестерне 1 сидит кривошип 2. Радиус этого кривошипа
можно изменять при помощи болтов 3. Вращение криво-
шипа через четырехшар и ирный механизм передается собач-
ке 4,' прижимающейся силой своего веса к зубцам колеса 5.
При каждом повороте кривошипа собачка 4 поворачивает
шестерню 5 на пять-шесть зубцов. Величину размаха кача-
ния собачки, а следовательно, и число зубцов шестерни 5,
на которые ее поворачивает собачка при одном повороте
шестерни 1, можно регулировать, изменяя радиус кривоши-
па 2. Главный ведущий винт 6 вращается все время в одну
§ 6-3 J Отдающие, тягоаые и приемные устройства 215
сторону. Возвратно-поступательное движение воднлки 7
осуществляется благодаря двойной резьбе на главном ве-
дущем винте.
В машинах некоторых конструкций (в особенности вер-
Фиг. 6-26. Раскладчик с винтом двустороннего
вращения и приводным кривошипно-шатунным
механизмом.
тикальных изолировочных) для создания равномерного на-
тяжения изделия на участке между тяговым и приемным
устройствами устанавливаются так называемые регуляторы
натяжения.
Принцип действия регулятора натяжения схематически
показан на фиг. 6-27. При чрезмерном натяжении жилы
2i6 Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
(слишком большой скорости намотки жилы на приемную
катушку) натяжной ролик поворачивает рычаг против часо-.
вой стрелки, в результате чего тормозная лента
вается и
тывания
6 '
Фиг. 6-27. Схема ре-
гулятора натяжения
жилы на изолировоч-
ной машине.
/ — тяговое колесо; 2 —
натяжной ролик; 3 — ры-
чаг; 4 — тяга; 5 — тор-
мозной рычаг; '6 — пру-
жина; 7 — тормозная лен-
та; В — приемная ка-
тушка.
натяги-
затормаживает приемную катушку; скорость нама-
и, следовательно, натяжение жилы уменьшаются.
В случае ослабления натяжения жилы
под действием пружины натяжной ро-
лик с рычагом поворачиваются по ча-
совой стрелке, в результате чего тор-
мозная лента ослабляется, приемная
катушка начинает быстрее вращаться
и натяжение жилы возрастает до не-
обходимой величины.
По мере поступления готового изде-
лия на приемную катушку или барабан
диаметр, на который производится на-
мотка, увеличивается.
Если обозначить начальное значе-
ние этого диаметра, равное диаметру
шейки катушк-и или барабана, через £>о,
то изменение диаметра намотки выра-
зится следующим уравнением:
D^ = D0 + 2JVd,
- диаметр изделия;
N == 1, 2, 3... — число слоев, уло-
женных на приемную катуш-
ку или барабан;
DN— диаметр, на который произ-
водится намотка, измеренный
по JV-ному слою.
Окружная скорость того слоя изде-
лия на приемной катушке, который яв-
ляется в данный момент верхним, долж-
на равняться линейной скорости прохождения изделия через
машину. В противном случае, если окружная скорость на
приемной катушке превысит линейную скорость изделия,
задаваемую тяговым колесом, может произойти разрыв
.изделия на участке между тяговым и приемным устройства-
ми; если же соотношение указанных скоростей изменится
где
§ 6-3]
Отдающие, тяговые и приемные устройства
217
на обратное, то гн-ai этом участке -произойдет провисание
изделия Отсюда следует, что приемная (катушка должна
вращаться с •переменной убывающей угловой скоростью
мши, что то же самое, с переменным числом 'оборотов,
уменьшающимся по мере заполнения приемной катушки.
Действительно,
“'(Л = “Л = v., = const
или (так как ш=2кп)
кО0и0 = ~D,; nN = vA = const.
Следовательно,
“Л= ^7= Koi-W-d’ (6Л
Процесс намотки состоит
из двух стадий: образова-
ния JV-ного слоя и перехода
от одного слоя к другому
(от lV-иого к ДО 11-му слою).
При укладке витков одного
слоя угловая скорость при-
емной катушки постоянна;
в начальный момент образо-
Фиг. 6-28. Изменение угловой
скорости вращения приемной
катушки (или барабана) в зави-
симости от числа намотанных
слоев.
вания следующего слоя про-
исходит скачкообразное
уменьшение угловой ско-
рости, т. е. числа оборотов
приемной катушки [см. гра-
фик зависимости <dn== f (N) на фиг. 6-28].
Движение любой точки изделия, наматывающегося на
вращающуюся приемную катушку за' один оборот ее,
складывается из двух движений (фиг. 6-29.а): по окруж-
ности цилиндра диаметром Dw н вдоль образующей этого
цилиндра на расстояние h, приблизительно равное диа-
метру изделия d. При этом (фиг. 6-29,6).
На фиг. 6-29,в представлена векторная диаграмма соот-
ветствующих скоростей »0 = y и —
Из диаграммы следует, что v==<oN-^- tg
218
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
Подставляя сюда значение tga из ранее написанного
выражения, получим:
dn d d
VO 2 'izDn Ш№к ‘
Фиг. 6-29. Рядовая укладка готового изде-
лия на приемной катушке (или барабане).
а — расположение витков на приемной катушке
(барабане); б — составляющие пути точки;
в — векторная диаграмма скоростей точки.
Но так как о>„
(6-2)
§ 6-3]
Отдающие, тяговые и приемные устройства
219
Таким образом,-скорость движения изделия по ширине-
приемной катушки обратно пропорциональна диаметру DNt
т. е. изменяется по тому же закону, что и угловая скорость
катушки. Для обеспечения равномерной рядовой укладки
изделия на приемной ка-
тушке скорость перемеще-
ния раскладчика вдоль
оси последней также
должна изменяться в со-
ответствии) с выражением
(6-2).
Регулирование угловой
скорости вращения прием-
ной катушки и скорости
перемещения раскладчика
производится при помощи
одной общей муфты сколь-
жения.
Действие фрикционных
муфт основано на принци-
пе проокальзыв ат и я одной'
нх части, вращающейся
приводимым в движение
щим в движение приемник
и раскладчик, относитель-
но другой части, вращаю-
щейся вместе с валом,
приводимым в движение
непосредственно от элек-
тродвигателя или главного
вала машины.
Фиг. 6-30. Муфты скольжения
(фрикционы).
о — дисковая; б — ленточная; 1 — ведущий
вал; 2—ведомый вал; 5 — ведущий диск;
4 — ведомый диск: 5 — Прокладка; 6 — пру-
жина; 7-ведомый шкив; в—болт;
9— ленточный бандаж.
Муфты скольжения
разделяются на ленточные
и дисковые (фиг. 6-30).
В дисковых муфтах пере-
дача от ведущего вала
к ведомому осуществляет*
ся при помощи трения, возникающего между двумя метал-
лическими дисками, разделенными фетровой прокладкой.
Проскальзывание регулируется силой давления пружины,
прижимающей диски к прокладке (фиг. 6-30,а). В ленточ-
ных муфтах скольжения передача от ведущего вала к ведо-
220
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
мому происходит за счет трения между ободом металличе-
ского шкива и ленточным бапдажем. В этом случае про-
скальзывание регулируется посредством болта, стягивающе-
го концы леиты (фиг. 6-30,6).
6-4. Технологические параметры процессов изолирования
и скрутки
а) Параметры процесса обмотки
Из трех различных способов наложения иа кабельное
изделие изолирующих лент (с перекрытием, встык, с зазо-
ром) в производстве кабелей связи (в отличие от производ-
Фиг. 6-31, Развертка на
плоскость одного витка бу-
мажной изоляции, нало-
женной с положительным
перекрытием.
ства силовых кабелей) получил
преимущественное распростране-
ние способ обмотки с положитель-
ным перекрытием. При таком спо-
собе обмотки каждый последую-
щий виток ленты перекрывает
часть предыдущего витка.
Для вывода основных соотно-
шений обмотки с перекрытием
развернем полностью один-два
витка леиты иа плоскость; полу-
чится схема, изображенная иа
фиг. 6-31. Введем следующие обо-
значения:
d — диаметр изолируемого изде-
лия (токопроводящей жилы,
пары, четверки, сердечни-
ка);
Л—:шаг обмотки (расстояние по
длине изолируемого изде-
лия, соответствующее пол-
ному обороту ленты вокруг
этого изделия);
b — ширина изолирующей лепты;
е •— величина перекрытия одного витка другим., измерен-
ная по оси изолируемого элемента;
а — то же по ширине ленты;
а — угол подъема винтовой линии, соответствующий
углу, образованному направлением изолирующей
§ 6-4] Технологические параметры изолирования и скрутки 221
ленты и перпендикуляром, восстановленным к оси
изолируемого изделия, и называемый углом обмотки.
Из подобия треугольников АВС и ADE следует:
Ь ___ яй
Л 4-е ’
откуда
b = r.ct(h+r;}
Выразим величину перекрытия е в долях шага h (e = kh)
и подставим это значение в формулу (6-3):
h = (6-4)
Р /?2 + ^2
Из треугольника ADE получаем, что cosa=^-~,
откуда
b = (h~\- e)cosa“/i(I 4 /г) cos a, (6-5)
а из треугольника АВС очевидно, что tga —» откуда
/i = 7r6?tga. (6-6)
Наконец, подставляя формулу (6-6) в формулу (6-5),
получим:
b = izd tga (I 4- k) cos a = srdsiti а (1 4- k). (6-7)
Величину перекрытия k принято выражать в процен-
тах. На практике обычно задаются величиной отношения
у=й'0/о. Определим зависимость между k и k':
а cos о.\ b=(h-[-e) cos о. = h (1 k) cos a;
k — ~b (ft 4-e) cos a ““ ft(l-pft) 1 4-/г ’ I '°'
В свою очередь /г = &'(1откуда
k(l—№)=& и (6-9)
В формулах (6-8) й (6-9) k и № выражены в относитель-
ных единицах. Если же выразить k и k' в процентах, то
k— 1г-
к 100 —ft' •
222
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
В качестве примера зададимся величиной /г'= 20%.
Тогда
*=й^2О-100’/о=25’/.-
Соотношения (6-6) и (6-7) являются основными расчет-
ными формулами процесса обмотки лентой. При обмотке
с отрицательным перекрытием, т. е. с зазором, структура
всех формул останется прежней, изменится лишь знак в вы-
ражении, заключенном в скобки.
При изолировании токопроводящих жил кабелей связи
в отличие от изолирования жил силовых кабелей стремятся
создать не плотную, а, наоборот, свободную, по возможности
полую обмотку с воздушным промежутком между проволо-
кой и изолирующей лентой. Поэтому угол обмотки а берет-
ся достаточно большим (до 65—75°).
б) Параметры процесса скрутки
Под шагом скрутки по аналогии с шагом обмотки по-
нимается расстояние по длине скручиваемого изделия
(группы жил, сердечника), которое соответствует полному
обороту вокруг пего любого из подвергающихся скрутке
элементов данного повива (см. фиг. 6-2,6). Длина шага
скрутки измеряется в миллиметрах.
На выбор величин шагов скрутки отдельных групп и
сердечника в целом, от которых зависят как механические,
так и электрические характеристики кабеля, влияют два
противоположных фактора. Чем меньше шаг скрутки, тем
большей гибкостью и устойчивостью формы обладает ка-
бель, следовательно тем выше степень геометрической,
а значит, и электрической симметрии цепей, от которой
зависит их помехозащищенность. С другой стороны, умень-
шение шага скрутки ведет к увеличению расхода проводни-
ковых и изоляционных материалов и, кроме того, к возра-
станию величин сопротивления постоянному току и электри-
ческой рабочей емкости на единицу длины кабеля. Послед-
нее вызывает в свою очередь увеличение километрического
затухания и фазовой постоянной линии, т. е. ухудшение
параметров передачи.
Практически выбираемые величины шагов скрутки зави-
сят от назначения, типа и конструкции кабеля, а также от
местоположения повива в сердечнике.
§ 6-4] Техно логические параметры изолирования и скрутки 223
В расчетной и производственной практике удобно пред-
ставлять выражение шага скрутки не в миллиметрах, а в
виде отношения шага Н либо к диаметру окружности D',
проходящей по центрам элементов с диаметром d, состав-
ляющих скручиваемый повив, что более правильно теорети-
чески, либо к наружному диаметру данного повива D, что
удобнее практически.
При этом D = D' + d.
Таким образом,
Я . Я Н 1пЧ
Л = т и бчй = о=т- (б-10)
Параметры т‘ и т носят названия теоретического и
практического коэффициентов скрутки или соответствую-
щих кратностей шага скрутки. Так как понятие коэффи-
циентов скрутки широко используется при конструирова-
нии кабелей связи для определения геометрических па-
раметров различных видов и систем скрутки (например,
fn, f3, и др.), го во избежание совпадений при ха-
рактеристике процесса скрутки в качестве технологического
параметра в дальнейшем будет применяться термин
„кратность шага скрутки".
Одной нз основных задач при составлении технологиче-
ского режима является определение для заданных кон-
структивных размеров кабеля (диаметров токопроводящих
и изолированных жил, скрученных групп, наружного диа-
метра и др.) оптимальной ширины и шага наложения изо-
лирующей ленты, шага повива корделем и пряжей, направ-
ления и шага скрутки групп, шагов скрутки сердечника по
повивам и т. д. Зачастую технологическое решение должно
охватывать по только область геометрических соотношений,
характеризующих ту или иную производственную опера-
цию, но также и выбор типа изоляции, вида скрутки элемен-
тарных групп, системы скрутки сердечника, как это имеет
место, например, при изготовлении городских телефонных
кабелей.
Характерные особенности технологии производства ка-
белей связи заключаются, во-первых, в стремлении в макси-
мальном объеме использовать воздух в качестве составной
части изоляции токопроводящих жил с целью максималь-
ного снижения эквивалентной диэлектрической проницае-
мости и тангенса угла потерь комбинированного диэлектри-
224
Общие сведения о технологическом оборудовании [ Гл. 6
ка; во-вторых, в необходимости изготовления как составных
элементов, так л кабеля ® целом с наибольшей степенью
геометрической и, следовательно, электрической симметрии.
в) Показатели, характеризующие
работу машин
Для большинства изолировочных и всех крутильных
(а также бронировочных) машин существуют два основных
технологических показателя: линейная скорость машины в,
и угловая скорость или число оборотов вращающихся эле-
ментов машины п.
Линейной скоростью машины называется скорость, с ко-
торой изготовляемое изделие проходит через машину. Ли-
нейная скорость измеряется в метрах в минуту. Численное
значение линейной скорости машины практически совпадает
с окружной скоростью тягового колеса, т. е. равно произве-
дению числа оборотов тягового колеса в минуту на длину
окружности его рабочей поверхности:
О =и + + =
.t т.к*ч 2'2/ гп.к \ 9 2 /
= " пт.к = к [Л/.1ШИ]. (6-11)
Сделанное в формуле (6-11) приближение вполне до-
пустимо, так как диаметр изделия da3& значительно мень-
ше диаметра тягового колеса Dm к.
Установим зависимость между линейной скоростью
машины, числом оборотов обмотчика или крутильного
устройства и основными технологическими параметрами
процессов изолирования и скрутки, т. е. шагом обмотки и
шагом скрутки.
За период времени, равный 1 мин., через машину прой-
дет длина изделия, равная vA м. За это же время об-
мотчик или крутильное устройство совершит л.оборотов
вокруг оси изготовляемого изделия. Следовательно, длина
изделия, изготовленная за время, соответствующее одному
• 1 000
обороту, равняется — ти, или -——— мм. Если сопоставить
сказанное с ранее сделанными определениями шагов об-
§ 6-4] Техно логические параметры изолирования и скрутки 225
мотки и скрутки, то окажется, что величина отношения
f l ООО
—-— строго соответствует количественному выражению
шага обмотки (или скрутки), т. е.
с Л ООО
Л= —------ [ЛМ1] (6-12)
^обм
И
и Л ООО
// = ——. [лш], (6-13)
пкр ут
где побм и пкРут — соответственно числа оборотов обмот-
чиков и крутильных устройств.
В заключение остановимся па понятии производитель-
ности оборудования. Теоретическая производительность
машины в смену Рт равна произведению ее линейной
скорости t» иа номинальную продолжительность рабочей
смены Тиом, составляющую обычно 480 мин:
и. 480
pm=vJK0M = v^ [мсмену], ИЛИ [км/смену].
Фактическая производительность машины меньше тео-
ретической; она получается умножением значения теоре-
тической производительности Рт иа величину тл, назы-
ваемую коэффициентом машинного времени оборудования:
Рф = Рт\, = V,. ТКо^м = а, 480^ [л/мену],
или
Оя480'г
^—-•цхю [км!смену]. (6-14)
Коэффициент машинного времени, т. е. отношение факти-
ческой производительности машины к теоретической,
характеризует степень использования оборудования в те-
чение смеиы. В свою очередь коэффициент машинного
времени равен частному от деления суммарного времени
работы машины в течение смеиы; называемого машинным
временем Тм, к полной длительности рабочей смены
^о5ад“^яол«» которая, помимо машинного, включает также
15 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарле.
226 Общие сведения о технологическом оборудовании [Гл. 6
время, затрачиваемое на выполнение всех необходимых
ручных операций и называемое ручным временем Тр:
т т т
X = = . (6-15)
В число ручных операций входят перезаправки обмот-
чиков или крутильных устройств, смена отдающих кату-
шек с заготовкой и приемных катушек с готовым изде-
лием, смена калибров, ликвидация различного рода де-
фектов изделия и т. д.
При сравнении различных способов производства ча-
сто удобнее пользоваться понятием не производитель-
ности машин, а величины, обратной ей, называемой тру-
доемкостью изделия. Трудоемкость характеризует
количество труда, затраченного на изготовление рас-
четной единицы изделия, и учитывает поэтому как про-
должительность обработки изделия на машине, так и норму
обслуживания данной машины рабочими. За расчетную
единицу изделия в кабельном производстве принимается
преимущественно единица длины — 1 км (реже — единица
веса).
Если производительность машины, обслуживаемой
одним рабочим, составляет Р км/смеку, то трудоемкость
изготовления 1 км изделия 0=^- [чел-смен) км], или
(6-16)
где — продолжительность рабочей смены, час.
Если машину обслуживает не один, a N рабочих, то
трудоемкость изделия определяется следующим выраже-
нием:
О [ чел-час)км]. (6-17)
Если же одни рабочий обслуживает одновременно не-
сколько ходов машины, то в формулу (6-16)-вместо про-
изводительности машины подставляется значение выра-
ботки на одного рабочего в смену (£)
6 = —[ чел-час) км]. (6-18)
§ 7-1]
Подготовительные операции
227
- Глава седьмая
ИЗОЛИРОВАНИЕ ЖИЛ ГОРОДСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ
КАБЕЛЕЙ БУМАЖНОЙ ЛЕНТОЙ
7-1. Подготовительные операции
а) Получение и свойства
изоляционных бумаг
Изолирование жил городских телефонных кабелей наи-
более часто производится путем спиральной обмотки бу-
мажной леитой с последующим уплотнением.
Процессу изолирования бумажной лентой предшествуют
подготовительные операции резки, окраски и увлажнения
бумаги.
Для -изолирования жил городских телефонных -кабелей
применяется телефонная бумага. Для изолирования жил
кабелей дальней связи служит кабельная бумага.
Телефонная и кабельная бумага изготовляется из не-
беленой сульфатной целлюлозы — высокомолекулярного со-
единения класса углеводов (CcHwOs).,, являющейся глав-
ной составной частью растительных клеток. Молекулы дре-
весной целлюлозы, обладающие молекулярным весом свыше
1 000, имеют цепевидное строение и связаны в ориентиро-
ванные пучки (мицеллы). Мицеллы в свою очередь обра-
зуют мельчайшие элементарные волокна, называемые
фибриллами. Из фибрилл и состоит целлюлозное волокно.
Техническая целлюлоза представляет собой волокно дре-
весины, соответствующим образом обработанной различны-
ми химическими соединениями. Обработка древесины за-
ключается в ее варке вместе с химикалиями в котлах при
температуре порядка 165-н 175° С и давлении 7-е-9 ат.
В процессе варки древесины нсволокнистые составные ча-
сти (так называемый лигнин, смолы и др.) почти полностью
удаляются.
В зависимости от способа получения различают три
вида древесной целлюлозы: сульфитную, сульфатную и
натронную.
Сульфитная целлюлоза изготовляется в основном из ело-
вой древесины посредством ее варки с раствором свободной
сернистой кислоты (H2SO3) и бисульфита кальция
[Ca(HSO3)2], т. е. по кислотному способу.
15*
228
Изолирование жил кабелей бумажной лентой
[Гл. 7
Сульфатная и натронная целлюлозы получаются по
щелочному способу — варкой древесины с раствором едкого
натра (NaOH). Отличие сульфатной целлюлозы от «а-
тронной в том, что в первом случае потери щелочи в про-
цессе варки, составляющие примерно 15% ее общего коли-
чества, восполняются добавлением сульфата натрия
(Na2SO4), в то время как во втором случае потери отрабо-
танной щелочи восполняются добавлением свежей щелочи
(или каустической соды—-NaOH).
Целлюлозы щелочной варки обладают, как правило,
большей механической прочностью и большей стойкостью
против воздействия высокой температуры, чем сульфитная
целлюлоза. Поэтому для целей электрической изоляции
(•изготовление кабельной и телефонной бумаги и бумаго-
массных композиций) более подходят сульфатная и натрон-
ная целлюлозы. При этом первая оказывается предпочти-
тельнее, потому что сульфат натрия дешевле щелочи.
-Рулонная бумага получается на бумагоделательных ма-
шинах. Для этого целлюлоза в присутствии воды размалы-
вается в специальных роллах до однородного кашеобразно-
го состояния. После сильного разбавления водой и очистки
от комков и загрязнений бумажная масса, содержащая все-
го 0,5 -ь 1 % сухого волокна, поступает на бесконечную
равномерно движущуюся сетку бумагоделательной машины.
Вода стекает через отверстия сетки, а волокна целлюло-
зы оседают на ней ровным слоем требуемой толщины. Про-
ходя затем через отжимные вращающиеся прессы, полотно
бумаги сохраняет до 66% воды, а после дальнейшей сушки
иа подогреваемых паром цилиндрах содержание воды в ней
доводится до 5%. Охлажденное в холодильнике бумажное
полотно после намотки иа приемное устройство разрезается
на рулоны стандартной ширины. При выработке кабельных
и телефонных бумаг большое внимание уделяется равномер-
ности! распределения волокон и чистоте массы. В этих бума-
гах не должно быть никаких посторонних включений и
ограничивается содержание водорастворимых солей, опреде-
ляющих величину таигеиса угла диэлектрических «потерь,
который характеризует изоляционные свойства бума пи.
Разрывная прочность бумаги в продольном направлении
всегда выше, чем в поперечном, в 2 н-2,5 раза. Подобное
соотношение является благоприятным фактором, так как
§ 7-1]
Подготовительные операции
229
благодаря этому уменьшается число обрывов бумажных
лепт при изолировании жил на больших скоростях.
Нормальная влажность бумаги лежит в пределах
6-4-8%. Толщина телефонной бумаги 0,05 мм. Маска теле-
фонной бумаги, изготовляемой по ГОСТ 3553-47, состоит
из трех букв: первые две означают «кабельная телефонная»,
а третья характеризует цвет бумаги. Марки телефонной бу-
маги: КТК —красная, КТС— синяя, КТЗ— зеленая и
КТН — натуральная.
Кабельная бумага выпускается в соответствии с
ГОСТ 645-41 толщиной 0,08; 0,12 и 0,17 мм и соответствен-
но маркируется: К-0,8; К-12; К-17. В производстве кабелей
связи применяется кабельная бумага только натурального
цвета. В случае -необходимости бумага окрашивается в про-
цессе ее резки путем нанесения на ленты полосок различ-
ных цветов.
В табл. 7-1 приведены основные стандартные характери-
стики телефонной и кабельной бумаги.
Таблица 7-1
Свойства телефонной н кабельной бумаги
Наименование характеристик Нормированная величина для бумаги марки;
кт К-РВ К-12 К-17
Толщина, мм ........ Допускаемое отклонение по 0,05 0,08 0,12 0,17
толщине, мм, 4-0,0025 ±0.005 ±0,007 4-0,010
Удельный вес, г/czt3 Разрывное усилие полоски шириной 15 лл, кг: 0,82 0,70 0,70 0,70
в продольном направлении 5,5 9 16 22
в поперечном направлении Удлинение при разрыве, %: 2,4 4,5 7 11 '
в продольном направлении 2 2 2 2
в поперечном папр влении Число двойных перегибов в продольном и поперечном 4 6 6 7
направлениях 500 2 000 2 000 2000
Телефонная бумага вырабатывается рулонами шириной
500+10 мм. Кабельная бумага поставляется в рулонах диа-
метром 400-4-650 и шириной 500 -4-750 мм. Вес рулона—»
около 150 кг,
230
Изолирование жил .кабелей бумажной лентой [Гл, 7
б) Резка и окраска бумаги
Резка телефонной и кабельной бумаги на лепты требуе-
мой ширины и намотка полученных лент в ролики произ-
водятся иа бумагорезательных машинах, на которых полот-
но бумаги пропускается между вращающимися дисковыми
ножами,-работающими по принципу ножниц. Одновременно
с резкой на бумагу при помощи красящего устройства мож-
Фиг. 7-1. Схема процесса резки и окраски бумаги.
/ — отдающий рулон: 2-^-4— валики, подающие краску; 5—дис-
ковые ножи; 6 — ролики нарезанной бумаги.
но наносить продольные, поперечные или крене цветные
полосы.
На станине бумагорезательной машины расположены:
отдающее устройство для установки бумажного рулона,
бумаговедущпе валики, режущее и приемное устройства.
В некоторых машинах, кроме того, перед режущим устрой-
ством находится красящее устройство.
Схема процесса резки и окраски бумаги приведена на
фиг. 7-1. Рулон бумаги надевается на вал отдающего
устройства. Движение бумажного полотна через машину
происходит с постоянной скоростью. Разматываясь с руло-
на /, полотно бумаги сначала проходит между несколькими
парами печатающих валиков 4, наносящих на бумагу цвет-
-иые полоски, затем между парой ножевых валов 5, на кото-
рых укреплены вращающиеся дисковые ножи, разрезающие
§7-1] .Подготовительные операции 231
бумажное полотно на ленты, которые в свою очередь снова
наматываются на приемное устройство 6.
На валу отдающего устройства установлены два ребри-
стых конуса, между которыми закрепляется рулон бумаги.
Оба подшипника вала являются подвижными и снабжены
суппортами, обеспечивающими поперечное и осевое смеще-
ние вала. Поперечное смещение вала позволяет ослаблять
или натягивать один край полотна бумаги и тем добиваться
равномерности ее натяжения. Осевое смещение вала с ру-
лоном бумаги позволяет регулировать ширину отрезаемых
кромок бумаги. Для регулирования натяжения бумажного
полотна имеется ленточный тормоз.
Красящее устройство -представляет собой четыре оди-
наковые, последовательно расположенные по ходу бумаги
ванны с раствором анилиновой краски, внутри каждой из
которых вращается по два обрезиненных валика, передаю-
щих краску из в айны иа валик с красящими кольцами. Все
три валика каждой ванны вращаются принудительно и
с целью регулирования количества передаваемой краски
расположены на подвижных опорах. Расстояние между ва-
ликами должно быть так отрегулировано, чтобы краска не
расплывалась и успевала высохнуть до подхода бумаги
к ножам.
Для протягивания и расправления бумажного полотна
служат 10-#-12 бумаговедущих валиков, вращающихся
с постоянной скоростью.
Режущее устройство состоит из верхнего и нижиего но-
жевых валов, длина которых соответствует ширине бумаж-
ного полотна. На каждый вал насажено по нескольку десят-
ков дисковых ножей, которые можно перемещать вдоль
оси вала и при помощи калиброванных цилиндрических
прокладок устанавливать один относительно другого на рас-
стоянии, соответствующем требуемой ширине бумажных
лент. Дисковые иожи и цилиндрические прокладки удержи-
ваются от проворачивания на валу при помощи шпонки и
с торцев затянуты гайками. При работе бумагорезательной
машины верхние дисковые ножи на глубину 0,5-г-1.5 мм
входят между нижними ножами и плотно прижимаются
к ним своей режущей кромкой (фиг. 7-2).
Ножи верхнего вала заострены, а нижнего — имеют
форму цилиндра. Прижим верхних ножей к нижним осуще-
ствляется при помощи кольцевых пружин. Так как торце-
232
Изолирование жил кабелей бумажной лентой ' [Гл. 7
вне поверхности верхних и нижних ножей гладко отшлифо-
ваны, то режущие кромки получаются достаточно острыми.
Для удобства заправки полотна бумаги между верхними
и нижними ножами верхний ножевой вал укреплен на подъ-
емном кронштейне.
Разрезанная на ленты и в случае необходимости окра-
шенная бумага проходит через делительную доску и валик,
Фиг. 7-2. Ножи бумагорезательной машины.
1—верхний ножевой вал: 2— нижний ножевой пал; 3— верхний дисковый нож;
4 — нижний цилиндрический нож; 5—пружина; С—прокладка; 7—полотно бумаги.
обеспечивающие веерообразное распределение бумажных
лент на пути от режущего к приемному' устройству. Прием-
ное устройство состоит из принудительно вращающегося
вала, на который плотно наматываются бумажные ленты.
При резке сравнительно тонкой телефонной бумаги для
предохранения ее от порчи намотка роликов производится
не на металлический вал, а на сидящие на этом валу и вра-
щающиеся вместе с ним деревянные, пластмассовые илн
бумажные втулки. Для обеспечения легкого съема нарезан-
ных роликов бумаги приемный вал делается разъемным.
Благодаря муфте скольжения скорость вращения прием-
ного вала по мере намотки бумажных роликов уменьшает-
ся, обеспечивая прием бумаги с постоянной линейной ско-
§ 7-1]
Подготовительные операции
233
ростыо. Плотность намотки бумажной ленты в ролик дости-
гается торможением отдающего рулона.
Ролики нарезанной бумаги должны иметь плотную и
равномерную намотку и гладкую, без ворсинок, торцевую
поверхность. Последнее достигается периодической правкой
режущих кромок дисковых ножей, регулированием глуби-
ны посадки -верхних ножей и достаточной плотностью при-
жима верхних ножен к нижним.
Фиг. 7-3. Общий вид бумагорезательной машины.
Отечественная бумагорезательная машина БКК-75 до-
пускает резку бумажного полотна шириной до 750 мм на
.ленты шириной 5-н40 мм (через 1 мм) н 40-^-150 мм
(через 10 мм). Линейная скорость резки бумаги составляет
120 -j- 180 mImuh. Машина оснащена автоматом, останавли-
вающим ее при достижении заданного диаметра роликов
(300-н500 мм).
При обрывах бумажного полотна склейка производится
с перекрытием порядка 20 -5-30 мм, причем линия склейки
с образующей рулона должна составлять угол 20 н~30°.
Общий вид бумагорезательной машины показан на
фиг. 7-3.
234
Изолирование ж-ил -кабелей бумажной лентой [Гл. 7
в) Увлажнение бумаги
Влажность бумаги оказывает большое влияние на ее
механические свойства.
Из приведенных и а фиг. 7-4 зависимостей разрывного
усилия и относительного удлинения при разрыве от про-
центного содержания влаги в телефонной бумаге видно, что
Фиг. 7-4. Зависимость разрывного усилия и
относительного удлинения бумаги от ее
влажности.
/ — разрывное усилие; 2 — относительное удлинение
в продольном направлении.
разрывное усилие с увеличением влажности растет и при
влажности 9-г-14% достигает максимума, а затем умень-
шается; в то же время относительное удлинение бумаги
с увеличением ее влажности возрастает непрерывно.
Так как при изолировании значительную роль играют
и сопротивление разрыву и удлинение, то наиболее целесо-
образной следует считать влажность бумаги, равную 12’ -е-
,16%. Обычно телефонная и кабельная бумаги имеют влаж-
ность и поэтому для достижения оптимального
§ 7-1 ]
Подготовительные операции
235
содержания влаги нарезанные ролики бумаги перед уста-
новкой на машины должны быть увлажнены.
Увлажнение бумаги может производиться путем ее вы-
держки в течение 2-ьЗ суток в камере с кондиционирован-
ной относительной влажностью воздуха порядка 65^-70%-
Такую же влажность -следует поддерживать в помещении,
где производится изолирование жил.
В ряде случаев увлажнение бумаги производят в шка-
фах, >где ролики бумаг-и в те-
чение 8-5-10 час. находятся
над поверхностью воды. Для
лучшего увлажнения бумаж-
ных роликов их желательно
развесить на стойках.
Кондиционирование влаж-
ности воздуха в увлажнитель-
ных камерах и изолировоч-
ных отделениях может осуще-
ствляться различными типа-
ми специальных увлажнитель-
ных установок, рассеиваю-
щих чрезвычайно мелкие брыз-
ги воды. В текстильной про-
мышленности, например, широ-
Фиг. 7-Б. Форсунка РИД.
КО применяются форсунки, обес- /-сопло для воды; 2 —сопло для
печивагощне безостаточное рас-
пыление воды (фиг. 7-5).
В этих форсунках вода из водопровода подается по внут-
реннему каиалу, захватывается сжатым воздухом, выходя-
щим «из кольцевой шели, -и распыляется. Производитель-
ность такой форсунки при давлении воздуха I ати и его рас-
ходе 3,3 мг]час составляет 3-4-3,5 кг воды в -час, а при дав-
лении воздуха 1,5 ати и его расходе 4,3 м3}час—5 -=-6 кг/час.
Форсунки просто и удобно сочетаются с системой •автомати-
ческого регулирования влажности в помещении (фиг. 7-6).
При увеличении влажности воздуха в помещении специ-
альный прибор, так называемый гумидостагг, замыкает элек-
трическую цепь, питаемую от трансформатора Тр. При за-
мыкания этой цепи мапнитносоленоидный клапан 4 -откры-
вает выход сжатому воздуху мз сосуда 2, вследствие чего
давление в нем падает и прекращается подача воды в фор-
сунки 5. П-р-и падении влажности "ниже требуемой цепь раз-
236
Изолирование жил кабелей бумажной лентой
[Гл. 7
мыкается, клапан закрывает выход воздуха из сосуда, где
поэтому повышается воздушное давление, и форсунки вновь
нага-жиают работать.
Фиг. 7-6. Схема автоматического регулирования относительной влаж-
ности воздуха в помещении.
1— гумидостат; 2— герметичный бак; 3— шаровой клапан; 4— магнитный кла-
пан; 5—форсунки РИД; 6—воздух от компрессора; 7 — вода из водопровода;
8 — воздух; 9 — слив; Тр — трансформатор.
7-2. Устройство изолировочных машин
Для изолирования жил городских телефонных кабелей
путем спиральной обмотки бумажной лентой применяются
вертикальные многоходовые машины. Эти машины обычно
состоят из 5—10 ходов, имеющих самостоятельное включе-
ние, смонтированных иа одной станине и приводимых в дви-
жение от общего вала.
Каждый ход состоит из отдающего устройства, бумаге-
обмотчика, калибродержателя с уплотняющим калибром,
тягового колеса, приемного устройства с механизмом рас-
кладки и привода. Каждый ход оборудован автоматом,-
останавливающим этот ход при обрыве бумажной ленты.
Схема процесса изолирования показана на фиг. 7-7.
Медная проволока сходит с отдающей катушки /, огибает
направляющий ролик 2 и проходит через полый вал вра-s
§7-2]
Устройство изолировочных машин
237
щающегося бумагообмотчика 3, где на нее по спирали не-
плотно накладывается лента телефонной бумаги, образую-
щая вокруг проволоки полую бумажную трубку. Обмотан-
ная бумагой проволока проходит через уплотняющий ка-
либр 4, диаметр которого меньше диаметра бумажной труб-
ки. Вследствие этого полая изоляция сминается, на бумаж-
ной ленте образуются складки
(так называемые морщины),
наличие которых способствует jqT
равномерности воздушного I
Фиг. 7-7. Схема процесса
изолирования жил го-
родских телефонных
кабелей бумажной
лентой.
Фиг. 7-8. Схема обмотчика
машины для изолирования
жил городских телефонных
кабелей.
J — вращающийся диск; 2— ро-
лик бумаги; 3 — пружина; 4—
гайка; 5— уплотняющий калибр;
6 — тормозящий ролик; 7— нап-
равляющий палец; 8 — муфта
скольжения*
промежутка по длине изолированной жилы и центрирова-
нию медной проволоки внутри изоляции* Пройдя уплотняю-
щий калибр, изолированная жила несколько раз огибает
тяговое колесо 5 и поступает иа приемную катушку 6.
Основным рабочим органом машины является бумаго-
обмотчик. На современных вертикальных изолировочных
машинах применяются, как правило, быстроходные цен-
тральные бумагообмотчики.
Наиболее распространены две конструкции центрального
бумагообмотчика. Первая из них, разработанная Р. М. Ла-
238 Изолирование жил кабелей бумажной лентой [Гл. 7
керником и С. К. Рыбаком, схематически изображена на
фиг. 7-8.
Ролик бумаги укладывается на вращающийся горизон-
тальный диск, в центре которого установлена полая ось.
Бумажная лента, пройдя по направляющему пальцу, оги-
бает тормозной ролик и накладывается иа проволоку. Регу-
лирование силы (натяжения ленты, которая должна быть
равна примерно* 0,2 кГ, -осуществляется одновременным
Фиг. 7-9. Разрез муфты скольже-
ния обмотчика изолировочной
машины.
/ — вращающийся диск; 2 — втулка для
насаживания бумаги; 3— крышка муф-
ты; 4 — фибровые или латунные диски,
соединенные с втулкой; 5 — стальные
диски, соединенные с диском
обмотчика.
затормаживанием как вращения ролика с бумагой в целом,
так и бумажной ленты, уже сошедшей с ролика. Ролик бу-
маги насаживается на втулку, соединенную с диском обмот-
чика при помощи муфты скольжения. Муфта скольжения
(фиг. 7-9) выполнена в виде чередующихся стальных и
фибровых (или латунных) дисков. Стальные диски соеди-
нены с диском обмотчика, фибровые — со втулкой. Ослаб-
ляя или затягивая гайку 4 (фиг. 7-8), можно регулировать
степень проскальзывания стальных дисков относительно
фибровых и тем самым изменять силу торможения бумаж-
ного ролика'.
Торможение бумажной ленты осуществляется при помо-
щи тормозного ролика и прижимающей его пружины 3
с гайкой (см. фиг. 7-8).
§ 7-2] Устройство изолировочных машин 239
Чем сильнее гайка сжимает пружину, тем больше пру-
жина давит на рамку, на которой укреплен тормозной ро-
лик, и, следовательно, тем сильнее ролик тормозит бумагу.
Чем меньше давление пружины, тем выше может подняться
рамка с роликом и, следовательно, тем меньше угол охвата
ролика бумажной лентой, а значит, и сила трения ленты
о ролик.
Для предупреждения возможности раскручивания роли-
ка бумаги при обрывах ленты на рамке имеется специаль-
ный выступ. При обрыве бумажной ленты под действием
пружины рамка опускается вниз и этот выступ плотнее при-
жимает стальные диски к фибровым, в результате чего ро-
лик бумаги затормаживается и его раскручивание под дей-
ствием сил инерции становится невозможным.
Бумагообмотчики описанной конструкции надежно рабо-
тают при числе оборотов 1 2001 400 об/мин, что позво-
ляет получать линейные скорости до 20 mJ мин.
Большой интерес представляет возможность усовершен-
ствования обмотчика описанной конструкции путем созда-
ния системы автоматического регулирования торможения.
В этом случае сила сцепления дисков муфты скольжения
автоматически регулируется в зависимости от положения
осн тормозного ролика. При малом натяжении бумажной
ленты ось ролика перемещается Таким образом, что тормо-
жение ролика бумаги увеличивается и, наоборот, при повы-
шенном натяжении ленты торможение бумажного ролика
уменьшается.
Наиболее совершенным типом бумагообмотчика для
изолирования жил городских телефонных кабелей является
обмотчик, разрез которого изображен на фиг. 7-10. Этот
обмотчик отличается наличием массивной втулки с шарико-
1|Подш1И1П'Н>икО'М. Привод обмотчика осуществляется при по-
мощи шестерни, насаженной на его втулку. Во избежание
излишних вибраций и для получения высоких скоростей
вращения обмотчика приводные шестерни заключаются
в металлический кожух, заполненный смазочным маслом.
Подобный обмотчик, будучи установлен на машине с до-
статочно массивной рамой и хорошо сбалансирован, допу-
скает обмотку жилы телефонной бумагой со скоростью вра-
щения, достигающей 2 800 3 200 об/мин, что соответствует
линейным скоростям изолирования до 35 mJ мин. При не-
достаточно хорошей балансировке такого обмотчика возни-
240
Изолирование жил кабелей бумажной лентой [ Гл. 7
кают биения и вибрации, резко повышающие обрывность
бумаги и делающие невозможными нормальную эксплуата*
цию оборудования и получение хорошего качества изоляции.
Диск бумагообмотчика имеет диаметр 350 мм и до-
пускает установку ролика телефонной бумаги диаметром
300 мм. При наличии магазина для хранения пяти-шести
Фиг. 7-10. Разрез быстроходного центрального обмотчика.
/ — вращающиеся диск; 2 — прлжина; 3 —гайка; 4— тормозящий
ролик; 5 — направляющий палец: 6 — муфта скольжения; 7 — при вод-
ная шестерня; 8и— подшипник.
запасных роликов бумаги центральный обмотчик допускает
возможность длительной работы машины без разрезания
проволоки для установки новых роликов бумаги взамен
использованных.
Уплотняющий калибр крепится в калибродержателе,
расположенном вад бумагообмотчиком. Калибродержатель
передвигается по металлической штанге, расположенной
параллельно оси обмотчика, и закрепляется в требуемом
положении при помощи стопорного винта. Конец калибро-
§ 7 2]
Устройство изолировочных машин
241
держателя имеет' гнездо для установки калибра. Калибр
закрепляется в гнезде также при помощи стопорного винта.
Уплотняющий калибр (фиг. 7-12,а) с входной стороны
имеет коническую распушку, переходящую в цилиндр уста-
новленного диаметра. Состояние калибра имеет весьма
важное значение для качества изолированной жилы: В слу-
Фиг. 7-11. Общий вид быстроходно-
го обмотчика для изолирования
жил городских телефонных кабелей.
--------Ф20--------J
6)
Фиг. 7-12. Уплотняющий
калибр.
а — сплошной калибр: б —
составной калибр:1—сталь-
ная оправа: 2 — победитовая
вставка.
чае разработки калибра более чем на 0,05 мм сверх номи-
нального размера он должен быть заменен новым. Наиболь-
шее .распространение получили -составные калибры, состоя-
щие из стальной оправы и победитовой вставки (фиг. 7-12,6).
Такие калибры обладают высокой стойкостью к истиранию
и соответственно максимальным сроком -службы (до 80 -ч-
100 рабочих смен).
16 И. И. Гродкев, Р. М. Лакернпк и Д. Л. Шарле.
242
Изолирование жил кабелей бумажной лентой [Гл. 7
Привод одного хода изолировочной машины наиболее
распространенной конструкции схематически показан на
фиг. 7-13. Асинхронный электродвигатель с короткозамкиу-
редуктор передает враще-
ние главному -валу .маши-
ны. Вертикальный вал
каждого кода получает
вращение от главного ва-
ла при помощи ременной
передачи. От вертикаль-
ного вала не -бумагообмот-
чп.ку -и тяговому колесу
вращение передается при
помощи шестеренной пе-
редачи, чем обеспечивает-
ся жесткая связь между
бумагообмотчиком * и тя-
говым колесом. Передача
движения от вала тягово-
го колеса к приемному
устройству и раскладчику
производится при помощи
ремней и муфты скольже-
ния, чем обеспечивается
необходимое уменьшение
числа оборотов приемной
катушки по мере ее на-
полнения.
Индивидуальное вклю-
чение каждого хода ма-
Фиг. 7-13. Кинематическая схема шииы производится пере-
одного хода изолировочной машины. ®одом ремня, соединяю-
щего главный вал ма-
шины с вертикальным валом данного хода, с холостого
шкива на рабочий.
Изменение линейной скорости изолирования осуще-
ствляется при помощи сменных шестерен А и Б, располо-
женных у тягового колеса. Для изменения числа оборотов
бумагообмотчика меняется шестерня, насаживаемая на
втулку бумагообмотчика. Смена этой шестерни возможна
благодаря наличию специального устройства, так -называе-
мой «гитары».
§ 7-2]
Устройство (изолировочных машин
243
Ниже приводятся основные паспортные данные изолиро-
вочной машины, кинематическая схема которой показана
на фиг. 7-13.
1. Число оборотов главного вала
пг с = 1 440 yjj— 360 об/мин.
2. Число оборотов вертикального вала
1 ллл 25 224 225 -пп
«..» = l440iu0-224'i56 = 590 00/МИН-
остановки хода при обрыва бумажной ленты.
1 — катушка с проволокой; 2 — контакт аптомата; 3 — элек-
тромагнит; 4—стержень; 5 — пружина; 6 — соленоид: 7 —
металлический стержень.
3. Число оборотов бумагообмотчика
. . лп 25 224 225 130 . ооС
/го6.«= 1 440 W0-224-TS5-12 = 1 825 об/МИИ'
4. Число оборотов тягового колеса
.лп 25 224 225 28 17 Л 25 ог> с А
1 440 100’224' 155*90*28'Б *124”"22,5 Б 00/мин-
16*
244
Изолирование жил кабелей бумажной лентой [Гл. 7
5. Линейная скорость изолирования
1'л=’'£,™Л^=31-8г
6. Шаг обмоткп бумажной лентой
v 1000 31-800 д д
h‘ = “^Г“ = "^5“ = 17,5 S ММ-
Схема автомата для остановки хода при оголении жилы
изображена на фиг. 7-14. При обрыве бумажной ленты про-
Фиг. 7-15. Общий вид быстроходной изолировочной машины
волока оголяется и соприкасается с контактной рамкой авто-
мата. Замыкается цепь переменного тока напряжением 12 в,
питающего промежуточное реле. Последнее включает цепь,
одним нз элементов которой является соленоид; в катушку
соленоида втягивается металлический стержень, соединен-
ный с защелкой, удерживающей пусковую ручку.
Необходимо отметить, что в качестве контактного при-
способления, соприкасающегося с медиой проволокой при
обрыве бумажной изоляции может применяться уплотняю-
§ 7-3]
Технологический режим изолирования
245
щий калибр или само тяговое колесо. В этом случае они
должны быть электрически изолированы от корпуса ма-
шины.
При обрыве бумажной ленты во избежание прохождения
больших участков неизолированной жилы необходим
быстрый останов машины. С этой целью каждый ход маши-
ны снабжается не только автоматом для выключения вер-
тикального вала при обрыве бумаги, но и тормозными ко-
лодками, сжимающими шкив вертикального вала при пере-
воде пр-иводного ремня в холостое положение. Тем самым
осуществляется ускорение остановки хода при обрыве изо-
ляции.
Общий вид машины для изолирования жил городских
телефонных кабелей путем спиральной обмотки бумажной
лентой показан на фиг. 7-15.
7-3. Технологический режим изолирования
Установление технологического режима изолирования
путем спиральной обмотки бумажной лентой заключается
в определении диаметра изолированной жилы, ширины и
шага наложения бумажной ленты, а также величины пере-
крытия ее витков.
В современных городских телефонных кабелях значение
эквивалентной диэлектрической проницаемости изоляции
ежв, . как правило, не превышает 1,5 н-1,6. Для обеспече-
ния указанной величины едкд лента телефонной бумаги
должна накладываться на жилу с таким расчетом, чтобы
образовалась полая бумажная трубка с внутренним диа-
метром, значительно превосходящим диаметр изолируемой
проволоки. Однако чрезмерное увеличение диаметра изоли-
рованной жилы (определяемого диаметром калибра) неже-
лательно, так как оно ведет, во-первых, к возрастанию раз-
меров готового кабеля и, во-вторых, к нестабильности его
электрических характеристик. Действительно, благодаря
образованию полой бумажной трубки изоляция содержит
много воздуха, но одновременно проволока получает воз-
можность перемещаться в поперечном направлении внутри
бумажной трубки, что и приводит к неоднородности элек-
трических характеристик отдельных цепей. Так, например,
при изолировании медной проволоки- диаметром 0,5 мм пу-
тем обмотки одной леитой телефонной бумаги -и применении
уплотняющего калибра с внутренним диаметром 1,3 мм раз-
246
Изолирование жил кабелей бумажной лентой
[Гл. 7
брос рабочих емкостей отдельных пар по повивам внутри
кабеля ТГ 100 X 2 X 0,5 значительно больше, чем для та-
кого же кабеля, жилы которого пропущены через уплотняю-
щий калибр с внутренним диаметром 1,0 мм (табл. 7-2).
Таблица 7-2
Разброс значений рабочей емкости разговорных
пар телефонного кабеля ТГ 100X2x0,5 при
применении уплотняющих калибров различных
диаметров
Порядковый номер повива Разброс рабочих емкостей пар внутри повива. %
Калибр диамет- ром 1,3 мм Калибр диаметром 1,0 мм
1-й (центральный) 14,7 9,8
2-ft 13,9 10,2
3-й 21,0 10,5
4-й 21,0 10,3
5-ft (наружный) 23,4 П.2
Объясняется это тем, что применение калибра диаметром
1,3 мм не обеспечивает необходимого центрирования жилы
внутри изоляции.
На основании практических данных диаметр изолирован-
ной жнлы d\ принимается в 2-5- 2,4 раза больше диаметра
изолируемой проволоки dQ. Для проволоки диаметром 0,4
и 0,5 мм соответствующий коэффициент равен 2, а для
проволоки диаметром 0.6 и 0,7 мм — 2,4. Указанная разни-
ца объясняется тем, что нормированные значения рабочей
емкости в кабелях с диаметрами токопроводящих жил 0,6
и 0,7 мм примерно на 20% ниже, чем в кабелях с жилами
диаметром 0,4 и 0,5 мм.
Но даже и при оптимальных соотношениях dx и do
(в части величины рабочей емкости) проволока все же обла-
дает известной свободой движения внутри бумажной труб-
ки, что проявляется в неоднородности электрических харак-
теристик жил. Уменьшить степень этой неоднородности
можно за счет гофрирования бумажной ленты в уплотняю-
щем жлибре. С этой целью изолированной жиле в началь-
ной стадии образования воздушно-бумажной изоляции, до
прохождения уплотняющего калибра, придается .раемер
§ 7-3]
Технологический режим изолирования
247
еще больший, чем тот, который она приобретет по выходе
из калибра. Вследствие этого при прохождении жилы через
уплотняющий калибр полая бумажная трубка несколько
сминается н на бумажной лейте образуются продольные
складки, расположенные в ее средней части (фиг. 7-16).
Фиг. 7-16. Образование складок в бумажной
изоляции при ее прохождении через уплот-
няющий калибр.
а — изолированная жила; б — бумажная трубка; о—
развернутая бумажная лента; I— медная проволока:
2 — бумажная лента; 3 — уплотняющий калибр;
4 — складки на изоляция.
На эффективность гофрирования оказывают влияние два
фактора: ширина участка, подвергающегося гофрированию,
и глубина гофрирования. Ширина участка бумаги, имеюще-
го складки, зависит от величины перекрытия витков бумаж-
ной ленты. Складки на бумаге возникают в тех местах, где
нет перекрытия.
Введем понятие «расчетный диаметр бумажной трубки»
)> характеризующее диаметр неуплотненной изоляции.
Глубина гофрирования зависит от степени уплотнения
изоляции, определяемой отношением расчетного диаметра
бумажной трубки к фактическому диаметру изолированной
жилы, равному диаметру уплотняющего калибра. Указанное
248
Изолированнее жил кабелей бумажной лентой
(Гл. 7
отношение называется коэффициентом уплотнения воздуш-
но-бумажной изоляции н обозначается буквой I:
__ ^Ipaci __, ^Ipacu
^1#>й кт____^кал u б pa
Принимаемые в практике значения коэффициента уплот-
нения лежат в пределах 1,5-4-1,25, уменьшаясь по мере
возрастания диаметра изолируемой проволоки. Следова-
тельно,
= (1.5-=- 1.25)d,^„ ,=
= (1,5 -ь 1,25) (2.-Ч-- 2,4) = 3rf0.
Уплотнение воздушно-бумажной изоляции способствует
также уменьшению степени деформации изолированных жнл
при последующих процессах их скрутки в группы (пары) и
групп в кабельный сердечник. Необходимо отметить, что
после выхода из уплотняющего калибра диаметр жнлы из-за
упругости изоляции несколько возрастает.
От выбора величины перекрытия витков бумажной леп-
ты зависят эффективность ее гофрирования и механическая
прочность изоляции. Что касается гофрообразов аиия, то уве-
личение процента перекрытия нежелательно, так как чем
больше процент перекрытия витков, тем меньше в изоляции
складок. Увеличенное перекрытие витков бумажной ленты
связано с уменьшенным шагом обмотки и при прочих рав-
ных условиях приводит к пониженной линейной скорости
изолирования. Кроме того, при большом перекрытии увели-
чивается объем бумаги в общем объеме изоляции и соот-
ветственно уменьшается количество воздуха, за счет чего
возрастает эквивалентная диэлектрическая проницаемость
изоляции и, следовательно, электрическая емкость кабеля.
Значительное уменьшение перекрытия бумажной ленты
снижает механическую прочность изоляции и может приве-
сти к оголению проволоки при изгибах жнлы как в процессе
производства, так и при монтаже кабеля. Наиболее рацио-
нальным считается перекрытие витков ленты k', равное
25-ь 35%.
Выбор ширины бумажной ленты непосредственно связан
с установлением оптимального перекрытия витков, так как
ширина ленты, так же как и степень ее перекрытия, влияет
§ 7-3]
Технологический (режим изолирования
249
на эквивалентную диэлектрическую проницаемость изо-
ляции.
Для того чтобы при изолировании образовалась полая
бумажная трубка с диаметром, значительно большим диа-
метра изолируемой проволоки, расчет параметров обмотки
(ширины и шага наложения бумажной ленты) производят,
исходя не из диаметра изолируемой проволоки, а из расчет-
ного диаметра бумажной трубки!. Воспользуемся формула-
ми расчета обмотки бумажными лентами, выведенными
в гл. 6, и в качестве примера определим параметры, обеспе-
чивающие образование полой бумажной трубки вокруг про-
волоки диаметром 0,5 и 0,7 мм. На основании формул
(6-6) и (6-7)
z,=’tdl/,oc«sina(1 + /г)
и
h~r.d. tga.
1расч °
Задавшись средней - величиной перекрытия, равной ЗО°/о,
получаем, что k' = 0,30 и й = 0,43 [согласно зависимости
(6-9)]. Угол обмотки при образова ии полой бумажной
трубки весьма велик (70-4-75°); бумажная леита накла-
дывается почти параллельно медной проволоке.
Расчетный диаметр в первом случае
dlpo,«==M = 3-0,5= 1,5 мм.
Таким образом,
b = тг 1,5 sin 72°30' (1 ф- 0,43) = 6,5 6 — 7 мм;
h = ,5 tg 72°30' — 15 мм.
Во втором случае d{pac>l~3*0,7 = 2,1 мм.
й = тг2,1 sin 70D-1,43 = 8,9 % 9 мм;
Л = тс2,1 tg70°«= 18 мм.
С целью упразднения промежуточной операции пред-
варительного пересчета значения k' на значение k можно
преобразовать формулу (6-7), выразив имеющуюся в ней
величину k через k' [согласно формуле (6-9)].
250
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
Для рассматриваемого случая положительного пере-
крытия получается следующая несложная зависимость:
, . . (. । k' \ «d sin а * ,
/’ = Kdsina(I + T—. (7-1)
Увеличение шага наложения бумажной лепты повышает
линейную скорость изолирования, однако снижает степень
перекрытия витков и, следовательно, механическую проч-
ность изоляции.
Принятые в отечественной практике технологические
режимы изолирования жил городских телефонных кабелей
приведены в табл. 7-3.
Таблица 7-3
Технологические параметры изолирования
Диаметр про- волоки. ЛМ1 Диаметр уплот- няющего ка- либра. .«.« Ширина бу- мажной ленты, мм Шаг нало- жения бу- мажной ленты. л.«
0,4 0,954- ,05 6 144-16
0,5 1,004- .10 64-7 144-16
0,6 1,30— ,50 7ч-9 164-18
0,7 1,504- ,70 8 4-9 16-4-18
Для облегчения вращения роликов бумаги относительно
диска бумагообмотчика и тем самым облегчения разматы-
вания бумажной ленты рекомендуется натирать ролики бу-
маги с торцов парафином.
В случае обрывов проволоки ее пайка или сварка произ-
водится встык или внакладку с применением установленных
припоев. Починка дефектных мест изоляции производится
при помощи бумажной ленты или хлопчатобумажной нитки.
Глава восьмая
ИЗОЛИРОВАНИЕ ЖИЛ ГОРОДСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ
кабелей бумажной массой
8-1. Сущность и схема процесса
Начиная с конца 20-х — начала 30-х годов, наряду со
способом изолирования жил городских телефонных кабелей
путем спиральной обмотки бумажной лентой все большее
*”Указанная методика расчета параметров изолирования жил го-
родских телефонных кабелей предложена Д. Л. Шарле.
§ 8-1 ]
Сущность и схема процесса
251
распространение получает способ изолирования путем не-
посредственного наложения на медиую проволоку сплошно-
го слоя пористой бумажной массы, состоящей, так же как
и изоляционная бумага, из волокон целлюлозы. Разработке
и внедрению новой принципиально отличающейся от преж-
ней технологии изолирования способствовали следующие
обстоятельства.
С ростом числа разговорных пар в городских телефон-
ных кабелях возникла необходимость применения для токо-
проводящих жил проволок все меньшего диаметра. Это
в свою очередь было связано с использованием все более
узких и тонких бумажных лент для изолирования жил.
Уменьшение ширины и толщины бумажных лент вызыва-
ло повышение их обрывности и, следовательно, снижало
производительность оборудования. Линейная скорость изо-
лировочной машины, как известно, непосредственно зависит
от числа оборотов бумагообмотчиков (и косвенным образом
от ширины бумажной ленты, определяющей в известной
мере шаг обмотки). Повышение обрывности более узких
лент ujs позволяло увеличить скорость вращения бумаго-
обмотчиков и тем самым повысить производительность ма-
шины.
Наличие столь существенных противоречий привело
к поискам коренных усовершенствований процесса изоли-
рования жил городских телефонных кабелей. В результате
был разработан способ непосредственного наложения на
проволоку изолирующего слоя бумажной массы, позволяю-
щий отказаться от обмотки лентой, ограничивающей даль-
нейшее возрастание линейной скорости изолировочных
машин.
Бумагомассная изолировочная машина была сконструи-
рована в США в 1924—1928 гг. Первой в Европе и второй
в мире приступила к освоению нового способа изолирования
отечественная кабельная промышленность. Силами коллек-
тива рационализаторов завода «Севкабель» под руковод-
ством инженеров Е. Ф. Клибайова и. Д. А. Тер-Мкртчана
в 1933 г. была пущена в эксплуатацию первая советская
бумагомассная изолировочная машина.
Основное отличие технологии изолирования жил бумаж-
ной массой от технологии изолирования бумажной лентой
заключается в том, что вместо изготовления из бумажной
массы полотна бумаги, последующей резки полотна иа узкие
252
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
бумажные ленты и обмотки проволоки этими лентами, при-
меняется осаждение на проволоке сплошного слоя влажной
и рыхлой бумажной массы, которой в дальнейшем придают-
ся правильная цилиндрическая форма и требуемая пори-
стость.
Машина для изолирования жил бумажной массой (так
называемая «бумаго-массн-ая изолировочная машина»)
представляет собой агрегат, позволяющий осуществлять
•изолирование до 50 ч-60 жил одновременно.
оооооо оооооооо
Фиг. 8-1. Принципиальная схема агрегата для изолирования жил бу-
мажной массой.
Принципиальная схема бумаго-массного агрегата .изобра-
жена иа фиг. 8-1. Медные проволоки, сходящие с катушек,
расположенных на стеллажах отдающего устройства /, про-
ходят через ванну очистки 2, где с нх поверхности уда-
ляются следы волочильной эмульсии, медной пыли и грязи,
и поступают в основную рабочую часть изолировочной ма-
шины— на сетчатый (рабочий) цилиндр 5.
Цилиндр, боковая поверхность которого представляет
мелкую сетку, вращается вокруг своей оси в ванне, непре-
рывно наполняемой до определенного уровня водной суспен-
зией волокон целлюлозы. Сетчатая поверхность цилиндра
разделена на узкие кольцевые канавки, число которых со-
ответствует числу одновременно изолируемых проволок.
Каждая из поступающих на сетчатый цилиндр медных про-
§ 8-11
Сущность и схема процесса
253
волок направляется в одну из кольцевых канавок. Вода
устремляется из ванны через отверстия сеток во внутреннюю
полость цилиндра, откуда она вытекает через его торцевую
часть в сборник оборотной воды. При этом волокна целлю-
лозы оседают на поверхности сетчатых кольцевых канавок
и, следовательно, на поверхности проволок, образуя непре-
рывную влажную ленточку бумаги по ширине сетчатой ка-
навки поверх проходящей по ней проволоки. Постоянная
разность уровней жидкости снаружи и внутри сетчатого
цилиндра поддерживается посредством регулирования при-
тока свежей массы в ванну.
При сходе проволок с сетчатого цилиндра сырые бумаж-
ные ленточки целиком обволакивают их. После сетчатого
цилиндра проволоки с осевшими на них волокнами бумаж-
ной массы принимаются системой бесконечных сукон и про-
пускаются через несколько последовательно расположенных
отжимных прессов 4, (так называемая прессовая часть ма-
шины) , служащих для удаления -из бумажной «массы значи-
тельного количества влаги. Далее изолированные жилы
проходят сквозь гладильный механизм 5 (при помощи кото-
рого изоляции придается цилиндрическая форма), красиль-
ное ’устройство 6 и поступают на сушку в электрическую
печь проходного типа 7. Высушенные изолированные жилы
посредством тяговых сукон 8 подаются на расположенное
под сушильной печыо приемное устройство 9.
Технологический процесс изолирования жил начинается
по существу с приготовления бумажной массы. В ролле 10
в присутствии воды производится размол волокон целлюло-
зы. Из ролла масса перекачивается по трубопроводу в ре-
зервуары .большой емкости, так называемые метальные
баки И. Из баков при помощи черпальных колес 12 масса
равномерными порциями подается в смесительный ящик 13,
где ее концентрация доводится до заданной величины.
Далее масса пропускается через очистные устройства:
песочницу 14, где оседают механические примеси, и узло-
ловитель 15, задерживающий узелки волокон целлюлозы.
Очищенная масса по трубопроводу 16 поступает в ванну
сетчатого цилиндра.
Общий вид одного из бумагомассных агрегатов изобра-
жен на фиг. 8-2.
Из рассмотрения принципа действия агрегата видно, что
процесс изолирования жил бумажной массой состоит из
Фаг. 8-2. Общий вид бумаго-массного агрегата.
1— ролл для размола целлюлозы; ?— бак для разведения красителей; 3— центробежный насос для перекачивания массы
из ролла в метальные баки; 4—вертикальные ментальные баки с лопастными мешалками; 5 — бассейн с черпальным колесом;
6—песочница; 7 — узлоловитель; 8 — сборник; 9 — напорный бак; 10—регулятор концентрации массы;// —отдают ее уст-
ройство для катушек с медной проволокой; 12 — ванна с сетчатым цилиндром; 13—отжимные прессы с мокрыми сукнами;
14— полировочный механизм с быстро вращающимися гладилками; /5 — электропечь проходного типа для сушки бумаго-мас-
сной изоляции; 16 — сухие тяговые сукна; 17 — приемное устройство для .катушек с изолированной жилой; 18— пульт управ-
ления агрегатом: 19— сборник оборотной воды, отходящей из внутренней полости сетчатого цилиндра.
Изолирование жил кабелей бумажной массой L Гл. 8
§ 8-1]
Сущность и схема ’процесса
255
ряда разнородных по характеру основных и вспомогатель-
ных операций, последовательность которых иллюстрирует
схема на фиг. 8-3.
В отличие от конструкции так называемой воздушно-
бумажной изоляции, представляющей сочетание двух раз-
йсломоготельные
операции
Фиг. 8-3. Последовательность технологиче-
ских операций при изолировании жил бу-
мажной массой
дельных слоев: воздуха и бумаги (в виде полой бумажной
трубки), бумаго-массная изоляция наасладывается на токо-
проводящую жилу сплошным слоем. Поэтому основное тре-
бование, предъявляемое к технологии изолирования жил
бумажной массой, сводится к обеспечению максимально
возможной пористости бумаго-массной изоляции с тем, что-
бы ее диэлектрическая проницаемость ие превышала вели-
чины эквивалентной диэлектрической проницаемости воз-
душно-бумажной изоляции.
256
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
8-2. Приготовление бумажной массы
а) Обработка целлюлозы
Сырьем для изготовления бумаго-массной изоляции, гак
же как и при производстве изоляционных бумаг, служит
сульфатная целлюлоза.
В зависимости от принятой технологии варки различают
несколько разновидностей готовой сульфатной целлюлозы:
мягкую, средней жесткости, жесткую и очень жесткую.
Для электроизоляционных целей применяется жесткая,
обладающая наибольшей механической прочностью разно-
видность сульфатной целлюлозы, так называемая крафт-
целлюлоза.
Крафт-целлюлоза не отбеливается (т. е. не обрабаты-
вается раствором хлорной извести нли хлором); ее -цвет
буро-желтый. Целлюлоза изготовляется в листах размером
800 X 1 000 мм, толщиной 4 -е- 6 мм. Листы поступают на
кабельные заводы в кипах весом по 100 -ь 150 кг.
Бумажной массой называется водная суспензия волокон
целлюлозы. Сплошной слой бу магом ассиой изоляции обра-
зуется в результате переплетения и сцепления волокон
целлюлозы между собой. Как сила сцепления волокон меж-
ду собой, так и степень прилипания (адгезия) бумажной
массы к металлу (токопроводящей жиле) зависят от сред-
ней длины волокон и состояния их поверхности. Чем короче
и тоньше волокна и чем они мягче и пластичнее, тем легче
они переплетаются, образуя сплошной изоляционный слой.
Средняя длина волокна древесной целлюлозы хвойных
пород составляет 3-4-4 мм. Для достижения оптимальных
свойств бу магом асе ной изоляции, в первую очередь доста-
точной механической прочности, волокна целлюлозы должны
быть укорочены до 1,0-ь 1,5 мм. Подобное измельчение во-
локон осуществляется посредством их размола.
Под размолом понимается такая механическая обработ-
ка волокон целлюлозы в присутствии воды, при которой
волокна подвергаются ударному — разрезывающему и раз-
давливающему — действию. Сущность размола заключается
в разрывании и разрезании исходных волокон, представляю-
щих собой пучки молекул целлюлозы, поперек (т. е. рубке
или укорачивании) и одновременном раздавливании и рас-
щеплении их вдоль (т. е. по ширине) на элементарные во-
локна «фибриллы».
§ 8-2) ПрйготопленЙё бумажной массы 257
Наряду с чисто механическим измельчением волокон при
размоле происходят и коллоидные процессы, а- именно на-
бухание волокна за счет адсорбирования воды внешними и
внутренними поверхностями фибрилл и мицелл. В резуль-
тате объем волокна увеличивается, оно становится мягче и
пластичнее. (При этом наружный слой набухшего волокна,
размягчаясь, приобретает коллоидные свойства геля, вслед-
ствие чего само волокно становится скользким.)
Итак, основными задачами размола целлюлозы являют-
ся: укоротить и расщепить волокна, развить их поверхность
(для повышения адсорбционной способности), образовать
иа поверхности волокон (благодаря набуханию) коллоид-
ную пленку (гель), обеспечив тем самым мягкость >и гиб-
кость «волокон.
б) Устройство ролла
Наиболее распространенным оборудованием, применяе-
мым для размола волокон целлюлозы, являются массные
роллы. Массный ролл, схематическое изображение кото-
рого представлено на фиг. 8-4, состоит из следующих основ-
ных частей:
1) ванны 1 с горкой 2, средней перегородкой 3 и вы-
пускными клапанами 4 и 5;
2) размалывающего механизма, образованного вращаю-
щимся рольным барабаном 6 и неподвижной пл а иной 7,
•снабженных ножами;
3)v устройства для подъема и опускания барабана, позво- ।
ляющсго изменять расстояние между ножами барабана и
ножами планки (так называемого «присадочного устрой-
ства») , с приспособлением для регулирования давления
барабана на планку в процессе размола;
4) кожуха, закрывающего рольный барабан и предот-
вращающего разбрызгивание массы.
Принцип действия ролла заключается в следующем:
ванна наполняется смесью волокон целлюлозы и воды; при
вращении барабана масса затягивается между ножами ба-
рабана и планки, размалывается и выбрасывается вновь
в ванну. Подобная непрерывная циркуляция массы происхо-
дит до завершения размола. После этого барабан останав-
ливают, готовую массу выпускают из ванны и загружают
ее новой порцией смеси.
17 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерннк к Ц. Л. Шврле.
258
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
Ванна ролла представляет собой овалы-юй формы от-
крытый железобетонный резервуар емкостью 5 н- 8 мА.
(В роллах прежних конструкций применялись чугунные
ванны.)
Вертикальная продольная перегородка, не доходящая
до торцевых стенок, разделяет ванну на два неодинаковых
Фиг. 8-4. Массный ролл,
л — продольный разрез; б—план.
по ширине канала: рабочий и обратный. В более широ-
ком — рабочем — канале дно ролла, постепенно повышаясь
по направлению движения массы, вблизи задней стенки
образует возвышение, так называемую горку, предназначен-
ную для создания разности уровней циркулирующей массы,
а затем круто падает. По другую сторону продольной пере-
городки — в канале обратного хода — дну придается уклон
5 ч- 10° по направлению от задней торцевой стенки к перед-
ней. Переходы от стенок ко дну ванны — плавные, с боль-
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
259
шими закруглениями. Передняя стенка ролла также закруг-
лена. Все это способствует лучшему перемешиванию массы
и ускорению ее движения в ролле. В современных конструк-
циях роллов скорость движения массы доходит до 6 ч-
12 м[мин. В самом глубоком месте дна — вблизи переднего
закругления — расположены оба выпускных клапана с та-
°)
<5/
Фиг. 8-5- Устройство рольного барабана.
а — продольное сечение собранного барабана; б —
общий вид барабана; / — вал; 2—опорные диски;
3— стальные ножи; 4 — деревянные клинья; 5 —
' металлические скребки.
рельчатыми крышками: один — 4 — для выпуска готовой
размолотой массы, другой — 5 — для спуска в канализацию
грязной воды, получающейся при промывке ролла. В дне
в айны перед горкой имеется углубление, покрытое крупной
сеткой 8; оно служит для улавливания механических при-
месей.
Рольный барабан, являющийся одной из основных частей
размалывающего механизма, вращается на стальном валу,
закрепленном в подшипниках. Устройство барабана видно
на фиг. 8-5. На валу закреплены на шпонках три-четыре
17*
260 Изолирование жил кабелей бумажной массой [ Гл. 8
стальных диска, на наружной поверхности которых имеют-
ся пазы. Стальные ножи посредством деревянных клиньев
укрепляются в пазах параллельно образующим боковой по-
верхности барабана. Кроме того, ножи со стороны торцов
барабана стягиваются стальными кольцами, надетыми в го-
рячем состоянии.
Ножи толщиной 6 мм в количестве 80-4- 100 распреде-
ляются по окружности барабана равномерно с промежут-
ками 30 -4- 50 мм.
К тбрцевым поверхностям барабана прикрепляются ме-
таллические пластины изогнутого профиля, так называемые
скребки, которые при работе ролла выбрасывают массу,
проникшую в пространство между барабаном и стенками
ванны.
У основания горки, под барабаном, расположена планка
с набором неподвижных ножей. В пространстве между вра-
щающимися ножами барабана и неподвижными ножами
планки и происходит размол волокон. Планка ролла со-
стоит из двух комплектов ножей во 15 шт. в каждом, стя-
нутых сквозными болтами. Между ножами вставляются
деревянные клинья. Ножи планки тоньше ножей барабана;
их толщина равна 4 мм. Плавка установлена на склоне гор-
ки таким образом, что ее ножи образуют с ножами бара-
бана угол 5-4-7°, благодаря чему достигается безударное
движение барабана вдоль планки. Охват окружности бара-
бана планкой соответствует дуге 30°.
Процесс размола происходит следующим образом. Во-
локнистый материал, попадая между ножами вращающего-
ся барабана и неподвижной планки, расположенными под
углом п действующими подобно ножницам, размельчается
и, захватываемый ножами барабана, поднимается иа высоту
горки и перебрасывается через нее. Благодаря этому соз-
дается и постоянно поддерживается разность уровней раз-
малываемой массы за горкой и перед барабаном. Перебро-
шенный через вершину горки материал падает на ее скат,
скользит по нему и движется по наклонному дну ванны из
рабочего канала в обратный. Наличие разности уровнен
обеспечивает необходимую непрерывную циркуляцию. Пе-
риодически попадая между вращающимися и неподвижными
ножами и постепенно размельчаясь, волокна целлюлозы
превращаются в однородную кашеобразную слизистую бу-
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
261
мажную массу. Барабан вращается со скоростью порядка
150 об/мин.
В процессе размола массы необходимо постепенно сбли-
жать размалывающие поверхности барабана и планки, что
выполняется при помощи присадочного механизма, устрой-
ство которого изображено на фиг. 8-6. Подшипники вала
рольного барабана укреплены на двух массивных рычагах,
поворачивающихся вокруг осн. При помощи вертикальной
Фиг. 8-6. Механизм для подъема и опускания рольного барабана.
I — контргруз; 2—4 —вертикальная штанга с нарезкой на участке 3—#; 5—махови-
чок; б — червяк; 7—червячная шестерня; 8—подшипники вала рольного бараба-
на; Р — рычаг.
штанги с винтовой нарезкой, червячной пары и маховичка
свободные концы обоих рычагов могут одновременно под-
ниматься или опускаться. Соответственно поднимается или
опускается, как говорят «присаживается» на планку, роль-
ный барабан. Для осуществления одновременного движения
обоих рычагов вращение маховичка передается через систе-
му шестерен и вала, расположенного вдоль барабана, вто-
рой червячной паре, являющейся составной частью такого
же устройства, находящегося по другую сторону ролла.
Для регулирования удельного давления, испытываемого
волокнами между барабаном и планкой, служит приспособ-
ление, представляющее собой систему рычагов и подвижных
грузов.
в) Технология размола
Виды помола. Качественное состояние бумажной массы
зависит от характера размола и определяется видом помо-
ла, степень которого выражается в градусах.
262
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
Принято различать два основных вида помола массы 1 *:
так называемые тощий (или «садкий») и жирный. В первом
случае волокна укорачиваются, но не расщепляются. Такие
волокна отлагаются на сетчатой поверхности рабочего ци-
линдра бумаго-массной изолировочной машины -рыхлым
слоем, легко обезвоживаются и образуют пористую бумаж-
ную изоляцию. (Масса называется «садкой» потому, что она
легко оседает, легко «садится» на сетке.)
При продольном расщеплении волокон характер помола
иооит название жирного. Расщепленные волокна мягки н
пластичны, они оседают на сетке плотным слоем и медленно
обезвоживаются.
Естественно, что для получения пористой бумаго-мас-
сной изоляции применяется масса тощего (садкого) помола.
Состав сырья и концентрация волокна. На характер
помола влияет концентрация массы в ролле. Для получе-
ния садкого помола предпочтительнее малая концентрация
(4-5%).
Для приготовления бумажной массы в настоящее время
используется смесь, состоящая из 50% крафт-целлюлозы и
50% отходов кабельной и телефонной бумаги. Для этого
состава смеси концентрация абсолютно сухого волокна
в ролле принимается равной 5%. Следовательно, в ролл
полезной емкостью 5 м3 необходимо загружать по
5 000 - 0,05 • 1,08 = 270 кг сырья (135 кг целлюлозы и
135 кг бумажных отходов). Коэффициент 1,08 учитывает
нормальную 8-процеитную влажность целлюлозы и бу-
маги.
В свое время работами Института бумаги было выявле-
но, что применяемая для приготовления бумажной массы
композиция сырья (50 : 50) те является оптимальной -с точки
зрения электрических характеристик получаемой изоляции.
Наилучшие результаты, а именно максимальная воздухо-
проницаемость (872 см3) и минимальная диэлектрическая
проницаемость (1,48) изоляции, были достигнуты на компо-
зиции из 70% сульфатной целлюлозы и 30% отходов бума-
ги. Концентрация абсолютно сухого волокна в ролле состав-
ляла при этом 4%.
1 Следует правильно применять термины „размол” и „помол”.
Размолом называется процесс обработки волокон. В результате этого
процесса изменяются размеры и свойства волокон. Эти изменения и
характеризуются „помолом”.
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
263
Фиг. 8-7. Аппарат для
определения градуса
помола.
Процесс размола. Ванна ролла заполняется водой на
3/4 своего объема. Посредством присадочного устройства
рольный барабан поднимают на (несколько миллиметров над
планкой с целью увеличения зазора
и неподвижными ножами в первый
в рабочее пространство размалы-
вающего механизма поступают
целые листы целлюлозы.
После того как барабан при-
поднят, включается приводной
электродвигатель и производится
постепенная загрузка сухого ма-
териала. Сначала загружаются
небольшими порциями листы цел-
люлозы так, чтобы под ножп ба-
рабана попадало одновременно не
более одного листа. Подача по'
два и более листов не допускает-
ся, так как. это может повлечь
поломку размалывающего меха-
низма.
При размоле целлюлозы вода
должна непрерывно небольшой
струей поступать в ролл. После
размельчения листов целлюлозы
(в течение приблизительно 1 часа)
рольный барабан постепенно
опускается настолько, чтобы рас-
стояние между его ножами и но-
жами планки равнялось 0,2 -н
0,5 мм, и начинается постепенная загрузка ролла отходами
бумаги путем разматывания отдельных лент с остатков бу-
мажных роликов. При этом достаточно лишь опустить кон-
цы лент в. ваину ролла; увлекаемые циркулирующей массой
ленты разматываются самостоятельно с очень большой ско.-
ростью. Загрузка неразмотанных роликов бумаги недопусти-
ма, так как может привести к аварии размалывающего
механизма. Отходы бумаги не должны содержать посторон-
них частиц в виде тряпок, нитей, пряжи, проволоки, а также
грязи, клея, масла.
Контроль процесса размола. Показателем степени помо-
ла является -число градусов, •определение которого «произво-
между вращающимися
момент размола, когда
264
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
дится на аппарате Шоппер-Рнглера. Аппарат (фиг. 8-7) со-
стоит из металлического цилиндра 1 с сетчатым дном 2*
установленным над воронкой 3, которая заканчивается вер-
тикальной узкой трубкой 4, имеющей диаметр 3 мм; в боко-
вую стенку воронки врезана вторая, более широкая трубка
5 диаметром 12,5 мм. Сетчатое дно цилиндра плотно за-
крывается металлической пробкой конической формы 6.
Для определения градуса помола из разных мест ванны
берут пробу массы и сильно отжимают в руке или через
ткань. При известном навыке содержание абсолютно сухого*
волокна в отжатой массе всегда будет около 33%. Отвесив
на аналитических весах 6 г массы (что соответствует 2 г-
абсолютно сухого волокна), помещают ее в ковш н разбав-
ляют 1 л воды при температуре 18-н 20° С.
Для расчленения массы на отдельные волокна ее пере-
ливают несколько раз из ковша и тщательно перемешивают^
затем выливают в цилиндр, сетка которого закрыта конус-
ной пробкой-колпаком. Как только вся -проба вылита, быст-
ро поднимают пробку. Вода из массы проходит через сетку
в воронку hi обе трубки аппарата. Если масса тощая, т. е.
способна легко отдавать воду, то большее количество воды,
быстро -накапливающейся в нижней части воронки, прохо-
дит через широкую боковую трубку.
При жирной массе, плохо отдаюшей воду, последняя
медленно накапливается в нижней части воронки и боль-
шая часть ее успевает за это время вытечь через узкую
центральную трубку.
В нижней части аппарата находится конус 7, способ-
ствующий правильному распределению воды. Для вытекаю-
щей воды под обеими трубками ставится по мерному стака-
ну. О степени помола судят по количеству воды, вытекаю-
щей через центральную трубку: чем оно больше, тем масса
жирнее. На мерном стакане нанесено 100 делений; каждому
из них соответствует 1° помола. По Шоппер-Риглеру
20-в-30° характеризуют тощую (садкую) массу, 60 -^-80° —
жирную.
Известно, что воздухопроницаемость (или пористость)
бумаг сильно зависит от степени помола массы, резко
уменьшаясь при сравнительно незначительном повышении
жирности массы. Влияние’ степени помола! массы -на
воздухопроницаемость бумаги иллюстрирует график на
фиг. 8-8.
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
265
Фиг. 8-8. Зависимость воздухопроницаемости
бумажной массы от степени ее помола.
Бумажная масса считается размолотой, если градус по-
мола равен 21 -е-25° Ш. Р.
Длительность размола бумажной массы лежит в преде-
лах З-г-4 час.
Часовая производительность ролла (по абсолютно сухо-
му волокну) определяется следующей формулой:
Р=у- [кг! час], (8-1)
где V — полезный объм ро г,ла, At3;
к — концентрация абсолютно сухого волокна в рол-
ле, tfg/At3;
Т —длительность одного цикла размола, час.
Если концентрация выражена в процентах, то в фор-
муле добавляется коэффициент J0:
p__v^o р;г/>,ба£,] (8-2)
По достижении требуемого градуса помола готовая мас-
са спускается из ролла самотеком либо перекачивается
центробежным насосом. Так как концентрация абсолютно
сухого волокна, составляющая в ролле 5%, в дальнейшем
266
Изолирование жил кабелей бумажной ^массой
[ Гл. 8
должна быть снижена, то при спуске массы из ролла к ней
добавляется определенное количество свежей воды.
(С целью облегчения работы насоса воду направляют не-
посредственно в ролл.) Продолжительность спуска массы из
ролла составляет около 15 мин.
г) Конические мельницы
Основным недостатком массного ролла является перио-
дичность его работы.
Наличие ряда условий, влияющих на процесс размола,
приводит к тому, что при каждом последующем обороте
Фиг. 8-9. Коническая мельница. Продольный разрез.
I— статор; 2— ножи статора; 3—ротор; 4—ножп ротора; 5—механизм осевого
перемещения ротора; 6 — впускной патрубок; 7 — выпускной патрубок; 8— эла-
стичная муфта.
ролла может получаться масса, несколько отличающаяся
по своим свойствам от массы, полученной за предыдущие
обороты того же ролла. Для выравнивания колебаний помо-
ла и достижения однородности массы приходится устанав-
ливать промежуточные баки большой емкости, в которых
смешивают порции массы, полученные за несколько оборо-
тов ролла.
С целью частичного выравнивания консистенции (рафи-
пировання) бумажной массы, предварительно размолотой
в роллах, целесообразно применять размалывающие меха-
низмы непрерывного действия. Наибольшее распространение
получили конические мельницы непрерывного действия или,
как их часто называют, мельницы Жордана. Мельница
(фиг. 8-9) состоит из неподвижного чугунного конической
формы корпуса-статора и вращающегося внутри него полого
чугунного ротор-а, также имеющего коническую форму.
§ 8-2] Приготовление бумажной массы 267
На внутренней поверхности статора и наружной боковой
поверхности ротора укреплены стальные ножи, расположен-
ные в осевом направлении; угол между ножами ротора и
статора составляет Зч-4°. Таким образом, корпус-статор
выполняет роль планки по отношению к ножам конусного
размалывающего барабана (.ротора). Бумажная масса по-
ступает через патрубок, расположенный со1 стороны узкого
конца мельницы в верхней ее части, проходит между .разма-
лывающими ложами под действием напора жидкости (рав-
ного 2 ч~2,5 м вод. ст.) и удаляется через патрубок со сто-
роны широкого конца. Продвижению массы способствует
центробежная сила, создаваемая при вращении ротора и
увеличивающаяся в 'направлении от ©го узкой части к ши-
рокой. Ротор приводится во- вращение электродвигателем
через эластичную муфту, допускающую его осевое переме-
щение, что необходимо для регулирования расстояния меж-
ду размалывающими ножами ротора <и статора.
Предварительно размельченная в ролле масса в мель-
нице окончательно размалывается, проходя между ножами
1 раз в течение 3 ч- 5 сек. Степень помола при этом возра-
стает на 5 ч- 7° Ш. Р. Производительность конических мель-
ниц составляет 100 ч-5 000 кг!час абсолютно сухого во-
локна.
Для сокращения времени разгрузки ролла целесообразно
предварительно размельченную в нем бумажную массу на-
правлять сразу в несколько конических мельниц, работаю-
щих параллельно, или использовать мельницы большой
мощности. Из конических мельннц масса поступает в ме-
тальные баки. Число оборотов ротора конических мельниц
450 ч- 500 об/мин.
д) Разбавление, перемешивание
и дозировка бумажной массы
Концентрация размолотой массы — 5 %. Для дальнейшей
очистки массы и главным образом равномерного распреде-
ления волокон при осаждении массы на сетчатой поверхно-
сти рабочего цилиндра изолировочной машины необходимо
сильное разбавление массы, примерно в 100 раз. Подобное
разбавление массы производится не сразу, а в две стадии:
сначала в метальном баке — до концентрации 2%, затем
непосредственно перед очистными устройствами—до кои-
центр а цни 0,05 %.
268 Изолирование жил кабелей бумажной массой I Гл. 8
Либо непосредственно из ролла, либо после прохожде-
ния конической мельницы размельченная бумажная масса
центробежным насосом перекачивается в метальный бак.
Назначение метального бака, — во-первых, создать запас
массы для последующего ее использования, во-вторых, вы-
равнять ее консистенцию, в-третьих, препятствовать оседа-
Фиг. 8-10. Горизонтальный метальный бак с черпальным колесом.
1—бак; 2—вал; Я—привод вала; 4— лопастная мешалка; 5 — черпальное коле-
со; б—черпаки; 7 — жолоб; 8— подвижная стенка; 9— маховичок; 10— патрубок.
нию волокон целлюлозы на дно. Последнее достигается прн
помощи вращающейся лопастной мешалки. Метальный бак
является как бы промежуточным звеном агрегата, синхро-
низирующим работу ролла, периодически поставляющего
массу, и изолировочной машины, непрерывно потребляю-
щей массу. К находящейся в метальном баке массе добав-
ляется свежая вода из такого расчета, чтобы ’концентрация
абсолютно сухого волокна понизилась с 5 до 2%.
Метальные баки бывают как вертикальными, так и го-
ризонтальными. Последние обеспечивают более равномерное
перемешивание массы. Горизонтальный метальный бак
(фиг. 8-10) сооружается из железобетона и имеет прямо-
угольную форму с полуцилиидрнческой внутренней поверх-
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
26S
ностыо диа, слегка покатого по направлению к черпально-
му колесу п грязевому клапану. В торцевых стенках бака
вмонтированы чугунные коробки, в которых расположены
подшипники горизонтального вала и сальниковые уплотне-
ния. На валу насажены чугунные крестовины, к которым
прикреплены деревянные или стальные лопасти. С целью
лучшего перемешивания массы часть лопастей укрепляется
наклонно к осн вала, благодаря чему погружение их в мас-
су происходит постепенно. Во избежание ценообразования
мешалка делает не более 4 ч- 6 об/мин.
Емкость метального бака выбирают, исходя из условия
двух-трех полных загрузок массного ролла (с учетом сни-
жения концентрации абсолютно сухого волокна примерно
в 2,5 раза). Следовательно, при емкости ролла 5 ж3 емкость
метального бака составляет 25-е- 40 м3. Как правило, в со-
ставе бумаго-массного .агрегата должно быть ие менее двух
метальных баков, установленных рядом. В один бак из
ролла периодически поступает бумажная масса, а из другого
бака в это время производится непрерывная подача массы
в изолировочную машину. Перед обоими метальными бака-
ми установлен распределительный ящик, в который подается
масса из ролла и из которого она направляется поочередно
в любой из баков.
Для равномерной дозировки количества массы, подавае-
мой в единицу времени в ванну сетчатого цилиндра изоли-
ровочной машины, служит черпальное колесо. Черпальное
колесо представляет собой цилиндрическую медную раму,
несущую 24 медиых или алюминиевых ковша (черпака)
емкостью по 5 ч-6 л каждый. Черпальное колесо жестко
крепится на валу лопастной мешалки горизонтального ме-
тального бака в -передней его части (ом. фиг. 8-10). При
вращении колеса ковши, находясь в нижнем положении,
зачерпывают массу, а поднимаясь наверх, выливают ее на
специальный наклонный лоток, в котором установлена по-
движная стенка, передвигающаяся вправо или влево посред-
ством маховичка и стержня с нарезкой. Масса, попадающая
из черпака правее подвижной стенки, сливается через пра-
вый, открытый конец лотка обратно в метальный бак.
Масса, выливающаяся не черпака в лоток левее подвижной
стенки, направляется в смесительный ящик и далее на очи-
стные устройства. В смесительном ящике, куда возвра-
щается неиспользованная в ванне сетчатого цилиндра
270
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл 8
масса, так называемая «циркуляционная масса», а также
вода, прошедшая сквозь сетчатую поверхность внутрь ци-
линдра и именуемая «оборотной водой», происходит раз-
бавление свежей бумажной массы в 40 раз, т. е. снижение
концентрации абсолютного сухого волокна с 2,0 до 0,05%.
(При наличии в системе не горизонтальных, а вертикаль-
ных метальных баков черпальное колесо устанавливается
в отдельном промежуточном резервуаре, куда поступает
масса из метального бака.)
е) Очистка бумажной массы
Предварительная очистка бумажной массы от различных
механических примесей (песка, металлических частиц и др.)
Фиг. 8-11. Песочница. Продольный разрез.
производится в песочнице, представляющей собой длинный
прямоугольный деревянный жолоб с поперечными планками
(ребрами) на дне (фиг. 8-11). Сильно разжиженная масса
течет по песочнице сравнительно медленно, со скоростью,
не превышающей 9 -4- 12 mJmuh, для того, чтобы все посто-
ронние частицы (вследствие их большего удельного веса)
постепенно осели на дно. Поперечные ребра высотой 60 -4-
100 мм, установленные с наклоном в сторону движения мас-
сы, способствуют оседанию примесей. Размеры песочницы:
длина 8 10 м, ширина 2 м, высота 0,5 м. Песочница по-
мещается на возвышении с таким расчетом, чтобы поддер-
живалось движение массы самотеком из метальных баков
в ванну сетчатого цилиндра. Недостатком песочницы
является ее громоздкость.
§ 8-2]
Приготовление бумажной массы
271
вихревой или водово-
Гидроциклон (вихревая
для очистки бумажной
механических примесей.
Фиг. 8-12.
ловушка)
массы от
а — общий вид; б — рабочий узел.
В последнее время наметилось стремление к замене пе-
сочниц компактными малогабаритными быстродействующи-
ми очистными устройствами — «гидроциклоиами».
Гидроциклон, называемый также
ротной ловушкой (.ворт-
рап), представляет собой
вертикальную металличе-
скую трубу 10 длиной око-
ло 1 м н внутренним диа-
метром 50 -ь 100 мм (фиг.
8-12). Труба заканчивает-
ся конусом. В средней
части трубы помещена ре-
зиновая диафрагма 2 с
отверстием в центре, рав-
ным около' !/з диаметра
трубы; в нижней части
помещена вторая резино-
вая диафрагма 3, в кото-
рой, кроме центрального,
имеется несколько отвер-
стий, расположенных ПО'
окружности. В верхней
части к трубе «присоедине-
на головка, составляющая
главную часть аппарата.
Она состоит из .вертикаль-
ной трубки 6, имеющей
форму усеченного кону-
са, нижннй конец кото-
рого входит в трубу 10.
Перпендикулярно к ней
встроена другая трубка 1,
ось которой расположена
по касательной к корпусу
аппарата. Под конусом установлена стеклянная трубка 7,
которая входит в сборник 8. Конус и сборник 8 имеют в
нижней своей части вентили 9.
Масса подается насосом в трубку 1 касательно к верти-
кальной трубке головки и получает спиральное вращатель-
ное (водоворотиое) движение по траектории 4. Тяжелые
части примесей отбрасываются под действием центробеж-
272 Изолирование жил кабелей бумажной массой [Гл. 8
ной силы к стенкам трубы 5, проходят через отверстия на
окружности нижней резиновой пластинки и попадают -в
конус, а оттуда по стеклянной трубке—в сборник 8. В стек-
лянной трубке можно наблюдать движение грязи. Грязь
накапливается в сборнике и оттуда удаляется 2-^-3 раза
в сутки. Для промывки подводится вода.
Очищенная от грязи масса из нижней части трубы 10
поднимается обратно вверх тоже по спирали, но меныпего
диаметра, как показано на фигуре справа, проходит через
отверстие в средней резиновой диафрагме и попадает в вер-
тикальную трубку головки 6, откуда выходит из аппарата.
Во время движения массы через насос в метальном
баке и песочнице некоторая часть волокон переплетается
между собой, образуя узелки. Узелки могут находиться в
массе и в результате неравномерного или недостаточного
размола волокон. Наличие узелков вызывает ухудшение
качества изоляции и является одной нз причин брака.
Очистка массы от узелков производится в цилиндриче-
ском узлоловителе с вибрирующей ванной УВВ-1. Действие
узлоловителя основано на принципе процеживания волокни-
стой суспензии через движущееся сито. В качестве сита слу-
жит полый барабан с узкими продольными прорезями на
боковой поверхности, вращающийся по скоростью 1 -~
1,5 об/мин в ванне, изготовленной из листовой меди и
укрепленной на плоских пружинах. Ванна колеблется в го-
ризонтальной плоскости благодаря действию двух упругих
тяг и эксцентрика. Число колебаний ванны в минуту дохо-
дит до 300.
Бумажная масса, попадая в ванну, вследствие колеба-
тельного движения последней проходит через прорези
внутрь барабана и в очищенном виде выходит оттуда
через горловину, находящуюся в торце барабана и отде-
ленную от ванны уплотняющим бандажем. Узелки, застряв-
шие в прорезях, вымываются при помощи спрысковой тру-
бы, установленной внутри барабана, и уносятся в канализа-
цию. Не прошедшая внутрь барабана масса вместе с осев-
шими на дио ванны загрязнениями удаляется через спе-
циальный патрубок.
Перемешанная, очищенная и доведенная до заданной
концентрации бумажная масса направляется по закрытому
трубопроводу в ванну сетчатого цилиндра изолировочной
машины.
§ 8-3 ] Устройство машины для изолирования бумажной массой 273
8-3. Устройство машины для изолирования жил
бумажной массой
а) Отдающее устройство
Современные бумаго-массные изолировочные машины
строятся, как правило, на 60 ходов.
Оптимальное использование бумаго-массной изолировоч-
ной машины достигается при непрерывной круглосуточной,
безостановочной ее работе в течение всех 6 дней рабочей
недели. При этом сокращаются трудоемкие и длительные
операции заправки машины, заключающиеся в регулирова-
нии подачи массы в ванну сетчатого цилиндра, предвари-
тельном разогреве электрической сушильной печи, проведе-
нии всех 60 проволок через печь и закреплении их на прием-
ных катушках и т. д.
Конструкция отдающего устройства должна обеспечи-
вать непрерывность подачи всех 60 одновременно изолируе-
мых проволок, что достигается, во-первых, применением
отдающих катущкк большой емкости и, во-вторых, сменой
последних иа ходу без остановки или затормаживания ма-
шины. Емкость отдающих катушек составляет не менее
85 кг. При линейной скорости М1золи|рован<и!я порядка
40 м/мин смена отдающей катушки с проволокой диаметром
0,5 мм потребуется не чаще, чем через каждые 20 час., что
соответствует в среднем смене трех из 60 -катушек в час.
(Известны отдающие устройства, предназначенные для ка-
тушек большей емкости — до 120 -т— 180 кг.} Для возможно-
сти безостановочной смены катушек с проволокой отдаю-
щее устройство рассчитано на двойное против номинального
числю- их, т. е. иа 120 отдающих катушек: 60 рабочих я
60 запасных.
В процессе работы машины нижний конец проволоки на
рабочей катушке и верхний конец проволоки на запасной
катушке заблаговременно свариваются, и после того как
основная (рабочая) катушка опустеет, отдача проволоки
без перерыва продолжается с запасной катушки. Для этого
нижний конец проволоки, принимаемой на катушку при
волочении, должен выводиться наружу не через отверстие
в щеке, а вдаль внутренней плоскости щеки.
Отдающее устройство представляет собой один или не-
сколько стеллажей высотой примерно 0,4 мм и шириной
около 1,0 м. Катушки с проволокой устанавливаются плаш-
18 И. И. Грсдиев. Р. М. Лакернпк it Д. Л. Шарле.
274 Изолирование жил кабелем бумажной массой | Гл. 8
мя (на щеку) в два ряда по ширине стеллажам против каж-
дой работающей катушки располагается запасная. Для
облегчения схода проволоки и устранения слипания ее вит-
ков катушки устанавливаются не горизонтально, а несколь-
ко наклонно, под углом примерно Юн-15° к горизонталь-
ной плоскости.
При работе машины отдающие катушки не вращаются
вокруг собственной оси: они установлены в гнездах непо-
Фиг. 8-13. Отдающая катушка с вращаюхейся
ра м ко и (бегу н ком).
движно. Разматывание проволоки с катушек производится
при помощи вращающегося приспособления, так называе-
мого бегунка, представляющего собой легкую рамку, сва-
ренную из полых медных трубок (фиг. 8-13). Рамка наде-
вается на катушку так, что ее ось 1 попадает в отверстие
катушки. Сходящая с катушки проволока по мере разматы-
вания витков движется вдоль направляющей 2 вверх и вниз.
При этом рамка-бегунок приводится во вращение за счет
составляющей той силы, которая сматывает проволоку с ка-
тушки. Проволока сматывается с отдающих катушек за счет
тягового усилия, развиваемого сетчатым цилиндром и прес-
совой частью машины; следовательно, скорость схода про-
волоки с катушки равна линейной скорости изолирования.
Число и расположение стеллажей отдающего устройства
зависят от расположения оборудования в конкретных цехо-
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной массой 275
вых условиях. Так, например, в 60-ходовой машине могут
быть два отелла-жа на 60 катушек (30 рабочих йв 30 запас-
ных) каждый, либо три-четыре стеллажа вместимостью по
30—40 матушек каждый. Во всех вариантах расположение
катушек по ширине стеллажа остается 1неивмемным: в два
ряда. Проволоки с катушек выводятся наверх, огибают на-
правляющие ролики mi далее через -систему гладких и желоб-
чатых опорных валиков веером проходят вдоль отдающего
устройства ПО' направлению к очистному устройству. На
пути движения проволок укреплены фетровые зажимы,
предназначенные для механической очистки поверхности
проволок.
б) Очистное устройство
Очистное устройство состоит из двух ванн, изготовлен-
ных из нержавеющей стали. В первой ванне, наполненной
раствором каустической соды (щелочи), нагретым до 70°С,
растворяются остатки волочильной эмульсии, т. е. обезжири-
вается проволока. Обезжиренная проволока поступает во
вторую ваииу с горячей водой (70-е-90° С) для промывки и
освобождения от щелочи. Щелочной раствор в первой и вода
во второй ванне нагреваются производственным паром, ко-
торый через отверстия змеевика поступает в ванну и смеши-
вается с жидкостью (так называемый нагрев «открытым
паром»). Процесс смешения пара с жидкостью сопровож-
дается сильным бурлением последней, что способствует луч-
шей очистке проволоки.
Очистка загрязненной воды и щелочного раствора произ-
водится в процессе их циркуляции.
Улучшение качества и обеспечение равномерности по-
крытия проволоки бумажной массой, увеличение сцепляе-
мости слоя массы с проволокой достигаются при удалении
остатков волочильной эмульсии, грязи и медной пыли пу-
тем электролитического обезжиривания поверхности прово-
локи. При электролитическом обезжиривании жиры, нахо-
дящиеся на поверхности проволоки, омыляются и удаляют-
ся, увлекаемые выделяющимися пузырьками водорода.
Механизм процесса электрохимической очистки прово-
локи состоит в следующем. На проволоке, которая в элек-
тролитической ванне служил* катодом, происходит выделение
газообразного водорода. Благодаря этому у поверхности
проволоки постоянно поддерживается высокая концентр а-
18*
276 Изолирование жал кабелей бумажной массой [Гл. &
ция гидроксильных ионов, т. е. создается сильно щелочная
среда, способствующая быстрому омылению жиров. С дру-
гой стороны, под влиянием силы поверхностного натяжения
мелкие пузырьки водорода, отрываясь от поверхности про-
волоки около капель жира, задерживаются на границе меж-
ду жиром и раствором. Подъемная сила водородного пу-
зырька, определяемая его объемом, непрерывно возрастает
за счет включения новых порций выделяющегося водорода
и в какой-то момент превышает силу сцепления капли жира
с поверхностью проволоки. В этот момент капля жира отры-
вается от поверхности проволоки н увлекается пузырьком
водорода в раствор. Мельчайшая металлическая пыль и ча-
стицы грязи вместе с капельками жира отрываются от по-
верхности проволоки и под действием поднимающей силы
водородных пузырьков также увлекаются в раствор.
Таким образом, совместное химическое влияние щелоч-
ной среды и механическое воздействие выделяющегося водо-
рода способствуют удалению с поверхности проволоки жир-
ных загрязнений и металлической пыли. Примейепие элек-
трохимической очистки обеспечивает получение проволоки
с практически чистой поверхностью.
Электрохимическая очистка производится в шелочиых
растворах различного состава. Выбор щелочных очиститель-
ных растворов обусловлен тем, что щелочь является необ-
ходимой средой для омыления жиров. Кроме того, в щелоч-
ных электролитах обеспечивается высокая катодная поляри-
зация, связанная с обильным выделением' водорода.
Устройство для электролитического обезжиривания
(очистки) проволоки представляет собой металлическую
ваину, внутри которой расположены металлические аноды,
изготовленные нз материала, стойкого по отношению к ще-
лочи»: химически -чистого железа, стали типа Э или» гиикеля.
Для уменьшения возможности загрязнения электролита в
процессе работы ванны аноды могут обшиваться стеклян-
ной или хлопчатобумажной тканью.
Между анодами через ванну по направляющим роликам
проходит медная проволока. Количество проволок, одновре-
менно проходящих через ваину, равно числу ходов изоли-
ровочной машины.
Проволоки в ванне электролитического обезжиривания
являются катодом. Подвод тока к проволоке производится
либо путем прямого подсоединения отдающих катушек с
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной массой 277
проволокой к отрицательному полюсу источника тока, либо
при помощи металлических контактных роликов. Последний
способ подвода тока к проволоке является нанлучшпм, так
как при правильном и частом расположении контактных
роликов достигается возможность обезжиривания прн высо-
ких плотностях тока.
Хорошие результаты дает применение контактного
устройства, разработанного в НИИ, кабельной промышлен-
ности. Каждый контакт состоит из двух пластин, из кото-
рых верхняя имеет распушку, а нижняя — скос. Прн прохо-
де утолщений или барашков проволока скользит по скосу
нижнего контакта и выходит из глазка. При этом верхняя
половина контакта отходит по движению проволоки, про-
пуская последнюю без обрыва.
В случае непосредственного подсоединения отдающих
катушек с проволокой к отрицательному полюсу источника
тока работа при повышенных плотностях тока сильно за-
трудняется из-за неизбежного нагрева проволоки за счет
выделения в ней тепла, вызываемого прохождением по про-
волоке электрического тока, во время ее следования от
отдающей катушки к ванне обезжиривания.
Напряжение постоянного тока при обезжиривании равно
6-5-12 в. Плотность тока- равна 50 -е-150 а! дм2. Плотность
тока при обезжиривании должна быть такой, чтобы количе-
ство выделяющихся пузырьков водорода было достаточным
для механического отделения капель жира от поверхности
проволоки. Повышение плотности тока увеличивает скорость
процесса обезжиривания. Чем больше плотность тока при
данном количестве жировых загрязнений, тем быстрее про-
текает процесс обезжиривания.
Состав электролита при прочих равных условиях оказы-
вает решающее влияние на степень очистки проволоки от
жировых загрязнений. При обезжиривании меди, которая
частично растворима в щелочах, лучшие результаты дает
применение растворов щелочных солей, легко подвергаю-
щихся гидролизу с образованием едкой щелочи. Вследствие
гидролиза этих солей щелочность- раствора поддерживается
постоянной. В качестве щелочных солей обычно применяют-
ся сода (Па2СОз), ортосиликат натрия {жидкое стекло —
NaaSiOs) и бура (NasBjO?). Жидкое стекло, кроме основ-
ного назначения — создания необходимой щелочной среды,
является также эмульгирующим средством. Хорошие ре-
278
Изолирование жил кабелем бумажной массой
[Гл. 8
зультаты по эмульгированию иеомыляемых жн-ров дает
введение в электролит хозяйственного или туалетного мыла
При электролитической очистке медной проволоки наи-
более часто применяются электролиты следующего состава:
Электролит № 1
Жидкое итекл! (Na2SiO3)................ 160—180 г/л
Мыло хозяйственное* пли туалетное . . . 54-10 г/л
Электролит № 2
Сода (Na2CO3)............................ 30 г/л
Едкий натр (NaOH) 30 г/л
Тринатрийфосфат (NasPOj).................. 25 г/л
В состав второго электролита едкий натр введен для
ускорения процесса обезжиривания. После обезжиривания
в таком электролите поверхность проволоки необходимо
промывать в горячей проточной воде, ибо в противном слу-
чае под действием оставшемся щелочи поверхность проволо-
ки окисляется (темнеет).
В процессе электролитического обезжиривания темпера-
тура электролита играет важную роль. С.повышением тем-
пературы усиливается гидролиз щелочных солей и соответ-
ственно ускоряется реакция омыления жиров. Повышение
температуры раствора увеличивает его электропроводность,
за счет чего можно дополнительно увеличивать плотность
тока. Процесс электролитического обезжиривания обычно
проводится при температуре 60-г-80° С. Нагрев электролита
ванны обезжиривания осуществляется различными способа-
ми: погружением в электролит нагревательных элементов,
обогревом корпуса ванны или подогревом электролита в спе-
циальном баке, расположенном под ванной обезжиривания.
Качество очистки поверхности проволоки зависит не
только от состава электролита, его температуры и плотности
тока, но и от времени пребывания проволоки в электролите,
определяемого длиной ванны обезжиривания и скоростью
движения проволоки.
При рекомендованных составах электролита, его темпе-
ратуре и плотности тока за 1,0 -и2,0 сек. поверхность про-
волоки полностью обезжиривается. Как указывалось выше,
одновременно с удалением жиров с поверхности проволоки
удаляются следы грязи и металлической пыли,
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной массой 279
в) Сетчатый цилиндр с ванной
Наложение на проволоку волокна бумажной массы про-
исходит па сетчатой боковой поверхности полого цилиндра,
вращающегося в ввнне, наполненной водной суспензией
бумажной массы. Ванна с цилиндром видна на первом пла-
не фотографии общего вида 24-ходовой бумагомассной 1130-
Фиг. 8-14. 24-ходовая машина для изолирования жил бумажной мас-
сой.
лировочной машины (фнг. 8-14). Основу сетчатого цилиндра
составляют два торцевых сварных диска из нержавеющей
стали диаметром около 1 м, насаженные на вал и закреп-
ленные иа нем посредством шпонок н стопорных колец.
Опорные кольца распределены равномерно по длине
вала между торцевыми дисками с промежутками примерно
100 мм; ширина обода кольца 10 мм. В пазы, имеющиеся
как в дисках, так н в опорных кольцах, вставляются и при-
вариваются прутки из нержавеющей стали диаметром
6^-8 мм; таким образом, прутки располагаются поперек
обедов опорных колец и дисков на расстоянии примерно
40 -5- 45 мм один от другого.
280
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[ Гл. 8
Поверх прутков с промежутками 12 мм насажено
61 кольцо из 3-мпллиметровой медной проволоки.♦Следова-
тельно, по длине цилиндра (700-5-750 мм) образуется
60 промежутков между кольцами с внутренней шириной
промежутка приблизительно 9 мм. Проволочные кольца во
избежание сдвига привариваются в нескольких местах к по-
перечным пруткам. Поперечные прутки, опорные и прово-
лочные кольца образуют каркас цилиндра (фиг. 8-15), иа
который натягивается металлическая сетка. Части сетки,
прилегающие к медным проволочным кольцам, закраши-
ваются лаком, а части, приходящиеся на промежутки меж-
ду кольцами, вдавливаются внутрь, принимая при этом фор-
му канавки (желобка). Канавки (желобки) формируются
с таким расчетом, чтобы угол при вершине каждой из них
составлял около 100°.
Таким образом, иа боковой поверхности цилиндра обра-
зуется 60 сетчатых канавок, фильтрующих воду и отделен-
ных одна от другой закрашенными лаком кольцевыми уча-
стками сетки.
Металлическая сетка из фосфористой бронзы, образую-
щая боковую поверхность цилиндра, состоит из продольных
проволочных нитей—основы и поперечных нитей—угка. Но-
мер сетки соответствует числу нитей основы, приходящих-
ся на каждый сантиметр ее ширины. Для обтяжки цилинд-
ра бумаго-массной машины наиболее приемлема одннар-
§ 8-3] Устройство «машины для изолирования бумажной массой 281
мая сетка № 40, изготовленная из проволок диаметром
0,13-5-0,15 мм. Известны в другие конструктивные вариан-
ты боковой поверхности рабочего цилиндра. Например, кар-
кас обтягивается двумя сетками: сначала крупной, служа-
щей в качестве упрочняющей основы, а затем — более
мелкой (фильтрующей). Поверх сетки вместо закрашива-
ния разделительных участков лаком натянуты влагонепро-
Фиг. 8-16, Ванна с сетчатым цилиндром.
/—ванна, наполненная бумажной массой; 2—вращающийся
сетчатый гнлннтр; 3— труба для подачп массы; 4‘—ка'рман
для регулирования уровня массы в ванне; 5 — наборная
переггрсъ.ка для регулирования уровня жидкости внутри
цилиндра; б — посту начиная в сетчатые канавки цилиндра
проволока; 7 — сходящая с цилиндра изолированная жила:
3 — спрысковая труса.
ницаемые резиновые бандажи с промежутками между ними,
равными ширине канавок.
Сетчатый цилиндр вращается в стальной ванне, непре-
рывно наполняемой бумажной массой, будучи погружен
в нее примерно на % своего диаметра. Скорость вращения
цилиндра 8-ь16 об/мин. Дно ванны, имеющее полукруглую
форму, параллельно боковой поверхности цилиндра.
Ванна (фиг. 8-16)—прямоточного действия с регули-
руемым (посредством щита) переливом массы. Направле-
ния движения массы в ванне н вращения сетчатого ци-
линдра совпадают Перелив массы осуществляется за счет
того, что количество поступающей в ваину массы больше
282 Изолирование жил кабелей бумажной массой [Гл. 8
количеств отходящих от цилиндра воды н волокна. Избыток
массы составляет около 30% количества, фильтрующегося
сквозь сетчатую поверхность цилиндра, и называется цир-
куляционной массой; последняя, не успевая просочиться
внутрь сетчатого цилиндра, уходит из ванны через перелив-
ной карман.
Карманы, имеющиеся на торцевых стенках ванны, слу-
жат для приема воды, прошедшей сквозь сетчатые канавки.
Эта вода, очищенная от бумажных волокон, осевших па сет-
ке, называется оборотной. Ее уровень внутри цилиндра ре-
гулируется при помощи наборных перегородок, выполнен-
ных нз деревянных планок.
Бумажная масса подается по трубе в предварительный
отсек и оттуда через перегородку, не доходящую до краев
ванны, переливается в ванну. Бандажи па обоих концах
сетчатого цилиндра препятствуют попаданию массы из ван-
ны во внутреннюю полость цилиндра, помимо просачивания
через его боковую поверхность.
Циркуляционная масса и оборотная вода стекают по
трубам в специальные сборники, откуда перекачиваются
в смесительный ящик, где ими разбавляется свежая, посту-
пающая нз метальных баков бумажная масса.
Проволоки, прошедшие очистное устройство, посред-
ством желобчатых валиков, вращающихся па кронштейнах,
прикрепленных к стенкам ванны, направляются каждая
в определенную сетчатую канавку боковой поверхности ци-
линдра. Увлекаясь за счет силы трения, развивающейся
при вращении цилиндра, проволоки огибают цилиндр, со-
прикасаясь с его поверхностью на протяжении почти полно-
го оборота, и располагаются каждая в вершине тупого
угла канавки.
В месте первоначального соприкосновения проволок с
сетчатой поверхностью цилиндра начинается фильтрация
воды сквозь сетки внутрь цилиндра. При этом волокна
массы оседают на поверхности сетчатых канавок и обле-
гают со всех сторон поверхность проволоки, расположен-
ной в канавке.
В точке схода проволоки с обволакивающей их бумаж-
ной массой отрываются от сетчатой поверхности цилиндра
и принимаются двумя бесконечными войлочными сукнами,
передающими их в прессовую часть машины. При этом
наиболее густо покрытая массой, являвшаяся наружной по
§ 8-3] Устройство машпиы,для изолирования бумажной массой 283
отношению к сетке часть поверхности проволоки после оги-
бания направляющего ролика оказывается снизу. Вследст-
вие этого слой бумажной массы на проволоке -имеет в сече-
нии не круглую, а скорее овальную форму капли, удержи-
ваемой иа поверхности проволоки силами поверхностного
натяжения.
Количество воды V, фильтруемое в единицу времени
через единицу поверхности сетчатого цилиндра- при устано-
вившемся режиме, приближенно выражается следующей
формулой:
V = }/2gH [м^/сек-м2],
где Н — разность уровней жидкости снаружи и внутри
сетчатого цилиндра (давление фильтрации), лг,
£=9,81 м/сек2.
Путем вакуумирования может быть достигнуто увеличе-
ние разности давлений жидкости снаружи и внутри цилинд-
ра, что способствует повышению скорости изолирования.
Благодаря принудительному откачиванию воды из -внутрен-
ней полости цилиндра в ней создается вакуум, способствую-
щий более интенсивному стремлению потока массы со
взвешенными волокнами целлюлозы просочиться сквозь
сетчатую поверхность. Тем самым увеличивается объем от-
фильтрованной в единицу времени воды и — -главно? —
количество волокон, осевших на проволоке.
Для смывания остающихся иа сетке волокон служит
латунная спрысковая труба, укрепленная параллельно оси
цилиндра и имеющая ряд отверстий, через которые на
канавки сетки направляется сильная струя воды.
г) Прессовая часть
В состав прессовой части, схематически изображенной
на фиг. 8-17, входят: станина, три пресса и пара бесконеч-
ных сукон, а также вспомогательные устройства и приспо-
собления: сукноправки, сукнонатяжки, сукномойки, разгон-
ные, сукиоведущие и .направляющие валики.
Основное назначение прессов — удаление из бумагомас-
сной изоляции большей части влаги, количество -которой
составляет почти 95% общего веса бумажной массы, покры-
284
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
вающей поверхность проволок после их схода с сетчатого
цилиндра.
Каждый из трех отжимных прессов, часто называемых
гауч-ирессами, состоит из двух валов: верхнего и нижнего,
между которыми и проходят проволоки во влажной бумаго-
массной изоляции, увлекаемые двумя бесконечными сукна-
ми. Чугунные прессовые валы, покрытые слоем твердой
резины, вращаются в роликовых подшипниках.
Фиг. 8-17. Схема прессовой части бумаго-массной изоли-
ровочной машины.
/ — станина; 2 — сетчатый цилиндр; 3 — прессовые валы; 4 —
сукнопраика; 5—сукнонатяжка: 6—сукномойка; 7 •—сукнопелу-
щнй валик; 8— верхнее бесконечное сукно; 9— нижнее бесконеч-
ное сукно.
Из всех трех прессов приводным является только
пресс III (последний по движению проволок); прессы / и II
приводятся во вращение движением обоих сукон.
Обезвоживание изоляция происходит благодаря давле-
нию верхнего вала. Величина давления определяется не
только весом вала; она зависит также от воздействия на вал
системы неравно-плечих рычагов с грузами на концах, рас-
положенных по обе стороны пресса и упруго прижимающих
верхний вал к нижнему. Груз, закрепленный иа свободном
конце наружного рычага, можно перемещать вдоль рычага,
регулируя тем самым силу прижатия валов. Возможно так-
же осуществлять прижим верхних .валов не системой рыча-
гов с грузами, а пневматически, т е. при помощи давления
сжатого воздуха. Удельное давление в прессах измеряется
в килограммах на 1 пог. <w. длины вада. Величина удельно-
§ 8-3] Устройство машнлЫ дЛп изолирования бумажной масслц 235
го давления возрастает от пресса I к прессу Ш и состав-
ляет соответственно 10, 20 и 30 кг[пог.см.
На фиг. 8-18 показан один из отжимных прессов.
Бесконечные шерстяные, так называемые «мокрые» сук-
на, помимо транспортировки проволок между прессовыми
валами, выполняют также функцию поглощения влаги, от-
жимаемой ив бумажной массы прессами.
Фиг, 8-18. Выходной (последний по движению прово-
локи) отжимной пресс.
Для -регулирования положения сукон по ширине прессо-
вой части служат две ручные сукпоправки (одна—-для
верхнего сукна, другая — для нижнего), представляющие
собой системы так называемых правильных валиков л пе-
редач.
В процессе эксплуатации сукна вытягиваются; натяже-
ние сукон приходится поэтому увеличивать. Для этой цели
служат две сукмонатяжкн, конструкция которых -подобна
конструкции су-кн оправок.
286 Изолирование « набелен бумажной массой [Гл 8
В процессе работы поры сукон забиваются волокном и
начинают значительно хуже поглощать отжимаемую из
изоляции воду.
Для предохранения от загрязнения ©ба сукна непрерыв-
но промываются при помощи двух вальцовых сукномоек.
Вальцовая сукномойка представляет собой пресс, конст-рук-
Фнг. 8-19. Прессовая часть машины. Общий вид.
тивно подобный отжимному прессу, но установленный на
пути холостого хода сукон. Валы приводятся во вращение
самими сукнами. Сукно с внутренней «и наружной сторон
промывается водой -из двух спрысковых труб с отверстиями
и затем отжимается между валами сукномойки.
Во избежание .излишнего провисания сукон применяются
сукноведущие валики в количестве восьми—десяти, вращаю-
.щиеся в шариковых подшипниках. Для того чтобы сукна
постоянно были в расправленном состоянии, в числе сукно-
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной «.массой 287
ведущих устанавливают два разгонных валика, к поверх-
ности которых припаяны по опирали две медные полосы
полукруглого сечения: одна в правом, другая в левом на-
правлении. Благодаря наличию двух противоположно на-
правленных спиральных выступе® разгонный валик рас-
правляет сукно.
Общий вид прессовой части машины изображен на
фиг. 8-19.
В .процессе прохождения через прессы из изоляции отжи-
мается около l/s имеющейся в ней влаги’. Тем самым кон-
центрация абсолютно сухого волокна в бумажной массе,
составлявшая до входа жил в прессовую часть всего 5 -s-
6%, повышается до 28%.
Фиг. 8-20. Изменение формы бумаго-массной изоляции на жиле.
а — после схода жилы с поверхности сетчатого цилиндра; б — после прохожде-
ния между отжимными прессами; в — в процессе формирования: г—после выхо-
да из гладильного механизма.
Под действием давления прессов изоляция, имевшая
ранее в поперечном сечении вид свисающей с проволоки
капли, сплющивается и приобретает очертания бумажной
полоски шириной 6-е-9 мм, утолщенной посредине и имею-
щей заостренные края. После прохождения прессовой части
машины изолированные жилы -направляются в гладильный
механизм, где им придается цилиндрическая форма.
д) Гладильный механизм
Гладильный механизм служит для формирования изоля-
ции на жиле. На фиг. 8-20 показаны формы, которые при-
нимает слой бумажной массы на жиле по мере прохождения
последовательно расположенных рабочих органов машины.
288
Изолирование жил кабелей бумаж-пой массой [ Гл. Й
Процесс формирования бумаго-массной изоляции заклю-
чается в пропускании' жилы сквозь специальные быстро вра-
щающиеся гладилки. Гладилки вращаются вокруг изолиро-
ванной жилы как вокруг оси со скоростью 3 000-4-
6 000 об/мин, слегка касаясь при своем вращении слоя
изоляции. За счет легкого трения при столь быстром враше-
Фиг. 8 21. Сечение винтообразной гладилки,
нии гладилок «края бумаго-массных полосок завальцовывают-
ся и, таким образом, изолированной жиле придается цилин-
дрическая форма ini одновременно достигается равномер-
ность радиальной толщины изолирующего слоя.
Слой бумажной массы при этом не должен сильно уплот-
няться и заглаживаться с тем, чтобы оказывать минималь-
ное сопротивление выходу пара, образующегося в первой
зоне сушильной печи, н, следовательно, обеспечить порис-
тость изоляции.
Известно несколько 'Конструкций гладилок. Ви-нтообраз-
мая гладилка, предложенная Н. И. Куклиным, представляет
собой стальной калибр (фиг. 8-21), по внешнему виду напо-
минающий штопор и вращающийся в шариковых подшип-
никах. Изолированная жила проходит в центре этого калиб-
ра. При быстром вращении гладилки ее внутренние хроми-
рованные поверхности завальцовывают края изоляционной
полоски вокруг проволоки. Размер канала в винтообразных
гладилках принимается на 0,2 мм больше диаметра -изоли-
§ 8-3J Устройство .машины для изолирования бумажной .массой 289
рованной жилы. Подшипники гладилок жестко закреплены
в гнездах опорной планки. Общий вид гладилки с пропу-
щенной сквозь нее жилой изображен на фиг. 8-22.
К недостаткам винтообразной гладилки следует отнести
чрезмерное уплотнение и заглаживание изоляции в местах
Фиг. 8-22. Винтообразная гладилка. Общий вид. В центре гладилки
Проходит изолированная жила.
ее соприкосновения с вин-
товой поверхностью гла-
дилки, а также слож-
ность изготовления и не-
удобство контроля диа-
метра канала. Срок служ-
бы таких гладилок — не-
сколько месяцев.
Более совершенна -гла-
дилка, конструкция кото-
рой показана иа фиг. 8-23.
Тело этой гладилки имеет
обтекаемую форму. К вну-
тренней поверхности при-
креплены три сменные
пластинки, расположен-
ные последовательно ио
длине глащилки, но не на
одной лилии, -а сдвииу-
Флг. 8-23. Пластинчатая гладилка.
19 И. И. Гроднев, Р. М. Лвкерник п Д. Л. Шерле.
290 Изолирование жил кабелей бумажной массой t Гл. 6
тью на угол 120° параллельно одна другой. Рабочая поверх-
ность пластимок, изготовленных п-з хромированной стали,
тщательно отполирована. Пластинки еакреплены таким об-
разом, что между их полирующими поверхностями обра-
зуется канал диаметром 1,0-^-1,5 мм для -прохождения изо-
лированной жилы.
Преимущества пластинчатой гладилки по сравнению с
винтообразной состоят в следующем:
1. Гладилка образует более пористый цилиндр из бумаж-
ной массы на проволоке, не закручивая изоляцию по спира-
ли и не слишком ее уплотняя.
2. Изнашиваемые элементы — пластинки легко заме-
няются.
3. Наличие сменных пластинок позволяет производить
регулирование толщины изоляции.
Просвет между пластинками для получения требуемой
толщины изоляции устанавливается прем пропускания
через гладилку калиброванной проволоки и сборки -на ней
элементов гладилки.
С -целью экономии места гладилки обычно размещаются
в •несколько рядов по высоте гладильного механизма
(фиг. 8-24). Так, 60 гладилок располагаются в четыре ряда
по 15 гладилок в каждом. Расстояние между соседними
гладилками Юн-15 мм. Оси гладилок одного ряда несколь-
ко смещены относительно осей гладилок соседнего ряда.
Гладилки могут иметь либо индивидуальный привод (на
ось каждой гладилки посажен электродвигатель специаль-
ного •исполнения), либо общий групповой. В последнем слу-
чае должна быть обеспечена возможность независимого
включения н выключения каждой гладилки в отдельности
для того, чтобы -в случае обрыва одной из жил можно было
выключить ход, протянуть проволоку и снова включить дан-
ный ход, не останавливая остальные. В случае группового
привода гладилки .при помощи винтов прижимаются жестко
закрепленными на них шкивкамн к клиновому ремню, от
которого и получают вращательное движение. Один клино-
вой ремень может вращать два ряда (30 шт.) гладилок.
Отключение отдельных гладилок от приводного ремня про-
изводится посредством ослабления соответствующих при-
жимных винтов (см. фиг. 8-24).
-При прохождении изолированной жилы через гладиль-
ный механизм из изоляции дополнительно отжимается 15 -ь
§ 8-3] Устройство машина для Изолирования бумажной массой 291
202 Изолирование экю кабелей -бумажной -массой [ Гл. 8
16% содержащейся в ней влаги и, таким образом, количе-
ство сухого волокна -становится равным около 32% от веса
бумажной массы.
е) Красильное устройство
Окраска бумаго-массной -изоляции может производиться
несколькими способами. Так, например, порошкообразный
анилиновый краситель в количестве примерно 0,1% от -веса
сухого волокна добавляется в метальные баки. Примене-
ние этого способа связано с рядом существенных производ-
ственных неудобств, а именно:
1. При переходе от одного цвета изоляции к другому
неизбежны потери волокна (прн промывке) и времени,
затрачиваемого на промывку всех узлов агрегата, начиная
с метальных баков и кончая прессовой частью машины.
2. Не достигается достаточная яркость окраски изоля-
ции -прм переходе от одного цвета к другому; вследствие
этого часть изолированной жилы попадает в отходы.
3. Расход красителя относительно велик.
Более широкое распространение получил другой способ
окраски изоляции — путем подачи предварительно раство-
ренного красителя непосредственно в ванну сетчатого ци-
линдра машины. При этом переход с одного цвета -на дру-
гой производится значительно быстрее, с относительно
малыми потерями волокна -и готовой изолированном жилы и
достигается сплошная равномерная окраска всего изоли-
рующего слоя.
Возможно производить не сплошное, а частичное окра-
шивание изолированной жилы путем нанесения непрерыв-
ной продольной или периодически повторяющимся попереч-
ным цветных полос.
Для этой цели используется так -называемое красильное
или печатающее устройство, состоящее из двух красильных
валиков, ванны с краской, станины и привода. В ванну с
краской погружен нижний гладкий валик, который подает
краску на верхний .-печатающий валик. Количество подавае-
мой -на верхний валик краски -регулируется -изменением
величины зазора между обоими валиками. Верхний валик
своими выступающими частями снимает краску «с «ни-жнего
и наносит ее на изоляцию ж-ил, проходящих над -ним.
Красильное устройство устанавливается после гладиль-
ного механизма перед сушильной печью.
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной массой 293-
ж) Сушильная печь
•После формирования и окраски «изоляцию, все еще содер-
жащую значительный процент влаги (около 70% по весу),
необходимо высушить до (нормальной 6 ч- 8-процентной
влажности.
Сушка изолированных жил производится в электрической
печи .проходного типа. Весьма существенное значение имеют
•правильный выбор и распределение температур сушки по
зонам печи. Для получения высококачественной изоляции,
обладающей малой величиной диэлектрической проницае-
мости, сушильная печь по своей длине должна иметь три
различные температурные зоны. Проволока со слоем влаж-
ной изоляции попадает в зону максимальной температуры,
порядка 800ч-850° С. Благодаря'столь высокой температу-
ре -печи вода, содержащаяся в изоляции, очень быстро на-
гревается до 100° С, закипает и испаряется. Из изоляции
бурно выделяются пузырьки водяных паров, причем интен-
сивность испарения до(ходиг до такой степени, что сплошной
слой бумажной массы в местах выхода пузырьков пара на
поверхность разрывается и в изоляции образуются поры.
Столь быстрое взрывообраэное испарение влаги, приво-
дящее к образованию пористой изоляции, является основ-
ным фактором, способствующим снижению электрической
емкости бумаго-массной изоляции. Для закрепления порис-
той структуры, приобретенной изоляцией в первой темпера-
турной зоне' печи, служит вторая температурная зона
(600 — 650°С). Далее, проходя через третью температурную
зону (450ч-500° С), изолированная жила окончательно
высушивается. Температура печи поддерживается автома-
тически при помощи терморегуляторов.
Сушильная печь (фиг. 8-25) выполнена в виде камеры
проходного типа со съемным оводом, выложенной внутри
огнеупорным кирпичом и заключенной в стальной кожух,
состоящий из трех секций.
Питание нагревателей каждой зоны производится через
понизительный трансформатор 380/61,6 в. Ленточные нагре-
ватели каждой зоны соединены в «звезду»; следовательно,
любой нагреватель находится под напряжением 35,5 в.
Верхние нагреватели подвешены на крючках к .арочному
своду печи, нижние уложены на поду.
Одновременная заправка всех 60 проволок после оста-
Фиг. 8-25. Электропечь для сушки из проход бумаго-массной изоляции.
/ — каркас; 2 —футеровка; 3— ленточные нагреватели; 4—-входные направляющие ролики; 5 — выходные направляющие
ролики; б —вытяжная вентиляция; 7— монтаж выводов нагревателей.
Изолирование жил кабелей бумажной -массой [ Гл. 8
§ 8-3] Устройство машины для изолирования бумажной массой 295
ношей лечи производится прян помощи заправочной планки,
прикрепленной к двум жароупорным тросам, .проходящим
через печь; движение планки осуществляется от электро-
двигателя.
Пар, образующийся при сушке/ массы, удаляется через
щели входного и выходного отверстий печи и три патрубка
в своде печи, соединенные с центробежным вентилятором.
з) Тяговое и приемное устройства
Тяговое устройство обеспечивает прохождение изолиро-
ванных проволок яга участке от отжимных прессов через
гладильный механизм, красильное устройство и сушильную
электрическую печь. Тяговое устройство, состоящее из двух
беско-нечных сухих сукон, натянутых на валики, установлено
под углом к горизонту по направлению от выходного отвер-
стия сушильной печи к приемному устройству машины.
Привод сукон осуществляется через приводной сукноведу-
щий вал.
Благодаря применению тягового устройства типа беско-
нечных сухих мягких сукон, охватывающих жилу на срав-
нительно большой длине, изоляция жилы при ее натяжении
не деформируется.
Введу того, что перезаправка приемных катушек на ма-
шине должна производиться без остановки последней, в
конструкции приемного устройства, так же как и в конст-
рукции отдающего устройства, предусмотрены сдвоенные
позиции катушек. На каждой позиции одна -из катушек в
данный период времени является рабочей, а вторая—за-
пасной.
Когда первая катушка оказывается заполненной, то при-
нимаемую жилу переводят на вторую катушку и сразу же
разрезают, не останавливая машины. В дальнейшем запол-
ненная катушка снимается и заменяется пустой запасной.
(Исключение может составить лишь машина с незначитель-
ным числом ходов, порядка 20 +- 25. Обслуживающие подоб-
ную .машину рабочие успевают произвести смену приемных
катушек на ходу и без наличия запасной тары.)
Кинематическая схема приемного устройства иа 120 ка-
тушек представлена на фиг. 8-26. На верхнем и двух ииж-
них приводных валах насажены шестерни Zl, которые через
промежуточные («паразитные) шестерни z% соединяются
с шестернями zs, закрепленными на осях приемных катушек.
7 S*3f
ьо
со
О
Фиг. 8-26. Кинематическая схема приемного устройства.
— электродвигатель; 2 — редуктор; а —нижние приводные валы; 4—верхний приводной вал; 5 — редуктор;
6— штанга водилок; 7—винт раскладчика (двустороннего вращения); 8— приемная катушка.
Изолирование жил кабелей бумажной массой
§ 8-4 ] Техническая характеристика бумаго-массного агрегата 297
Вращение катушкам сообщается через дисковые муфты
скольжения. Степень нажатия на муфты, осуществляемого
пружиной, регулируется вручную -при помощи маховичка;
при этом изменяется угловая скорость вращения приемной
катушки, зависящая от диаметра намотки.
От верхнего вала через систему упругих муфт, -редукто-
ров, цилиндрических и конических шестерен вращен-ие
передается двум винтам, имеющим перекрестную прямо-
угольную резьбу. По винтам перемещаются гайки, жестко
связанные со штангами, на которых закреплены кронштей-
ны водилск. Штангам от винтов двустороннего вращения
сообщается возвратно-поступательное движение вдоль боко-
вой поверхности приемных катушек, и при помощи! водилок
производится рядовая укладка наматываемой на катушки
изолированной жилы.
8-4. Техническая характеристика, бумаго-массного агрегата
а) Основное и вспомогательное
оборудование
В состав бумаго-массного агрегата входят изолировочная
машина и вспомогательное оборудование для приготовле-
ния бумажной массы. Следует «иметь в ваду, что при увели-
чении числа -изолировочных машин количество однотипных
узлов вспомогательного оборудования не обязательно долж-
но возрастать в такой же пропорции. Так, например, одну
60-ходовую изолировочную машину обслуживает массный
ролл емкостью 5 лг3 с коэффициентом загрузки 0,75. Следо-
вательно, для обслуживания двух изолировочных машин
достаточно одного ролла емкостью 8 м3. Три машины могут
обслуживаться двумя роллами соответствующей емкости и
т. п. Сказанное в равной мере относится к метальным
бакам, песочницам, узлоловителям и пр.
В табл. 8-1 сведены основные характеристики 60-ходовой
изолировочной машины МИК-60 и типового вспомогатель-
ного оборудования, рассчитанного на обслуживание одной
машины.
б) Привод агрегата
Многомоторный привод бумаго-массного изолировочного
агрегата делится на нерегулируемый, или имеющий -постоян-
ную скорость, и регулируемый, скорость которого может из-
298 Изолирование жил кабелей бумажной массой [Гл. 8
Таблица 8-1
Краткая характеристика бумаго-массного агрегата
Наименование характеристики Размерность Величина
А. Изолировочная машина М И К-60 Число ходов машины ..... 60
Диаметр изолируемой прово- локи мм 0,44-0,7
Линейная скорость . м/миН 254-50
Скорость вращения гладилок об/мин 3 000-^6 000
Коэффициент машинного вре- мени ............ 0,95
Производительность одного хо- да (при линейной скорости 50 М'мин) км! смс ну 22,8
Размеры отдающих катушек (диаметр щеки X диаметр шейки X длина шейки) .... мм 360X220X260
Емкость отдающих катушек . . кг 85
Размеры приемных катушек . . мм 380X1WX140
Емкость приемных катушек: а) изолированной жилы с про- волокой 0 0,5 лмг . . . км 8
б) то же с проволокой 0 0,7 леи 4
Температура в сушильной печи: I зона — II зона — III зона. . °C 850—600—500
Мощность сушильной печи . . кв т 220-5-240
Габариты машины (длина X ши- 42X4,2X4,2
рина X высота) ....... м
Б. Вспомогательное оборудование Ролл массный РМВ-5: а) емкость № 5
б) габариты (длннаХшири- наХвысота) м 6,5X4,1X1,9
Мешальный бак с черпальным колесом МЛЧ-3: а) емкость м* 30
б) габариты м 5,8X3,5X3,5
Песочница. Габариты 10X2X2,65
Узлоловитель УВВ-1. Габариты 3-,2Х1,9Х1,7
Общая площадь, занимаемая агрегатом м* 700
Число рабочих, обслуживающих агрегат, и их разряды .... 3 чел. VI, IV и IV
Общая установленная мощ- ность электропривода .... квт 164
§ 8-5] Технология изолирования жил бумажной массой
299
меняться в заданных пределах. Нерегулируемым приводом
оснащены те узлы агрегата, скорость которых не должна
изменяться при изменении лиисйиой скорости изолирования
.жнл. К таким узлам относится все оборудование для приго-
товления бумажной массы, т. е. ролл, метальные баки с
черпальными колесами, узлоловитель, а также все насосы,
обеспечивающие циркуляцию массы м оборотной -воды.
Каждый из узлов подготовительного оборудования при-
водится в движение от отдельного 'асинхронного электро-
двигателя трехфазного тока.
Регулируемый привод обслуживает те приводные точки,
скорость которых зависит от скорости изолирования и долж-
на изменяться вместе с нею. В число таких точек входят
приводы сетчатого цилиндра, прессовой части изолировоч-
ной машины, гладильного механизма, красильного, тягового
и приемного устройств.
Каждый из узлов изолировочной части агрегата снабжен
самостоятельным электродвигателем постоянного тока, элек-
трически связанным со всеми остальными двигателями
регулируемой части привода. Питание всех электродвигате-
лей постоянным током осуществляется посредством трех-
машинного преобразователя. Привод допускает одновремен-
ное изменение скорости вращения всех электродвигателей
регулируемой части. .Пределы регулирования скорости 1 : 2.
Управление приводом — кнопочное.
Перечень, основные характеристики и назначение элек-
трических машин, входящих в состав привода бумаго-мас-
сного агрегата, приведены >в табл. 8-2.
8-5. Технология изолирования жил бумажной массой
а) Концентрация бумажной массы
н баланс воды
При изолировании жил бумажной массой используется
значительное количество' воды, которая, так же как и в про-
цессе производства бумаги, служит в качестве переносчика
волокон целлюлозы. На стадии приготовления бумажной
массы производится искусственное снижение концентрации
абсолютно сухого волокна в массе; одновременно с образо-
ванием на проволоке слоя бумаго-массной изоляции начи-
нается ее постепенное обезвоживание, в результате которо-
300
Изолирование жшл кабелей бумажной массой
[Гл. 8
Таблица 8-2
Краткая характеристика электропривода бумаго-массного
изолировочного агрегата
Наименование электриче-
ской машины
Назначение электрической
машины
А. Нерегулируе-
мая часть
привода
Асинхронный элек-
тродвигатель с фазным
ротором * ........
Асинхронный элек-
тродвигатель с корот-
козамкнутым ротором
Б. Регулируемая
часть привода
Асинхронный элек-
тродвигатель с корот-
козам к ну тым рот о ро м
Генератор постоян-
ного тока с независи-
мым возбуждением и
регулировкой напря-
жения 1:2.........
1 65
1 10
2 10
1 1 4,5
1 । 4,5
1 i 20
i
1 40
1 28
725
2 890
730
730
2 780
t 450
1460
1 470
Привод массного рол-
ла
П ривод цент робеж -
кого насоса для пере-
качивания массы нз
ролла в метальный бак
Привод метальных
баков и черпальных
колес
Привод узлоловителя
Привод центробеж-
ного насоса для пе-
рекачивания циркуля-
ционной массы
Привод центробеж-
ного насоса для пере-
качивания оборотной
воды
Привод генераторов
постоянного тока (поз.
8 и 9)
Питание электродви-
гателей постоянного
тока
§ 6-5] Технология изоли'роваяий жил бумажной массой
30 1
Продолжение табл. 8-2
Наименование электриче-
ской машины
Назначение электрической
машины
Генератор (возбуди-
тель) постоянного то-
ка с самовозбуждением 1
4,8 1 450
Электродвигатель
постоянного’ тока ... 1
То же............... 1
1.6 1.000
15 1560
4,4 1 500
0,5 I 450
2,8 1500
9,8 1 500
Питание цепей управ-
ления и обмоток воз-
буждения электродви-
гателей постоянного
тока
Привод сетчатого
цилиндра
Привод прессовой
части
Привод гладильного
механизма
Привод красильного
устройства
Привод тягового
устройства
Привод приемного
устройства
го бумажная масса приобретает нормальную влажность
бумаги. Расчетные значении концентрации абсолютно сухого
волокна в бумажной массе на различных стадиях техноло-
гического процесса изолирования показаны на фиг. 8-27.
Управление процессом изолирования, например измене-
ние линейной скорости, толщины изоляционного слоя и др.,
в значительной мере сводится к регулированию потоков
воды. Рассмотрим без расчета применительно к схеме, изо-
браженной на фиг. 8-28, направления этих потоков. Свежая
вода периодически заливается в ролл при его загрузке, а
также при спуске массы из ролла в ментальный бак; в по-
следнем случае вода добавляется из расчета концентрации
массы в метальном баке. При пуске агрегата к смеситель-
ному ящику подводится количество свежей воды, необходим
мое для разбавления массы в 40 -раз на ее пути от металь-
ного бака к ванне сетчатого цилиндра. Однако в дальней-
шем большая часть этой -воды продолжает циркулировать
302 Изолирование жил кабелей бумажной массой [Гл. 8
внутри системы, а компенсация потерь производится за
счет свежей воды, непрерывно поступающей из спрысков
сетчатого цилиндра. Кроме спрысков сетчатого цилиндра,
свежая вода также непрерывно «подается .на спрыски узлоло-
вителя и сукномоек.
массы на различных стадиях технологического
' процесса.
Из метального бака в смесительный ящик подается на
30% больше массы, чем требуется при заданной производи-
тельности машины. Это необходимо для создания гидроста-
тического напора жидкости в ванне сетчатого цилиндра.
Излишние 30% массы, не прошедшие сквозь сетчатую по-
верхность цилиндра, называются циркуляционной массой;
непосредственно <из ванны эта масса поступает в сборник
и оттуда возвращается в смесительный ящик. Вода, про-
шедшая сквозь сетчатую поверхность рабочего цилиндра,
§ 8-5 ] Технология ИзоЛирова-ниЛ жил бумажной массой
303
из его внутренней полости также отводится сначала в сбор-
ник, а затем возвращается в смесительный ящик; эта вода
называется оборотной водой и служит для разбавления све-
жей массы. Часть оборотной воды уходит в отходы. Кроме
Условные обозначения
—^'-Едмоззсноя масса
—*-С6ежап бода
—’—*-1)деро/гтое беда
——б/пходящоя бода
-••'^Нелорсзеи/оосо бода
У //ониенпзроиия о. с
волокно б массе
начальная
конечная
Сиг. 8-28. Схема движения потен-ов воды
в бумаго-массном агрегате.
того, потоки воды, отходящей из' системы, .образуются у «пе-
сочницы и узлоловителя при промывании отходов волокне,
а также в прессовой части и гладильном механизме маши-
ны при обезвоживании изоляции. Часть влаги испаряется
в сушильной печи.
Из общего количества протекающей в системе воды 85%
приходится на долю оборотной воды и циркуляционной мае-
304 Изолирование жил кабелей бумажной -массой [ Гл. 8
сы. Так, например, .при nsojinpoeaiHiHn 60 проволок диамет-
ром 0,5 мм со скоростью 50 м/мин общее количество воды,
протекающей в системе, равно 207 м?1час. Суммарное коли-
чество циркуляционной массы и оборотной воды составляет
174 м*!час. Около 30 м^час воды поступает через спрыкжо-
вые трубы для 'Промывания отдельных узлов агрегата, после
чего уходит в отходы и, на конец, периодическая заливка
свежей воды в ролл и метальный бак соответствует средне-
часовому, ее посту'пленшо, равному 3 м?}час. Сумм-араюе
суточное периодическое и непрерывное потребление свежей
воды при этом составляет около 800 м\
б) Линейная скорость изолирования
Расчетное значение линейной скорости прн изолирова-
нии проволоки диаметром 0,5 мм принимается равным ма-
ксимально возможному, т. е. 50 м!мин. Скорость изолирова-
ния проволоки больших диаметров ограничена мощностью
электропечи. Изолированной жиле за период ее прохожде-
ния через печь должно быть передано количество тепл-а,
достаточное для удаления из изоляции всей излишней
(сверх нормальной кондиции) влаги. Количество излучае-
мого печью тепла, как известно, зависит от мощности элек-
тронагревателей. В качестве пояснения изложенного произ-
ведем примерный -расчет установленной мощности электро-
печи для двух случаев .изолирования проволоки: диаметром
0,5 лш и диаметром 0,7 мм.
Суммарное количество тепла Qxc, необходимое для сушки 1 км
изолированной жилы, складывается из затрат тепла на нагрев мед-
ной проволоки QM, бумаго-массной изоляции Q6m и содержащейся
в ней воды Qe до 100° С, а также па испарение этой воды Qucn и
перегрев полученного пара Qr]
Qm: в 5j Qi в Qm + "I" Qa + Qucn + Q«.n’ (8-3)
Для определения расхода тепла, затрачиваемого на нагрев ка-
кого-либо вещества, служит известная формула:
Q = GC (/ — 20°) ккал, (8-4)
где G — вес материала, кг\
С — удельная теплоемкость материала, ккал]кг °C;
t—температура нагрева, °C.
Конструктивный вес медной проволоки диаметром 0,5 мм и тепло-
емкость меди соответственно равны 1,80 кг ]км и 0,112 ккал]кгсС.
Теплоемкость бумажной массы принята равной 0,33 ккал]кг °C,
конструктивный вес бумаго-массной изоляции составляет 0,350 кг]кмг
§ 8'5 J Технологии изолирования жил бумажной массой 305
что при заданной конечной влажности изоляции 7% соответствует
0,325=ь:0,32 кг] км абсолютно сухого волокна.
Расчетная температура нагрева токопроводящей медной жилы и
бумаго-массной изоляции принимается равной 100° С. Для определе-
ния количества подвергающейся нагреву л испаряемой воды вос-
пользуемся следующими соотношениями:
1) вес воды в бумаго-массной изоляции после сушки (при влаж-
ности 7%) равен 350-0,07 =25 г/км;
2) при 32-лроиентной концентрации абсолютно сухого волокна
(вес которого составляет 325 г!км) в бумаго-массной изоляции перед
ее сушкой на долю воды приходится (х):
32% — 325 г 325-68 rnn t
х = —— = 690 г км.
68% — х 32
Следователь но, вес нагреваемой до 100°С воды равен 690 а/км, а ко-
личество испаряемой в процессе сушки изоляции воды составляет
690 — 25 === 665 г/км.
Скрытая теплота испарения воды 540 к кал/кг,
Теплоемкость пара 0,48 ккал/кг °C.
Окончательно расход тепла на суи!ку 1 км жилы, изолирован-
ной бумажной массой, определяется из выражения
= О.„СЛ80 + 6б.„ С6„ 80 +6,-1 -80 4 (8-Б)
которое после подстановки соответствующих числовых значений
дает следующий результат:
QJK= 1,80-0,112-80 4-0,325-0,33-80-1- 0,69-1-804-0,665X
X 540 4- 0,665-0,48-100 = 16,1 4- 8,6 4- 55,2 4- 359 4- 31,9 =
= 470,8 ккал!км.
Из приведенного расчета следует, что затрачиваемое в процессе
сушки тепло преимущественно расходуется на нагрев и испарение
содержащейся в изоляции воды и па перегрев пара.
Общий часовой расход тепла зависит, во-первых, от количества
одновременно изолируемых жил и, во-вторых, от линейной скорости
изолирования:
__ п гл60
'Зобм ГЙб
(8-6)
где QoCtu — общий часовой расход тепла, ккал1час-,
(^ж—расход тепла на сушку 1 км жилы, ккал!км\
ил — линейная скорость изолирования, м[мин.
Для рассматриваемого случая
470,8-60’50-60
<?«!« =------Гой------= 85000 чкал/час.
Так как 1 квтч энергии соответствует 860 ккал тепла, то для обе-
спечения указанного теплового баланса при максимальной линейной
скорости изолирования полезная мощность Ртехн печи должна быть
не менее 99^=100 кет.
20 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник н Д. Л. Шарле.
306 Изолирование ноил кабелей бумажной массой [Гл. 8
С учетом запаса мощности 90°/о для случая сушки изолирован-
ной жилы с проволокой диаметром 0,7 мм полезная мощность печи
повышена до 19J кет.
Потерн тепла, так называемые потерн холостого хода, зависят
в основном от конструкции печи и перепада температур между ее
внутренними п наружными поверхностями. Мощность холостого
хода Рхх составляет для данной печи 32,0 квтч.
Таким образом, полная расчетная мощность печи равна:
+ Рх.х = 190 + 32 = 222 иш.
Для того чтобы установить максимально допустимую скорость
изолирования проволоки диаметром 0,7 мм, ограниченную установ-
ленной мощностью сушильной печи, выполним расчет, аналогичный
приведенному выше.
Исходные данные:
вес медной проволоки — 3,55 zw/a-ju;
вес б ума го-масс в он изоляции—1,05 кг1км‘,
вес абсолютно сухого волокна — 0,975 кг'км\
вес нагреваемой воды — 2,075 кг{км",
вес испаряемой воды — 2,0 кг км\
полезная мощность печи 190 кет соответствует количеству
•тепла 164 000 ккал(час.
На основания (8-5)
Q^, = 3,55-0,112-801,05-0,33-80 4-2,075.1-80 2,0-540-}-
4- 2,0-100-0,48 = 31,84-27,7 4- 166 4-1 080 4- 96 = 1401,5 ккал; км.
Из (8-6) находим:
__ 0,5^! 000 164 000-1000
= = Й-1401,5-60 = 32'5
Подобным же методом рассчитывается максимальная скорость
1 золирования проволоки диаметром 0,6 мм.
в) Регулирование толщины изоляции
Толщина слоя бумаго-массной изоляции определяется
количеством волокон целлюлозы, осевших -в единицу вре-
мени иа поверхности .проволоки, проходящей по сетчатой
канавке рабочего цилиндра. Следовательно, толщина изо-
ляции зависит от трех факторов: скорости поступательного
движения ^жилы через машину (т. е. линейной скорости
изолирования), концентрации бумажной массы и интенсив-
ности фильтрации воды сквозь сетчатую поверхность рабо-
чего цилиндра. Линейная скорость изолирования, как пра-
вило, постоянна. Толщина изоляции регулируется за счет
изменения двух других факторов. Изменение концентрации
§ 8-6] Сравнение различных способов изолирования жил 307
бумажной массы достигается путем перемещения стенки-
задвижки черпального колеса, дозирующего подачу массы
из метального бака. Интенсивность фильтрации воды в
свою очередь зависит от разности уровней жидкости снару-
жи и внутри цилиндра; последняя регулируется •посред-
ством изменения высоты торцевой наборной перегородки.
Радиальная толщина бумаго-массиой изоляции на токо-
проводящей жиле диаметром 0,5 мм колеблется в преде-
лах 0,20-5-0,30 мм\ расчетное значение—-0,25 мм.
8-6. Сравнение различных способов изолирования жил
городских телефонных кабелей
Для того чтобы оценить преимущества и недостатки
обоих способов изолирования жил 'Городских телефонных
кабелей, необходимо выполнить технико-экономический
анализ, т. е. сравнить электрические характеристики кабе-
лей с различными типами -изоляции, их размеры, опреде-
ляющие расход и стоимость сырьевых материалов, а также
сопоставить трудоемкости процессов изолирования, выра-
ботку, -приходящуюся .на одного производственного рабоче-
го, и, 'наконец, величины удельного съема изолированной
жилы с 1 м2 производственной площади.
Как показывает опыт отечественной и зарубежной ка-
бельной промышленности, в кабелях с бумаго-массной и
воздушно-бумажной изоляцией получаются практически
одинаоовые значения электрической рабочей емкости при
условии равенства размеров кабелей. Сказанное подтверж-
дает табл. 8-3, в «которой сопоставлены диаметры по пояс-
ной изоляции американских кабелей с токопроводящими
жилами диаметром 0,64 лш, изолированными обоими рас-
сматриваемыми способа ми.
Нормированное значение электрической рабочей емкости
кабелей в обоих «случаях равно 0,056 мкф!км.
Из табл. 8-3 видно, что кабели с числом пар до 100
имеют несколько .меньший диаметр при наличии бумаго-
массной изоляции и, «наоборот, при числе лар от 100 и вы-
ше несколько более экономичными оказываются кабели с
воздушно-бумажной изоляцией. Показательно, что толщины
свинцовых оболочек кабелей с одинаковым числом пар в
точности совпадают.
20*
308
Изолирование жил кабелей бумажной массой
[Гл. 8
Таблица 8-3
Сравнение диаметров кабелей с бумаго-массной н воздушно-
бумажной изоляцией. Диаметр токопроводящих жнл Jo=0,64 мм;
Ср = 0,056 MtqfyKM
Тип изоляции Диаметр но поясной изоляции, мм
при пом и паянном числе пар в кабеле
10 15 25 50 75 1<Ю 150 200 300 ПО 600 900
Бумаго-мас- сная .... 8,65 11,15 15,05 18,1 21,15 25,45 29,25 35,8 40,5 49,5 60.45
Воздушно-бу- мажная1 . . 8.3 9.45 11,45 15,55 18.1 20.55 24.96 28,55 35,0 40,2 48,7 59,15
1 Изоляция состоит из одного слоя бумажной ленты толщиной 0,05 мм.
Изоляция из оплошного -слоя бумажной массы менее
подвержена деформации по сравнению с воздушно-бумаж-
ной изоляцией, представляющей собой по сути дела полую
бумажную трубку. Вследствие этого 'коэффициенты емкост-
ных связей в кабелях с бумаго-массной изоляцией значи-
тельно' (меньше, чем в кабелях с воздушно-бумажном
изоляцией. В результате измерений двух строительных длин
кабелей 1 000 X 2 X 0,65 мм японского производства оказа-
лось, что средние значения коэффициента емкостной связи
между различными цепями составляют: 73,6 пф/150 м в
случае воздушно-бумажной и 38,7 лф/150 м в случае бу-
маго-массной изоляции. Соответствующие максимальные
значения равны 396,6 и 223,4 нф/150ж.
Проведенные исследования электрической прочности
изоляции японских кабелей с различными диаметрами токо-
проводящих жил показали, что бумаго-массная изоляция в
состоянии выдержать значительно большие напряжения, не-
жели воздушно-бумажная. В табл. 8-4 сопоставлены вели-
чины напряжений, .при которых пробою 'подверглись 50%
испытываемых «образцов.
При этом значения (пробивного 'напряжения воздушно-
бумажной изоляции приняты за 100%. Данные табл. 8-4
свидетельствуют о том, что электрическая 'прочность бума-
го-массной изоляции в среднем на 32% выше электрической
прочности воздушно-бумажной изоляции.
Перейдем к сравнению изолировочного оборудования.
Практически достигнутая линейная скорость наложения бу-
§ 8-6] Сравнение различных способов изолирования жил
309
Таблица 8-4
Сравнение электрической прочности воздушно-бумажной
и бумаго-массной изоляции
Диаметр токопро- водящих жил, мм ...... 0,4 0,5 0,65 0,9
Число пар в ка- беле 2400X2 1 800X2 1 000X2 50X2
Тип изоляции Напряжение, при котором пробилось 50% образцов
в % в % в % в %
Воздушно-бумаж- ная 1000 100 1 100' 100 1 500 100 1740 100
Бумаго-массная. . 1 300 130 I 650 150 1700 из 2350 135
маго-массной изоляции составляет 40-J-45 м1мин. Макси-
мальное значение линейной скорости наиболее быстроход-
ных вертикальных изолировочных машин для спиральной
обмотки жилы лентой телефонной бумаги при условии весь-
ма хорошего ее качества (высокой разрывной прочности)
может достигать 30-е- 35 м!мин (число оборотов бумаго-
обмотшк-а 2 800 -е-3200 об/мин).
Безостановочная работа бумаге-массного агрегата, есте-
ственно, характеризуется более высоким коэффициентом
машинного времени по сравнению с вертикальной изолиро-
вочной машиной, требующей остановки для перезапра-
вок. Соответствующие значения коэффициента машинного
времени можно принять равными 0,95 н 0,80. (Причем
следует иметь в виду, что если в первом случае коэффи-
циент т практически не зависит от линейной скорости,
то во втором случае при возрастании скорости изолиро-
вания значение < снижается.)
Следовательно, производительность одного хода бумаго-
массной изолировочной машины в смену, превышает
производительность одного хода вертикальной изолиро-
вочной машины по меньшей мере на 50%.
310 Изолирование жил кабелей бумажной массой [Гл. 8
Согласно (6—14)
л 480-42,5-0,95 1Г) . 1Г) с
р<>.=—Гооб~^~ 19’4 =19’5 км!сменУ.
г, 480-32,5-0,80 1О с ,
Po6j= ----1000 - = 12>5 ^мену.
. 60-ходовую машину МИК-60 обслуживают 3 чел. (а при
наличии нескольких машин на каждую приходится в сред-
нем не более 2 чел.), что соответствует 20 ходам, обслу-
живаемым одним рабочим. Норма обслуживания верти-
кальных изолировочных машин составляет восемь—десять
ходов на одного рабочего. Следовательно, выпуск, при-
ходящийся на одного рабочего, в случае изолирования
жил бумажной массы (№бад) в 3 с лишним раза больше,
чем при наложении в оз душно-бумажной изоляции (lFe6).
Действительно,
IF. = Р/г.,
где lFf— выпуск на одного рабочего, км[сяену,
— производительность одного хода машины,
км[смену,
п.— число ходов машины, обслуживаемых одним ра-
бочим.
Следовательно, Wo = 19,5♦ 20 = 390 км/смену,
Wo0 = 12,5-10 = 125 км}смену.
Диаметр токопроводящих медных жил в обоих слу-
чаях принимается равным 0,5 мм. Трудоемкости изолиро-
вания 100 км жилы бумажной массой и бумажной лентой
соответственно равны (согласно 6-16):
8-100 ОЛС
390 - = 2,05 чел-часа;
8-W0 с .
• jgg = 6,4 чел-часа.
Даже с учетом незначительного различия тарифных ста-
вок (вертикальные изолировочные машины обслуживаются
§ 8-6] Сравнение различных способов изолирования жил 31 1
рабочими IV разряда, в то время как в бригаде, обслужи-
вающей агрегат МИК-60, бригадир имеет VI разряд) стои-
мость изолирования жил бумажной -массой ib 2,8 раза мень-
ше стоимости -наложения -воздушно-бумажной изоляции.
Так, например, «стоимости операций изолирования жил, тре-
бующихся для изготовления 1 км кабеля 50 X 2 X 0,5 мм,
соответственно равны 4,6 и 12,9 руб. Для -полноты анализа
необходимо учесть расходы, -связанные с резкой телефон-
ной бумаги иа ленты -шириной 6 мм, составляющие 7 руб.
иа 100 кг бумаги (или 2 руб. в пересчете на 1 км кабеля
50X2X0,5 мм). Это означает, что изолирование жнл бу-
мажной массой обеспечивает экономию -в зарплате произ-
водственных рабочих по 10,3 руб. и а каждый километр 50-
парного кабеля с токопроводящими жилами диаметром
0,5 мм.
•Кроме того, сырье для ивготовлен-ия бумаго-массной изо-
ляции стоит значительно дешевле телефонной бумаги. Цена
бумаги КТ—2,7 руб 1кг. Для изолирования жил, составляю-
щих 1 км кабеля 50 X 2 X 0,5 мм, требуется 29,2 кг теле-
фонной бумаги «на «сумму 79 руб. Сырьем для приготовле-
ния бумажной массы служат, как 'известно, целлюлоза
(50%) и отходы кабельной и телефонной бумаги (50%).
Стоимости обеих составляющих равны соответственно 1,25 и
0,3 руб!кг, что в пересчете на 1 кг бумажной -массы (при
соотношении обеих составляющих 1:1) дает 0,77 руб. Рас-
ход бумажной массы на 1 км кабеля 50X2X0,5 мм со-
ставляет 36 кг, стоимость которых ие -превышает 28 руб.
Следовательно, сама бумаго-массная изоляция стоит втрое
дешевле воздушно-бумажной.
Общая стоимость изолирования 1 км 50-парното кабеля
с токопроводящими жилами диаметром 0,5 мм (включая
стоимость производственной зарплаты и сырья) составляет:
а) в случае .воздушно-бумажной изоляции 79 4~' 12,9 -г
-}_2 = 95 руб. (условно 100%);
б) в случае «бумаго-массной изоляции 27,9-р4,6=32,5 руб.
(т. е. 36%).
Однако наряду с очевидными преимуществами, способ
изолирования жил бумажной «массой - обладает (при опре-
деленных условиях) известным недостатком, по сравнению
со способом спиральной обмотки жил лентой телефонной
бумаги. - Изолировочный агрегат, состоящий нз одной • ма-
шины МИК-60 со- вспомогательным оборудованием, занн-
312
Изолирование жил кабелей бумажной массой
(Гл. 8
мает много места, а именно площадь порядка 700 м2. На
такой площади свободно размещаются 24 вертикальные
10-ходовые изолировочные машины (фиг. 8-29). Следова-
DWO-DD-O-WDDDQD
''Г
Фиг. 8-29. Размещение 24 вертикальных изолиро-
вочных 10-ходовых машин на площади, занимае-
мой одним бумаго-массным агрегатом МИК-60,
а — планировка бумаго-массного агрегата; б— планировка
вертикальных изолировочных машин; / — отдающее устрой-
ство МИК-60; 2—панна очистки; 5—сетчатый цилиндр и
прессовая часть; 4— сушильная печь я приемное устрой-
ство; 5 — ролл; 6 — мешал иные баки; 7 — песочница; 8 —
узлоловитель; 9 — центробежные насосы; 1(1 напорный
бак; // — вертикальные Ю-ходовые изолировочные машины.
тельно, если сопоставить величины съема продукции с 1 м2
цеховой площади, то в случае бумаго-массной изоляции по-
лучится цифра
Д^бО =Ш£ = 1,67 1,7 в' смену,
а в случае воздушно-бумажной изоляции
12,5-10*24 .3000 . о И 9 „ „
700 = ТО0-~4,3 '“/> М Е СМеНУ-
т- е. в 2,5 раза больше.
С целью упрощения в этом расчете не принималась во
внимание площадь, занимаемая бумагорезательной маши-
§8-6] Сравнение различных способов изолирования "жил
313
ной. (Одной бумагорезательной машины БКК-75 достаточно
для обеспечения нарезавшей бумагой 24 -вертикальных -изо-
лировочных машин.)
Это означает, что для обеспечения одинакового выпу-
ска, порядка 1 200 км, изолированной жилы в смену пло-
щадь -изолировочного отделения во втором случае может
быть в 2,5 раза, или на 420 м2, меньше, благодаря чему,
естественно, обусловливается экономия капитальных за-
трат. (Даже при использовании менее быстроходных 8-хо-
^овых вертикальных изолировочных машин производитель-
ность одного хода которых не превышает 10 км!смену, съем
продукции с единицы площади будет в l,6-s-l,7 -раз выше
по сравнению с бумаго-массным агрегатом.)
Величина удельного съема .продукции а. определялась
по формуле
pinini [км)м2 смену],
i St
где Р. — производительность одного хода машины в сме-
ну, КМ',
nt — число ходов машины;
S.— площадь, занимаемая изолировочным оборудова-
нием в цехе;
я"— количество машин, установленных на площади Sr
На основании проведенного технико-экономического ана-
лиза можно сделать вывод, что способ изолирования жил
бумажной массой наиболее целесообразно применять на
заводах с выпуском городских телефонных «кабелей более
4 000-г-5 000 км «в год. (При этом следует иметь в виду,
что оптимальный режим работы бумаго-массного изолиро-
вочного агрегата — непрерывный трехсменный.) При уве-
личении цифры годового -выпуска до 10 000-г- 12 000 км
удельный съем продукции с единицы площади, занимаемой
бумаго-массным изолировочным агрегатом, возрастает.
Объясняется это тем, что при увеличении числа собственно
изолировочных машин МИК-60 в 2 -ь 3 раза количество
единиц вспомогательного оборудования для приготовления
бумажной массы (а, следовательно, и занимаемая им пло-
щадь) возрастает в -меньшей пропорции, так как наращи-
314
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [ Гл. 9
ванне мощности «происходит частично sa счет увеличения
объемов ролла, метальных баков и др.
Если же воспользоваться опытом отечественной бумаго-
делательной и зарубежной кабельной промышленности и
установить вспомогательное оборудование в два яруса, на-
пример 'роллы и конические мельницы над метальными
баками (ори этом попутно упраздняется часть центробеж-
ных насосов, так как размельченная масса поступает в баки
самотеком), а также заменить громоздкую песочницу мало-
габаритными «вихревыми ловушками (гидроцикл опами), то
съем продукции с единицы площади еще более -возрастет.
Так, например, при наличии в цехе трех машин МИК-60
удельный съем продукции достигнет 3 смену.
В цехах со сравнительно небольшим выпуском кабелей
в целях экономии пром1зводственной площади целесообразно
устанавливать -вертикальные изолировочные машины.
Глава девятая
ИЗОЛИРОВАНИЕ ЖИЛ КАБЕЛЕЙ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
КОРДЕЛЕМ И ЛЕНТОЙ
При производстве кабелей дальней связи описанные ра-
нее способы -образования изоляции из бумаги и воздуха
(путем неплотной обмотки жил бумажной лентой, наложе-
ния пористой бумажной массы) 'непригодны, так как не
обеспечивают требуемых электрических характеристик для
дальней связи: малой рабочей емкости и малой емкостной
асимметрии цепей.
Изолирование жил кабелей дальней связи ‘производит-
ся путем наложения спиральной обмотки корделем (нитью,
жгутиком), поверх которого также спирально накладывает-
ся лента. Такой способ изолирования позволяет получить
жилу с -малой эквивалентной диэлектрической проницаемо-
стью изоляции (благодаря наличию большего, чем «в ранее
описанных способах, количества воздуха) и, кроме того,
с точно выдержанным наружным диаметром и «равномер-
ным в сечении -и постоянным по длине воздушным проме-
жутком. Два последних фактора обеспечивают стабиль-
ность электрических характеристик разговорных цепей.Ш
Применяемые для изолирования кордель и лента могут
быть уготовлены не различных материалов: бумаги, стиро-
§ 9-1]
Подготовительные операции
315
флекса, полиэтилена и др. В настоящее время наибольшее
распространение «получило применение бумажного корделя
и бумажной ленты (так называемая кордельнс-бумажная
изоляция) и стирофлексного корделя и стирофлексиой лен-
ты (так называемая кордельнО-стирофлексная изоляция).
9-1. Подготовительные операции
Процессу изолирования жил корделем «и лентой пред-
шествуют операции изготовления и перемотки корделя, рез-
ки, окраски и увлажнения бумажной ленты.
а) И з готов леи и е «и свойству бумажного
корделя
Бумажным корделем называется нить, скрученная из
телефонной бумаги. Назначение.корделя, наложенного спи-
рально на 'проволоку, заключается в том, чтобы поддержи-
вать постоянный -воздушный зазор между проволокой и
бумажной трубкой.
Для изготовления корделя используются леиты телефон-
ной бумаги шириной 5^-10 мм.
Представляет интерес технология изготовления корделя,
принятая иа некоторых германских кабельных заводах.
Увлажненный бумажный «кружок накладывается на диск
бумагообмотчика, на котором он закрепляется при помощи
металлического -кольца с пружиной (фиг. 9-1,а), служаще-
го тормозом, обеспечивающим равномерность подачи бума-
ги. Бумажная лента проводится через гофрировальное уст-
ройство, «состоящее из двух рифленых латунных вали-ков
(фиг. 9-1,6). Выступы первого валика вдавливают бумагу
в пазы второго валика. Рифленая бумажная лента прохо-
дит между двумя вращающимися плоскими железными
плитками (гладилками), сжимаемыми ири помощи пружи-
ны (фиг. 9-1,в). На внутренней поверхности одной -из этих
плиток имеется желобок треугольного сечения, через -кото-
рый проходит кордель (фиг. 9-1,а). После выхода из пер-
вой гладилки скрученный -кордель проходит -через -вторую
гладилку, вращающуюся в противоположном направлении,
поступает на тяговое колесо и далее «на -приемную ка-
тушку.
Общий вид машины для -изготовления корделя, снаб-
женной гофрировальным приспособлением, показан на
фиг. 9-2. •
316
Изолирование жил кабелей кор делом и лечтой [Гл. 3
Наиболее употребительны следующие номинальные диа-
метры бумажного корделя: 0,40; 0,50; 0,60; 0,76 >и 0,85 мм
Основным требованием, которое предъявляется к корде-
лю, является равномерность еро диаметра по всей длине.
Процесс измерения диаметра -корделя заключается в том,
Фиг. 9-1. Устройство машины для изготовления бумажного корделя
а—влд спереди; б — вид сбоку; в — расположение гладилок; г — гладилка;
I—приводной шкив: 2— ролик бумаги; 5 —пружина; 4—рифленые валики;
5 — вращающиес я г ла д ил к н.
что образец корделя наматывают на гильзу с наружным
диа-метром 10-г- 20 мм. Намотка производится так, чтобы
витки корделя плотно прилегали друг к другу. Намотанные
таким образом 100 витков уплотняют, и затем измеряется
длина, занятая ‘намоткой. Полученное число, деленное на
100, дает средний диаметр корделя.
От равномерности диаметра корделя зависит постоян-
ство электрических характеристик кабеля: -рабочей емкости,
емкостных связей и др.
С целью повышения 'меканической прочности применяет-
ся кордель, окрученный из двух нитей с шагом скрутки
§ 9-11
Подготовительные операции
317
Фиг. 9-2. Общий,вид машины для изготовления бумажного корделя.
3,5 — 7,0 мм. Такой кордель обладает более устойчивой
формой, обеспечивающей равномерный диаметр по всей
длине. Бобина с крестообразно намотанным -корделем по-
казана на фиг. 9-3.
318
Изолирование жил кабелей корделем и лептой [ Гл 9
Описание способа получения и свойств кабельной бума-
ги, а также процессов ее резки, окраски и увлажнения было
дано в гл. 7 (§ 7-1).
Фиг. 9-3. Бобппа”бумажного корделя.
б) Изготовление и свойства
стирофлексных корделя и ленты
Стирофлекс представляет собой гибкую форму полисти-
рола— термопластичного полимера с линейной структурой
молекул, являющегося продуктом полимеризации стиро-
ла — ненасыщенного углеводорода — виннибензола мда фе~
иилэтилена.
Чистый полистирол характеризуется незначительной ве-
личиной и малой зависимостью от частоты tgS и е, а так-
же малой влагопоглощаемостыо и практической неизме-
няемостью электрических свойств в условиях •влажности.
Отсутствие двойных связей в молекуле полистирола и ста-
бильность бензольного -кольца обеспечивают -высокую хи-
мическую стойкость. Полистирол является одним из наи-
более химически стойких полимеров.
§ 9-1J
Подготовительные операции
319
Стирофлекс «представляет собой полистирол, подвергну-
тый доосммштелыной обработке (вытяжке при нагреве до
140°С). Он «получается (при шприцевании оюлистирольных
нитей с их растяжением в 'процессе «охлаждения (пока они
еще сохраняют пластичность), что приводит к застыванию
материала с продольной ориентацией молекул. Процесс пе-
реработки полистирола в стирофлекс не изменяет структу-
ры отдельных молекул. При этом электрические свойства
материала изменении не (претерпевают.
С точки зрения механических характеристик при ориен-
тации нитевидных молекул в «процессе перехода от полисти-
рола к стирофлеюсу следует ожидать значительного' улуч-
шения. Действительно, 'возрастают гибкость материала и
временное сопротивление разрыву в продольном .направле-
нии (с 3—4 кг!мм2 для полистирола до 7 кг/мм2 для сти-
рофлекса). Однако стирофлекс обладает малюй теплостой-
костью. При нагреве свыше 70° С он утрачивает свое
ценное качество — эластичность и приобретает первоначаль-
ную хрупкость, свойственную полистиролу.
Основные физико-механические и электрические свой-
ства стирофлекса представлены е табл. 9-1.
Таблица 9-1
Физико-мехаиическне и электроизоляционные свойства
стирофлексных нитей и пленок
Показатель Размерность Величина
Удельный вес г/см? 1,05
Водоиоглощенне (за 24 часа) ..... Временное сопротивление разрыву в про- % 0,0ч-0,05
дольном направлении не менее Относительное удлинение прн разрыве кг’мм- 7,0
не менее % 3
Температурный коэффициент расширения Удельное поверхностное электрическое 1/°С 7,1-10-5
сопротивление Удельное объемное электрическое со- ом 10124-1 QIC
противление Диэлектрическая проницаемость при ом-см 1015-М 017
10е гц Тангенс угла диэлектрических потерь — 2,5-5-2,7
при 10° гц .............. .— 4-I0-*
Электрическая прочность при 50 гц . . . кв/мм 20-28
320 Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл. 9
Стирофлекс ‘изготовляется «в (виде -нитей (корделя) че-
тырех цветов — красного, желтого, зеленого и фиолетово-
го— и прозрачных -пленок (лент). Диаметры корделч:
0,40 + 0,02; 0,65 + 0,03; 0,8 + 0,04 и 1,1 + 0,07 мм. Разме-
ры ленты: ширина (10 н- 12) ± 0,2 мм, толщина 0,045 ф-
-|-0,010 мм. Ленты поставляются .на пластмассовых втул-
ках, кор дель—на деревянных катушках весом до 5 кг.
9-2. Устройство изолировочных машин
Фиг. 9-4. Схема процесса
изолирования корделем
п лентой.
Для изолирования жил кабелей дальней связи путем
спиральной обмотки корделем и лентой применяются много-
ходовые вертикальные машины, состоящие из четырех, ше-
сти, восьми или двенадцати хо-
дов, смонтированных иа общей
станине, приводимых в движе-
ние от одного вала и имеющих
самостоятельное включение и
выключение.
Каждый ход машины со-
стоит из отдающего устройства
для проволоки, обмотчиков,
тягового колеса, приемного
устройства с механизмом рас-
кладки, калнбродержателей с
калибрами, приспособления
для автоматической остановки
хода при обрыве корделя и
привода.
Схема процесса изолирова-
ния показана иа фиг. 9-4. Мед-
ная проволока сходит с отдаю-
щей катушки (или бухты) 1,
проходит по направляющему
ролику 2 и поступает в корде-
лсобмотчик 3. При прохожде-
нии через корделеобмотчик на
_Г______j . г„ накладывается кордель. Далее
жила проходит через лентообмотчик 4, на котором на-
кладывается лента, тяговое колесо 5 и поступает на при-
емную катушку 6. При необходимости наложения поверх
корделя -не одной, а двух лент применяются машины с д-ву-
проволоку по спирали
§ 9-2]
Устройство изолировочных машин
321
мя лентообмотчиками/ Машина, имеющая один корделеоб-
мотчик и один ленто-обмотчик, называется двухъярусной,
машина, имеющая корделеобмотчик и д-ва лентообмотчи-
ка, — трехъярусной.
а) Машины для наложения
кюрдельно-бумаж-ной изоляц-ин
Основными рабочими органами машины являются кор-
делеобмотчик н бумагообмотчик.
Фиг. 9-5. Схема обмотчика для нало-
жения бумажного корделя.
I — бобина с корделем; 2 — направляющий
палец; 3—гильза; 4—головка обмотчика;
5—тормозная рамка; б — пружина; 7—фигур-
ный упор пружины.
Корделеобмотчнк представляет собой горизонтально’рас-
положенный металлический диск, в центре которого уста-
новлена полая вертикальная ось. На эту ось насаживается
картонная гильза с корделем (фиг. 9-5). Кордель сходит
с гильзы, огибает направляющий -палец, укрепленный на
диске, «проходит через отверстие в головке обмотчика и об-
матывает медную проволоку, -которая п-роходит снизу вверх
через полую ось корделеобмотчика. Во избежание раскру-
чивания гильзы с корделем при вращении обмотчика и для
£[ И. И, Гроднев, Р. М. Лакерняк н Д. Л. Шарле.
322
Изолирование нагл кабелей корделем и лентой [Гл. 9
создания 'необходимого натяжения .корделя на диске уста-
новлен -пружинный тормоз. Натяжение корделя регулирует-
ся при помощи пружины, прижимающей тормозную рамку
к бобине корделя. Для предотвращения необходимости раз-
резания проволоки после использования бобины корделя
картонная гильза, на которую наматывается асордель, де-
лается разрезной. После сматывания корделя гильза благо-
даря продольному разрезу свободно снимается с диска, а из
магазина запасных бобин, расположенного над ко-рделеоб-
мотчиком, опускается очередная бобина с корделем.
Н. И. Куклиным был разработан корделеобмотчик с
устройством для автоматической остановки хода при обры-
ве корделя. Схема этого устройства изображена на фиг. 9-6.
Обмотчик снабжен коромыслом /, на одном плече кото-
рого на шарнире закреплена легкая и тонкая пластинка 2
с прорезью, в которую проходит кордель, прижимающий ее
все время к коромыслу. На станине машины иа высоте
пластинки 2 установлена планка автомата 4, поворачиваю-
щаяся на свободном стержне 5, снабженном (пружиной 6.
При обрыве корделя пластинка 2, которая была им прижа-
та, под действием центробежной силы отбрасывается и при
дальнейшем вращении обмотчика ударяет планку автома-
та 4. Благодаря этому стержень 5 поворачивается, защел-
ка 9 сходит с упора, и под действием пружины 6 стержень
опускается. Нижний конец стержня при своем опускании
освобождает защелку 7 пускового рычага 8, который под
действием пружины 10 отходит в сторону и останавливает
(выключает) ход, -переводя ремень с рабочего шкива на
холостой.
Кроме описанной системы механических автоматов, су-
ществует и применяется электрическая система автомати-
ческого оста-нова хода машины при обрыве корделя. Прин-
цип действия таких автоматических устройств основан на
том, что -при обрыве корделя замыкается электрическая
цепь, управляющая пусковым рычагом муфты сцепления
или переводящая ремень с рабочего шкива иа холостой.
Ввиду того, что обрывы ленты из кабельной бумаги про-
исходят редко -и практически не лимитируют производи-
тельности и качества работы изолировочных машин, авто-
маты, останавливающие ход при обрыве бумажной ленты,
на корделъно-изоли ров очных машинах, как правило, не
устанавливаются.
§ 9-2]
Устройство изолировочных машин
323
Кроме описанного обмотчика с коромыслом, широко
применяются корделеобмотчикн, в которых бобина с кор-
делем устанавливается внутри вращающегося металличе-
ского стакана (фиг. 9-7). При «вращении корделеобмотчика
Фнг. 9-6. Корделеобмотчнк с автоматом,
останавливающим ход при обрыве кор-
деля.
1 — коромысло,* 2 — пластинка с прорезью для
прохождения корделя; 3—бобина с корделем;
4— планка автомата; 5—свободный стержень;
б — пружина; 7 — защелка; В — пусковой рычаг;
9—защелка; 10—пружина.
наличие стакана уменьшает сопротивление воздуха и тем
самым снижает обрывность корделя. Увеличенная боковая
поверхность стакана дает возможность осуществить более
плавное и более сильное торможение корделя по сравнению
с обычным корделеобмотчиком.
21*
324
Изолирование жил кабелей корделем и лентой (Гл. 9
. Через щель, имеющуюся в стакане, кордель вых-одит на-
ружу и, огибая .ролик, укрепленный на внешней поверхно-
сти стакана, направляется в головку обмотчика, где л на-
кладывается она проволоку. Для уменьшения износа тру-
щихся частей, уменьшения .вибраций н повышения скоро-
стей изолирования обмотчик устанавливается -на шарико-
подшипниках, а шестерня обмот-
чика заключается в металличе-
скую коробку, заполненную мас-
лом.
Фиг. 9-7. Корделеобмотчик
с металлическим стаканом.
I — металлический стакан; 2—
головка обмотчика; 3 — ролик;
4 — крышка коробки; 5 — шес-
терня; 6 — ПОДШИПНИКИ.
Фиг. 9-8. Головин корделеоСмот-
чиков.
а — с неподвижными направляющими;
б — с вращающимися роликами.
Конструкция ГОЛОВКИ .обмотчика, В которой (Происходит
наложение корделя на «медную проволоку, существенно ска-
зывается на обрывности корделя и постоянстве шага его
наложения на проволоку. Наряду с головками, снабжен-
ными «неподвижными направляющими (фиг. 9-8,а) для
уменьшения трения корделя при его прохождении по на-
правляющим, -некоторые обмотчики имеют головки с вра-
щающимися направляющими роликами (фиг. 9-8,6).
§ 9-2]
Устройство иэожровочяых машин
325
Медная проволока, обмотанная по спирали бумажным
корделем, попадает в бумапообмогчик центрального типа,
общий вид которого показан ца фиг. 9-9. Бумажная лента,
сходя с ролика 2, огиба-
л & ет два направляющих
пальца 4 и проходит во
вращающийся калибр б,
I укрепленный в полой оси
бум агообмотчика.
Фиг. 9-9. Бумагообыотчик кордель-
но-изолировочной машины.
/ — вращающийся диск; 2— ролик Бумаги!
3 — запасной ролик бумаги; 4 — направляю-
щие пальцы; 5 — вращающийся калибр;
6—неподвижный калибр-
Фиг. 9-10. Приспособление для
торможения ролика бумаги.
1 — ролик бумаги; 2— втулка; 3 —
ось обмотчика; 4—хомутик; 5—
палец; б — впит.
Торможение ролика бумаги осуществляется при помо-
щи хомутика, вращающегося вокруг оси обмотчика (фиг.
9-10). К хомутику 4 прикреплен палец 5, входящий в от-
верстие, имеющееся во втулке бумажного-ролика 2. Регу-
лируя положение винта 6, можно стягивать или -ослаблять
хомутик, внутренняя .сторона которого сделана из кожи,
и тем самым изменять разность -относительных «скоростей
вращения ролика бумаги и диска /, жестко садящего иа
валу 3, а следовательно, и натяжение бумажной ленты..
326
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл 9
Для предотвращения необходимости разрезания жилы при
установке /новых роликов бумаги над бумагообмотчнком
располагается магазин с запасны-ми роликами. В полой оси
магазина, одновременно служащей калибро-держателем,
укрепляется неподвижный калибр, придающий мейле окон-
чательный размер.
Кинематическая схема одного хода двухъярусной изоли-
ровочной машины показана иа фиг. 9-11. От асинхронного
электродвигателя через редуктор движение передается на
главный вал, а оттуда при помощи гибкой (ременной) пе-
редачи— на фрикцион. Назначение фрикционной передачи,
с которой соединена пусковая рукоятка, — обеспечение
плавного пуска и -останова ходй. Далее, при помощи пары
цилиндрических и пары конических шестерен движение
передается /на вертикальный вал данного хода. На верти-
кальном валу имеются две шестерни, сцепляющиеся через
паразитные шестерни с шестернями, передаиощнми враще-
ние сменным шестерням А, В, С и D. Паразитные шестерни
служат для изменения направления обмотки корделем и
бумагой. На верхнем -конце вертикального вала находится
червячный винт, сцепляющийся с червячной шестерней, ко-
торая передает вращение тяговому колесу. На приемную
катушку вращение передается через фрикцион, ременную
передачу и шестерни.
Линейная скорость изолирования при такой кинемати-
ческой схеме является постоянной. Числа оборотов обмот-
чиков и, -следовательно, шаги наложения корделя и ленты
изменяются при помощи сменных шестерен; направление
вращения изменяется путем установки различного числа
промежуточных шестерен.
Ниже приводятся основные паспортные данные изолиро-
вочной машины, кинематическая схема которой показана
на фиг. 9-11.
1. Число оборотов’'главного вала
"-.«=950l-ii=184 об/“ин/
2. Число оборотов вертикального вала
Of-n19 160 44 30 ппп
=95098- IM’ 4G' 30 = 202 °^МИИ-
§ 9-2]
Устройство изолировочных машин
327
Фиг. 9-11. Кинематическая схема двухъярусной кор-
дельно-изолировочной машины.
328
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [ Гл. 9
3. Число оборотов корделеобмотчпка
19 160 44 30 60 Д Л
—950 9g ‘ 160 ' 40 * 30 ' 30 ‘ В —404 В об/мин-
4. Число оборотов бумагообмотчика
19 160 44 30 60 С С
П6 — 950 08 • 160 ’ 40 ’ 30 ’ 30 ‘ D — 404 D Об/мии.
5. Линейная скорость изолирования
Л1., = 0,38 - 2021 - = 12.0 м/мин.
6. Шаг обмотки корделем
1С-1000 л в
h = ---------= 29,7 4- лле
пк
7. Шаг обмотки лентой
, V.-1 000 л Г)
hr — — -----=29,7 мл.
с 'к С
б) Особенности устройства машин
для наложения кордельно-стирофлексной
изоляции
В связи с тем, что стирофлексиый кордель обладает
большой хрупкостью и при наложении на проволоку ло-
мается, при изолировании приходится прибегать к специ-
альным мерам, направленным на повышение его эластич-
ности. Эластичность стнрофлексного корделя может быть
существенно увеличена путем подогрева его до определен-
ной температуры. Вследствие -малой гибкости и гладкой
поверхности стирофлексный кордель не допускает кресто-
вой намотки -иа гильзы. На изолировочные машины кордель
устанавливается, будучи предварительно перемотан на ка-
тушки. Для изолирования стирофлексным корделем приме-
няются корделеобмотчики эксцентричного и центрального
типов.
Схема эксцентричного корделеобмотчика показана и а
фиг. 9-12. Рамка, внутри которой -вращается горизонтально
расположенная катушка с корделем, устанавливается экс-
центрично по отношению к осн обмотчика. Для уменьше-
ния биений с противоположной стороны рамки обмотчика
§ 9-2]
Устройство изолировочных машин
329
укрепляется “противовес. Во избежание закручивания корде-
ля вокруг своей оси рамка с катушкой вращается вокруг
оси обмотчика с откруткой. Открутка осуществляется по-
фиг. 9-12. Устройство эксцент-
ричного корделеобмотчика.
/ — рамка; 2 —катушка с корделем;
3— тормозной шкив; 4— противовес;
5—труба для подачи горячего воздуха;
6 — калибр.
средством системы шесте-
рен. Катушка с -корделем
притормаживается мягким
кремешком, перекинутым че-
рез тормозной шкив и натя-
гиваемым при помощи гай-
ки с пружиной.
Фиг. 9-13. Эксцентричный
корделеобмотчик.
Подогрев корделя осуществляется при помощи струи
горячего воздуха, который подается к месту -наложения
корделя на проволоку. Воздух подается через изогнутую
трубку, заканчивающуюся узким конусом. Общий вид экс-
центричного корделеобмотчика приведен сна фиг. 9-13.
Основным недостатком машин с эксцентричными корде-
леобмотчиками является их малая 'Производительность.
Число оборотов обмотчика не превышает 500 об/мин; ли-
330 Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл. 9
венная скорость 'изолирования составляет около 3,5ж/лшм.
- Значительное увеличение скорости изолирования допу-
скает корделеобмотчик центрального типа, разработанный
Р. М. Лакерником и С. К. Рыбаком.
Обмотчик (фиг. 9-14) состоит
из вращающегося на шарикопод-
шипниках горизонтального металли-
ческого диска, в центре которого
укреплена полая ось. Катушка с
Фиг. 9-14. Схема цент-
рального корделеобмот-
чика для наложения
стирофлексного корделя.
/ — катушка с корделем;
2 — тормозная пружина;
3 — тормозная рамка; 4—
неподвижный калибр; 5 —
контакт автомата: в—напра-
вляющий глазок: 7 — направ-
ляющий ролик.
корделем вертикально надевается на
ось и притормаживается тормозной
рамкой. Кордель сходит с катушки,
огибает вращающийся ролик и на-
правляется в головку обмотчика.
Над головкой обмотчика распола-
гается пружинный контакт автома-
та, останавливающего ход при об-
рыве корделя.
При использовании центрально-
го обмотчика кордель накладывает-
ся без открутки и во избежание
чрезмерной обрывности при повы-
шенных скоростях изолирования он
должен нагреваться более интенсив-
но, чем прн наличии эксцентричного
обмотчика. Для этой цели весь об-
мотчик заключается в кожух из про-
зрачного материала, внутрь которо-
го подается струя горячего воздуха,
а изолировочная машина устанавли-
вается в отдельном помещении с тем-
пературой не менее 25° С.
Представляет интерес разрабо-
танная НИИ кабельной промыш-
ленности система обогрева централь-
ного обмотчика, схема которой по-
казана на фиг. 9-15.
Стенки кожуха выполняются из теплоизолирующего ма-
териала. При помощи вентилятора, которым снабжается
каждый ход машины, внутри кожуха «создается циркуляция
горячего воздуха. Как и в предыдущем случае, струя горя-
§ 9-2]
Устройство изолировочных машин
331
чего воздуха шодается к месту наложения ’Корделя на про-
волоку.
Автоматы, установленные на машинах для изолирова-
ния жил стирофлексом, обычно бывают электрического ти-
па. Применяются два типа контактов, замыкающих .вспомо-
гательную цепь низкого .напряжения при обрыве корделя и
Фиг. 9-15. Схема обогрева центрального корделеобмот-
чика.
/ — катушка с корделем; 2 — тепловая изоляция кожухв;
8— приток горячего воздуха; 4~ вытяжка горячего воздуха;
5 — вентилятор; 6 — электродвигатель; 7 — нагревательный
элемент.
оголении -проволоки (фиг. 9-16,а и б). Возможно устрой-
ство автоматов, останавливающих ход при обрыве корделя,
происшедшем еще до его наложения на проволоку (фиг.
9-16,в). При обрыве корделя 2 пружина 1 касается кон-
тактной планки 4, в результате -чего замыкается электриче-
ская цепь и ход останавливается. Автоматы этого типа тре-
буют применения контактного кольца, подающего ток на
корделеобмотчик во время его вращения. Корделеобмотчи-
кя центрального типа устойчиво работают при скорости
вращения 1 000-г— 1 200 об/мин; линейная скорость изоли-
рования достигает 10 м!мин.
332 Изолирование жил кабелей корделем и лентой [ Гл. 9
Лентообмотчики, предназначенные для «наложения сти-
рофлексной ленты, отличаются от обычных центральных
бумагообмотчиков конструкцией вертикальной оси, которая
Фиг. 9-16. Контакты электрических автоматов,
останавливающих ход при обрыве корделя.
а — автомат с одной пружиной; б — автомат с двумя
пружинами; а — автомат с двумя роликами; I — пру-
жина; 2 — стирофлексный кордель; 3—медная прово-
лока; 4 — контактная планка; 5— ролик; С—контакт-
ное кольцо; 7 — контактная щетка.
в данном случие одновременно является направляющей по-
верхностью для ленты (фиг. 9-17)' Установка ролика со
стирофлексной лентой осуществляется при - помощи пласт-
массовой втулки, которая насаживается на коническую пру-
§ 9-2] Устройство изолировочных машин 333
жинную втулку. На втулке имеется хомутик, который охва-
тывает цилиндрическую ось обмотчика (фиг. 9-18). Регу-
лирование натяжения ленты производится путем затягива-
ния или ослабления хомутика.
Стирофлексная лента, применяемая для изолирования
жил, имеет малую толщину (0,05 мм) и поэтому достаточ-
но эластична даже при обычных температурах. Так как в
Фиг. 9-17. Лептообмотчик для с'ти рефлексной
ленты.
помещения, где установлены -изолировочные машины, под-
держивается температура 25-ы 28° С. специальный подогрев
стирофлеконой ленты при ее наложении на жилы не про-
изводится.
Техническая характеристика двухъярусных машин для
наложения кордел ьно-бумажн ой и кордельно-стирофлекс-
ной изоляции приведена в табл. 9-2.
Представляет интерес -конструкция двухходовой трехъ-
ярусной изолировочной машины одностопониего обслужива-
ния марки СК-2, .разработанной НИИ1Щ.
334
Изолирование жил кабелей корделем в лентой [Гл. 9
Таблица 9*2
Техническая характеристика двухъярусных машин для
наложения кордельно-бумажной (КБ) и кордельно*
стнрофлексной (КС) изоляции
Показатель Размер- ность Величина для машины типа
КБ КС
Число ходов машины. . Диаметр изолируемой — 12 8
проволоки ..... Скорость вращения кор- ММ 0,8—1,4 0,94-1,2
делеобмотчика . . Скорость вращения лен- об/мин 1 2004-1 800 1 000 4-1 200
тообмотчика .... Линейная скорость изо- об/мин бОО-е-900 5004-600
лнрования Шаг наложения кор- м/мин 84-18 54-10
деля ........ мм 5 ч-10 5-2-10
Шаг наложения ленты Число ходов, обслужи- ваемых одним рабо- 10---20 Юч-20
чим — 6* 4** 4
Разряд рабочего .... Мощность электр од в и- — 5 6
гателя ....... Размеры приемной ка- кет 3.5 2,0
тушки (Dxdxi) - . - Габариты машины (дли- мм 400X200X195
наХширинаХвысота) • 6 000x1 200X2 100 5 000X1 200 X2 200
• При изолировании жил низкочастотных кабелей.
** При изолировании жил высокочастотных, ко белей.
На кинематической схеме (ф-иг. 9-19) показаны особен-
ности этой машины: индивидуальный привод каждого хода,
бесступенчатое регулирование линейной скорости, осущест-
вляемое при помощи центробежного регулятора скорости,
наличие сдвоенного храпового механизма для передачи
вращения тяговому колесу, весьма просто изменяющего
направление обмотки. Вращение приемной катушки осу-
ществляется от самостоятельного электродвигателя.
Особенности кинематической схемы наряду с консоль-
ным размещением механизма сменных шестерен обмотчи-
.ков создают удобства обслуживания. Общий вид одного
хода этой изолировочной машины показан на фиг. 9-20.
§ 9-3] Технологический режи.м изолирования 335
Эта машина предназначена для наложения кордельно-сти-
рофлексной изоляции, однако путем снятия кожуха и за-
мены корделеобмотчика может быть применена для нало-
жения кор дельно-бумажной изоляции.
Техническая характеристика изолировочной машины
СК-2:
Фиг. 9-18. Тормозное устройство лентообмотчика
для наложения стирофлексной ленты.
/ —ролик,'стирофлексной ленты; 2—пластмассовая втулка:
3—пружинная втулка,- 4 — дом ути к.
диаметр ’изолируемой проволоки 0,8 -5-1,4 мм;
линейная скорость изолирования 6 -4-15 м/мин;
шаги обмотки корделем 5, 6, 7, 8, 9 и 10 мм;
шати обмотки лентой 14, 16, 18, 20 мм;
число оборотов корделеобмотчика 1 200 -4-1 500 об/мни;
число оборотов лентообмотчика 400 -5-800 об/мин;
габариты машины: высота 2 335 мм; ширина 1 200 мм;
длина 1 100 мм.
9-3. Технологический режим изолирования
Основным требованием, предъявляемым к технологиче-
скому режиму изолирования жил кабелей дальней связи,
является обеспечение максимальной -однородности изолиро-
ванных жил и особенно комплектов тех четы-рех жил, из
которых в дальнейшем скручивается элементарная груп-
па — четверка.
336
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл 9
Фиг. 9-19. Кинематическая схема трехъярусной машины для наложе-
ния кордельно-стирофленсной изоляции. (Верхний лентообмотчик на
схеме не показан.)
Степень геометрической «неоднородности жил зависит
от колебаний диаметров медной проволоки и корделя, ве-
личины смятия корделя и постоянства шага его и вложения,
§9-3]
Технологический режим изолирования
337
допусков на толщину ленты и ряда других факторов, в том
числе от точности, с которой выдерживается диаметр вы-
ходных калибре® и пр.
Фиг.- 9-20. Общий вид машины СК-2.
I — отдающее устройство;1 2 — направляющий ролик; 3 — корделеобмотчик;
4— первый леитообмотчик; 5—второй лентообмотчвк; 6 — сдвоенные тяговые
колеса; 7—приемное устройство; 8—станина; S — шкаф электрооборудования;
10 — привод.
а) Требования, предъявляемые
к медной проволоке
Неоднородность диаметра токопроводящей медной жилы
по длине кабеля и сравнительно с соседними жилами -при-
водит к (возникновению омической и емкостной асимметрии.
Эта неоднородность диаметра связана с разработкой воло-
чильных фильер, происходящей в (процессе волочения, и не
может быть полностью устранена. Для уменьшения асим-
метрии, обусловленной ‘неоднородностью диаметра жилы,
целесообразно ужесточить допуски иа медную проволоку,
применяемую в производстве кабелей дальней связи и в
первую -очередь высокочастотных симметричных кабелей.
Проволока диаметром 0,8-ь 1,4 мм (Изготовляется с допу-
ском + 0,02 мм. Допуск на (проволоку диаметром 1,2 и
1,4 мм, применяемую в производстве -высокочастотных ка-
белей, ужесточен до + 0,005 мм.
22 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерннк и Д. Л. Шарле.
338
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл. 9
Ужесточение допусков *яа медную проволоку не являет-
ся единственным средством для уменьшения асимметрии,
возникающей из-за неоднородности проволоки. Широко при-
меняется изготовление разговор ион па ры, всей звездной
четверки или даже всей строительной длины кабеля из про-
вол оки, находящейся иа одной катушке (или в одной бух-
те). Для этого необходимо либо изолировать на -одном
ходу машины (Последовательно обе или -все четыре жилы,
образующие разговорную пару или звездную четверку, ли-
бо предварительно делить проволоку с одной катушки (или
бухты) на равные части, например путем предварительной
перемотки. В этом случае катушки с проволокой должны
храниться «комплектно.
б) Наложение корделя
При изолировании жил низкочастотных кабелей даль-
ней связи диаметр корделя о*, берется равным примерно
половине диаметра проволоки rfo- При изолировании жил
высокочастотных кабелей диа-метр корделя увеличивается
до % Jo- Благодаря этому жилы высокочастотных кабелей
имеют больший воздушный промежуток и, следовательно,
меньшую эквивалентную диэлектрическую 'проницаемость
изоляции.
Наиболее распространенные шаги наложения корделя
5н-8 мм.
Для достижения однородности диаметра изолированной
жилы по ее длите и по сравнению с соседними жилами не-
обходимо обеспечить минимальное смятие изоляции. С этой
целью часто прибегают к увеличению числа слоев ленты,
накладываемой -поверх спирали из -корделя, либо степени
перекрытия ее витков или же к уменьшению шага наложе-
ния корделя. Увеличение числа и .перекрытия лент ('напри-
мер, применение обмотки двумя лентами кабельной бумаги
вместо одной) хотя и уменьшает смятие изоляции, приво-
дит к увеличению геометрических размеров кабеля. Луч-
шие результаты дает уменьшение шага наложения корделя
с 7 до 5 мм. При уменьшении шага -наложения корделя
образованная лентой изоляционная трубка из бумаги или
ст-ирофлекса имеет больше точек опоры по длине жилы и
потому меньше поддается смятию. (Для увеличения пло-
щади соприкоиювення корделя и •опирающейся -иа него
§ 9-3] Технологический режим шЗолифойания 339
ленты одно время пытались накладывать на жилы прямо-
угольный кордель вместо круглого, однако практического
применения этот способ не получил.)
Заметный эффект в части уменьшения смятия изоляции
дает применение кордельно-сти-рофлексной изоляции вместо
корделыю-бумажной.
Если обозначить суммарное смятие изоляции через
собственное смятие корделя через Кс и коэффициент,
оценивающий деформацию жилы за счет попадания вит-
ков корделя одной жилы между витками корделя сосед-
ней жилы, через До, то можно считать, что
При смятии изоляции как кордель, так и изолирован-
ная жила вместо круглой формы приобретают форму,
близкую к эллипсу. Отношения малых осей этих эллип-
сов к первоначальному диаметру кругов характеризуют
соответственно коэффициенты смятия корделя Кс и
жилы Ксм- Каждый нз трех перечисленных коэффициен-
тов (/<с, Кс и, следовательно, Ксм) меньше единицы.
Желательно, чтобы смятие жилы равнялось нулю н соот-
ветственно коэффициент смятия был равен единице.
Для получения Ксм = 1 необходимо, чтобы оба состав-
ляющие коэффициента приближались к единице. Коэффи-
циент смятия бумажного корделя лежит в пределах
0,9 ч-0,7. Стирофлексный кордель практически несминаем
и для него Кс ~ 1.
Для получения Ко=\ большое значение имеют мате-
риал и величина перекрытия ленты, шаг и способ нало-
жения корделя. Применение стнрофлексной ленты благо-
даря ее малой гибкости при нормальной ’температуре
позволяет, даже несмотря на незначительную толщину
ленты (всего 0,05 мм), получать несминаемую изоляцион-
ную трубку. Таким образом, применение стирофлекса для
изолирования жил высокочастотных симметричных кабе-
лей связи целесообразно не только вследствие малого
тангенса угла потерь стирофлекса в широком частотном
диапазоне, но и вследствие несминаемости и малой гиб-
кости стирофлекса при нормальной температуре.
22*
340 Изолирование жил кабелей корделем и лентой [ Гл. 9
В 'настоящее время известны два юпособа наложения
стирофлексного корделя >иа жилы. Суть первого способа со-
стоит аз том, что иа соседние жилы, входящие в состав
•одной звездной четверки, кордель (накладывается с разны-
ми шагами: 5 и 8 мм. При втором способе, 'предложенном
М. Н. Козыревой и Р. М. Лакерником, на все жилы кор-
дел ь накладывается с одним и тем же «шагом, однако на
соседние жилы, входящие яз состав одной звездной четвер-
ки, кордель (накладывается в противоположных направле-
ниях.
На обе жилы первой разговорной пары каждой звезд-
ной четверки кордель .накладывается в одну (.например,
Фиг. 9-21. Четверка жил с ко рдел ыю-ст и рефлекс ной изоляцией.
Жилы К и Ж обмотаны корделем в левую сторону, а жилы
С и 3—в правую.
левую) сторону, а на жилы второй .разговорной пары — в
противоположную (правую) сторону (-фиг. 9-21). Для этого
сначала изолируют жилы, предназначенные для первой па-
ры первой четверки (красную и желтую), затем меняют
направление вращения обмотчиков и в таком положении
изолируют жилы второй пары .первой и «второй четверок
(синюю и зеленую жилы). Далее, вновь меняют направле-
ние обмотки и .изолируют-жилы первой пары второй и
третьей четверок и т. д. Таким образом, -на жилы первой
разговорной пары -кордель накладывается в левую сторону,
а леит,а — в правую, на жилы второй пары кордель накла-
дывается в правую- сторону, а лента — в левую.
Применение этого способа наложения корделя техноло-
гически весьма просто и устраняет возможность смятия
изоляции жил за счет попадания «витков корделя одной
жилы между витками корделя соседней жилы. Таким об-
разом, введение обмотки .корделем в разные стороны поз-
воляет образовать своего рода «опорную решетку» из кор-
§ 9-3]
Технологический режим изолирования
341
Фиг. 9-22. Распределение величин
емкостной связи Ку в четверках
с одинаковым и разным направ-
лением наложения корделя.
1 — разное направление обмотки кор-
делем (по 2 000 измерении); 2 — одина-
ковое направление обмотки корделем
(по 1 000 измерений).
деля, за счет чего .резко уменьшается смятие изоляции н,
соответственно, ослабляются емкостные влияния между ос-
новными цепями в четверках.
На -фиг. 9-22 л оказано распределение -величин емкост-
ной связи для кабелей, со-
седние жилы которых обмо-
таны корделем в одинаковом
и противоположном направ-
лениях. Ордината каждой из
точек, образующих кривую,
соответствует проценту изме-
ренных величин, абсцисса—
максимальной величине мо-
дуля емкостной связи, полу-
ченной при этих измерениях.
•На степени влияния меж-
ду цепями в четверке ре-
шающим образом сказывает-
ся постоянство технологиче-
ских режимов как изолиро-
вания всех жил четверки,
так и скрутки ее и, в первую
очередь, постоянство величин
натяжений корделя и ленты
(при изолировании) и от
дельных жил (при скрутке
Непостоянство
эделя и ленты
приводит к возникновению
асимметрии частичных емко-
стей отдельных жил за счет
разности диаметров изолированных жил.
Выше было сказано, что процесс изолирования жил сти-
рофлексом несколько усложняется вследствие его недоста-
точной гибкости. Проведенные исследования показали, что
при комнатной температуре стирофлексный кордель и лен-
та обладают значительно худшими механическими харак-
теристиками, чем бумажный кордель «и кабельная бумага.
Результаты сравнительных испытаний механических харак-
теристик старофлексных нитей и лент, телефонной н ка-
бельной бумаги и бумажного корделя приведены в табл. 9-3.
в четверки)
натяжений с
342
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [Гл. 9
Таблица 9-3
Результаты испытаний механических свойств стирофлексиых
н бумажных нитей и лент (при 20° С)
Число двойных
перегибов
ленты
нити во-
круг
стержня
0 4,0 лл
Стирофлексная нить.......
То же...................
То же.....................
Стирофлексная лента
Бумажный кордель . . .
То же.....................
Бумажная лента...........
То же..........
0,65
0,8
1,1
0,05
0,40
0,85
0,05
0,12
7,0 3^-5 —
7,0 34-5 —
5,5 34-5 —
7,0 34-5 354-75
7,0 64-S —
7,0 64-8 —
8,0 24-3 500
8,0 2^-3 2 000
74-8
4ч-5
2
140
140
Фиг. 9-23. Температурная зависимость разрывной
прочности стирофлексиых нитей диаметром 0,8 лиг.
(Заштрихована область возможных значений.)
При нагреве стирофлексиых нитей и лент их разрывная
прочность н гибкость увеличиваются. На фиг. 9-23 и 9-24
видно, что при магреве стирофлексиых нитей -от 50 до 80° С
разрывная прочность и гибкость нитей увеличиваются, од-
нако при нагрева-иии свыше 80° С разрывная прочность и
гибкость нитей резко снижаются.
Таким образом, с точки зрения механических характери-
стик -оптимальным температурным режимом при наложе-
нии стирофлеконого корделя следует считать 75-ь- 80° С.
§9-3] Технологический режим изолирования
34 3
-в) Наложение леиты
Для изолирования жил применяется кабельная бумага
толщиной преимущественно 0,12, реже — 0,17 мМ. Толщина
стирофлексиой ленты 0,05 мм. Направление обмотки лен-
той и обмотки -корделем во всех случаях должны быть
взаимно противоположными. При (наложении двух лент на-
Фиг. 9-24. Температурная зависимость числа
двойных перегибов стирофлексиой нити
диаметром 0,8 лл< вокруг стержня диамет-
ром 4 лыс (Заштрихована область возможных
значений.)
Расцветка жил кабелей с кор дельно-бумажной изоля-
цией осуществляется применением окрашенной бу-м,аги.
Расцветка жил -кабелей с кордельно-стирофлексной изоля-
цией достигается путем использования цветного корделя и
прозрачной бесцветной ленты. Цвета жил в парах, состав-
ляющих четверку, должны быть следующими: 1-я пара —
красная -и желтая жилы; 2-я пара — зеленая и синяя
жилы.
Большое значение имеют -подбор и комплектация роли-
ков бумаги, используемых для изолирования жил одной
четверки. Если для низкочастотных кор дельных кабелей
этот подбор является желательным,- но не обязательным,
то при производстве высокочастотных -кабелей он строго
обязателен. Полотно бумаги не может быть изготовлено
совершенно равномерным ни по толщине, ни по плотности
расположения волокон. Фиг. 9-25 иллюстрирует степень
344
Изолирование жил кабелей корделем и лентой [ Гл. 9
неравномерности «и величину колебаний толщины бумаги
относительно среднего значения (по ширине бумажного по-
лотна). Итогда заметная разница в толщине наблюдается н
у рядом лежащих бумажных лент, но все же при исполь-
зовании для изоляции жил одной четверки четырех сосед-
них лент бумаги разница в толщине этих лент будет менее
ощутительной, чем при применении лент, лежащих в раз-
ных (по ширине) частях полотна бумага».
Толщина бумаги, мм
Фиг. 9-25. Изменение толщины кабельной бумаги ло ширине бумаж-
ного полотна.
Применяемые ширины бумажных и стнрофлексных лепт
в зависимости от диаметра проволоки лежат в пределах
9-4- 14 лш. Величина «перекрытия витков составляет 15 -н
25%. Угол обмотки при изолировании жил кабелей даль-
ней связи меньше, чем три изолировании жил «городских
телефонных кабелей и равен 50-7-60°.
Диаметр выходных .калибров, придающих изолирован-
ной жиле окончательный размер, определяется по следую-
щей формуле:
+ 2«ДЛ,
где dKaA — диаметр калибра;
dj — диаметр изолированной жилы;
d0 — диаметр проволоки;
8к — диаметр корделя;
Дл— толщина ленты;
п — число лент.
При обрыве бумажной ленты склейка «производится ка-
зеиновым и декстриновым клеем. При обрыве стирофлекс-
$ ю-1]
Подготовительные операции
345
ной ленты склейка производится .при .помощи -клея, состоя-
щего из 2 весовых частей стирофлекса и 10 частей бензола.
При помощи кисти жидкий клей наносится иа один из
двух концов склеиваемой ленты. Концы ленты накладыва-
ются один на другой и в течение нескольких секунд плотно'
сжимаются.
Глава десятая
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОАКСИАЛЬНЫХ ПАР
Отличительные особенности технологии изготовления
1кой1ксиал^ных лар по сравнению с изготовлением симмет-
ричных (групп обусловлены применением иных конструктив-
ных элементов. Проволоки коаксиальных пар берутся зна-
чительно большего диаметра (2,5-5-2,6 мм вместо 0,8-5-
1,4 мм), в качестве-изоляции вместо корделя и лент из бу-
маги или стирофлекса служат полиэтиленовые шайбы, ко-
торые насаживаются и а провод- Взамен скрутки трупп
производится наложение внешнего провода и, -наконец, в
коаксиальный парах применяются электромагнитные экра-
ны из стальных лент. Последовательность технологических
переделов по изготовлению коаксиальных пар схематически
показана на фиг. 10-1.
10-1. Подготовительные операции
К подготовительным операциям относятся: очистка по-
верхности медной проволоки и медной ленты, штамповка
медной ленты, штамповка, сортировка, промывка и сушка
полиэтиленовых щайб, перемотка стальной ленты.
а) Очистка медной .проволоки «и ленты,
•штамповка л е ш т ы
Поверхность медной проволоки диаметром 2,52 мм и
медной ленты шириной 37 + 0,2 и толщиной 0,3+; 0,01 мм,
образующих внутренний и внешний провода, должна быть
очищена от металлической пыли, скелмны, заусенцев, остат-
ков волочильной эмульсин, так как их .наличие снижает'
электрическую прочность коаксиальной пары.
Проволок® и лента пропускаются через специальные
протирочные устройства, в которых используется несколько
пар сменных фетровых или резиновых прокладок, .располо-
346
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
Фиг. 10-1. Схема технологического процесса изготовления коаксиаль-
ных пар.
жеяных -в различных (плоскостях и -плотно прижимаемых к
поверхности проволоки или ленты при помощи пружин.
Более эффективным является электролитический способ
очистки (электропоЛ'И’рование), режимы которого отличают-
ся от .режимов катодной электрохимической очистки (см.
стр. 277—278).
§ Ю-I ]
Подготовительные операции
347
При прохо-нодении -постоянного электрического тока че-
рез водный- раствор ортофосфорной кислоты (Н3РО4) про-
исходит явление электролиза, сопровождающееся -выделе-
нием газов та поверхности .проводников — электродов, опу-
щенных -в раствор—электролит, и анодным растворением.
При электрополировании в качестве -анода используется
очищаемая проволока или лента. Электролитом служит
70-лроцентная ортофосфори-ая кислота. Температура элек-
тролита должна поддерживаться в пределах 15ч-25° С, так
как прн- -более высокой температуре качество очистки ухуд-
шается.
Для получения чистой поверхности достаточно снять
поверхностный слой толщиной I мк, что при плотности то-
ка 25 а1дм2 достигается за 12 сек.
Фиг. 10-2. Схема установки для электрохимической очистки медной
ленты и проволоки.
Установка для электрохимической очистки медной ленты
и проволоки, изображенная на фиг. 10-2, coctomit из сле-
дующих основных устройств: отдающего — /, тягового — 2,
-очистного — 3, промывочного — 4, сушильного—5 и при-
емного — 6.
Очистное устройство, показанное иа фиг. 10-3, включает
кожух водяного' охлаждения /, ванну для электролита 2,
катодную шину с катодом 3, вращающееся контактное при-
способление 4 и направляющие ролики 5.
Ванна с электролитом помещена в -металлический ко-
жух, в мотором циркулирует холодная вода, охлаждающая
электролит. Катодная шина располагается над -ванной; к
шине посредством двух стержней, изогнутых на концах -в
виде крючков, крепится катод нз нержавеющей стали. При
очистке ленты катод состоит из двух параллельных-пластин;
при очистке проволоки ’ применяется катод трубчатой
/формы.
348
Изготовление коаксиальных -пар
[Гл. 10
Вращающееся контактное приспособление укреплено в
торце очистного устройства. Ток напряжением 10 в подво-
дится щетками -к одной половине цилинд-ричеюкого вращаю-
щегося электрода, по другой половине которого движется
очищаемое изделие. Для лучшего контакта с -поверхностью
очищаемой -проволоки в рабочей половине вращающегося
электрода имеется кольцевое углубление.
Фиг. 10-3. Устройство для очистки поверхности
медной ленты н проволоки. План.
По выходе -из ванны очистки с поверхности леит'ы или
проволоки водой омывается кислота, затем лента (проволо-
ка) сушится струей горячего воздуха.
После очистки производится операция штамповки (вы-
рубки зубцов) .медной ленты. Профиль медной ленты изо-
бражен на фиг. 10-4, на которой -видно, что зубцы на обеих
сторонах ленты СДВИНУТЫ ОПИИ ПТЧЛГ Италия другим ТОО,
что против выступов (зубцов) на одной стороне ленты окл-
еиваются впадины (межзубцовые промежутки), образован-
ные -на другой ее стороне. .Подобное смещение вубцов не-
обходимо для образования устойчивой замковой конструк-
ции наружного провода.
Штамповка ленты может .производиться на самостоя-
тельном эксцентриковом прессе, однако во избежание за-
грязнений поверхности и деформаций краев ленты целесо-
§ w-l ]
Подготовительные операции
349
образнее ее штамповку совместить с изготовлением коакси-
альной лары. С этой целью приспособление для штамоюйки
зубцов иногда встраивается в .агрегат, изготовляющий -коак-
сиальную пару. __
Калибрование медной ленты. Постоянство
толщины медной ленты существенно сказывается на ста-
бильности диаметра внешнего провода- и, следовательно,
Фиг. 10-4. Профилировка медной ленты, предназначенной для образо-
вания внешнего провода коаксиальной пары.
однородности волнового сопротивления коаксиальной пары.
Поэтому целесообразно применять ленту с более жестким
допуском по толщине,- например + 0,005 мм, вместо уста-
новленного в- -настоящее время + 0,01 мм. Этого можно
достичь путем дополнительного калибрования медной лен-
ты. Лента протягивается между двумя полированным»,
точно изготовленными валиками, в -пространство между
которыми подается небольшое количество .смазывающего
раствора, способствующего волочению. Нажимной винт для
повышения точности настройки снабжен делительной голов-
кой. После калибрующего устройства лента проходит между
шестью — восьмью резиновыми -прокладками, расположен-
ными под углом к очищаемой поверхности.
ЗбО Изготовление коаксиальных пар ( Гл. 10
Калиброванная лента ’Пропускается через индикатор тол-
щины с дистанционным указателем.
Одновременно с подготовкой медной ленты и (проволоки
•на катушки -наматывается и при этом очищается от предо-
хранительной смазки стальная лента размера-ми 0,15 +
+ 0,015X8,0+0,1 льи, используемая в качестве электро-
магнитного экрана.
б) Подготовка изолирующих шайб
Подготовка изолирующих ’Полиэтиленовьтх шайб, за-
ключается в их -штамповке, сортировке, промывке и сушке.
Полиэтилен (СН2) а — термопластичный неполяр-
ный материал .парафинового ряда, получаемый полимериза-
цией жидкого этилеца.
Молекулярный -вес полиэтилена, применяемого для элек-
тротехнических целей, 18 000-н 25 000. Иностранные торго-
вые названия различных сортов технического полиэтилена:
полиэтилен, алкатен, алатон, телкотен, луполен и др. _•
Молекула полиэтилена имеет «нормальное линейное
строение' и отличается высокой степенью электрической
симметрии. Благодаря этому он обладает отличиы-ми элек-
троизоляционными свойствами, в первую очередь малыми
значениями тангенса угла диэлектрических потерь tg 8 и
диэлектрической проницаемости s, практически не изме-
няющимися с частотой и температурой. К числу других до-
стоинств полиэтилена относятся: -малые -влагопроницае-
мость (из -пластмасс, имеющих промышленное применение,
полиэтилен обладает наименьшей диффузионной констан-
той) и влагопоглощаемость, небольшой удельный вес, вы-
сокая механическая прочность, твердость к истиранию и
вибростойкость, эластичность -в широком диапазоне темпе-
ратур, морозостойкость, химическая стойкость к воздей-
ствию растворителей, масел, кислот и щелочей (даже горя-
чих), инертность к химическим реакциям и, наконец, высо-
кая электрическая прочность- и большое удельное электри-
ческое сопротивление.
Основные физико-механические и электроизоляционные
свойства полиэтилена приведены в табл. 10-1.
При нормальной температуре полиэтилен представляет
собой твердый белый .роговидный продукт, на ощупь напо-
минающий парафин. Предназначенный для изолирования
§ 10-1]
Подготовительные операции
351
Таблица 10-1
Физико-механические и электроизоляционные свойства
полиэтилена
Показатель Размерность Величина
Молекулярный вес . — 18 000-25 000
Удельный вес: при —40° С a/czt3 0,95
. +20° С 0,92
. +60“ С о 0,89
Водопоглощеиие (за 30 суток] % 0,035
Паропроницаемость при 20° С. . г (случае 7.10-ю
Температура размягчения .... мм рт. ст. °C 108ч-115
Морозостойкость (сохранение эластичности) °C —60 и ниже
Удельная теплоемкость при
25° С кал/г °C 0,55
Теплопроводность кал/см сек ° С 7.10-4
Температурный коэффициент расширения 1/°С (24-7) -10-4
Временное сопротивление разры- ву не менее кг/см? 120-150
Удлинение при разрыве 7« 4004-600
Удельное объемное электриче- ское сопротивление OJW см 1017
Диэлектрическая проницаемость при 1 Мгц .......... — 2,24-2,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 Мгц (2ч-4). 10-^ .
Электрическая прочность при 50 гц для пленок толщиной 1,0 JW41 кв/мм 454-60
Электрическая прочность прн постоянном токе для пленой толщиной 0,354-0,70 мм... . - 240
проводов коаксиальных кабелей -полиэтилен формуется
литьем под давлением в пластины или ленты заданной тол-
щины.
Вырубка полиэтиленовых шайб диаметром 9,25 +’
+ 0гО5 мм с отверстием в центре диаметром 2,52 мм про-
изводится из лент или пластин на эксцентриковом прессе
с многогнездовым штампом. В последнее время -начал при-
меняться способ, непосредственной отливки полиэтиленовых
шайб па внутреннем проводе коаксиальной пары.
352
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
Сортировка дает вовможиность отделять шайбы нормаль-
ной толщины 2,2+ 0,1 мм от более толстых н тонких шайб,
толщина которых выходит за пределы указанных» допусков.
Схема сортировочного устройства изображена -на фиг. 10-5.
Шайбы, «подлежащие сортировке, засыпаются в первый бун-
кер. Из качающегося бункера шайбы попадают в щелевид-
ный канал- наклонного узкого неподвижного- сектора, по
Фиг, 10-5. Устройство для сортировки
шайб по толщине.
полиэтиленовых
I — качающийся бункер для шайб; 2 — горизонтальный толкатель;. 3 — вертикаль-
ный толкатель; 4 — калибровочная щель; 5 — коробка для нормальных и тонких
шайб (Д ^2.30 мм) в первом устройстве н только для тонких шайб (Д < 2,10 мм)
во втором устройстве; 6 — коробка для утолщенных шайб (Д > 2.30 мм) в первом
устройстве и для шайб нормальной толщины (Д = 2.20 =5= 0,1 лгл<) во втором
ус тройстве.
вертикальному каналу опускаются «поочередно в крайнее
нижнее положение, откуда пружинным толкателем выталки-
ваются в горизонтальный канал. Проходя над калибровоч-
ной щелью, создаваемой точной установкой двух тщательно
отшлифованных металлических пластин с расстоянием меж-
ду ними 2,3 мм, шайбы толщиной 2,31 мм и выше вытал-
киваются наружу в поставленную коробку и бракуются.
Шайбы тоньше 2,31 мм вертикальным толкателем про-
талкиваются в калибровочную щель и попадают через от-
верстие в коробку, в которой посте-пемно1 накапливаются
тонкие и нормальные шайбы. Затем эти шайбы засыпают-
ся во второй бункер и пропускаются иад калибровочной
§ 10-2] Устройство агрегата для изготовления коаксиальных пар 353
щелью, шириной 2,10 мм. Через эту щель могут «пройти
лишь шайбы, толщина которых не превышает 2,10 мм,
т. е. тонкие — бракованные; все -остальные, т. е. годные
шайбы, имеющие толщину 2,10-5—2,30 мм, выталкиваются
наружу.
При предварительном калибровании полиэтиленовых
лент или пластин необходимость -в подобной сортировке
шайб по толщине отпадает.
Электрическая прочность коаксиальной пары зависит
ие только от состояния поверхности внутреннего и внешнего
проводов, но и от качества поверхности изоляционных шайб.
Полиэтиленовые шайбы, -в «процессе своего изготовления
соприкасаюсь с металлическими поверхностями сначала
пресс-фор-мы, а в дальнейшем штампа и сортировбчиого
устройства, загрязняются. Для очистки от грязи, следов
масла, металлической пыли шайбы .промываются горячей
мыльной эмульсией и затем прополаскиваются в чистой воде
при комнатной температуре. Промывка шайб в мыльной
эмульсии повышает электрическую прочность коаксиальных
кабелей в среднем на 15%.
Сушка шайб производится в центрифуге, имеющей
внутреннюю вращающуюся сетчатую корзину. При враще-
нии центрифуги шайбы центробежным усилием -прижима-
ются к стенкам. Так как полиэтилен «практически мегигро-
скопичен и -влага находится лишь иа поверхности шайб, то
она легко удаляется в течение 4 5 мин. Кроме того, при-
меняется дополнительная обдувка шайб нагретым возду-
хом. Чистые шайбы -пересыпаются в банки или мешки, от-
куда по мере надобности добавляются в бункер шайбо-
насадочного автомата.
10-2. Устройство агрегата для изготовления коаксиальных
пар
Агрегат для изготовления коаксиальных пар состоит ив
следующих «основных частей:
отдающего устройства для внутреннего провода; вы-
прямляющего устройства с протирочным приспособлением
для внутреннего провода; автомата для насадки на -внут-
ренний провод «полиэтиленовых шайб, снабженного питаю-
щими бункерами; контрольного высоковольтного аппарата
для испытания шайб на электрическую прочность и опре-
23 и. И. Гродиев, Р. М. Лакеркик н Д. Л. Шарле.
354
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. Ю
деления -пропуска шайб; -отдающего устройства для медной
ленты, образующей -внешний провод с приспособлениями
для его выпрямления и очистки; системы калибров, придаю-
щих медной ленте, -накладываемой поверх шайб, фо-рму
трубки с зубчатым швом; обмотчиков для наложения сталь-
ных лент и бумажных лент; тягового колеса с метражным
счетчиком; приемного устройства.
Указанный агрегат (марки КК-2) был спроектирован
в НИИ кабельной промышленности. Конструкция автомата
для насадки шайб с горизонтальными дисками марки
АНШ-2 предложена П. М. Лягаловым, А. М. Розенбаумом
и И. Д. Сергеевым.
а) Отдающее и прям и ль ное устройства
Отдающая катушка с проволокой ие имеет принудитель-
ного вращения. На оси катушки установлен фрикционный
тормоз для регулирования натяжения проволоки. Регули-
Фиг. 10-6. Направляющее, выпрямляющее и протирочное
устройство для проволоки.
I н 2—'Направляющие ролики; S и 4—'Вертикально п горизонталь-
но установленные ролики выпрямляющего устройства; 5 — протн-
- речные прокладки.
ровка осуществляется при помощи винта, воздействующего
через п-ружину на ленту, охватывающую обод фрикцион-
ного шкива.
С отдающей катушки проволока проходит по направ-
ляющим роликам и поступает в выпрямляющее устройство,
представляющее собой систему из пяти -вертикальных и пя-
ти -горизонтальных роликов (фиг. 10-6). Величина зазора
§ 10-2] .Устройство агрегата для апз готов лени я коаксиальных пар 355
между роликам! регулируется (путем перемещения их осей
в пазах -стойки.
Очистка поверхности -проволоки производится сменны-
ми фетровыми прокладками, зажатыми между стальными
пластинками посредством регулируемой пружины. Для луч-
шей очистки проволока обдувается воздухом, (после чего
через -специальный полый шпиндель (поступает в камеру
автомата для насадки шайб.
б) Автомат для .н а -с а дж и шайб
Автомат (Производит радиальный разрез (Полиэтиленовых
шайб и насадку их с заданным шагом на внутренний про-
вод коаксиальной пары, движущийся с постоянной скоро-
стью.
Фиг. 10-7. Общий вид автомата АНШ-2 для насадки шайб на-внутрен-
ний провод коаксиальной пары.
'Автомат АНШ-2, общий вид которого показан на фиг.
10-7, -состоит из двух загрузочных качающихся . бункеров,
двух вертикальных -стоек -с -наклонными секторами и кана-
лами для прохождения шайб, двух (Горизонтально располо-
женных дисков с выступами, двух ножей для разрезания
23*
356
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
шайб по радиусу и двух пружинных толкателей для вытал-
кивания шайб из каналов вертикальных стоек на вращаю-
щиеся диски. Каждый -из бункеров 1 (фиг. 10-8) служит
для создания запаса полиэтиленовых шайб с целью авто-
матической непрерывной подачи их к соответствующему
шайбонасадочному диску 2. Бункер представляет собой
закрывающуюся крышкой коробку, -выполненную в форме
усеченной пирамиды с продольной щелью в дннще, через
Фиг. 10-8. Загрузочный бункер с толкателем.
которую проходит наклонный сектор 5 вертикальной стой-
ки 7. В .нижней части бункера прикреплен шарнир 4 для
осуществления качания бункера при возвратно-поступа-
тельном движении шатуна 5. В -верхней грани неподвиж-
ного сектора - профрезерованы две канавки шириной не-
сколько больше толщины шайбы. Полиэтиленовые шайбы
засыпаются в бункер вручную. При движении бункера 1
книзу часть шайб попадает в канавки сектора и под дей-
ствием собственной тяжести скатывается -в питающий ка-
нал 6 вертикальной стойки 7. В поперечном сечении этот
канал имеет две полости, равные по ширине канавкам сек-
тора и являющиеся их продолжением. Находящиеся в край-
нем нижнем положении шайбы по одной выталкиваются
§ 10-2] Устройство агрегата для (^изготовления коаксиальных -пар 357
из вертикального 'питающего канала посредством пружин-
ного толкателя 10. Толкатель получает возвратно-поступа-
тельное движение в одну сторону за счет вращения кулач-
кового диска 9, расположенного под основным диском 2, и
в другую сторону от .воздействия пружины 8. При движе-
нии в сторону диска толкатель своей верхней планкой 11
выталкивает шайбу нз -вертикальной стойки и, продолжая
двигаться, вталкивает ее в узкое (Пространство между дву-
Фнг. 10-9. Кинематическая схема автомата для насадки шайб.
; — кулнсно-экс цент раковый механизм качающегося бункера: 2—ш а Ябона садоч-
ный диск; 3 — кулачковый диск; 4 — горизонтальный пружинный толкатель.
мя выступами вращающегося диска 2. По выходе из вер-
тикальной стойки шайба не может упасть, так как ее под-
держивает мижняя плаика 12 толкателя.
Кинематическая схема автомата изображена на
фиг. 10-9.
. По окружности каждого шайбонасадочиопо диска 1
(фит. 1-0-10) равномерно расположено 20-4-25 длинных
выступов высотой, -равной диаметру шайбы, «и рядом с ни-
ми на расстоянии, равном толщине шайбы, — столько же
коротких выступов -приблизительно вдвое .меньшей высоты.
В середине каждого нз длинных выступов имеется прорезь,
по ширине несколько большая диаметра внутреннего про-
вода, оставленная для того, чтобы «при вращении диска
выступы -ле задевали за проволоку.
358
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
Прикрепленные -к неподвижной планке ножи 2 в форме
полудуг начинаются остриями, переходящими затем в утол-
щение, и заканчиваются направляющими 3, -расширяющи-
мися -на концах до размера, равного диаметру проволоки.
Движущаяся с постоянной скоростью -проволока попа-
дает в калибр 4, упирающийся в выступы -направляющих,
которыми заканчиваются ножи. Диски, вращающиеся с
Фиг. 10-10. Диски для насадкю’шайб с .-ножами (в плане).
одинаковой равномерной скоростью в противоположных
направлениях, захватывают выступами шайбы, поочередно
выталкиваемые толкателями из питательных каналов, <и
подводят их к остриям 'ножей.
Шайба попадает своим отверстием на острие ножа,
прорезается -по радиусу и продвигается вдоль по ножу. На
конце направляющей надрез шайбы расширяется до разме-
ра, |равного диаметру внутреннего провода, что позволяет
шайбе свободно надеваться на проволоку, проходящую у
конца направляющей. Шайба, сошедшая с направляющей,
благодаря упругости полиэтилена плотно охватывает внут-
ренний провод.
§ 10-2] Устройство агрегата для изготовления коаксиальных пар 359
Каждый ив насадочных дисков может одновременно
нести п шайб. Следовательно, через каждые I/п оборота
диска на конце направляющей появляется новая шайба,
которая надевается иа проволоку. Рабочая длина окруж-
ности диска подобрана с таким расчетом, чтобы 1/п-ная
часть его оборота соответствовала удвоенному шагу насадки
шайб (2Л). Окружная скорость диска по рабочему диаметру
соответствует линейной скорости движения проволоки, по-
этому через каждые 2 h мм с каждого' диска «на проволоку
Фиг. 10-11. Двигательный механизм толкателя.
/ — кулачковый диск: 2— ролик толкателя.
надевается новая шайба. Так как дисков для насадки
два, то расстояние между соседними шайбами соответствует
принятому шагу насадки h.
Короткие выступы служат опорами для проволоки в
момент насадки на иее шайбы. Вследствие своей упругости
шайба -насаживается на проволоку со значительным уси-
лием, под действием которого проволока прогибалась бы
вбок и не попадала бы в отверстие шайбы. В действитель-
ности в момент насадки шайбы длинным выступом одного
диска короткий выступ другого-диска) подпирает проволоку,
которая, следовательно, имеет на небольшом отрезке две
точки опоры: короткий выступ диска и конец калибра. Так
как расстояние между этими опорами невелико, то прогиба
проволоки не (происходит.
На одном валу с диском насадки вращается кулачковый
диск (фиг. 10-11), к волнообразной -поверхности которого
360
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. Ю
силой пружины 8 (см. фиг. 10-8) постоянно прижат ролик
толкателя. При вращении кулачкового диска ролик толка-
теля, 'попадая на гребень выступа, перемещает толкатель
в крайнее «правое (холостое) 'положение. При этом осво-
бождается полость питающего канала и шайбы опускаются
на расстояние, равное диаметру одной шайбы. При даль-
нейшем вращения кулачкового диска ролик толкателя, -на-
ходясь под воздействием пружины, будет -катиться «по дру-
гой стороне выступа к крайнему нижнему положению
углубления. Следовательно, толкатель начнет перемещать-
ся в сторону диска насадки, выталкивая на него очеред-
ную шайбу в тот «момент, когда -против шайбы окажется
зазор между «коротким и длинным выступами.
Расположенный ниже первого второй кулачковый диск
приводит в движение кривошипно-шатунный механизм,
каждый оборот -которого вызывает одно качание загрузоч-
ного бункера (см. фнг. 10-9). Кривошипно-шатунный меха-
низм делает 50-г-55 оборотов в минуту, следовательно,
столько же качаний в минуту совершает бункер.
’Наличие двух горизонтально расположенных дисков
позволяет осуществить насадку шайб с двух сторон; при
этом прорези в шайбах обращены в -разные стороны, что
способствует повышению электрической прочности изоля-
ции.
Широко -распространены также шайбонасадочные авто-
маты с дисками, расположенными в вертикальной -плоско-
сти один над другим.
в) Высоковольтная установка
Электрическая прочность шайбовой изоляции в извест-
ной -мере зависит от качества изготовления коаксиальных
пар.
Если поверхность -проволоки и ленты, образующих ко-
аксиальную -пару, недостаточно тщательно очищена ют сле-
дов масел, окалины, металлических игл, то в процессе из-
готовления коаксиальной пары некоторая доля этих загряз-
нений попадает на поверхность и в прорези «изолирующий
шайб, насаживаемых 'автоматом -на внутренний провод.
Кроме того, частицы металлической пыли, образующейся
от трения зубцов медной ленты при формировании из иее
трубки, также оседают на поверхности шайб. Различного
рода деформации внешнего провода при намотке на прием-
§ 10-2] Устройство агрегата для изготовления коаксиальных пар 361
ную катушку, скрутке сердечника кабеля и последующих
технологических операциях способствуют еще большему от-
делению металлических частиц от его поверхности и оседа-
нию .их -на шайбах.
Наличие -металлических частиц, находящихся -на поверх-
ности шайб, уменьшает электрическую прочность коакси-
ального кабеля. Работами НИИКП установлено, что,
электрическая прочность образцов коаксиальной пары с за-
грязненными шайбами чв среднем на 25% ниже, чем образ-
цов с чистыми шайбами.
Профилактическим мероприятиям, к которым относят-
ся электрохимическая очистка поверхности внутреннего и
внешнего проводов, промывка шайб и пр., способствующим
достижению максимальной чистоты как полуфабрикатов,
так и самого изделия, в процессе, изготовления коаксиаль-
ных па-р придается большое значение. Однако, несмотря на
выполнение всех мер, все же возможно попадание в кабель
недоброкачественных шайб и -металлической пыли.
С -целью своевременного «выявления подобных дефектов
применяется двукратное испытание изоляции высоким на-
пряжением. Первому .испытанию изоляция подвергается не-
посредственно после шайбонасадочного автомата на агре-
гате, -где для этой цели -размещена высоковольтная уста-
новка, схема которой изображена -на фиг. 10-12.
Напряжение с одного конца высоковольтной секциони-
рованной обмотки однофазного трансформатора через
ограничительное сопротивление подается к трем испыта-
тельным электродам, а с другого конца — к заземленным
контактным щеткам, соединенным с внутренним проводом
коаксиальной пары. Испытательные цилиндрические элек-
троды представляют собой латунные трубки длиной 80 жж,
закрепленные на высоковольтных изоляторах и имеющие
прорези для точной симметричной установки электрода в
горизонтальной плоскости по отношению к -оси коаксиаль-
ной пары.
Полиэтиленовые шайбы, насаженные на внутренний
провод, во время своего прохождения через электроды
испытываются высоким напряжением порядка 3 кв. В слу-
чае попадания дефектной шайбы происходит пробой иа
внутренний провод, заземленный через контактные щетки.
Проверка правильности -насадки шайб производится при
помощи приспособления, -которое состоит из изогнутой мед-
362
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
ной пластинки, скользящей по шайбам. В нормальном по-
ложении 'пластинка опирается на две соседние шайбы.
В случае пропуска хотя бы одной шайбы пластинка, ли-
шенная опоры, опускается м 'контактирует с внутренним
проводом. В обоих случаях реле останавливает агрегат и
приводит в действие сигнализацию (звонок или лампу).
Фиг. 10-12. Высоковольтное устройство для проверки электрической
прочности шайбовой изоляции.
I — трансформатор НОМ-10, 100/10 000 в; 2— токоограинчнтельное сопротивление;
3— контактные щетки; 4—испытательные электроды; 5— скользящий контакт;
€—питание (220 в) магнитного пускателя; 7—цепь управления главным магнит-
ным пускателем; В —нормально замкнутое контактное реле; S — отдающая
катухика; 10— приемная катушка; И— внутренний провод с полиэтиленовыми
шайбами.
Выйдя из испытательной камеры, проволока с -надеты-
ми шайбами попадает в калибрующее устройство, где на
нее накладывается внешний провод в виде трубки с зуб-
чатым швом.
г) Калибрующее устройство
для наложения внешнего провода
Круг ленты устанавливается на отдающем приспособле-
нии, -встроенном в агрегат.
Прежде чем поступить в калибрующее устройство для
§ 10-2] Устройство агрегата для изготовления коаксиальных пар 363
наложения внешнего провода, лента проходит через не-
сколько шар направляющих и выпрямляющих валиков, вра-
щающиеся щетки и протирки, обдувается струей воздуха?.
Калибрующее устройство (фиг. 10-13) включает три ка-
либра: входной, с-редпий (промежуточный) и формующий
(выходной). Проходя последовательно все трн калибра,
лента постепенно приобретает вид трубки правильной ци-
линдрической формы с одним зубчатым швом.
Фиг. Ю-13л;Общий вяд калибрующего устройства.
Входной или свертывающий калибр — разъемный и со-
стоит из трех частей. Передняя нижняя часть является го-
ризонтальной площадкой, на которую -поступает лента.
Задняя -нижняя часть образует полость -конуса, в которой
лента начинает свертываться в трубку.
Наружная -поверхность передней верхней части входно-
го калибра также переходит в коиус, сквозь отверстие ко-
торого пропускается внутренний -провод с насаженными
на него шайбами, выдержавшими нспыт.31ние высоким на-
пряжением. -Медная лента проходит между нижней -и верх-
ней -частями входного- калибра н постепенно подводится все
ближе и ближе к hgo лированному внутреннему проводу
364
Изготовление коаксиальных па-р
[Гл. Ю
(фиг. 10-14). За свертывающим калибром установлен ци-
линдрический промежуточный калибр, который подводит
ленту вплотную к шайбам внутреннего провода, но еще не
обжимает зубцов ленты, для которых сделан специальный
Фиг. 10-14. Входной и промежуточный калибры.
вырез в верхней части калибра. Затем коаксиальная пара
поступает в формующий выходной калибр, который оконча-
тельно придает внешнему проводу форму трубки требуемого
размере <и опрессовывает зубцы. Этот калибр состоит из
входной распушим и калибрующей цилиндрической части.
д) Обмотчики
Через разъемный опорный калибр -коаксиальная пара
подводится -к лентообмотчику, где обматывается двумя
стальными лентами. Катушки с заранее намотанной сталь-
ной лентой устанавливаются на двух пальцах 1, укреплен-
ных на стальном диске 2 .(фиг. 10-15). Равномерное
натяжение лент достигается торможением катушек. Ленто-
обмотчик снабжен бочкообразными направляющими вали-
ками 3, профиль которых облегчает условия схода стальной
ленты с катушии и наложения ее иа коаксиальную пару.
Вилки 4 также служат для регулирования направления
лент,
§ 10-2] Устройство агрегата для изготовления коаксиальных пар 365
Обе вилки могут перемещаться как вдоль оси леито-
обмотчика, так -и по его радиусу. Для обмотки коаксиаль-
ной пары двумя бумажными лентами служит обычный по-
лутангенциальный бумагообмотч-ик.
Фпг. 10-15. Общий вид лентообмотчика для наложения электромаг-
нитного стального экрана.
е) Приемное устройство
Обогнув тяговое колесо имеющее диаметр, равный
100-кратному диаметру коаксиальной пары, последняя по-
ступает на приемник, конструктивно отличающийся от обыч-
ных"” приемных устройств. Рядовая укладка коаксиальной
пары на приемной катушке достигается не путем передви-
жения раскладчика вдоль оси катушки, а наоборот, -благо-
даря возвратно-поступательному движению самой приемной
катушки в направлении, перпендикулярном оси агрегата
(при неизменном направлении поступающей на катушку
коаксиальной пары). С этой целью приемная катушка уста-
новлена на площадке, передвигающейся вдоль оси катушки
по направляющим. Прн таком способе осуществления рас-
кладки коаксиальная пара на участке между тяговым коле-
366
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
сом и приемным устройством ле претерпевает изгибов, вы-
зывающих ее деформации, которые,- как правило, имеют
место при использовании приемных устройств обычного типа.
Передача вращения приемной катушке происходит сле-
дующим образом (фиг. 10-16). От электродвигателя 1 по-
средством клинового ремня движение передается иа элек-
тромагнитную муфту 2, заменяющую в данном случае
обычное фрикционное устройство. Вал электромагнитной
муфты связан с двухступенчатым червя-чиы-м редуктором 3,
выходной вал которого' через кулачковую муфту 4 приво-
дит во вращение приемную катушку 5.
Фиг. 10-16. Кинематическая схема^приемного^устройства.
Электродвигатель, электромагнитная муфта, редуктор и
приемная катушка «монтируются на тележке 6.
На валу -приемной катушки имеется звездочка, передаю-
щая движение на входной вал механизма переключения 7.
На этом валу на бронзовых втулках насажены две -кониче-
ские щестерни; между ними на направляющих шпонках
передвигается двусторонняя кулачковая -муфта 8. Кулачко-
вая муфта при помощи вилки -может быть сдвинута -впра-
во или -влево; при этом включается одна из конических
шестерён. Конические шестерни входного вала находятся в
зацеплении с конической шестерней выходного вала; следо-
вательно, в зависимости от того, которая из двух кониче-
ских шестерен становится ведущей, выходной вал механиз-
ма переключения вращается в том или ином направлении,
§ 10-3 ] Технология «изготовления коаксиальных пар 367
осуществляя тем самым реверсивность движения. Выходной
вал механизма переключения этри помощи пары винтовых
шестерен передает вращение винту раскладки 9 с односто-
ронней нарезкой. Гайка винта 10 жестко связана с осно-
ван нем приемника.
Таким образом, одновременно с вращением приемной
катушки (приводится во вращение также -винт раскладки.
Но так как винт раскладки, монтирующийся на тележке,
составляет с неподвижной гайкой винтовую пару, то следо-
вательно, при вращении винта последний будет выходить
нз гайки, осуществляя тем самым перемещение тележки по
направляющим 11 поочередно то -в одну, то в другую сто-
рону. С целью уменьшения нагрузки -на винтовую пару
катки 12 тележкн снабжены шариковыми подшипниками.
Механизм переключения установлен на тележке и пере-
двигается -вместе с приемной катушкой; в -основании при-
емника имеются специальные упоры, которые и переклю-
чают дифференциальный механизм.
Передаточное отношение от вала приемной катушки к
валу раскладки -равно:
.__24 40 22_.
1 24 ’ 40 ’ 22”1,
Так как скорость вращения приемной катушки и вала
раскладки одинаковы, то шаг наложения коаксиальной
пары на приемную катушку совпадает с шагом раскладоч-
ного винта'. При диаметре коаксиальной пары 10 мм шаг
раскладки равен 12 мм (для правильной рядовой укладки
витков необходимо некоторое превышение ша-га раскладки
над диаметром изделия).
Размеры приемной катуш-кн: диаметр щеки 700 мм, диа-
метр шейки 500 мм, расстояние между щеками 520 мм.
Габариты всего агрегата (включая отдающее и прием-
ное устройства): длина 10,7 м, ширина 2,25 м, высота
1,65 м. Линейная скорость может изменяться в пределах
3-н 6 м!мин ступенями через 1 м!мин. Число оборотов лен-
тообмотч-ика 575 об/мин.
10-3. Технология изготовления коаксиальных пар
Однородность электрических характеристик коаксиаль-
ного кабеля, в частности его волнового сопротивления, в
значительной мере зависит от технологии изготовления коа-
ксиальных пар.
368
Изготовление коаксиальных пар
Ил. Ю
Общая формула отклонения 'волнового сопротивления Z
от -среднего значения показывает, какие факторы влияют
на степень его -однородности:
&Z__ *Di
Z ~ Di
Ч
Di
dXn~d
^Еякя
^Еаке
(10-1)
где d — диаметр внутреннего провода;
J9. — внутренний диаметр внешнего провода;
в — эквивалентная диэлектрическая проницаемость
комбинированной шайбовой изоляции;
Д — отклонение от номинального значения.
При подстановке номинальных значений отдельных
переменных, соответствующих размерагл кабеля 2,52/9,4,
формула (10-1) примет следующий вид:
Д7__ Д£>, id ^акв
75и 9,41пЗ,75 2,52 In 3,75 2-1,10
и далее:
7__ 75ADf 75 id 75ДевЛ.₽ __
9,4.2,3-0,572 2,52-2,3-0,572 2-1,10
=.6ДО. — 23 Ad - 34 Девкв. (10-2)
Из выражения (10-2) наглядно видно, в какой мере влия-
ют на однородность волнового сопротивления отклонения в
диаметрах внутреннего и внешнего проводов -и колебания
эквивалентной диэлектрической проницаемости шайбовой
изоляции.
а) Изолирование внутреннего и внешнего
проводов
Наиболее широко распространен способ автоматической
насадки на внутренний провод заранее отштампованных
полиэтиленовых шайб, имеющих -радиальную прорезь.
На агрегате КК-2 производится насадка шайб толщиной
2,2+ 0,1 мм с расстоянием между соседними шайбами
(шаг насадки) 20,5 мм. С целью уменьшения эквивалент-
ной диэлектрической -проницаемости изоляции на передовых
зарубежных заводах толщины шайб снижены до 1,8 -е-
2,0 мм, а расстояние между соседними шайбами увеличено
до 30 -г- 32 мм. Благодаря этому доля твердого диэлектрика
§10-3] Технология изготовления коаксиальных пар 369
(«полиэтилена) в общем объеме воздушно-шайбовой изоля*
щш снизилась с 10 до 6%.
Эквивалентная диэлектрическая проницаемость шайбо-
вой -изоляции зависит как от материала и толщины шайб,
так и от расстояния между ними и может быть вычислена
по следующей приближенной формуле:
-,,«+ + ° + Еа°“ л —а + ев8 , в
еи.'« a-f-8 Л h '+/+ О-
(10-3)
где — диэлектрическая проницаемость твердого диэлек-
трика;
ев — диэлектрическая проницаемость воздуха;
В — толщина шайбы;
а—расстояние между соседними шайбами;
h— шаг иасадки (или отливки) шайб:
й = а-|-2-|- = о4-В.
При принятой в настоящее время технологии насадки
на провод заранее отштампованных шайб
е»«=1+^(2-2-1) = 1 +0,107-1,2 = 1,129= 1,13.
При указанном уменьшении 8 и увеличении h
%кв = 1 + (2-2 - 1) =1 + 0,06 1,2 = 1,07.
Основным недостатком способа насадки шайб на провод
является наличие ряда трудоемких подготовительных «опе-
раций (штамповка, сортировка, промывка и сушка шайб).
В свое время иа заводе «Севкабель» был предложен
способ отливки изолирующих шайб непосредственно на
внутреннем «проводе. В последние годы этот -способ нашел
практическое применение во французской кабельной про-
мышленности при изготовлении коаксиальной па-ры 2,6/9,4.
Способ отливки шайб н>а внутренний провод может быть
осуществлен в двух вариантах: циклической отливкой на
неподвижный провод «и «непрерывной отливкой иа движу-
щийся провод.
Первый способ заключается в следующем: в литьевой
машине непосредственно на .внутреннем проводе одиовре-
24 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерннк и Д. Л. Шарле.
370
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
менно отливается несколько (до 10-?-12) шайб со строго
•выдержанным шагом, который обеспечивается конструк-
цией общей пресс-формы. После того как отливка законче-
на, провод продвигается вперед на длину, равную участку,
на котором отлиты шайбы, чтобы .предоставить для отлив-
ки следующий участок провода. С целью повышения про-
изводительности машины можно осуществлять отливку шайб
одновременно на несколько (до 5 -ч-6) проводов. Цикл
каждой отливки длится примерно 10-?- 15 сек. Проволока
с отлитыми шайбами принимается иа барабан и поступает
в машину для наложения внешнего провода и экрана.
Отливка шайб -может производиться и иа 'непрерывно
движущийся -провод. Провод проходит между вращающи-
мися литьевыми полуформами, периодически смыкающи-
мися на -период отливки одной шайбы н образующими при
этом закрытую форму, в которую вспрыскивается 'расплав-
ленный полиэтилен. Охлаждение струей воздуха позволяет
раскрыть форму через очень короткий промежуток времени.
По выходе из литьевых форм на внутренний провод с отли-
тыми шайбами сразу же накладываются -внешний провод
и экран. При этом узел отливки и узлы последующих опе-
раций объединены в один агрегат.
Способы непосредственной отливки шайб на внутренний
провод имеют ряд существенных преимуществ по сравнению
с принятой в настоящее время технологией насадки шайб.
Отпадает необходимость предварительного калибрования
пластин или лент, штамповки, сортировки, промывки и суш-
ки шайб. Плотность прилегания шайб к проводу, характе-
ризующаяся усилием, необходимым либо для сдвига шайбы
вдоль провода, либо для ее поворота, .при непосредственной
отливке шайб на провод в 2,5 -?- 3 «раза больше, чем при
насадке на провод шайб, имеющих радиальную прорезь. -
Благодаря этому обстоятельству становится возможным
уменьшить толщину шайб и увеличить расстояния между
ними с целью сокращения доли объема твердого диэлектри-
ка в комбинированной воздушно-пластмассовой -изоляции и,
следовательно, снижения ее эквивалентной диэлектрической
проницаемости.
На заводах, применяющих способ непосредственной от-
ливки шайб на проводе, толщины шайб уменьшены до
1,8 мм, а расстояния между ними, наоборот, увеличены
до 30 мм. Одновременно со значительно большей точностью
§ 10-3] Технология изготовления коаксиальных пар 371
выдерживаются размер шайб -по толщине и постоянство
расстояний -между ними. Так, -например, шайбы, отштампо-
ванные <из лент или пластин, изготовляются с допуском по
толщине+ 0,1 мм.
Подобные колебания толщины шайб обусловливают
[в соответствии с формулой (10-3)] колебания ^эко по-
рядка 0,005-ь0,006; это в свою очередь вызывает откло-
нения Д2 до ±0,2 ом [согласно формуле (10-2)], что
соответствует коэффициенту отражения р = 2,7-10“3.
Из литературных данных следует, что прн непосред-
ственной отливке шайб на провод можно выдержать тол-
щину шайб с точностью ± 0,05 мм. В этом случае Де.. =
= ±0,002; Д£=±0,06ол/ и р = 0,9-10“3, т. е. степень
внутренних неоднородностей коаксиальной пары умень-
шается в 3~раза.
На хороших шайбоиасадочных автоматах можно выдер-
живать расстояния между шайбами с точностью до
+ 0,3 мм. Расстояние -между шайбами при (непосредствен-
ной ютли1вке выдерживается с точностью до + 0,05 мм.
Кроме того, отсутствие прорезей в шайбах создает более
благоприятные условия для повышения электрической проч-
ности коаксиальной пары. Существенным недостатком спо-
соба циклической отливки шайб является разделение
операций изолирования внутреннего м наложения внешнего
проводов.
Внешний провод коаксиальной пары выполняется, как
правило, -в виде гладкой трубки из медной ленты толщиной
0,25 = 0,30 мм с одним продольным зубчатым швом зам-
ковой конструкции (типа «молния»).
В -последнее время некоторые зарубежные (в частности,
английские и западно-германские) заводы изменили кон-
струкцию продольного шва, скрепляющего края медной
ленты, изогнутой в трубку. Вместо штамповки зубцов на
края медной ленты наносится мелкая гофрировка с таким
расчетом, чтобы при образовании внешнего провода высту-
пы одного края попадали во впадины противоположного
края ленты.
Судя по выражению (10-2), колебания диаметра внеш-
него провода влияют на однородность волнового сопротив-
ления коаксиальной пары в меньшей степени, чем колеба-
ния диаметра внутреннего -провода. Но -на практике весьма
24*
372
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
трудно выполнить из металлической леиты полую трубку,
диаметр которой (9,4 -4-9,5 лиг.) оставался бы -постоянным
по всей длине кабеля независимо от изгибающих усилий,
возникающих при его изготовлении и прокладке. Повыше-
нию механической устойчивости внешнего провода способ-
ствует штамповка на поверхности медной леиты .попереч-
ных или косых ребер, так называемых ребер жесткости.
При ужесточении допуска иа толщину шайб до +0,05 мм
влияние колебаний эквивалентной диэлектрической прони-
цаемости изоляции иа величину коэффициента отражения
становится незначительным. В этом случае основными
факторами, определяющими однородность волнового сопро-
тивления, являются изменения диаметров внутреннего и
внешнего проводов. Для обеспечения постоянства волнового
сопротивления кабеля по его длине необходимо, чтобы
отношение диаметра внешнего провода к диаметру внут-
реннего -провода было постоянным. Обозначив:
а—отношение внутреннего диаметра внешнего провода
к диаметру внутреннего провода;
d— диаметр внутреннего провода;
t — толщину ленты внешнего провода;
D. — внутренний диаметр внешнего провода;
D—наружный диаметр внешнего провода, т. е. диа-
метр калибра, формирующего внешний провод: Do—
= D- + 2f,
можно написать для определенного участка коаксиаль-
ной пары:
Так как толщина леиты внешнего провода и диаметр
внутреннего провода колеблются по длине кабеля и имеют
допуски (ztAcZ и z±: А/), то для того, чтобы величина а
была постоянной по всей длине кабеля, представляется
возможным искусственно изменять Da. При одновремен-
ном изменении всех трех параметров выражение (10-4)
на соседнем с первым участке пары примет вид:
(10-5)
§10-3]
Технология изготовления коаксиальных пар
373
При вычитании (10-5) из (10-4) получится:
или
(10-6)
что окончательно дает для кабеля 2,52/9,4 следующую
зависимость:
ДПа = 3,7 Ad-|-2At
Гак как диаметр внутреннего провода и толщину ленты
внешнего провода изменять в процессе изготовления коак-
сиальной пары не представляется возможным, то для со-
хранения постоянства волнового сопротивления кабеля.
Фиг. 10-17. Конструкция регулируемого калибра.
очевидно, необходимо 'изменять диаметр внешнего про-
вода. Выражение (10-6) показывает, на какую величину
(ADe) должен изменяться диаметр внешнего провода при
колебаниях диаметра внутреннего провода (Arf) и тол-
щины ленты внешнего провода (А/) для того, чтобы со-
хранить постоянным волковое сопротивление коаксиаль-
ной пары по всей ее длине.
При условии получения полуфабрикатов с допусками
Дс/ = 0,005 мм и Д£ = 0,005 мм максимальные изменения
диаметра внешнего провода (АРо) будут лежать в пре-
делах
Д£)а = 3,7• 0,005 4- 2-0,005 == 0,0285 = 0,03 мм.
Столь незначительное изменение диаметра может быть
осуществлено непрерывно при помощи регулируемого ка-
либра. Регулируемый калибр, сконструированный А. М. Ро-
зенбаумом и П. М. Лягаловым, отличается от обычного.
Он состоит из разъемного- корпуса (фиг. 10-17), обе поло-
374 Изготовление коаксиальных пар [ Гл. 10
винки которого 1—2 скрепляются винтами 3, (разрезной
(конусной втулки 4 м конусной накидной гайки с делениями 5.
Накидная гайка навинчивается -на вставную .резьбовую
втулку 6 и сжимает секторы разрезной конусной втулки.
Выходной диаметр калибра изменяется в зависимости от
положения накидной гайки. Винты 7 служат для закреп-
ления резьбовой втулки 6.
При использовании регулируемого калибра становится
возможным обеспечить постоянство волнового сопротив-
ления по длине кабеля путем непрерывного автоматическо-
Фиг. 10-18. Принципиальная схема автоматического регулирования
диаметра внешнего провода коаксиальной пары в процессе ее изго-
товления.
го 'изменения диаметра внешнего провода в зависимости
от колебаний диаметра внутреннего «провода и толщины
ленты внешнего провода.-
Прниципиальиая схема автоматического -регулирования
диаметра выходного калибра, предложенная А. М. Розен-
баумом, 'Представлена на фиг. 10-18. На (агрегате установ-
лены два электрических датчика. Датчик Д\ измеряет
диаметр внутреннего провода, датчик Да— толщину ленты,
из которой формируется внешний провод. Оба датчика
усвавювлены на одинаковом расстоянии от калибра. Датчи-
ки подают электрические импульсы пропорциональные изме-
ряемым величинам, .на усилители У[ и Уз» а с них — на
сервомеханизм (С — М). Последний непосредственно или
через механическую передачу (П), например реечную, воз-
действует па исполнительный оргаи (ЯО), т. е. ла накид-
ную гайку регулируемого калибра, которая в этом случае
выполнена в виде шестерни.
§ Ю-З]
Технология изготовления коаксиальных пар
375
Поверх внешнего провода на коаксиальную пару накла-
дываются две стальные ленты с перекрытием 30 -а-35 % и
две бумажные ленты толщиной 0,16 -ь 0,17 мм с перекры-
тием 15-^20%.
б) Т р е ни р ов га н и-е к о а к с и а л ь н ы х пир
высоким напряжением
Своевременное выявление и замена дефектных шайб
не гарантируют высокой электрической прочности коакси-
ал иных пар. Это связано с тем, что в процессе наложения
Фиг. >10-19. Схема высоковольтной выпрямительной установки для
тренирования коаксиальных пар.
ПМ ~~ магнитный пускатель; /С[— кнопка управления пускателем; К*— выключа-
тель высокого напряжения; V — вольтметр; ДТ — целительный трансформатор;
АТ — регулировочный автотрансформатор; ПТ — повышающий трансформатор;
ЗС— защитное сопротивление; ПН — потенциометр накала; А—амперметр накала;
7W — трансформатор накала; Л—кенотрон; К3 — переключатель высокого напря-
жения; 3 — заземляющее устройство; СК — статические конденсаторы; ВИ ~ вы-
ходной изолятор.
внешнего провода возможно образование внутри коаксиаль-
ной пары проводящих мостиков нз медной и органической
пыли и частиц окалины.
С целью повышения электрической прочности коакси-
альных -пар применяется тренирование изоляции высоким
376
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
•напряжением постоянного тока, т. е. сжигание током высо-
кого напряжения металлической пыли, грязи и окалины.
Барабан с готовой коаксиальной парой помещается в
Фиг. 10-20. Повышение электрической прочности
коаксиальных пар в результате тренирования
высоким напряжением.
/ — до тренирования; 2— после тренирования.
Действие аппарата заключается в том, что ток от сети,
Выпрямленный кенотроном, попадает на конденсатор,
который заряжается до напряжения 3-J-4 кв и затем при
помощи переключателя разряжается иа коаксиальный
кабель.
Электрическая схема высоковольтной выпрямительной
установки для тренирования коаксиальных пар изображена
на фиг. 10-19. В схеме предусмотрена блокировка: при
открытых дверцах тренировочного аппарата [напряжение
сети снимается.
§ 10-3]
Технология изготовления коаксиальных пар
377
На фиг. 10-20 представлены результаты эффективности
тренирования партии коаксиальных пар. Среднее разрядное
напряжение, составлявшее до тренирования 2,29 кв, повы-
силось до 3,16 кв, т. е. -на 38%.
Для ’более полного осыпания металлической пыли, под-
вергающейся сжиганию, целесообразно в процессе трениро-
вания несколько рае поворачивать барабан с 'коаксиальной
парой на ’Л н- ’/3 оборота.
в) Контроль однородности
коаксиальных пар
После тренирования высоким напряжением проверяется
степень внутренней неоднородности каждой коаксиальной
пары. Импульсным методом измеряются значение волново-
го сопротивления Z строительной длины коаксиальной
пары, а также величина максимального отклонения волно-
вого сопротивления &Z от его среднего значения. Сущность
этого метода заключается в посылке кратковременных им-
пульсов напряжения в исследуемую линию. Наличие внут-
ренних конструктивных неоднородностей коаксиальной
пары, таких, как местные отклонения диаметра внешнего
провода от -номинального значения, отдельные вмятины'
и т. п., обусловливает возникновение отраженных импуль-
сов, просматриваемых на экране осциллографа.
Степень взаимной электрической несогласованности
отдельных участков строительной длины характеризуется
коэффициентом отражения р, который равен:
___Zk ~~ZkJr\
р
где zk и — значения волнового сопротивления двух
последовательных участков линии.
Амплитуды отраженных импульсов,’ появляющихся на
экране осциллографа, 'пропорциональны коэффициентам
отражения, поэтому по импульсной характеристике .можно
судить о степени однородности коаксиальной пары. При.
этом коэффициентам отражения, имеющим знак плюс, на
экране осциллографа соответствуют импульсы, направлен-
ные вверх от средней линии, а коэффициентам отражения,
имеющим знак минус, — импульсы, направленные вниз от
средней линии (фиг. 10-21).
378
Изготовление коаксиальных пар
[Гл. 10
Импульсный метод позволяет также определять расстоя-
ния от начала линии до отдельных неоднородностей и, сле-
довательно, в случае необходимости принимать меры к их
устранению. При повреждениях коаксиальной пары на
экране осциллографа наблюдаются импульсы с большой
0
Фиг. 10-21. Осциллограммы
импульсных измерений ко-
аксиальных кабелей
а — виды импульсов: / — посы-
лаемый (зондирующий) импульс;
2 и 3— отраженные импульсы;
S( — расстояние от начала
Линин до /-той неоднородности;
б — примерные импульсные ха-
рактеристики коаксиальных
пар.
амплитудой. Обычно значения
коэффициентов отражения лежат
в пределах 0,5 • 10-3 ч-4 • 10-3.
Измерения степени однород-
ности коаксиальных пар произво-
дятся при помощи переносного
импульсного прибора. Так как
при импульсном методе измере-
ния точность исследования на-
чального участка линии (вследст-
вие образования так называемой
«мертвой зоны») недостаточна, то
измерение каждой строительной
длины коаксиальной пары произ-
водится дважды (при поочеред-
ном подключении к прибору обо-
их концов Л и В исследуемой ко-
аксиальной пары).
После каждого измерения оп-
ределяются две контрольные ве-
личины значения волнового со-
противления ZA нлн ZB (в зависи-
мости от того, с какого конца ли-
нии посылался зондирующий им-
пульс) и значение максимального
нз отмеченных коэффициентов от-
ражения рА или соответственно рв. Результаты измере-
ний партии коаксиальных пар заносятся в таблицу. Ком-
плектацию коаксиальных пар для скрутки их в кабель осу-
ществляют, исходя из условий наиболее близкого совпаде-
ния значений:
а) волнового сопротивления ZA> ZA* н т. д. и соответ-
ственно Zfi, ZBa и т. д.;
б) максимальных коэффициентов отражения pAi, рА,
и т. д. и соответственно рвг рВя и т. д.
§ 11'1] Устройство машин для скрутки жил в пары 379
Порядковые -индексы в буквенных обозначениях отно-
сятся к иомерам комплектуемых коаксиальных пар.
Повышению культуры производства способствует введе-
ние статистического контроля качества коаксиальных пар.
Результаты измерений максимального и минимального
значений волнового сопротивления каждой строительной
длины коаксиальной пары наносятся на так называемую
карту -статистического контроля. Изучение характера изме-
нения построенных графиков облегчает выявление случай-
ных н систематических отклонений в режиме работы
’оборудования.
Глава одиннадцатая
СКРУТКА ИЗОЛИРОВАННЫХ ЖИЛ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ
В ГРУППЫ
Изолированные жилы кабелей связи скручиваются
в группы с целью уменьшения электрического влияния
между различными разговорными цепями, увеличения гиб-
кости кабеля и облегчения его разделки и монтажа.
Жилы городских телефонных кабелей скручиваются
преимущественно в пары, жилы кабелей дальней связи —
в звездные четверки.
11-1. Устройство машин для скрутки жил городских
телефонных кабелей в пары
а) Классификация парок рут ильных машин
В зависимости от конструкции крутильной части раз-
личаются машины клетьевого и рамочного типов. В клетьевой
машине отдающие катушки расположены во вращающейся
клети (случай совмещения отдающего устройства с рабо-
чим органом машины) и, следовательно, участвуют одно-
временно в двух движениях: вращаются вокруг собствен-
ной оси и вокруг оси скручиваемой пары.
В машинах с вращающейся крутильной рамкой отдаю-
щее устройство, расположенное целиком или частично
внутри рамки, неподвижно (катушки с жилой вращаются
только вокруг собственных осей). В свою очередь машины
рамочного типа разделяются на два вида. Рамка машины
первого вида вращает одну жилу, и потому за каждый
380 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы {Гл. 11
оборот рамки жилы скручиваются один раз. Рамка машин
второго типа вращает обе скручиваемые жилы одновремен-
но, благодаря чему за каждый оборот рамки жилы скру-
чиваются дважды.
Как клетьевые, так и рамочные машины могут быть
либо с параллельным, либо с последовательным располо-
жением отдающих катушек.
Фиг. 11-1. Классификация и принцип действия парокрутильных
машин.
1 — машины с параллельным расположением отдающих катушек;/J — машины
с последовательным расположением отдающих катушек; а — клетьевые машины;
б — машины с рамкой, вращающей одну жилу; в—машины с рамкой, вращающей
обе жилы; 1 — отдающие катушки; 2—крутильная клеть; 3 — крутильная рамка;
4 — калибр-
Фиг. 11-1 иллюстрирует основы классификации и прин-
цип действия парокрутильных машин. Парокрутильные ма-
шины всех перечисленных вариантов допускают как гори-
зонтальное, так и вертикальное исполнение.
Благодаря тому, что в машинах рамочного типа отдаю-
щие катушки с жилой не участвуют во вращательном дви-
жении крутильного устройства, скрутка на этих машинах
.производится -практически :без еакручивааги-я жил. Одна нли
обе ('В зависимости- от вида 'машины) скручиваемые жилы
§ п-1]
Устройство машин для скрутки жил в пары
381
проходят вдоль легкой крутильной рамки и вращаются
вместе с ней.
Рамочные парокрутильные машины являются более со-
вершенными по сравнению с клетьевыми. Так как масса
отдающих катушек не участвует во вращении легкой кру-
тильной рамки, то машины первого типа допускают значи-
тельно более высокие числа оборотов.
Из всех типов парокрутильных машин наиболее широко
распространены вертикальные машины с крутильной рам-
кой, вращающей обе жилы, и параллельным расположе-
нием отдающих катушек. Эти машины (фиг. 11-1, поз. 1в)
в дальнейшем будем именовать вертикальными бы-
строходными машинами. Указанные машины наи-
более производительны и занимают при этом наименьшую
площадь. Успешно применяются также горизонтальные ма-
шины с рамкой, вращающей одну жилу, и последователь-
ным расположением отдающих катушек (фиг. 11-1, поз.
116}. Эти машины сокращенно будем называть просто
горизонтальными.
б) Горизонтальная парокрутильная
машина
Горизонтальные парокрутильные машины изготовляются
одно-, двух- и четырехходовыми. Наиболее распространены
двухходовые машины.
Каждый ход машины состоит из отдающего устройства
для первой жилы, отдающего устройства для второй жнлы
(так называемой «люльки»), вокруг которого вращается
крутильная рамка с розеткой, пряжеобмотчика, тягового
колеса и приемного устройства.
Пряжеобмотчик — центрального типа с магазином для
запасных бобин с пряжей. Приемное устройство имеет мяг-
кий провод (в виде слабо натянутого шнурка), обеспечи-
вающий необходимое изменение скорости вращения прием-
ной катушки по мере ее наполнения. Водилки обоих ходов
приводятся в движение посредством одного ступенчатого
шкнва. i
Жила с отдающей катушки /, расположенной вне'-кру-
тильной рамки, проходит через заднюю полую ось люльки
и движется вдоль крутильной рамки 3 по укрепленным иа
ней направляющим кольцам или глазкам. Пройдя через
382 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [ Гл. 11
переднюю полую ось люльки и вращающуюся розетку 4,
жила поступает в неподвижный калибр 5 (фиг. 11-2). Жи-
ла, сходящая с катушки 2, установленной в люльке, прохо-
дит через отверстие вращающейся розетки и также посту-
пает © неподвижный -калибр. Скрутка жил происходит в
пространстве между вращающейся розеткой и неподвижным
калибро-м за счет сочетания вращательного движения одной
жилы и поступательного движения обеих жил. Скрученная
пара проходит через обмотчик для пряжи 6 до поступает на
Фиг. 11-2. Схема процесса скрутки пар па
горизонтальной парокрутильной машине.
I н 2—катушки с изолированной жилой; 5—-кру-
тильная рамка; 4 — вращающаяся розетка; ‘
неподвижный калибр; 6 — пряжеоб мот-i нк;
тяговое колесо; 8 — приемное устройство.
тяговое асолесо 7. После тягового колеса napia пропускается
через водилку и укладывается на приемную катушку.
Вид крутильного устройства горизонтальной шаро-кру-
тильной машины показан на фиг. 11-3.
Шаг скрутки пар регулируется путем изменения числа
оборотов тягового колеса прн постоянном числе оборотов
вращающемся рамки. Кинематическая схема двухходовой
горизонтальной парокрутильной машины приведена па
фиг. 11-4,
Паспортные данные машины:
1. Число оборотов главного вала
«г. » = 900|б ’ Ц= 900-0,248 = 224 об/мин.
2. Число оборотов крутильной рамки
= „|=224.|| = 500 об/мин.
§ JI-1 ]
Устройство машин для скрутит жил в пары
383
Фиг. 11-3. Крутильное устройство горизонтальной парокрутильной
машины.
Фиг. 11-4. Кинематическая схема двухходовой горизонтальной
парокрутильной машины.
3. Число оборотов тягового колеса
« ^7Пб= 224 5ГПб= 0-94 А °б/МИН'
384 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
4. Число оборотов пряжеобмотчика
105 190 пп. 570 127 600
/г = /г. -5=- • -5- = 224-д- = —б— оо/мин.
г- в 35 В Б В '
5. «Линейная скорость скрутки
vDm. кпт. К
1000
Фиг. 11'5. Один ход быстро-
ходной вертикальной парокру-
тильной машины.
/ — отдающая катушка; 2—кру-
тильная рамка; 3 — тяговое колесо;
4— верхняя крутильная розетка;
Б — загрузочное приспособление;
6 — приемная катушка; 7—пусковая
педаль; В — электродвигатель.
*475 0,94/1 _ 1 4 А ,фшм.
1 000
6. Шаг скрутки пар
и__ VA _ 1,4 Л-1 ООО _
пкРут^ 500
= 2,8 А мм.
7. Шаг обмотки пряжей
. __ ил __1,4/1 1 000 В _
П«Р^пар-' 127 600 —
= 0,011 АВ мм.
в) Вертикальная
быстроходная
маши и а
Вертикальные быстроход-
ные парокрутильные машины
марки СТП-2 изготовляются
двухходов ым и одностороннего
обслуживания -и состоят из от-
дающего устройства, двух кру-
тильных головок с крутильной
рамкой 2 (на фигуре видна
только верхняя крутильная го-
ловка) , 1на'пра1вляющих роли-
ков, тягового колеса и прием-
ного устройства 6 (фиг. 11-5).
Отдающее устройство пред*
ставляет собой две полуоси
для катушек с жилой, консоль-
но укрепленные -иа централь-
ной неподвижной стойке (-фиг.
11-6), установленной * между/
верхней и нижней вращающи-
мися крутильными головками.
§ 11-1] Устройство машин для скрутки жил в лары 385
Регулирование натяжения жил, сходящих с отдающих
катушек, осуществляется посредством ленточных тормозов,
тормозной момент которых изменяется под воздействием
рычагов, несущих на своих концах натяжные ролики, по
которым проходят жилы.
Фиг. 11-6. Отдающее устройство быстроходной! вертикальной
парокрутильной машины.
/ — отдающая катушка; 2—полуось отдающей катушки; 3—запорная
гайка; 4 —натяжной ролик; 5—рычаг натяжного ролика.
Крутильная рамка состоит из двух диаметрально распо-
ложенных изогнутых полых медных трубок, жестко соеди-
ненных с верхней и нижней крутильными головкамн. При
работе машины рамка и крутильные головки вращаются
вокруг неподвижного отдающего устройства. Обе скручи-
ваемые жилы проходят через одну и ту же трубку; вторая
25 И. И. Гроднев, Р, М. Лахериик и Д. Л. Шарле,
386 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
трубка служит лишь для динамической балансировки
машины.
Схема одного хода машины приведена на фиг. 11-7.
Жила, сходя со своей отдающей катушки 1, проходит
под натяжным роликом 15 и через направляющее конусное
Фиг. П-7. Схема одного хода быстроходной вертикальной
парокрутильной машины.
/ — отдающая катушка с жилой; 2 —ролик нижней кгутильноП головки; 3—ролик
верхней крутильной головки; 4 — тяговое колесо; 5—натяжной ролик: б—полая
медная трубка: 7 — раскладчик; 8 — приемная катушка; S — загрузочное приспо-
собление; /О—пусковая педаль; 11 — верхняя крутильная головка; IS—централь-
ная стойка;‘/3 — направляющее конусное кольцо: 14—направляющий ролик;
15 — натяжной ролик; 16—ограждение.
§ 11-1] Устройство сиапши для скрутки жил в пары 387
кольцо 13, являющееся нижней частью неподвижной цен-
тральной стойки.
Обе жилы совместно огибают ролнк 2 нижней крутиль-
ной головки и входят в одну из двух полых крутильных
трубок 6, образующих крутильную рамку и жестко соеди-
ненных с обеими крутильными головками. При вращении
крутильной трубки вокруг неподвижного отдающего уст-
ройства скрутка жил происходит в пространстве между
неподвижным кольцом 13 и вращающимся роликом 2.
Пройдя сквозь полую трубку, скрученная пара по выходе
из верхнего конца трубки огибает ролик верхней крутиль-
ной головкн 3 и поступает иа направляющий ролик 14,
жестко укрепленный на станине машины.
В пространстве между верхним роликом 3, вращаю-
щимся вокруг центральной оси машины, и роликом 14,
находящимся в неподвижном держателе, вторично проис-
ходит сочетание двух движений — поступательного и вра-
щательного. Следовательно, в этом месте жилы, уже скру-
ченные в пару у иижнего основания крутильной рамки,
претерпевают еще один оборот вокруг геометрической оси
скрутки в том же самом направлении, что и ранее.
Таким образом, за один оборот крутильной рамки полу-
чается двойная скрутка пары, т. е. на отрезке пары, прохо-
дящем через машину за время одного оборота крутильной
рамки, жилы оказываются дважды скрученными вокруг оси
вращения.
Подобное устройство крутильной машины позволяет по-
лучать заданный шаг скрутки при вдвое большей линейной
скорости, чем это имеет место в парокрутильных машинах
обычной конструкции (при условии одинакового числа обо-
ротов крутильного устройства).
Таким образом, если в обычных парокрутильиых ма-
шинах »л = яЯ, где ил — линейная скорость скрутки; п —
число оборотов крутильной рамки; Н— шаг скрутки пар,
то в вертикальной парокрутильной машине с рамкой,
вращающей обе жилы, ид = 2пЯ.
Крутильная рамка вращается со скоростью 1 000 об/мин.
Линейная скорость прохождения скрученной пары через
машину определяется скоростью вращения тягового колеса,
приводимого в движение от шестеренной передачи, снаб-
женной комплектом сменных шестерен. После верхнего на-
26*
388 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
правляющего ролика скрученная пара несколько раз оги-
бает тяговое колесо 4, проходит по натяжному ролику 5
и поступает на приемную катушку машины 8.
Вращающий момент дискового фрикциона приемного
устройства регулируется действием рычага, несущего на
своем конце натяжной ролик 5, по которому проходит скру-
ченная пара.
Вид основной части машины показан на фиг. 11-8.
Фиг. 11-3. Общий вид крутильной части быстроходной верти-
кальной парокрутильной машины.
Движение от электродвигателя, установленного между
обоими ходами в инжией передней части машины, через
редуктор передается к двум фрикционным муфтам, распо-
ложенным в правой и левой частях машины. Включение и
выключение муфт производятся при помощи пусковых педа-
лей, причем обеспечивается возможность пуска и останова
одного хода независимо от другого. Верхняя н нижняя кру-
тильные головки приводятся во вращение при помощи ше-
стеренной передачи.
Телескопическое раздвигающееся ограждение устроено
таким образом, что одни ход может быть открыт только
в том случае, когда закрыто ограждение второго хода.
§ -1.PI ]
Устройство машин -для скруткн <жнл ® пары
389
Таблица 11-1
Характеристики парокрутильиых машин
Характеристика машины Наименование машины
Горизонталь- ная двухходо- вая с рамкой, вращающей одну жилу Вертикальная быстроходная двух- ходовая с рамкой, вращающей обе жилы
Габариты, м 4,8X1,0X1,3 1,6X1,0X2,0
Занимаемая площадь, ле3 4,8 1.6
Мощность электродвигателя, кет 1,5-2,5 4,5
Размеры приемной катушки (Dlti X X du X 6). мм 280X85X255 400X150X 260
Скорость вращения крутильной рамки, об/мин 500 400X150X140 300X120X188 1000
Линейная скорость (при шаге скрут- ки 60-5-120 ллО, м/мин 30->60 120-7-240
Число ходов, обслуживаемых од- ним рабочим . 2ч-4 4ч-6
Производительность одного хода в смену 1. км ........... Выработка в смену иа 1 рабоче- го *, км ............. 17,5 30
70 180
Выпуск в смену с 1 м- площа- ди 1, км ............. 7,3 37,5
1 При скрутке жил с проволокой диаметром 0,5 мм
г) Машины для скрутки жил городских
телефонных кабелей в четверки
В последнее время наряду с парной скруткой все боль-
шее распространение получает скрутка жил городских теле-
фонных кабелей в звездные четверки. Замена парной скрут-
ки четверочной при сохранении величины рабочей емкости
позволяет на 1 Он-15% уменьшить диаметры и, следова-
тельно, вес кабелей, что особенно существенно при изго-
товлении кабелей с большим числом разговорных пар (до
1 800-^2 400).
Сравнение теоретических коэффициентов скрутки пары
(fn—1,71) н четверки (f3 = 2,41) показывает, что диаметр
четверки (т. е. группы, состоящей из двух разговорных
пар)Р3 не в 2, а лишь в 1,5 раза больше диаметра
390 Скрутка изолированных зюил кабелей связи в группы [Гл. II
пары Dn при условии одинаковых диаметров изолиро-
ванных жнл rf| (D3 = 2,41 dp, Dn= 1,71 н О3^1,5Ол).
Следовательно, диаметры сердечников, скрученных из
звездных четверок, должны быть меньше, чем диаметры
сердечников, скрученных из пар. Разница в диаметрах
зависит от общего числа элементарных групп в кабеле.
Кроме того, так как жилы, составляющие одну разговор-
ную пару в звездной четверке, располагаются не рядом,
а как бы по концам диагонали квадрата (стороны кото-
рого образуются соседними жилами), то рабочая емкость
цепи в этом случае также уменьшится по сравнению
с парной скруткой. Действительно, при парной скрутке
2 1
а при звездной скрутке Ср ~ Со. Вследствие
этого при нормировании одинаковой рабочей емкости ка-
бели звездной — четверочной скрутки можно подвергать
большему обжатию, чем кабели парной скрутки, или
изготовлять с изолированными жилами меньшего диа-
метра. Однако несмотря на это до последнего времени
скрутка жнл городских телефонных кабелей в четверки
применялась в ограниченных размерах из-за малой произ-
водительности машин.
В последние годы появилось несколько конструкций
высокоскоростных машин для скрутки в четверки жил
кабелей местной связи. Производительность этих «машин
соизмерима с производительностью паро-крутильных ма-
шин.
Вертикальная двухходовая машина американской фир-
мы Вестерн Электрик для скрутки четверок принципиально
почти ие отличается от описанной выше вертикальной паро-
крутильной машины СТП-2. Различие состоит лишь в том,
что отдающее устройство включает не одну, а две пары
консольных осей, расположенных в два яруса.
Скорость вращения крутильной рамки 750 об/мин. Так
же как и в вертикальной парокрутильной машине, за одни
оборот крутильной рамки производится двойная скрутка
четверки. Следовательно-, пр»и шаге скрутки четверки 75 мм
линейная скорость машины составляет 112 м[мин. Схема
заправки жил и конструкция натяжных роликов’ такие же,
как и в парокрутнльной машине. Приемник сдвоенный;
обслуживание машины двустороннее.
§ 11-1] Устройство машин для скрутки жил в пары 391
Представляет также интерес французская одноходовая
вертикальная машина для скрутки четверок, общий вид
которой показан на фиг. 11-9. Машина выпускается в двух
конструкгнвных варкаiстах.
В первом варианте машина предназначена для скрутки
без открутки Все четыре отдающие катушки диаметром 400
и шириной 250 мм расположены в одной плоскости на кон-
фиг. 11-9. Общий вид французской машины для скрутки жил
кабелей местной связи в четверки.
сольных полуосях неподвижной вертикальной стойки. Ско-
рость вращения крутильной рамки 250 об/мин; одному обо-
роту рамки, так же как и в предыдущей машине, соответ-
ствует двойная скрутка жил.
Машина снабжена пряжеобмотчиком, привод которого
допускает ступенчатое изменение числа оборотов: 2 000, 2 500
392 .Скрутка изолированных жат кабелей связи в группы [Гл. 11
и 3 000 «об/мин. Имеется также приспособление для уста-
новки корделя, пропускаемого =в центре четверки с целью
придания -ей устойчивой круглой формы. Шапи окрутки чет-
верок лежат в пределах 50-е-250 мм. Габариты машины:
длина 2,2, ширина 1,5 и высота 2,6 м.
Второй конструктивный вариант машины отличается от
первого устройством крутильной части, обеспечивающим
скрутку с откруткой.
11-2. Устройство машин для скрутки жил кабелей
дальней связи в четверки
Скрутка жил кабелей дальней связи в четверки произ-
водится на вертикальных крутильных машинах. Наиболь-
шее распространение получили двухходовые машины дву-
стороннего обслуживания.
Каждый ход машины состоит либо из крутильной клети,
либо из крутильного диска, на которых устанавливаются
отдающие катушки с жилой, калибродержателя со сменным
калибром, пряжеобмотчика, тягового колеса и приемного
устройства.
В зависимости от конструкции основного узла — кру-
тильного устройства — машины для скрутки четверок раз-
деляются на машины с крутильной клетыо (так называемые
клетьевые) и машины с крутильным диском (так называе-
мые дисковые).
а) Классификация машин
Классификация машин для скрутки четверок основана
на различии в расположении осей отдающих катушек
с одиночной кор дельной жилой и траектории движения жи-
лы от отдающей катушки до тягового колеса.
В простейшей машине для скрутки четверок, схематиче-
ски показанной на фиг. 11-10, жилы, сходящие с отдающих
катушек 1 4, проходят через направляющие глазки 5 и
поступают в неподвижный калибр 6. Рассматривая в какой-
то момент времени положение вращающихся катушек I и
3, расположенных по диагонали одна против другой, можно
видеть (фиг. 11-10,а), что благодаря наличию направляю-
щих глазков 5 угол входа жилы в неподвижный калибр ^(Zp)
во время работы машины остается неизменным. В то
же самое время на пути от отдающей катушки к иеподвиж-
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
393
ному калибру жила изгибается в глазке. Кроме того, непре-
рывное изменение местоположения точки схода жилы с ка-
тушки вызывает непостоянство и неравенство .углов изгиба
жилы в глазках г'\ и /а2). Аналогичное неравенство
углов изгиба в глазках наблюдается и у жил 2-^-4 по
причине неравенства расстояний ах и а2 от оси скрутки до
точки схода жилы с катушки (фиг. 11-10,6). Таким обра-
зом, основным недостатком машины этого типа является
наличие точки перегиба жил в направляющих глазках и
непостоянство углов изгиба отдельных жил. Указанный не-
достаток особенно сильно проявляется при скрутке четве-
рок, предназначенных для высокочастотных кабелей.
Максимально уменьшить разницу в расстояниях ах и а? и,
394 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [ Гл. 11
следовательно, в углах и «2 можно путем смещения
осей отдающих катушек 2 s-4 параллельно их прежнему
расположению на расстояние, равное среднему радиусу на-
мотки отдающей катушки (фнг. 11-11) в сторону, противо-
положную тон, с которой жилы сходят с отдающих кату-
шек. В этом случае расстояния tij в «2 станут практи-
чески одинаковыми (фнг. 11-12), и, следовательно, неравен-
ство углов изгиба жил в направляющем глазке будет
минимальным, Но н при этом жилы будут все же иметь
точку перегиба в направляющих глазках.
Фиг. 11-11. Полурамка крутильной машины с отдающей катушкой.
Для того чтобы устранить перегиб жилы, необходимо
отказаться от применения глазков и сходящую с отдающей
катушки жилу направлять непосредственно в калибр. В этом
случае, однако, при условии горизонтального расположения
осей отдающих катушек неизбежно возникает трение меж-
ду соседними витками сходящей жилы и между жилой и
внутренней поверхностью щеки отдающей катушки. Для
устранения подобного явления необходимо, чтобы линия
сходящей жилы была все время перпендикулярна оси ка-
тушки, что достигается, во-первых, увеличением расстоя-
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
395
ния между отдающими катушками и калибром и, во-вто-
рых, наклоном осей отдающих катушек к центру крутиль-
ного устройства на некоторый угол так, как это показано
на фиг. 11-13. При таком устройстве машины траектория
движения жилы от отдающей катушки к калибру прямо-
Фиг. 11-12. Схема движения жил в машине
для скрутки четверок с параллельно на-
клоненными полу рамками.
а — вид сбоку; б — вид сверху; 2 и 4 — катушки с
изолированной жилой; 5 — направляющие глазки;
6 — неподвижный калибр.
линейна, однако из-за отсутствия клети с направляющими
глазками, расположенными .на одинаковом и неизменном
расстоянии от оси скрутки, возникают непостоянство и не-
равенство углов входа в калибр жил и
396 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
Для обеспечения равенства указанных углов целесо-
образно наклонить ось калибра на угол у так, как это
показано на фиг. 11-14. В этом случае жнлы 2-^4 вхо-
дят в калибр практически под одинаковым углом ^pi =
= / ₽2> благодаря чему обеспечивается максимально воз-
можная симметричность конструкции звезцкых четверок.
Фиг. 11-13. Схема движения жил в машине для скрутки
четверок с полурамками, наклоненными к центру крутиль-
ного диска.
I-—4—катушки с изолированной жилой; С — неподвижный калибр.
Таким образом, с точки зрения расположения осей от-
дающих катушек и траектории движения каждой жилы на
пути от отдающей катушки к тяговому колесу машины для
скрутки четверок можно разделить на четыре типа. В ма-
шинах первого типа оси отдающих катушек горизонтальны
и находятся на равном расстоянии от центра вращения
(фиг, 11-10). В машинах второго типа оси отдающих кату-
шек также горизонтальны, но их расстояния от центра вра-
щения неравны (фиг. 11-12). В машинах третьего и чет-
вертого типов оси катушек наклонены внутрь крутильного
устройства. Машины третьего типа имеют вертикально рас-
положенный -калибр (фиг. 11-13), а машины четвертого ти-
па— -наклонный калибр (фиг, 11-14).
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки 397
б) Машины с крутильной клетью
Отличительным признаком машин этого типа является
наличие вращающейся клети, в рамках которой горизон-
тально устанавливаются отдающие катушки с изолирован-
ной жилой.
Фиг. 11-14. Схема движения жил в
машине для скрутки четверок с
наклоненными полурамками и
наклонным калибром.
2 и 4—катушки с изолированной жилой;
6— наклонный неподвижный калибр.
Клетьевые крутильные машины в зависимости от их
конструктивного выполнения делятся на машины, обеспе-
чивающие скрутку с откруткой, и машины, производящие
скрутку без открутки. Для скрутки четверок, предназначен-
ных для кабелей дальней связи (в отличие от производ-
ства городских телефонных кабелей), применяются только
крутильные машины, имеющие приспособление для от-
крутки.
Вертикально расположенная крутильная клеть состоит
из полой оси, на которой укреплены два колеса. Между
398 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
этими колесами устанавливаются четыре рамки с отдаю-
щими катушками (фиг. 11-15). Таким образом, клеть одно-
временно является и отдающим и крутильным устройством.
На нижнем конце оси крутильной клети, укрепляется ше-
Фиг. 11-15. Крутильная клеть машины для
скрутки четверок.
стерня, служащая для передачи вращения «лети, а на верх-
ний конец насаживается розетка для распределения и на-
правления жил в калибр. Открутка осуществляется при
помощи эксцентрикового кольца.
Калибр одер жатель помещается над розеткой иа рас-
стоянии 200 -г-300 мм. Над калибром устанавливается пря-
§ 11-2] Устройство машин для скруткн жил в четверки 399
жеобмотчик или лентообмотчик, преимущественно цен-
трального типа.
В связи с тем, что клетьевые машины для скрутки чет-
верок обычно имеют значительную высоту, достигающую
Фиг, П-16. Кинематическая схема клетьевой
машины для скрутки четверок.
3,5 м, для удобства их обслуживания предусматриваются
специальные лестницы и площадки, располагаемые на вы-
соте 1,8 -4- 2,0 м от уровня пола. Кинематическая схема
двухходовой клетьевой машины для скрутки четверок при-
ведена на фиг. 11-16.
400 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
Паспортные данные машины:
1. Число оборотов главного вала
плп22 36
п „ — 940• тт/ = 97,5 об/мин.
г. в 66116 '
2. Число оборотов крутильной клети
58-50 ..
Д = П Г. г..— *7 об/мин.
Крут г. в 61 -64 '
3. Число оборотов тягового колеса
64Д-49С-22 п „ ДС
/7а7’Л/п96В-49£).118 —9,6 BD об/М1ПЕ
4. Линейная скорость
1 000
_пт. к**^т. к ft д АС 3,14-480
v* — Гооо у,° вБ "
.. . АС .
= 14,4 MMUH-
5. Шаг скрутки
г'д I 000 4.4 ^1000
7/ z==.----—3------------
пкрут ’7
6. Число оборотов пряжеобмотчика
107 С ЛС
187,5-fts мм-
Ьи
64-57-98 сСС ...
S = Л 7Sb = 5o5 об/мин.
пр АТТ™ 40-53-23 '
7. Шаг обмотки пряжей
ол 1 ооо
14,4В251000
565
ПС г ^4С
25,5 gp лш<
Известный интерес представляет другое конструктивное
выполнение клетьевых машин для скрутки четверок (фиг.
11-17). Это двухходовые машины, отдающие устройства
которых располагаются на уровне пола, что облегчает их
загрузку и обслуживание. Два крутильных хода имеют рас-
положенную между иими .массивную станину.
§ И-2 J Устройство машин для скрутки жил в четверки
401
в) Машины с крутильным диском
Отличительным признаком машин этого типа является
наличие вращающегося диска, к которому прикреплены
четыре полурамки для установки отдающих катушек с жи-
лой. В настоящее время одной из наиболее совершенных
машин для скрутки звездных четверок является отечествен-
ная двухходовая машниа марки СЗЧ-2 с наклонным распо-
Фнг. 11-17. Общий вид двухходовых машин для
скрутки четверок.
ложеиием осей отдающих катушек и калибра (фиг. 11-18).
В центре крутильного диска установлена вертикальная тру-
ба, иа верхний конец которой издевается держатель для
крепления катушки с корделем, используемым в качестве
заполнения, пропускаемого в центр четверки для 'Придания
ей устойчивой круглой формы.
Открутка жил осуществляется посредством планетарной
передачи (фиг. 11-19). Общий вид крутильного диска
с отдающими катушками показан иа фиг. 11-20.
Пряжеобмотчик (фиг. 11-21) представляет собой диск,
насаженный иа втулку, вращающуюся в шарикоподшипни-
26 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник я Д Л. Шарле.
402 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
Фиг. 11-18. Общий вид одного хода машины СЗЧ-2 для скрутки
четверок.
/ — крутильный диск; 2— отдающая катушка; 3 — калябродержатель; 4 — тяговое
колесо; ff— рукоятки управления; 6~ площадка обслуживания; 7~ бобина
с корделем для заполнения.
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
403
Фиг. 11-19. Крутильный диск машины СЗЧ-2.
I — крутпльныЛ диск; 2— отдающая катушка; 3 — централь-
ная стойка; 4— неподвижная шестерня; 5—паразитная
шестерня; 6—шестерня, приводящая в движение стойку
отдающей катушки; 7 — стойка отдающей катушки.
Фиг. 11-20- Общий вид крутильного диска машины СЗЧ-2.
26*
404 Скрутка изолированных ясил кабелей связи в группы [ Гл. 11
ках. К диску приварены центральный полый стержень,
сквозь который проходит скрученная четверка и на который
надеты гильза под бобину с пряжей и направляющий па-
лец для хлопчатобумажной нити. Нить с бобины, установ-
ленной на гильзе, огибает направляющий палец и посту-
Фнг. 11-21. Пряжеобмотчик машины
СЗЧ-2.
пает иа четверку. Снизу в гиездо корпуса пряжеобмотчика
вставляется Стальной калибр, закрепляемый винтом. Для
создания одинаковых углов входа жнл разговорной пары
в неподвижный калибр ось пряжеобмотчика установлена
под углом 5° к оси крутильного диска. В корпусе пряже-
обмотчика помещены его приводные конические шестерни,
получающие вращение через звездочку от коробки привода
тягового механизма.
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
405
Фиг. 11-22, Кинематическая схема одного хода машины СЗЧ-2.
Кинематическая схема машины СЗЧ-2 приведена на
фиг. 11 -22. От электродвигателя через шкивы, соединенные
клиновидными ремнями, вращение передается валу а. Вал а,
406 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [ Гл. 11
получив вращение от муфты, передает его через пару смен-
ных шестерен А и Б валу б, на котором передвигаются по
шпонке две конические шестерни (z = 28). Далее, враще-
ние одной из этих шестерен (в зависимости от направления
скруткн четверки — по часовой или против часовой стрел-
ки) передается конической .шестерне (z = 56), соосной с
цилиндрической шестерней (z = 60); последняя в свою оче-
редь сцеплена с шестерней крутильного диска (z = 200),
которому в конечном счете и передается вращение.
На валу б имеется червяк, сцепленный с червячной
шестерней, сидящей на вертикальном валу в, другой конец
которого приводит во вращение систему сменных шесте-
рен В, Г, Д, Е гитары, предназначенной для установления
определенной скорости вращения тягового колеса, соответ-
ствующей заданному шагу скруткн четверки.
Далее вращение передается коническим шестерням
(2 = 24), с одной из которых наглухо соединена звездочка
(z = 34), сообщающая движение через цепь тяговому меха-
низму, вращающемуся, следовательно, постоянно в одном
направлении.
Пряжеобмотчик может вращаться (в зависимости от
направления скрутки четверки — правой или левой) как
по часовой, так и против часовой стрелки. Реверсивное вра-
щение обмотчика обеспечивается муфтой, находящейся
попеременно в зацеплении то с левой, то с правой кониче-
ской шестерней (z = 24).
Основные паспортные данные машины СЗЧ-2:
1. Число оборотов главного вала
п = 1 410^|- -^- = 930-^- об/мин.
e zUO с о
2- Число оборотов крутильного диска
_______ 28 60 Qon /128-60 ИЗ
пкрут — пг. в 56 * 200 Б 56-200 Б 20
= 139,5об/мии.
3. Число оборотов тягового колеса
3B.J724-34-13 /442 . е А . ’.
«32Г.£24.76.90 = 930 Д73СГО ' = 5’63 ~б‘ °б/МИН’
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки 407
где I— передаточное отношение гитары привода тягового
механизма.
Фиг. 11-23. Общий вид машины СЗЧ-2.
4. Линейная скорость скрутки
__пт. кт'Вт
Л 1000
поп Л 442
= 93°таЖ
5,63 А х2 500
Гооо
= 5,6з4'2,5= 14,054-i м/мин
о о
408 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. It
5. Шаг скрутки четверки
n f плл 930 —* 442а *2 500 n п
р4-Ю00_ 5 7зооо _________ 442-20
" “крут 930 Д 1 — 73000-3
Б ’ 20
22 100 . 1П1 - 1П1 БД .
= 2|Э f = 101 1 = 101 jvg мм.
6. Число оборотов пряжеобмотчика
_ г 35-Д34-77-45-20 __ Qqf) А 385.
Ппр — П. в 32Г-£34-18-12-40 Уйи Б ’ 5121
700 Д i об/мин.
7. Шаг обмотки пряжей
и, 1 ооо
930Д 42Q-12500
Б 73 000
930 Д -
Б 512
442-512-2500
73 000-Зоб
= 20,5 мм.
Общий вид машины СЗЧ-2 показан на фиг. 11-23.
Характеристики клетьевой и дисковой крутильных ма-
шин приведены в табл. 11-2.
Таблица 11-2
Техническая характеристика "шашин для скрутки жил кабелей
дальней связи в четверки
Наименование показателя Раз- мер- ность Тин машины
клетьеоая | дисковая (СЗЧ-2) величина
Количество ходов 4 2
Число оборотов крутильного устройства (клети, диска) об/мин 75 56, 68, 82 и 99
Число оборотов пряжеобыот- чика 530 1404-1 730
Линейная скорость м/мин 4.0-J-60.0 2,84-34,6
Шаги скрутки четверок . . . мм 504-800 50--350
Шаг повива пряжей- .... 7,54-113 20,5
Размеры отдающей катушки (ЛадХ^Х*>) и 400X200X195 400X160X200
Размеры приемной катушки 600X250X390 600X260X390
Мощность электродвигателя кет 3 1 (на каждый
Габариты машины (длкнаХ ширннаХвысота) м 6,4X2,2X3,2 ход) 3,6Х2,ОХЗ,2
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
409
г) Комбинированные машины
для одновременного изолирования жил
и их скрутки в четверки
Изолирование кордельных жнл и их скрутка в четверки
могут быть произведены иа так называемых комбинирован-
ных машинах, позволяющих совместить обе эти операции
в одну. Комбинированные машины вертикальные, преиму-
щественно шестпходовые, двустороннего обслуживания.
Крутильная клеть состоит нз двух дисков разного раз-
мера, насаженных на общий вал. Диаметр верхнего диска
меньше диаметра нижнего примерно на 30%, в результате
чего крутильная клеть имеет конусную форму. Между
обоими дисками укреплены четыре рамки, в каждой из ко-
торых расположен корделеобмотчнк. Над верхним диском
установлены четыре рамки с эксцентричными бумагообмот*
чинами. Отдающие катушки с медной проволокой распола-
гаются под нижним диском крутильной клети н при ее
вращении также вращаются вокруг оси клети. Изолиро-
ванная жила поступает во вращающуюся розетку, укреп-
ленную на верхнем конце вала крутильной клети. Так как
каждая клеть имеет четыре комплекта отдающих устройств
и обмотчиков, то в ней одновременно изолируются четыре
жилы. Благодаря вращению клети эти жилы одновременно
скручиваются между собой. Пряжеобмотчик эксцентрич-
ного типа расположен на участке между тяговым колесом
и приемным устройством. Общий вид комбинированной ма-
шины для одновременного изолирования жил и скрутки их
в четверки показан на фиг. 11-24.
Принцип действия и кинематику комбинированной ма-
шины иллюстрирует фиг. 11-25. Вертикальный вал машины
получает вращение от асинхронного электродвигателя через
фрикционную муфту, главный вал, смежные шестерни и две
•пары конических шестерен. Одна пара конических шестерен
с-вязана с длинным внутренним валом, приводящим во вра-
щение крутильную клеть, а другая пара конических шесте-
рен через короткий наружный полый вал сообщает движе-
ние приводным шестерням корделеобмотчиков. Полная от-
крутка полурамок с отдающими катушками производится
посредством планетарной передачи. Рамки бумагообмо-тчи-
1ков связаны сменными шестериями с рамками корделеоб-
мютчиков. На верхнем конце вертикального вала клети
410 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. II
имеется червячна-я пара, передапощая через систему шесте-
рен вращение тяговому колесу, а также механизмам приво-
да пряжеобмотчика н приемного устройства.
Для изменения направления скрутки четверок гитара
привода вертикального вала допускает установку паразит-
Фиг. 11-24. Общий вид комбинированной машины для одновременного
изолирования жнл и скрутки их в четверни.
ной шестерни. Одновременно с этим необходимо сохранить
неизменное направление вращения тягового колеса, для
чего служит паразитная шестерня в гитаре привода тяго-
вого устройства.
При необходимости изолировать жилу двумя бум а ж-
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки
411
Фиг. 11-25. Кинематическая схема комбинированной машины для
одновременного изолирования жил и скрутки их в четверки.
1— вал крутильной клети; В—крутильная клеть; 3— отдающие катушки с медной
проволокой; 4 и 5—механизм открутки в виде планетарной передачи; 6—корде-
леобмотчик; 7 и Л — привод корделеобмотчмка (7 — сменные шестерни): 9 — бума-
гообмотчик; 10—привод бумагоебмотчика; fl— червячная пара; 12— сменные
шестерни ириво .а тягового колеса; J3 — теговое колесо; 14 —метражный счетчик;
15— прш од приемного устройства; 16 — приемный барабан; 17 — раскладчик;
18—пряжеобмотчпк; 19—сменные шестерни привода вертикального вала; 30—глав-
ный вал; 21 — муфта скольжения; 23— редуктор; 23— электродвигатель.
412 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
ними лентами корделеобмотчики могут быть заменены бу-
магообмотчиками.
Обычно комбинированные машины используются для
изготовления четверок с токопроводящими жилами диамет-
ром 0,8 1,0 мм. Применять эти машины для изготовления
четверок с жилами больших размеров нецелесообразно,
так как при этом значительно возрастает время, затрачи-
ваемое иа ручные операции перезаправки машины. Действи-
тельно, для проволоки диаметром 1,2 и 1,4 мм применяется
кордель большего размера н соответственно возрастает
диаметр изолированной жилы и четверки. Вследствие этого
приходится чаще производить смену отдающих и приемной
катушек, размеры которых ограничены габаритами маши-
шины. Корделеобмотчик не имеет магазина для хранения
запасной бобины с корделем, и поэтому строительная длина
жилы, изготовленной без пайки проволоки, дополнительно
ограничивается. Например, четверка с проволокой диамет-
ром 1,2 мм и корделем диаметром 0,76 мм может быть
изготовлена строительной длиной не более 500 м. Кроме
того, эти машины сложны в заправке и обслуживании. В то
же время при изготовлении четверок с жилами малых раз-
меров комбинированные машины обладают высоком произ-
водительностью, так как па каждом ходу со скоростью
7 — 9 mJmmh одновременно изолируются и скручиваются
четыре жнлы. Для того чтобы количественно сопоставить
производительности оборудования при разделении и совме-
щении операций изолирования жнл и скрутки их в четвер-
ки, определим трудоемкости изготовления 1 нм четверки
с жилами диаметром 0,8 1,0 мм.
Действующие нормы выработки на одного рабочего за
8 час. составляют:
а) на комбинированных машинах (при обслуживании
одним рабочим 5-го разряда трех ходов) —6,85 км/смену,
б) на изолировочных машинах (при -обслуживании од-
ним рабочим 4-го разряда шести ходов) — 13,0 км!смену,
в) на крутильных машинах (при обслуживании одним
рабочим 5-го разряда пяти ходов) — 16,4 км!смену.
Трудоемкости изготовления изделия по операциям соот-
ветственно равны:
тсо«« = 6^5 = 1.17 ~ 1.2 чел-час/кя-
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки 413
T„S(II = j| = 0,615 чел-час/км-,
ткргт = 1^ = 0,49 = 0,5 чел-час1кя.
Следовательно, ТразВ = 4ТРЗРЛ + Ткрут = 4- 0,615 + 0,5 =
= 2,46 + 0,5 = 2,96 =& 3 чел-час/км (множитель 4 учиты-
вает необходимость изолирования 4 км жилы для скрутки
1 км четверки) или
Т -Т =3,0: 1,2 = 2,5.
разд совм * -
Таким образом, трудоемкость изготовления четверки при
совмещении операций изолирования жил диаметром 0,8 =
1,0 мм и скрутки их в четверку на комбинированной машине
составляет всего 40% трудоемкости обеих операций, выпол-
няемых раздельно на изолировочных и крутильных маши-
нах.
Качество четверок, изготовленных на комбинированных
машинах, хуже, чем четверок, полученных в результате раз-
дельных операций на специализированных машинах для
изолирования и скрутки. Это объясняется тем, что при ис-
пользовании комбинированных машин значительно труднее
обеспечить геометрическую однородность всех четырех жил,
так как они изолируются не на одном, а на различных
ходах, пропускаются <не через один, а через разные .калибры,
и т. п. Так же трудно выполнить условие изготовления чет-
верки из одной катушки или бухты проволоки, ибо для
этого приходится прибегать к предварительной перемотке
проволоки.
Кроме того, «'следствие особенности устройства комби-
нированных машин практически не удается достичь .равен-
ства (натяжений корделя и ленты на соседних ходах и ра-
венства натяжений отдельных жил .при их скрутке в четвер-
ки. Поэтому комбинированные машины целесообразно при-
менять только при производстве низкочастотных кабелей.
Техническая характеристика комбинированной машины
приведена в табл. 11-3.
414 Скрутка (изоливровэнных жил кабелей связи в группы [Гл. II
Таблица 11-3
Техническая характеристика комбинированной машины для
одновременного изолирования жнл и скрутнн их-в четверки
Наименование показателя Размер- ность Величина
Число ходов . . . 6
Диаметр изолируемой проволоки .... лш 0,8ч-1,0
Число оборотов корделеобмотчика . . . об/мин 1 100-И 250
Число оборотов бумагообмотчнкэ . . 375ч-475
Число оборотов крутильном клети . . . X 40-5-65
Линейная скорость mjmuh 8,0-5-9,0
Шаг наложения корделя мм 7
Шаг обмотки бумажной лентой 19—21
Шаг скрутки 120-5-225
Размеры отдающих катушек (Ptli X ^4«Х^) н 210X80X155
Размеры приемных катушек (Ё>и<Х^шХй) 510X225X270
Мощность электродвигателя кет 4,5
Габариты машины Число ходов, обслуживаемых одним ра- м 5,7X1,3X2.6
бочнм — 3
д) Устройства для измерения
и регулирования натяже-иия отдельных
жил при их скрутке
Для регулирования и выравнивания натяжений отдель-
ных жил при скрутке их в четверки крутильные машины,
предназначенные для изготовления высокочастотных кабе-
лей, оснащаются тормозными устройствами. Общий вид
простейшего устройства в виде ленточного тормоза показан
иа фиг. 11 -26. Тормозной шкив либо приваривается к флан-
цу, либо насаживается на ось отдающей катушки. Шкив
охватывается тормозной лентой, концы которой укрепляются
на крутильной рамке. Описанное приспособление позволяет
регулировать натяжение, ио не дает возможности его изме-
рять.
Для измерения натяжения отдельных жил могут при-
меняться пружинные динамометры (фиг. 11-27). Измеряв
динамометром поочередно силу натяжения всех жил, вхо-
дящих в состав четверки, при помощи тормозных устройств
выравнивают натяжения отдельных жил. Несмотря на свою
простоту, подобный способ обеспечивает необходимую одно-
§ 11-2] Устройство машин для скрутки жил в четверки 415
родность натяжения. Однако в этом случае .измерять и вы-
равнивать натяжения можно только при остановке машины.
В процессе скрутки натяжения отдельных ж-ил изменяются
довольно быстро, поэтому для возможности контроля вы-
Фпг. 11-26. Фрикционное устрой-
ство для регулирования натя-
жения жилы. Тормозной ШКИВ
укреплен на вращающейся осн
катушки.
фиг. 11-27. Пружинный
динамометр для измерения
натяжения жилы.
/ — зажим; 2— указатель
натяжения; 3^ пружина.
равннва-иия натяжений скручиваемых жил приходится часто
останавливать машину (практически после скрутки каждых
5, 70 м четверки).
В целях повышения производительности машин жела-
тельно уменьшить число и продолжительность подобных
416 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
остановок, что может быть достигнуто путем установки
в каждой крутильной рамке отдельного динамометра. В этом
случае одни из концов тормозной леиты прикрепляется не
к пружине, как это было показано на фиг. 11-26, а к по-
движной части динамометра (см. фиг. 11-11). Корпус дина-
мометра жестко крепиггся к рамке или полурамке. В этом
случае достаточно, не останавливая машины, лишь замед-
лить скорость вращения крутильного устройства до 10-t-
15 об/мин и по указателям динамометров убедиться в ра-
венстве натяжений. Однако в случае неравенства натяже-
ний и необходимости их отрегулировать машину все же
приходится останавливать.
Не только измерение, но и регулирование натяжения
жил может производиться без остановки машины. В этом
случае сила торможения отдающей катушки изменяется
при помощи электродвигателя постоянного тока, устанав-
ливаемого в крутильной рамке.
Электродвигатель при помощи системы шестерен свя-
зан с осью отдающей катушки. Регулируя сопротивление
обмотки цепи ротора двигателя, можно изменять силу натя-
жения жил. Одновременно, измеряя и сравнивая ток в об-
мотках всех четырех двигателей, можно на ходу определять
наличие равенства натяжений отдельных жил. Регулиро-
вание и выравнивание натяжений осуществляется при по-
мощи четырех реостатов, укрепленных на станине машины.
Описанный способ весьма удобен, однако требует установки
на каждом ходу дополнительно четырех электродвигателей,
купроксиых или иных выпрямителей и большого числа кон-
тактных колец со щетками, служащих для передачи элек-
трического тока от неподвижных реостатов к двигателям,
вращающимся вместе с крутильной клетью. Обеспечивая
удовлетворительное качество скрутки без снижения произ-
водительности машины, указанный способ, однако, из-за
своей сложности до настоящего времени находит ограни-
ченное применение.
НИИ кабельной промышленности разработана установ-
ка для непрерывного измерения и дистанционного регули-
рования натяжений каждой из жил четверки в процессе ее
скрутки. Метод измерения основан на изменении угла пово-
рота ротора сельсина при изменении натяжения жилы. На
конце рычага, посаженного на ось сельсина, находится ро-
лик, через который жила направляется в крутильную ро-
§ 11-3] Технология скрутки жил в группы 417
зетку. Величина угла поворота ротора сельсина зависит от
прогиба жилы. Этот угол поворота будет тем большим, чем
больше окажется натяжение жилы. Шкала прибора, изме-
ряющего натяжение, может быть проградуирована в грам-
мах. Натяжение жил осуществляется при помощи двига-
телей постоянного тока, установленных в рамках с отдаю-
щими катушками. Каждый двигатель посредством ремня,
охватывающего шкив, тормозит соответствующую отдаю-
щую катушку с жилой. Изменяя ток двигателя при помощи
последовательно включенного в цепь реостата, можно регу-
лировать натяжение жилы без остановки машины.
11-3. Технология скрутки жил в группы
а) Скрутка пар
В пары скручиваются две жилы, отличающиеся друг от
друга цветом изоляции. В городских телефонных кабелях
одна жила чаще всего бывает натурального цвета, дру-
гая — красного. В счетных парах одна жила бывает синего
цвета, другая — натурального.
Шаг скрутки пар может лежать в пределах 75-4-250 мм.
В тех случаях, когда жилы скручиваются в пары с ша-
гом 75-е-ЮО мм, обмотка скрученных пар спиралью из
хлопчатобумажной пряжи не применяется. При скрутке
жил в пары с шагом 180—250 мм в целях скрепления
скрученной пары и облегчения монтажа кабеля (т. е. отсче-
та элементарных разговорных пар) на скрученную пару
накладывается спираль из хлопчатобумажной пряжи. Шаг
повива пряжей не более 100 мм. Направление обмотки пря-
жей противоположно направлению скрутки жил в пару.
Предпочтение следует отдать короткому шагу скрутки
(75-ы 100 мм), так как при этом, во-первых, достигается
большая гибкость пары и устойчивость ее формы и, во-вто-
рых, упраздняется потребление хлопчатобумажной пряжи
для обмотки пар, расход которой составляет 10 кг иа 1 км
100-парного кабеля. Указанные преимущества малого шага
скрутки полностью компенсируют снижение линейной ско-
рости, связанное с укорочением шага скрутки, а следова-
тельно, и снижение производительности машины. Поэтому
современные отечественные и зарубежные вертикальные бы-
строходные парокрутильные машины .не оборудованы пря-
жеобмютчиками.
27 И. И. Гроднев, Р. М. Лакернпк п Д. Л. Шарле-
418 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
Для уменьшения взаимных влияний между разговорны-
ми цепями пары, которые при скрутке сердечника будут
располагаться рядом в одном повиве, должны скручивать-
ся с различными взаимно согласованными шагами скрутки,
например 75 и 90 или 200 и 220 мм.
б) Скрутка четверок
В четверки скручиваются жилы, отличающиеся одна от
другой цветом изоляции. Жилы первой разговорной пары
окрашены в красный и желтый цвета, жилы второй пары —
в синий и зеленый. В четверках низкочастотных кабелей
жила желтого цвета может быть заменена жилой натураль-
ного цвета (т. е. цвета неокрашенной кабельной бумаги).
При изготовлении кабелей с корделы ю-стнрофлексной
изоляцией расцветка жнл в четверке осуществляется при-
менением разноцветного корделя, в случае же кабелей с
корделы io-бумажной изоляцией используются изолирующие
бумажные ленты с непрерывной продольной цветной поло-
сой. В зарубежной практике широкое распространение полу-
чил способ расцветки жил в четверке путем нанесения на
бумажную ленту поперечных либо наклонных полос одного
или двух цветов, преимущественно красного и синего, ио с
различными промежутками между соседними полосами. На
первой жиле поперечные кольца нанесены через равные ин-
тервалы одно от другого, па второй жиле кольца располо-
жены попарно, на третьей — группами по три и т. д. По
мере увеличения числа колец в группе расстояния между
соседними кольцами сокращаются, но зато промежутки
между смежными цветовыми группами возрастают (фиг.
11-28).
При этом количество краски, приходящееся на единицу
длины каждой жилы, остается неизменным, что существен-
но для обеспечения однородности диэлектрической прони-
цаемости изоляции всех жил.
При таком способе расцветки все жилы одной четверки
могут быть окрашены в красный цвет, а жилы соседней
четверки •— в синий.
Шаг скрутки звездных четверок обычно составляет
100-е- 300 мм, направление скрутки жил в четверку — ле-
вое. Меньшие шаги скрутки не применяются вследствие
большой укрутки жил и малой производительности кру-
тильного оборудования. Четверки, скрученные с большими
§ 11-31
Технология скруткн жил в группы
419
шагами, имеют недостаточную механическую устойчивость
и гибкость.
Для уменьшения взаимных влияний между соседними
цепями в готовом кабеле необходимо таким образом распо-
лагать отдельные четверки, чтобы шаги скрутки смежных
Фиг. 11-28. Способ расцветки жил в звездной четверке.
о — посредством нанесения продольных полос четырех различных цветов; б — по-
средством нанесения поперечных полос -одного цвета; к — красные; с — синий;
эк—желтый; з—зеленый.
четверок в повиве были различными. Например, при нали-
чии в повиве четного- числа четверок половина из них мо-
жет иметь шаг скрутки 150, а вторая половина —180 мм.
В каждом повиве четверки с разными шагами должны че-
редоваться. Для образования повива, содержащего нечет-
ное число четверок, одна из четверок скручивается с шагом,
отличным от двух других; в этом случае применяются шаги
скрутки четверок, равные 150, 180 и 200 мм (или 180, 200
и- 220 мм).
Так же как и в предыдущем случае, четверки с одина-
ковым шагом скрутки не должны располагаться в повиве
рядом.
В связи с возрастанием взаимных влияний между цепя-
ми при расширении спектра частот, передаваемых по сим-
27*
420 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [ Гл. 11
хметричным кабелям, необходимо не только соседние, но
вообще все четверки, составляющие высокочастотный ка-
бель, скручивать с различными взаимно согласованными
шагами. В табл. 11-4 в качестве примера приведены шаги
скрутки жил в четверки, применяемые при производстве
высокочастотных кабелей марки МКБ 7Х 4X1,2.
Таблица J1 -4
Шаги скрутки и расцветка четверок,
предназначенных для изготовлении кабе-
ля МКБ 7X4X1,2
Порядковый номер четверки Шаг скрут- ки, .им Цвет повивной нитки
1 171 Синий
2 206 Красный
3 151 Желтый
4 125 Белый
5 194 Сине-красный
6 241 Бело-черный
7 103 Бело-зеленый
Кроме того, направления скрутки четверок, предназна-
ченных для разных повивов сердечника, различны. Так, прн
изготовлении кабелей КМКБ-4 нли МКБ-32 X 2 четверки,
используемые для образования первого повива сердечника,
скручиваются в одном направлении (левом), а четверки, из
которых будет комплектоваться второй повив сердечника,
скручиваются в противоположном направлении (правом).
Скрученная четверка обматывается по открытой спира-
ли цветной хлопчатобумажной пряжей № 54/1 или окра-
шенной лентой из кабельной бумаги. Шаг обмотки пряжей
или лентой равен 20 н- 30 мм. Эта пряжа (или лента) скреп-
ляет четверку и одновременно является опознавательной,
так как каждому шагу скрутки соответствует определенный
цвет повивной иитки или леиты.
При скрутке двойпых-парных четверок шаги скрутки
обеих пар различаются между собой (например, 600 и
750 мм) и отличаются в большую сторону от шага скрутки
четверки (порядка 200 мм). Направление скрутки четверки
противоположно направлению скрутки обеих пар.
§ li-31
Технология скрутки жил в группы
421
При скрутке звездных четверок большое значение имеет
равенство натяжений отдельных жил, входящих в состав
четверки. В том случае, если жнлы скручены с одинаковым
натяжением, конструкция четверки получается симметрич-
Фиг. 11'29. Зависимость коэффициента связи
Ki от силы натяжения жил прн скрутке
четверок.
/ — натяжение всех жнл 909 г; 2—натяжение всех
жнЛ 600 г; 3—натяжение всех жил 400 г; 4—натя-
жение всех жил 309 г.
то в готовой четверке они располагаются несимметрично
относительно центра и в результате имеет место возникно-
вение взаимных влияний между цепями.
Произведенные измерения коэффициентов емкостной свя-
зи четверок показали, что наилучшие результаты обеспе-
чиваются при скрутке жил, имеющих натяжение 300 ч-
400 г (фиг. 11-29). Прн построении графиков, приведенных
на этой фигуре, модули измеренных величин в порядке воз-
422 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы (Гл. 11
растения наносились на координатные оси, и таким обра-
зом, по характеру подъема ломаных линий, отражающих
результаты измерений емкостной связи можно судить
о влиянии силы натяжения жил при скрутке четверок. Же-
лательно обеспечить устойчивость формы четверки при пе-
центр звездной четверки на коэффициент
связи
/ — четверки не имеют заполнения; 2 — четверки
с заполнением.
целью в центре четверки целесообразно располагать твер-
дое заполнение из стирофлексного или бумажного корделя.
Введение несминаемого заполнения внутрь четверки огра-
ничивает возможность перемещения жил и, следовательно,
повышает стабильность электрических характеристик ка-
белей.
На фиг. 11-30 приведены результаты сравнения емко-
стных связей и асимметрии различных конструкций кабелей
со стирофлексиой изоляцией. Сравнение произведено на
основании результатов испытаний четырех опытных строи-
§ 11-3]
Технология скрутки жил з группы
423
тельных длин, две из которых не имели заполнения внутри
четверок, а две другие имели заполнение из стирофлексно-
го корделя диаметром 1,1 мм. Как видно из этих данных
(методика построения графиков была принята такой же,
как и для фнг. И-29), введение заполнения в центр звезд-
ных четверок снижает емкостные связи между цепями. Вве-
дение заполнения в центр четверки особенно сильно сказы-
вается на уменьшении коэффициента емкостной связи 7G
и ассиметрми £1-2-
Измерение коэффициента емкостной связи показало, что
внесение в четверку неоднородности в виде разного шага
наложения корделя на соседние жилы (три жилы обмота-
ны корделем с шагом 5,5 мм, а четвертая с шагом 7,5 мм)
приводит к возрастанию емкостной связи Кг-з-
Аналогичное действие оказывает и увеличение натяже-
ния одной из жил.
В случае суммирования двух неоднородностей (шага
наложения корделя н натяжения жилы) коэффициент связи
по мере увеличения длины скрученной части четверки ра-
стет весьма быстро.
Если неоднородность частичных емкостей отдельных
жил, возникающая в процессе скрутки четверки, невелика,
то можно предположить, что ее удастся компенсировать пу-
тем создания искусственной асимметрии натяжений отдель-
ных жил.
Если считать, что при равенстве натяжений всех жил
коэффициент связи изменяется по кривой AMN, то при ис-
кусственном увеличении натяжения отдельных жил можно
создать такую асимметрию частичных емкостей, которая,
складыва1Я>сь с ранее возникшей аоимметрЕРей, будет ее ком-
пенсировать, что приведет к изменению хода кривой (АМР
вместо AMN на фнг. 11-31).
Проведенные на заводе «Москабель» экспериментальные
работы по симметрированию четверок путем искусственно-
го изменения натяжения отдельных жил в процессе их
скрутки подтвердили это предположение.
в) Э кр амш'ровш иие четверо-к
Для электростатического экранирования отдельных це-
пей в кабелях дальней связи (например, радиовещатель-
ных пар и др.) применяется металлизированная бумага,
424 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
представляющая собой обычную кабельную бумагу К-12,
покрытую с одной стороны алюминиевой фольгой толщи-
ной 0,012-г- 0,015 мм. Изготовление металлизированной бу-
маги состоит в том, что алюминиевая фольга подклеивается
к кабельной бумаге при помощи специального клея и плот-
но обжимается на ней, проходя вместе с бумагой через об-
жимные валики. Затем бумага поступает на сушильный
барабан, где высушивается клей, и после этого проходит
Ф (Г. 11-3]. Изменение коэффициента связи К] в процессе скрутки
четверок при компенсации систематической неоднородности путем
создания неравномерного натяжения отдельных жнл.
Нанесение сквозных отверстий или, как это принято на-
зывать, перфорация металлизированной бумаг-м способствует
дополнительному креплению слоя металла на бумаге.
Кроме целей крепления, эти отверстия облегчают доступ
воздуха при сушке кабелей, имеющих экранированные
группы. Во избежание отслаивания алюминиевой фольги
при резке на ленты у лучших сортов металлизированной бу-
маги поверхность делается мелкорифленой. Толщина метал-
лизированной бумаги 0,15 -р 0,03 мм.
Наложение экрана из металлизированной бумаги или
фольги на скрученные элементы (пары, четверки и др.)
производится на экранировочных машинах. Экранировоч-
ные машины бывают вертикальными и горизонтальными
(фиг. 11-32). Рабочий орган машины состоит из нескольких
§-11-3]
Технология скрутки жил -в группы
425
бумагообмотчиков и обмотчиков для наложения медной
ленты.
Металлизированная бумажная лента накладывается с
положительным перекрытием 15-ь 20%, как правило ме-
таллом наружу. Если по конструкции кабеля экранирован-
ные элементы не соприкасаются между собой, то для обес-
печения непрерывности экрана под ним продольно пропу-
скается .медная проволока диаметром 0Дн-0,5 лш. В этом
случае металлизированная бумага накладывается металлом
внутрь.
Фиг. 11-32. Горизонтальная экранировочная машина.
г) Пооперационный контроль качества
четв ер ок
Электрические характеристики симметричных кабелей
в решающей степени зависят от характеристик четверок, из
которых эти кабели скручены.
Все четверки должны подвергаться проверке путем внеш-
него осмотра иа соответствие конструктивных размеров,
целость жил и отсутствие контактов между ними, а также
проверке электрического сопротивления и омической асим-
метрии жил. Кроме того, у четверок измеряются рабочая
426 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
емкость пар и коэффициенты емкостных связей Ki, К2 и /Сз-
При внешнем осмотре проверяются качество изоляции
отдельных жил и правильность наложения скрепляющей
спирали из пряжи, а также качество намотки четверки на
приемную катушку.
Проверка конструктивных размеров производится при
помощи микрометра и штангенциркуля. Шаг скрутки чет-
верок вычисляется как среднее арифметическое значение,
представляющее собой частное от деления общей длины
отрезка (2 ч- 4 м), соответствующей 10 ч- 15 шагам
скрутки, па целое число шагов, укладывающееся в этом
отрезке. Проверка целостности жил и отсутствия контактов
между ними производится при помощи телефона, сигналь-
ной лампы или других аналогичных приборов. Четверки,
имеющие дефекты изоляции, обрывы нли контакты жил,
бракуются и не подлежат дальнейшей проверке и использо-
ванию в производстве до устранения обнаруженных де-
фектов.
Измерение сопротивления медной проволоки, необхо-
димое для вычисления омической асимметрии, производится
при помощи переносных или стационарных мостов постоян-
ного тока со стрелочными указателями.
Омической асимметрией принято называть неодинако-
вое электрическое сопротивление токопроводящих жил
Омическая асимметрия может быть выражена либо в
омах, либо в процентах. В последнем случае она опреде-
ляется делением разности сопротивлений двух жил одной
разговорной пары на сумму этих же сопротивлений и вы-
числяется по следующей формуле:
Л7?=га-100°''«’
где /?|, — сопротивления каждой из жил одной пары,
ом. Поясним сказанное примером. Допустим, что при
измерении звездьой четверки с токопроводящими жилами
диаметром 1,2 мм оказалось, что жилы обладают сле-
дующими сопротивлениями постоянному току (ом/км):
желтая красная синяя зеленая
" 16,3 15,9 16,2 16,1
Тогда величины омической асимметрии будут:
§ 11-3]
Технология скрутки жил в группы
427
а) для желто-красной пары
Л«'=тта! 100=^-100=’-24^
б) для сине-зеленой пары
д«" = т14тЖТ |00 = зХз-100= °-31°/о-
В технических условиях иа высокочастотные симметрич-
ные кабели с токопроводящими жилами диаметром 1,2 мм
нормирована величина разности сопротивлений двух жил
одной разговорной пары ие более 0,12 ом на строительную
длину 425 м, что в пересчете иа 1 км составляет 0,28 ом,
или 0,88%. Следовательно, указанная четверка для образо-
вания высокочастотного кабеля непригодна по величине
омической асимметрии первой разговорной пары. Для низ-
кочастотных кабелей величина омической асимметрии ие
должна превышать 2%.
Для приведения омического сопротивления проволоки
при температуре измерения t° С к температуре 20° С сле-
дует пользоваться формулой
R R‘
20 1 -4-0,004(2 — 20) ’
где R{— сопротивление проволоки при температуре /°C;
/?20— сопротивление проволоки при температуре
4-20°С;
t — температура, при которой произведено измере-
ние, °C.
Измерение рабочей емкости разговорных пар и емкост-
ных связей внутри четверки производится при частоте 800 гц
при помощи специальных измерительных приборов — мо-
стов переменного тока и измерителей емкостных связей.
В некоторых случаях измерение рабочей емкости и емко-
стных связей четверок с кордельио-бумажиой изоляцией
оказывается невозможным нз-за повышенной влажности
изоляции и соответственно большой утечки измерительного
тока. В таких случаях четверки необходимо предварительно
подсушить либо в вакуум-котлах, либо путем пропускания
по жилам электрического тока.
После проверки электрических характеристик четверок
на их ярлыках ставится штамп «годен» и они поступают на
428 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
машины общей скрутки. Результаты испытаний четверок
заносятся в журнал, составленный по форме, показанной в
табл. 11-5. Обозначение четверок производится по порядку
номеров п возобновляется каждые 1-г-З мес.
Таблица 11-5
Форма журнала для записи электрических характеристик
четверок
i £ Сопротивление жил, ом Разность сопротив- лений, ом Коэффициент емкостной связи, мкмкф
Дата испы Порядков! S’ Длина чет- верки, м Красная j я Ч и и 1-я пара | 2-я пара £ £ £
На ряде заводов применяется статистический контроль
качества четверок, для чего контролер отделения заполняет
специальные хронокарты, наглядно показывающие каче-
ство скрученных четверок с точки зрения соответствия их
электрических характеристик требованиям стандартов и тех-
нических условий.
Введение метода статистического контроля является
прогрессивным мероприятием, так как дает наглядную кар-
тину работы изолировочных машин и машин для скрутки
четверок, а при наличии систематических отклонений от
установленной нормы позволяет выявлять и устранять при-
чины, вызывающие эти отклонения.
На фиг. 11-33 показана примерная карта статистического
контроля. По вертикали отложены измеренные величины
коэффициентов связи, а по горизонтали — номера измере-
ний. Приведенная хронокарта характеризует хорошую ра-
боту изолировщиков и крутильщиков и высокое качество
изготовляемых четверок. Измеренные значения коэффици-
ентов связи нигде -ие выходят за контрольные пределы.
При производстве высокочастотных кабелей, когда долж-
на быть достигнута максимальная симметрия отдельных
элементов, необходимо иметь возможность осуществлять
контроль за качеством четверок во время самого техноло-
гического процесса скрутки и влиять на этот процесс, добп-
Фиг. 11-33. Хронокарта статистического контроля емкостных связей в четверках.
430 Скрутка изолированных жил кабелей связи в группы [Гл. 11
ваясь улучшения характеристик четверки. С этой целью
был разработан способ измерения коэффициентов емко-
стных связей непосредственно в процессе скрутки четверок.
При этом у оператора появляется возможность своевремен-
но обнаружить отклонение от нормального- технологиче-
ского режима и принять меры к его устранению еще до за-
вершения процесса скрутки. Устранение обнаруженных на-
рушений технологического режима может производиться
автоматически.
Фиг. 11-34. Схема измерения коэффициентов связи в процессе
скрутки звездных четверок.
1 — генератор; 2 — измеритель связей; 3 — усилитель; 4 — телефон; 5 — соедини-
тельная линия; 6~ приемная катушка; 7 — изолирующие прокладки; В — отверстие
в щеке катушки для вывода нижнего конца скрученясй четверки; S — медные
кольца; 10—изолирующая колодка для крепления контактных щеток;
п — контактные щетки.
Схема для измерения коэффициентов емкостных связей
в процессе скрутки четверок состоит из генератора звуко-
вой частоты, измерителя емкостных связей, усилителя и
телефона (фиг. 11-34). Для подключения жил четверки
.к зажимам измерителя емкостных связей служит специаль-
ное контактное устройство, состоящее из четырех металли-
ческих колец, вращающихся вместе с приемной катушкой
машины для скрутки четверок. Во время работы машины
к металлическим кольцам прижимаются четыре неподвиж-
ные графитовые или медные щетки, которые обеспечивают
постоянный электрический контакт между неподвижным
прибором и вращающимся объектом измерений.
§ 12-1}
Классификация машин общей скрутки
431
Глава двенадцатая
СКРУТКА КАБЕЛЬНОГО СЕРДЕЧНИКА
12-1. Классификация машин общей скрутки
Существуют два способа скрутки элементарных групп —
пар и четверок — в сердечник кабеля: способ повивиой
скрутки и способ пучковой скрутки. При первом способе
скрутки группы, образующие сердечник, располагаются кон-
центрическими повивами, причем направления скрутки со-
седних повивов взаимно противоположны. Скрутка всех по-
вивов может производиться одновременно.
При втором способе образования сердечника пары или
четверки сначала скручиваются в пучки, состоящие, как
правило, из 50 или 100 групп, затем пучки скручиваются
вместе, образуя сердечник. В этом случае процесс образова-
ния сердечника состоит из двух последовательных опера-
ций. Направления всех повивов как при скрутке групп в
пучки, так и при скрутке пучков в сердечник — одинаковы.
Способ повивиой скрутки сердечника применяется при
изготовлении всех типов кабелей местной и дальней связи.
Способ пучковой скрутки сердечника получает в последние
годы все более широкое распространение при изготовлении
многопарных городских телефонных кабелей. В этом случае
применение способа пучковой скрутки обеспечивает ряд
преимуществ по сравнению с повивиой скруткой как в про-
цессе производства кабелей, так и при их монтаже.
В зависимости от назначения машины общей скрутки
разделяются иа машины для повивиой скрутки сердечника
и машины для пучковой скрутки сердечника.
Различие в способах скрутки обусловливает принци-
пиальные конструктивные особенности машин обеих групп
(фиг. 12-1). Машины для повивиой скрутки характеризу-
ются совмещением отдающего и крутильного устройств и в
зависимости от конструктивного выполнения крутильной ча-
сти разделяются на дисковые и клетьевыё (фиг. 12-1,я и б).
Отличительным признаком машин для пучковой скрутки
является то, что их отдающее устройство неподвижно, а
крутильное устройство совмещено не с отдающим, а с тяго-
вым устройством. При этом в машинах для скрутки пар
или четверок в пучки крутильная часть выполнена в виде
легкой рамки с тяговыми роликами (фиг. 12-1,в), а в ма-
432
Скрутка кабельного сердсч-вика
[Гл. 12
шинах для скрутки пучков в сердечник крутильная часть
представляет собой массивную клеть (фиг. 12-1,г).
Таким образом, применительно к схеме, изображенной
на фиг. 12-1» различают четыре типа машин для скрутки
сердечников кабелей связи:
8) г)
Фиг. 12-1. Схема классификации машин для скрутки сердечника.
а — машина с вращающимся диском; б — машина с вращающейся клетью; в — ма-
шина с вращающейся рамкой; г — машина с тяговым устройством, вращающимся
вокруг оси скручиваемого изделия; 1—отдающая катушка; 2— крутильный
диск; 3—- крутильная клеть; 4 — крутильная рамка; 5—крутильная клеть с тяго-
ывм устройством и приемным барабаном; 6~бумнгообмотчпк; 7~ тяговое колесо;
В — тяговые ролики; 9—гусеничная тяга; 10—приемный барабан;
// — неподвижный калибр; 12—вращающаяся розетка.
а) с вращающимися дисками (одним или несколькими);
б) с вращающимися клетями (одной или несколькими);
в) с вращающейся рамкой;
г) с тяговым устройством, вращающимся вокруг оси
скручиваемого сердечника.
В машинах первых двух типов отдающие катушки уча-
ствуют одновременно в двух вращательных движениях:
вокруг собственной оси и вокруг оси скручиваемого сер-
дечника. В машинах для пучковой скрутки отдающие ка-
тушки (или барабаны) вращаются только вокруг собствен-
ной оси, благодаря чему на машинах этого типа обеспечи-
вается скрутка без закрутки.
§ 12-2] Устройство машин для повивиой окрутки 433
12-2. Устройство машин для повивиой скрутки
а) Крутильные маш-ины -с вращающимися
дисками
Крутильные машины с вращающимися дисками (диско-
вые) состоят из одного или нескольких установленных друг
за другом вращающихся в разные стороны дисков, несу-
Фиг. 12-2. Крутильный диск.
j — отдающие катушки; 2— стержни-оси для установки отдающих катушек;
S-~ колесо; 4 — направляющее кольцо; 5 — полая ось; б— распределительная ро-
зетка; 7 —опорная стойка; 8— приводной шкив или шестерня; 9— калибр;
10 — пряжеоб.мотчнк.
щих на себе отдающие катушки с парами или четверками.
После каждого диска располагается стойка с калибродер-
жателем и пряже- или бумагообмотчик. После последнего
(выходного) калибродержателя помещаются и пряжеоб-
мотчик и бумагообмотчик, а также тяговое колесо и прием-
ное устройство.
Крутильный диск (фиг. 12-2) представляет собой свар-
ное металлическое колесо диаметром 1,0-ь 1,8 м с полой
28 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерник и Д. Л. Шарля.
434 Скрутка кабельного сердечника [Гл. 12
осью. По окружности диска перпендикулярно к его плоско-
сти укреплены металлические стержни — оси, на которые
устанавливаются отдающие катушки.
При подобном расположении осей отдающих катушек
(параллельно оси машины) крутильные диски не могут быть
снабжены механизмами открутки, поэтому дисковые маши-
ны применяются только для скрутки кабелей местной свя-
зи, в частности городских телефонных кабелей. Полая ось
служит для пропускания центральной или уже скрученной
на предыдущих дисках части сердечника, на которую с дан-
ного диска производится наложение очередного повива.
В настоящее время наибольшее распространение полу-
чили машины с числом дисков два —четыре. Число метал-
лических стержней на крутильных дисках различно н зависит
от общего количества групп, иа скрутку которых рассчи-
тана та или иная машина. Для установки возможно боль-
шего количества отдающих катушек на диске без увеличе-
ния диаметра последнего металлические стержни равномер-
но распределяются по обеим сторонам диска. Так как при
правильной скрутке число пар в повивах неодинаково
и возрастает, от центра к периферии сердечника (по закону
«4-6), то и размеры дисков возрастают от первого к по-
следнему (если смотреть по направлению поступательного
движения скручиваемого сердечника). Вследствие этого ско-
рости вращения дисков, несущих иа себе различные массы
отдающих катушек с заготовкой, соответственно дифферен-
цированы. Так, например, число оборотов диска с 10-4-20
отдающими катушками доходит до 80-н 90 в минуту, в то
время как число оборотов дисков с 30-н 50 катушками не
должно превышать 40 -4-50 в минуту.
На заднем конце полой оси диска укрепляется привод-
ная шестерня или шкив. На переднем конце оси закреплена
распределительная розетка с отверстиями по окружности,
через которую все группы проходят к калибру (фиг. 12-3).
Розетка обеспечивает правильное распределение групп в
повиве. Металлический разрезной калибр цилиндрической
формы (фиг. 12-4), состоящий из двух половин с отвер-
стием в центре, со стороны входа имеет распушку, способ-
ствующую плавному постепенному обжатию скручиваемого
сердечника. Для увеличения срока службы калибров и во
избежание повреждения изоляции жил, проходящих через
калибр, его внутренняя поверхность хромируется.
§ 12-2] Устройство машин для пови-вной скрутки 435
Калибр закрепляется е калнбродержателе, помещенном
на отдельной стоике. Пряжеобмотчнки устанавливаются по-
сле каждого калибра и служат для скрепления повива спи-
ралью из хлопчатобумажной пряжн.
Фиг. 12-3. Распределительная розетка и калибр машины для
повивной скрутки городских телефонных кабелей.
Фиг. 12-4. Разъемный калибр машины
общей скрутки.
Пряжеобмотчнки — эксцентричные (фиг. 12-5), что дает
возможность менять бобину с пряжей, не разрезая сердеч-
ника. Бумагообмотчнк, служащий для ’ наложения поясной
изоляции, обычно бывает полутангенциального типа
(фиг. 12-6).
28*
436
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
Фиг. 12-5. Эксцентричный и ряже обмотчик машины общей скрутки.
Фиг. 12-6. Бумагообмотчнк для наложения поясной изоляции.
Кинематическая схема двухдисковой машины показана
на фиг. 12-7. От асинхронного электродвигателя при помощи
шестеренного редуктора вращение передается главному ва-
§ 12-2] Устройство машин для повивиой скрутки 437
лу машины. На главном валу укреплены шестерни или шки-
вы, служащие для передачи вращения дискам, пряжеобмот-
чикам и бумагообмотчику. Соседние диски вращаются во
взаимно противоположных направлениях. От тягового ко-
леса к приемному устройству движение передается либо
посредством цепей или ремней, либо при помощи вала с
муфтой скольжения.
Паспортные данные двухдисковой машины:
1. Число оборотов главного вала
пг е = 950 || — 325 об/мин.
2. Число оборотов диска I
"a. =^’l = 3256lg°,98 = 91 об/мии,
где 71 = 0,98 — коэффициент, учитывающий проскальзыва-
ние ремня относительно шкива.
3. Число оборотов диска II
яв11=325 ^ 0,98 = 80 об/мин.
4. Число оборотов пряжеобмотчиков
ппр = 325 0,98 = 308 об/мин.
5. Число оборотов бумагообмотчика
пб = 325 0,08 = 456 об/мин.
6. Число оборотов тягового колеса
пт. = 325 4 ’ Й = 7-74 об/МИН-
7. Линейная скорость
= -А"» = 3,14-0,8.7,7 4 =19,3 4 м1шн.
8. Шаг скрутки первого повива
I O P ijl P.BJ
Фиг. 12-7. Кинематическая схема двухдисковой машины для повнвной скрутки сердечников городских
телефонных кабелей.
Скрутка кабельного сердечника [Гл. 12
§ 12-2]
Устройство машин для повивной скрутки
439
Фиг. 12-8 Общий вид крутильного диска четырехдисковой машины
для повивной скрутки городских телефонных кабелей.
9. Шаг скрутки второго повива
00 19.3 4-1000
£J___Л __ °
«аи “ 80
= 241 4 4ЬИ-
10. Шаг обмотки пряжей
19,3-^.1000
. Б сп А
h«p------зоз---= 62 -&
11. Шаг обмотки бумагой
19,341000
Л« =-----------= 42-й- мм.
о 4Б6 В
Двухдисковые машины используются для скрутки в одни
проход 10, 20- и 30-парных сердечников. В последнем слу-
чае четыре отдающие катушки помешаются на неподвиж-
ной стойке; на .первом диске устанавливается 10, а на
втором 16 катушек (фиг, 12-7). Четыре центральные пары
не скручиваются между собой, а располагаются параллель-'
440
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
но. На трехдисковых машинах в один проход можно окру-
чивать до 50, а в два прохода—-до 100 пар. Распределе-
ние отдающих катушек по дискам при этом следующее:
1-й проход: 2 8 -}- 14;
2-й проход: 20 -Ь 26 + 32.
Четырехдисковые машины допускают скрутку кабелей
200X2 в два прохода.
Общин вид крутильного диска четырехдисковой машины
показан на фиг. 12-8.
Технические характеристики дисковых машин приведены
в табл. 12-1.
Таблица 12-1
Технические характеристики дисковых машин общей скруткн
Наименование показателя Размер- ность Величина для машины с числом ДИСКОВ
2 3 4
Максимальное число стержней на диске . . 16 32 48
Максимальное число пар в скручиваемом сердечнике . ... 30 100 * 200*
Число оборотов дисков Об мин 804-90 50-60 404-50
Линейная скорость . . м,мин 9.64-38,6 6,1—26.2 0,3-5-34,5
Шаги скрутки повивов мм 1004-480 1004-650 1254-800
Число оборотов пряже- обмотчиков .... об мни 270-5-310 270-5-310 270-е-ЗЮ
Шаг повива пряжей . . мм 304-125 204-85 204-120
Число оборотов бумаго- обмотчика .... об/мин 450 250-4-500 2654-500
Шаг обмотки бумагой JW.11 20-85 304-100 12-5-130
Размеры отдающих ка- тушек 280 X 85 X 255
Мощность электродви- гателя кет 3 8 12
Габариты машины . . . м 12,5X1,0Х 16.0X2,0 У 19,5X2,15х
• Скрутка производится за два прохода Х2.0 Х2.0 X2.I5
К достоинствам дисковых машин следует отнести их
быстроходность и возможность одновременной установки
нескольких отдающих катушек на каждом стержне, за счет
чего может быть расширен ассортимент выпускаемых
кабелей,- • -
§ 12-2] Устройство машин для повивиой скрутки 441
б) Крутильные машины с вращающейся
клетью
Крутильная часть клетьевых машин состоит из одной
шли нескольких установленных одна за другой крутильных
клетей, внутри которых расположены отдающие катушки
(фиг. 12-9).
Фиг. 12-9. Общий вид крутильной клети машины для повинной
скрутки кабелей дальней связи.
Крутильную «клеть образуют два — четыре металлических
колеса (диска), сидящих на длинной полой оси и стянутых
между собой болтами. По окружности колес расположены
подшипники для осей,рамок, в которые устанавливаются
отдающие катушки (фиг. 12-10). В пространстве между
каждой парой колес (в так называемой секции клети) раз-
мещается до шести —- восьми таких рамок с отдающими ка-
тушками. Передняя цапфа каждой рамки—полая; сквозь
нее проходит заготовка. Задняя цапфа рамки удлинена; на
ней закрепляется кулачок или шестерня, являющиеся со-
ставной частью механизма открутки. При вращении клети
каждое колесо катится по двум опорным роликам, В'.^меж-
442
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
ных секциях клети рамки с отдающими катушками распо-
лагаются обычно в шахматном порядке. Полая ось клети
вращается в подшипнике, имеющем отверстия для прохода
пар или четверок, сошедших с предыдущей клети (при син-
хронной работе нескольких клетей).
Для регулирования натяжения отдельных групп при их
скрутке в сердечник и предупреждения раскручивания от-
7 2 а)
Фиг. 12-10. Рамка клетьевой крутильной машины.
а — вид сверху; б — вид спереди; / — рамка; 2 — отдающая
катушка; 3—запорное устройство; 4— полая передняя цапфа;
5 — удлиненная задняя цапфа; 6—кулачок: 7 —тормозной
шкив; в —тормозная лента: 9—пружина: Ю— натяжная
гайка.
дающих катушек при остановках машины применяется фрик-
ционный, чаще всего ленточный тормоз (фиг. 12-10).
Клетьевые крутильные машины бывают как с механиз-
мом открутки, так и без него. Механизм открутки выпол-
няется преимущественно в виде эксцентрикового кольца.
Для скрутки симметричных и коаксиальных кабелей даль-
ней связи применяются только клетьевые машины, допу-
скающие скрутку с откруткой. Из машин этого типа наи-
большее распространение получили одноклетьевая маши-
на, вмещающая шесть отдающих катушек, и двухклетьевые
§ 12-2] Устройство машин для повивной скрутки
443
машины, допускающие установку 6-4-12, 12+18 или
12 + 24 катушек. По той же причине, что и в дисковых ма-
шинах, размеры клетей, входящих в состав одной машины,
и, следовательно, скорости их вращения (а также направ-
ления вращения) различны. Для более эффективного исполь-
зования двухклетъевых машин привод их устроен таким
образом, что при необходимости обеспечивается синхронное
вращение обеих клетей в одну сторону. Благодаря этому
в образовании одного повива могут одновременно участво-
вать все заготовки (четверки) с обеих клетей. Так, напри-
мер, на машине 6—]—12 в этом случае можно скрутить за два
прохода 37-четверочный сердечник. За первый проход окру-
чивается 1 + 6 + 12 = L9 четверок; за второй проход допол-
нительно накладывается один повив йлз 18 четверок.
На машине 12 + 24 можно скручивать сердечники с чи-
слом элементарных групп до 127. Последовательность об-
разования сердечника при этом следующая (табл. 12-2).
Таблица 12-2
Схема устаноаки отдающих катушек в двухклетьевой машине
при скрутке сердечника 127x4
Поряд- ковый но ер прохода Количество четверок, накладываемых: Число одновре- менно наклады- ваемых повнвов Направления вращения обеих клетей
с I клети со П клети одновре- менно с I и II клетей
1-Й 1 *-{-6 12 2 Разные
2-й — 18 —• 1 —
3-й 24 — 1 —
4-й 6 или 12 24 или 18 30 1 Одинаковые
5-й 12 24 36 1 -
• Одна катушка устанавливается на неподвижной отдающей стойке -Перед
клетью -
В приведенном примере можно сократить число прохо-
дов скручиваемого сердечника через двухклетьевую машину'
с пяти до четырех. Это достигается при условии скрутки
заготовки из 1 + 6 четверок на одноклетьевой машине. Тог-
да за первый проход и а двухклетьевой машине на сердеч-
ник будут наложены два повива из 12+18 четверок,-а да-
лее — согласно табл. 12-2.
444
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
При синхронном вращении обеих клетей в одном направ-
лении четверки с отдающих катушек, расположенных в пер-
вой клети, проходят мимо своей розетки и пропускаются
через розетку второй клети вместе с четверками, имеющи-
мися в этой клети.
Машины с числом клетей более двух для скрутки сер-
дечников кабелей дальней связи отечественной промышлен-
ностью не применяются, так как согласно ГОСТ 5008-49
максимальное число четверок в этих кабелях составляет
114.
Схема двухклетьевой машины 12 + 24 показана на
фиг. 12-11. Технические характеристики этой машины при-
ведены в табл. 12-3.
Таблица 12-3
Техническая характеристика двухклетьевой машины 12+24
Наименование показателя Размер- ность Величина
Число отдающих катушек, устанавливае- мых в I и П клетях . . Максимальное число элементов, из кото- — 12 и 24
рых скручивается сердечник ...... — 127*
Число оборотов малой клети об/мин 45^-105
Число оборотов большой клети ..... 40ч-85
Линейная скорость . м мин 104-Ю0
Шагн скрутки повивов мм 1004-1 500
Размеры отдающих катушек . 600X260X390
Размеры приемных барабанов (Г^Х^Х^) 1 800X1 100X1000
Мощность электродвигателя кет И
Габариты машины м 32X3,3X3,1
• Скрутка производится за пять проходов-
Наиболее распространенным типом клетьевых крутиль-
ных машин, работающих без открутки, являются жестко-
рамные машины (фиг. 12-12). Жесткорамйые клетьевые ма-
шины служат для скрутки сердечников многопарных город-
ских телефонных кабелей. Применение обычных дисковых
машин для этой цели нецелесообразно по следующей при-
чине. При скрутке сердечника 1 000- или 1 200-парного ка-
беля- во внешнем п'овиве должно быть расположено не ме-
нее 1-00 пар. Разместить 100-?-ПО -отдающих-катушек по
§ 12-2]
Устройство машин для повивной скрутки
445
окружности диска можно лишь
при условии увеличения диа-
метра последнего до 5 -н 6 м,
что значительно усложнит как
саму конструкцию, так и об-
служивание машины.
Жесткорамную машину пра-
вильнее всего считать промежу-
точным типом между клетье-
выми и дисковыми. -По «прин-
ципу расположения осей от-
дающих катушек (параллель-
но оси скручиваемого сердеч-
ника) и условию осуществле-
ния скрутки (без открутки)
жесткорамная машина -анало-
гична дисковой. По существу
каждая клеть жесткО|рамной
машины представляет собой
несколько дисков, сидящих на
одной оси. Из машин жестко-
рамного типа наибольшее рас-
пространение получили 8- -и
10-клетьевые машины, позво-
ляющие за один проход скру-
чивать 300- и 400чпар(Ные кабе-
ли. На машине с восьмью кле-
тями кабель, состоящий из
1 200 пар, скручивается в три
прохода, а на машине с де-
сятью клетями такой кабель
скручивается в два «прохода.
Кинематическая схема 8-
клетьевой машины показана на
фиг. 12-13.
Из клетьевых машин жест-
корамного типа «необходимо
отметить оригинальную Миши-
ну, состоящую из двух самостоятельных независимых поло-
вин (фиг. 12-14). Каждая половина этой крутильной маши-
ны, «состоящая из четырех (или пяти) последовательно рас-
положенных крутильных «клетей и соответствующего числа
446
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. !2
калибродержателей и пряжеобмотч'иков, имеет собственное
тяговое колесо и прионное устройство, е также бумагооб-
мотчнк. Таким образом, каждая «половина машины может
эксплуатироваться самостоятельно. Прин необходимости
скручивать сердечники большой парности обе машины соеди-
няются последовательно путем жесткого сочленения -их
Фиг. 12-12. Клетьевая машина жесткорампого типа для скрутки
сердечников городских телефонных кабелей.
валов прн помощи .муфты. Крутильные клети таких машин
могут работать синхронно, и таким образом -на этой сдвоен-
ной машине можно скручивать сердечники с числом пар во
внешнем повиве, равным суммарному количеству отдаю-
щих катушек, устанавливаемых во всех восьми клетях -вмес-
те взятых (до 176 пар).
12-3. Устройство машин для пучковой скрутки
а) Машины для скрутки пар в пучки
Для скрутки пар в пучки применяются крутильные ма-
шины с вращающейся рамкой. Известны два конструктив-
ных варианта машин с вращающейся рамкой:
§ 12-3]
Устройство Машда для пучковой скрутки
447
1) машины, у которых рамка вращается вокруг отдаю-
щего устройства;
2) машины, у которых рамка вращается вокруг прием-
ного 'барабана.
Машины обоих типов состоят из неподвижного отдаю-
щего устройства для катушек с парой, вращающейся рамки,
обмотчика для пряжи, калибров, тягового приспособления,
и приемного устройства с раскладчиком.
Машина для скрутки пучков с рамкой,
вращающейся вокруг отдающего устрой-
ства, схематически изображенная иа фиг. 12-15, состоит
из опорных стоек 1, поддерживающих каркас машины, по-
лых валов 2, вращающейся рамки 3, выполненной в виде
полой трубы, отдающего устройства 4, распределительной
розетки 5, калибра 6, пряжеобмотчика 7, тягового устрой-
ства, представляющего собой систему роликов. 8, приемного
устройства с раскладчиком 9, вертикальным приемным ба-
рабаном 10 и приводом 11.
Неподвижный каркас отдающего устройства вмещает
либо 50, либо 100 отдающих катушек (с запасными — 51
или 101) и укрепляется иа двух поддерживающих стойках
при помощи полых валов. Вокруг неподвижного каркаса
вращается крутильная рамка, представляющая собой трубу,
внутри которой проходят пары, сошедшие с отдающих ка-
тушек. Осью вращения крутильной рамки служат полые
валы, жестко скрепленные с неподвижным каркасом ма-
шины.
Тяговым устройством служит несколько -вращающихся
роликов, укрепленных на крутильной рамке и вместе с ней
совершающих вращательное движение вокруг отдающего
устройства. Вращение тяговых рол-иков вокруг собственной
оси обеспечивает поступательное движение скручиваемого
пучка через машину к приемному барабану.
Раскладчик приемного устройства (фиг. 12-16) представ-
ляет собой горизонтальную рамку, движующуюся по -верти-
кальной стойке.
Приемное устройство рассчитано на применение бара-
банов с вертикальной .осью (фиг. 12-15 -и 12-16). Барабан
укреплен на неподвижной трех- или четырехколесной те-
лежке и вращается вокруг вертикальной неподвижной оси
тележки. Размер барабана 1 000 X 1 250 мм.
448
Скрутка кабельного сердечника
(Гл. 12
Фиг. 12-13. Кинематическая схема восьмиклетьевой жесткорамной
Тележка с приемным барабаном подкатывается к кру-
тильной машине, положение барабана фиксируется при по-
мощи передвижного шпинделя. Привод приемного бараба-
на осуществляется двояким образом: либо путем поднятия
шестерни, расположенной под тележкой и ее сцепления с
механизмом, расположенным на тележке и передающим
вращение барабану, либо путем опускания на барабан спе-
циальной крышки, снабженной редуктором и электродвига-
телем, приводящим барабан в движение. Во время работы
машины вращается только приемный барабан; тележка на-
ходится в неподвижном состоянии.
Линейная скорость машины составляет 80--90 м}мин.
Машина для скруткн пучков с рамкой,
вращающейся вокруг приемного барабана
(фиг. 12-17), состоит из неподвижного отдающего устрой-
ства 1, распределительной розетки 2, неподвижного калиб-
ра 3, пряжеобмотчика 4 с магазином запасных бобин, тя-
гового устройства 5, -приемного устройства с вертикальным
барабаном 6, полой рамки 7, вращающейся вокруг прием-
ного барабана, опорных стоек 8.
Отдающее устройство 'прсдставЛ/яет собой три не-
подвижных каркаса, на каждом «з которых может разме-
щаться до 34 отдающих катушек с парой. Таким обраоом,
общее количество отдающих катушек может доходить до
102. Катушки устанавливаются в горизонтальном положе-
нии в два ряда по ширине каждого каркаса.
Каждая отдающая катушка с парой насаживается на
§ 12-3] Устройство машим для пучковой скрутки 449
машины для скруткн сердечников городских телефонных кабелей.
удлиненный вал электродвигателя постоянного тока, рабо-
тающего синхронно с крутильной рамкой машины. Двига-
тель осуществляет принудительное вращение отдающей
катушки, облегчает разматывание пары с катушки и ее
протягивание через машину и обеспечивает постоянство и
равномерность натяжения всех пар.
Под каждой катушкой с парой располагается устрой-
ство в виде рычага с роликом на конце, регулирующее на-
тяжение пары, сходящей с катушки. Рычаг соединен с регу-
лятором числа оборотов электродвигателя таким образом,
что при увеличении натяжения пары скорость последнего
возрастает, а при уменьшении натяжения — снижается’.
Параллельный пучок пар, проходя через систему* направ-
ляющих роликов, поступает в распределительную розетку
(фиг. 12-18), неподвижный калибр и далее через • крутиль-
ную рамку к приемному устройству.
Крутильная рамка (фиг. 12-17) состоит нз трех частей:
А, Б и В. Части А и В служат для крепления рамки в под-
шипниках, устанавливаемых на неподвижных стойках, и
подвески платформы с приемным устройством, а также
крепления тягового устройства, состоящего из системы вра-
щающихся роликов.
Часть рамки Б представляет собой трубу, соединяющую
части А и В. Внутри этой трубы проходит скручиваемый
пучок.
Приемное устройство машины подобно приемному уст-
ройству машины первого типа с той только разницей, что
29 И. И. Гроднев, Р. М. Лакерннк в Д. Л. Шарле.
Sj
Фиг. 12-14. Восьмиклетьевая машина жесткорамного типа, состоящая из двух самостоятельных
четырехклетьевых машин.
« — первая половина машины; б—вторая половина машины; а—машина в соединенном положении; 1 — отдающее
устройство; 2 —клеть; 3 — отдающие катушки; 4~ калибр; S — лряжеобмотчик; б—бумагообмотчик; 7 — тяговое
колесо; В—приемное устройство; 9 — муфта сцепления коренных валов.
Скрутка кабельного сердечника [Гл. 12
§ 12-31
Устройство машин для пучковой скрутки
4.51
Фиг. 12-15. Схема машины для скрутки пар в пучки с крутильной
рамкой, вращающейся вокруг отдающего устройства. Стрелкой
показано -направление движения скручиваемого-пучка.
Фиг. 12-16. Раскладчик приемного устройства для
барабанов с вертикальной осью.
тележка с вертикальным приемным барабаном находится
на подвесной платформе, вокруг которой вращается кру-
тильная рамка. Привод приемного барабана, вращающегося
29*
452
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
только вокруг собственной оси, осуществляется двояким
путем: либо прм то-мощи электродвигателя, либо при помо-
щи планетарной передачи.
Линейная скорость скрутки достигает 150 ч-180 м/лшн.
Так как отдающее устройство в обоих вариантах машин не-
подвижно, то отдающие катушки с парой вращаются лишь
вокруг собственной оси и не совершают вращательного дви-
жения вокруг оси скручиваемого пучка; поэтому7 на маши-
нах с вращающейся рамкой обеспечивается скрутка пучков
без закрутки отдельных пар.
Особенностью машин с вращающейся рамкой является
обеспечение так называемой двойной скрутки. Под двойной
скруткой понимается такая, при которой за каждый оборот
вращающейся рамки пары скручиваются между собой дваж-
ды: при входе заготовки во вращающуюся рамку и при вы-
ходе пучка из нее. Следует отметить, что двойная скрутка
получается не только благодаря наличию в составе маши-
ны крутильной рамки, но также и потому, что при движе-
нии скручиваемого пучка внутри рамки дважды происхо-
дит сложение поступательного и вращательного движений.
Первая скрутка происходит в пространстве -между непо-
§ 12-3]
Устройство йашин для пучковой скрутки
453
движиой розеткой и входом во вращающуюся рамку; -вторая
скрутка происходит на участке между выходом нз вращаю-
щейся рамки и неподвижным калибром.
Следует иметь в виду, что в процессе скрутки пучок ме-
няет начальное направление своего поступательного движе-
ния на обратное. Если бы пары в процессе прохождения
Фиг. 12-18. Распределительная розетка машины для скрутки пар в
пучки с отдающим устройством, расположенным вне машины.
/ — неподвижная розетка; 5 — держатель розетки; 3— калибр; 4~ направляющие
ролики; S — скручиваемые пары
через полую рамку ие меняли направления своего поступа-
тельного движения, то по выходе из вращающейся рамки
происходила бы не подкрутка их, а, наоборот, раскрутка,
в результате которой пучок раскручивался .бы ровно на-
столько, насколько ои скручивался при входе в рамку, и
в итоге скрутка пучка ие имела бы места.
б) Машины для скрутки пучков в сердечник
Для общей скрутки 50- и 100-парных пучков в кабель-
ный сердечник предназначены крутильные машины с тяго-
вым устройством, вращающимся вокруг оси скручиваемого
сердечника, т. е. машины, в которых крутильная часть сов-
мещена не с отдающим, а с тяговым и приемным устрой-
ствами,
454
Скрутка кабельного сердечника
(Гл. 12
Машина, схематически показанная иа фиг. 12-19, со-
стоит (Из неподвижного отдающего устройства /, распреде-
лительной розетки 2, неподвижного калибра 3, бумагооб-
мотчика 4, тягового 5 и приемного 6 устройств, помещен-
ных в двух самостоятельно вращающихся или спаренных
клетях 7.
Отдельные пучки, сходящие с отдающих барабанов,
проходят через массивную неподвижную распределительную
розетку и калибр, после чего обматываются двумя лентами
кабельной бумаги. Место наложения поясной изоляции на-
ходится непосредственно перед входом кабеля в тяговое
устройство. Обмотанный бумагой сердечник поступает на
Фмг. 12-19. Схема машины для общей скрутки пучков в сердечник.
тяговое устройство, вращающееся вокруг оси скрутки, -и да-
лее на приемный барабан, также вращающийся вокруг этой
оси. Вращение клети, в которой расположено приемное уст-
ройство, происходит с той же скоростью (синхронно) и в
том же направлении, что и вращение клети с тяговым уст-
ройством.
Скрутка пучков в сердечник происходит на участке меж-
ду неподвижным калибром и -вращающимся вокруг оси
сердечника тяговым устройством.
Отдающее устройство представляет собой рельсовый
путь, на котором в два ряда устанавливаются вертикаль-
ные отдающие барабаны с пучками. Для регулирования
натяжения пучков, из которых скручивается сердечник, под
каждым отдающим барабаном располагается приспособле-
ние для торможения. На фиг. 12-20 показан вид (со сторо-
ны отдающего устройства) машины для общей скрутки пуч-
ков в сердечник.
Тяговое устройство выполняется в двух конструктивных
вариантах: в виде тягового колеса (в машинах более ран-
него изготовления) или в виде гусеничной тяги (в более
§ 12-3]
Устройство машин для пучковой скрутки
455
современных машинах). Как первый, так и второй (см.
фиг. 12-19) конструктивные варианты выполнения тягового
устройства должны обеспечивать не только линейное про-
движение пучков-заготовок, но и их вращение вокруг оси
скрутки.
Привод как тягового колеса, так и гусеничной тяги осу-
ществляется посредством
планетарной передачи. Для
обеспечения плавной и бес-
шумной работы машины
применяются приводные ше-
стерни с шевронным зубом.
Приемное устройство в
зависимости от конструкции
приемного барабана также
выполняется в двух конст-
руктивных вариантах. В ма-
шинах более раннего изго-
товления приемное устрой-
ство представляло собой
вращающуюся клеть, внутри
которой устанавливался ба-
рабан с • горизонтальной
осью. Во время работы ма-
шины барабан вместе с
клетью вращался вокруг
оси сердечника. Вращение
барабана вокруг собствен-
ной оси производилось ли-
бо при помощи -планетарной
передачи, либо посредством
мещеппого в клети. Внутри
Фиг. 12-20. Машина для скрутки
пучков в сердечник.
электродвигателя, также по-
клсти барабан устанавли-
вался на специальном рельсовом пути, используемом
для загрузки и разгрузки приемного устройства. Перед
приемным устройством на одном уровне с внутриклетьевым
рельсовым путем располагалась специальная площадка, с
которой барабаны снимались при помощи мостовых кранов.
В машинах более позднего изготовления применяются
приемные барабаны с вертикальной осью, устанавливаемые
на передвижной тележке. Размер приемного барабана
1 000 X 1 250 мм. Тележка с барабаном закатывается
внутрь вращающейся клети и закрепляется в ней.
456
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
12-4. Технология скрутки сердечников
а) Технология повив иой скрутки
Для обеспечения необходимой гибкости и механической
устойчивости кабеля смежные повивы сердечника наклады-
ваются во взаимнопротивоположных направлениях.
При этом следует иметь в виду, что при изготовлении
высокочастотных кабелей «направление скрутки повива
должно быть противоположно направлению скрутки отдель-
ных -четверок, образующих этот «повив. Кратность шапа
скрутки повива зависит, во-первых, от типа кабеля м, во-
вторых, от местоположения данного повива в сердечнике.
Кратность шага скрутки внешних повивов сердечников низ-
кочастотных -кабелей дальней связи (марок ТЗГ, ТДСГ и
т. и.) не должна превышать 20-ь 25, в высокочастотных
симметричных кабелей (МКБ, МКС Б и т. д.) — 15-?-18.
Для коаксиальных комбинированных кабелей (КМКГ-2,
КМКБ-4) значения кратности лежат в пределах 20-ь 25.
При изготовлении городских телефонных кабелей («марок
ТГ, ТБ и т. п.) допускается кратность шага скрутки внеш-
няя поливов -порядка 30-ь 35; кратность шага скрутки 'внут-
ренних поливов в этом случае может достигать 40ч-45.
Меньшие кратности шагов скрутки внешних повивов по
срав.*р-нию с внутренними обусловлены тем, что устойчи-
вость формы сердечника определяется -в основном структу-
рой-его внешнего повива. При (наложении, например, наруж-
ных повчвов сердечника кабеля 300 X 2 X 0,5 мм, имеющих
диаметр около 25 мм, шаг скруткн составляет 0.75-ь 1,0 м.
При скрутке сердечников кабелей дальней связи распре-
деление о/лородных элементарных групп (четверок) по по-
вивам должно строго соответствовать закону правильной
скрутки п Ч 6. При изготовлении городских телефонных ка-
белей допускается отклонение от закона правильной скрут-
кн на + 1 с той целью, чтобы общее число групп (пар),
составляющих сердечник, было кратно 10 или 100
(табл. 12-4).
Для уменьшения взаимных влияний между цепями ша-
ги скрутки соседних в повиве групп должны быть взаимно
согласованы; Для городских телефонных кабелей и низко-
частотных кабелей дальней связи достаточным является че-
редование значений шага скрутки соседних в повнве групц
Таблица 12-4
Распределение пар по повивам при скрутке сердечников городских телефонных кабелей
Центр
5
10
'20
30
50
80
100
150
’200
300
400
Б00
600
700
800
900
1 000
1200
1
1
I
2
2
3
3
4
4
5
5
6
0
2
1
4
4
4
2
4
4
3
1
3
5
1
6
6
6
4
5
8
6
10
10
10
8
10
10
9
7
9
11
6
12
12
12
10
Расчетное число пар по пониеам
2 3 4 5 6 7 6 9 10 11 12 13 14 5 16 17 18 19
13
16
15 21
16 22 28
14 20 26 31
16 22 28 33 38
16 22 28 ,,34 40 47
15 21 27 33 39 45 52 58
13 19 25 31 37 43 48 54 60 64
15 21 27 33 39 45 51 57 62 67 74
17 23 29 35 40 46 52 58 64 69 74 80
12 17 23 29 35 41 47 53 59 65 70 76 82 88
18 24 30 36 42 48 54 59 65 70 76 82 88 94
18 24 30 36 42 48 54 59 65 70 76 82 88 94 101
17 23 29 35 41 47 53 59 65 71 77 82 88 94 100 106
16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 87 93 99 105 109 1 1
§ 12-4] Технология скрутки сердечников
458
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
/fi и Hz («например, 80 и 95 — ® случае парной скрутки или
150 и 180—-«в случае звездной-четверочной скрутки).
Проведенные на заводе «Москабель» опыты, показали,
что за счет согласования шагов скрутки соседних пар пере-
ходное затухание между цепями в городских телефонных
кабелях при тональной частоте может быть увеличено и а
0,8-s- 1,0 неп. Во избежание неправильного расположения
катушек с парами на отдающих устройствах машин общей
скрутки применяются катушки, имеющие отличительные
метки. На катушки с меткой первого рода принимаются па-
ры, скрученные на парокрутильных машинах с одним ша-
гом (Я1), а на катушки второго рода — пары, скрученные
с другим шагом (Hz). При таком порядке работы на паро-
крутильиых машинах во время заправки отдающих уст-
ройств машин для скрутки сердечников по соседству распо-
лагаются катушки с различными метками.
Вместо нанесения меток на катушки для облегчения рас-
познавания пар с различными шагами скрутки можно ком-
плектовать пары из жил разного цвета, например пары с
шагом Hi скручивать из белых и красных жил, а пары с
шагом Н2 — из белых н синих жил. В четверках каждому
шагу скрутки присвоен определенный цвет повивиой хлоп-
чатобумажной нити. Некоторые зарубежные кабельные за-
воды применяют различные шаги скрутки групп не только
внутри одного повива, но и различные шаги скрутки групп,
расположенье в смежных повивах. При этом в централь-
ном и четных повивах чередуются группы с шагами скрут-
ки Hi и HZt а в повивах нечетных 'Номеров чередуются
группы с шагами скрутки Н3 и =£Н2 =£НЯ =£Н4).
Соответствующим образом подобраны системы расцветки.
Т-ак, на пример, в «итальянских городских телефонных
кабелях -парной скрутки в центральном и четных повивах
чередуются пары, составленные из зеленой .и красной и зе-
леной и синей жил. В соседних -парах нечетных повивов
изоляция жил окрашена в белый (натуральный) и красный,
белый «и синий цвета. В звездных четверках разговорные
пары образуются из жил красного и белого (I пара) и си-
него и зеленого (П пара) цветов. Цвета хлопчатобумажной
пряжи, (которой повиты четверки, чередуются в следующей
последовательности: на смежных четверках в -нечетных
повивах — зеленый ;и синий, на смежных четверках © чет-
ных повивах — красный и белый,
§ 12-4]
Технология скрутки сердечников
459
нения между четверками кабеля
4X4X1,2 мм на коэффициент связи Кр
/ — кабель скручен без заполнения; 2—
кабель с заполнением в виде сигнальных
жил; 3— кабель с заполнением в виде
комбинированного корделя из стирофлекса.
На степени взаимных влияний между цепями высоко-
частотных кабелей сказываются как абсолютная величина,
так и равенство натяжений скручиваемых четверок. Регули-
рование натяжения четверок производится при помощи
фрикционных тормозов, установленных .на отдающих .катуш-
ках. Величина натяжения
каждой четверки периоди-
чески проверяется при по-
мощи динамометров. Оп-
тимальное значение натя-
жения четверок лежит в
пределах 0,8 н- 1,2 кг.
Стабильность электри-
ческих характеристик ка-
беля дальней связи может
быть увеличена путем ог-
раничения возможного пе-
ремещения четверок во
время изгибов кабеля.
Последнее может быть
достигнуто путем введе-
ния в конструкцию кабеля
специального заполнения,
располагаемого между
звездными четверками.
Таким заполнением может
служить комбинированный
кордель. В качестве запол-
нения целесообразно при-
менять одиночные изоли-
рованные жилы (так на-
зываемые сигнальные жи-
лы), -которые могут быть использованы для служебной связи
и цепей телеконтроля и телеуправления необслуживаемыми
усилительными -пунктами. Результаты экспериментального
исследования целесообразности введения заполнения между
четверками кабелей дальней связи приведены на фиг. 12-21.
Порядок построения графиков на этой фигуре принят таким
же, как *на фиг. 11-29. Из анализа полученных данных вид-
но, что введение заполнения -между четверками повышает
механическую устойчивость кабельного сердечника и умень-
шает тем самым -влияния между разговорными цепями.
460 Скрутка кабельного сердечника [Гл. 12
В связи с тем, что сигнальные жилы предназначены для
передачи сигналов низкой частоты, отдающие катушки,
на которых намотаны эти. жилы, могут 'вращаться без
открутки.
Для облегчения условий монтажа в каждом повиве сер-
дечника городского телефонного кабеля должна быть одна,
так называемая контрольная па*ра, имеющая расцветку, от-
личную ют .расцветок всех других пар данного повива. На-
пример, если основные пары повива скручены из белых м
красных жил, то контрольная пара может быть скручена
из синей и белой или синей и (Красной жил.
В каждом (повиве сердечника кабеля дальней связи
должно быть (ПО две рядом лежащие четверки с отличитель-
ной расцветкой. Одна «з «них называется контрольной, дру-
гая— счет-ной, так как показывает направление отсчета
групп, начиная с контрольной (по часовой стрелке или про-
тив нее).
Диаметр калибра, устанавливаемого после каждого
диска нлн клети, выбирается несколько меньшим (на 1 -ь
2 мм), чем диаметр повива, который желательно получить.
Последнее объясняется тем, что сердечники большинства
типов кабелей связи представляют упругую конструкцию,
которая после выхода из калибра несколько увеличивает
свой диаметр.
Для удобства отделения повивов при монтаже кабеля
каждый повнв сердечника обматывается по открытой спира-
ли нитью хлопчатобумажной пряжи. Шаг налож-ния нити
зависит от диаметра повива и лежит в пределах 40-ь 120 мм.
При скрутке двухповивных сердечников низкочастотных
комбинированных кабелей (марки ТДСГ) -и высокочастот-
ных симметричных и коаксиальных кабелей (например,
МКБ и КМКБ-4) каждый повив обматывается тремя-че-
тырьмя слоями кабельной бумаги К-12.
Скрученный сердечник городских телефонных кабелей
обматывается с зазором или положительным перекрытием
двумя лентами телефонной или кабельной бумаги (КТ-0,5
или К-12). Эта обмотка предназначена для скрепления сер-
дечника и его механической защиты; кроме того, она спо-
собствует повышению электрической прочности кабеля.
На окрученный сердечник кабеля дальней связи накла-
дывается с перекрытием 15-ь 20% поясная изоляция из
§ 12-4]
Технология скрутки сердечников
461
трех-четырех лент кабельной бумаги. В кабелях с кордель-
но-стирофлексной и полиэтиленовой изоляцией -слой бумаги
поверх скрученного сердечника, кроме своего основного
назначения, служит также в качестве теплового барьера,
защищающего изоляцию от перегрева в процессе наложе-
ния горячей свинцовой «или другой оболочки.
Для обеспечения ста-
бильности электрических
характеристик кабелей и
создания возможности -из-
мерения емкостной асим-
метрии иа землю целей
неосвиыцованного сердеч-
ника поверх поясной изо-
ляции сердечника целесо-
образно накладывать
электростатически й экр ан
из металлизированной бу-
маги (металлизированной
стороной наружу). Введе-
ние в конструкцию кабе-
ля такого экрана приво-
дит к снижению коэффи-
циентов емкостных связен
и емкостной -асимметрии
на землю (особенно Кэ-з
и £1-2), что подтверж-
дается экспериментальны-
ми] данными (фиг. 12-22).
При скрутке сердечни-
ков кабелей, предназна-
ченных для связи по одио-
кабельной системе, меж-
ду повивами кабеля дол-
Фиг. 12-22. Влияние электростати-
ческого экрана на величину
коэффициентов связи JCg-S-
/ — кабель не имеет экрана; 2 — кабель
с экраном.
жен быть про-ложен четырехслойиый разделительный экран,
состоящий из двух медных лент, меаду которыми распо-
ложены две стальные ленты.
На некоторых заводах в тех случаях, когда скрученный
сердечник кабеля дальней связи характеризуется повышен-
ными (против нормы) значениями коэффициентов емкост-
ных связей, для их снижения прибегают .к так .называемому
симметрированию цепей кабеля.
462 Скрутка кабельного сердечишка [Гл.-12
Операцию симметрирования производят до или после
сушки кабеля и во -всяком случае до его освинцевания. С
этой целью сердечник кабеля разматывается на две равные
части. Б середине строительной длины находится четверка,
подлежащая симметрированию; ее жилы разрезаются, пере-
крещиваются между собой, спаиваются, а -изоляция тща-
тельно заделывается.
В зависимости от х-арактера изменения коэффициентов
связи и емкостной асимметрии производится один м-з сле-
дующих вариантов скрещивания:
а) скрещиваются жилы только первой разговорной пары
четверки;
б) скрещиваются жилы только -второй разговорной пары
четверки;
в) скрещиваются жилы в обоих разговорных ларах чет-
верки.
Если ни один из этих наиболее простых способов скре-
щивания жил не обеспечивает требуемого снижения коэф-
фициентов связи, то приходится прибегать к более слож-
ным схемам скрещивания, а именно скрещиванию между
собой обоих разговорных лар четверки.
Так, например, красная и желтая жилы первой пары
соединяются с синей и зеленой жилами второй пары. При
этом возможно также сочетание с любым из трех перечис-
ленных выше вариантов простого- скрещивания.
Пайка проволоки в месте 'перекрещивания производится
встык серебряным припоем с применением в качестве вос-
становителя буры. Место пайки обматывается сплошной
спиралью из тонкой медной луженой проволоки и облужи-
вается. Результаты симметрирования проверяются непосред-
ственно после скрещивания, до операции пайки. В таблицу
заносятся значения коэффициентов связей Къ Къ и К3 и
асимметрии в] и е%, измеренные до я после симметриро-
вания.
•Необходимо отметить, что 'Проведение скрещивания в се-
редине строительной длины предполагает равномерное рас-
пределение асимметрии по длине сердечника. Фактически
это не всегда имеет место, и скрещивание жил в таких слу-
чаях следует производить не в середине длины, а в некото-
рой другой точке, местоположение которой определяется
опытным путем.
§ 12-4]
Технология скруткн сердечников
463
Монтаж отсимметри-рованного кабеля сложнее, так как
•вследствие проведенного окрещивания нарушается порядок
расцветки жил. Поэтому к операции симметрирования сле-
дует прибегать только в исключительных случаях.
б) Технология пучковой скрутки
Табл. 12-5 иллюстрирует различие основных характер-
ных особенностей обоих способов образования сердечника
кабеля: путем повпвной и путем пучковой скрутки.
Как видно из сопоставления данных табл. 12-5, харак-
терные отличия технологии пучковой скрутки от технологии
повивной скрутки заключаются главным образом в сле-
дующем:
1) одинаковом направлении скрутки всех повивов от-
дельных пучков и повивов сердечника;
2) большей, примерно в 1,5 раза, кратности шагов
скрутки.
Благодаря этому достигается:
Во-первых, нежесткая конфигурация отдельных пучков,
которые при-общей скрутке легко деформируются таким
образом, что скрученный сердечник независимо от количест-
ва пучков принимает оптимальную форму, а (именно форму
круга с практически 100-процентным заполнением сечения;
при этом форма, принимаемая отдельными пучками, зави-
сит как от общего их количества, так и от того, в каком
повиве расположен данный пучок (фиг. 12-23).
Во-вторых, повышение линейной скорости и, следова-
тельно, производительности крутильного оборудования.
В-третьих, возможность использования как для скрутки
отдельных пучков, так и для общей скрутки сердечников
специализированного высокоскоростного оборудования, ха-
рактеризующегося отсутствием тяжелых вращающихся масс.
При установлении технологического режима скрутки, в
частности системы комплектации пучков в сердечник кабе-
ля, следует иметь в виду, что распределение пучков по по-
вивам сердечника не подчиняется закону правильной одно-
родной скрутки, т. е. закону «4-6. Выше было сказано, что
в случае пучковой скрутки отдельные пучки не сохраняют
круглой формы, а деформируются, обеспечивая за счет
своей деформации уплотнение сердечника в целом. Вслед-
ствие этого и а смену закону я-|-6 приходит закон «-}-4.
Распределение 50- и 100-царных пучков по повивам сердеч-
Таблица 12-5
Сравнение основных отличительных особенностей технологии^ повивной и пучковой скрутки
многопарных телефонных кабелей
‘О и.И. Гроднев, Р. М. Лакерннк, Д. Л. Шарле
Пучковая скрутка сердечников
Обобщенная ха ракте ристина Повивная скрутка сердечников Скрутка элементарных групп (пар, четверок) в пучки Скрутка пучков в сердечник
Способ скрутки Концентрическими повивами | Концентрическими повивами Концентрическими повивами
Закон распределе- ния по новисам Распределение элементарных групп по повивам подчиняется закону правильной скрутки, так называемому закону п + 6, согласно которому в каждом последующем повиве распо- лагается на шесть групп больше, чем в предыдущем: "к 1 - "к + с- гле л— число групп (пар, четверок) в повиве; к — порядковый номер повива. начиная с центрального. Примеры: 2 |-8 КМ4-25 1-32-102; <Н-1 (]-]-! 6-39 и т, п. Распределение лучков по по- вявам происходит в соответ- ствии с законом л-Hi т- ®- ° каждом последующем повиве размещается на четыре пучка больше, чем в предыдущем: (Vw+I ~ Мк 4-4, где N — число пучков в повиве; к — порядковый номер по- вива, начиная с цент- ра льного - Примеры: I t-5; 3-|-7; 24-64-10
Направление скрут- ки (повивов) Каждый последующий повив скручивается п направлении, противоположном направле- нию скрутки предыдущего повива. Таким образом, на- правления скрутки смежных повивов взаи но противопо- ложны Все повивы скручиваются в одном направлении, причем на- правления скрутки каждого на пучков, составляющих сер- дечник, и сердечника в целом совпадают
Шаги скрутки Шаги скрутки соседних по- внвов различны Шаги скрутки всех повивов как в пучке Нп, так и в сердеч- нике Нс одинаковы, причем Hlt Нс
Кратность шага Порядка 40-5-45 диаметров по скрутке для внутренних по- внвов и 30-5-35 диаметров для внешнего повива Порядка 50-5-60 Порядка 4G-5-5O
скрутки по отношению к внешнему диаметру по скрутке
Цель принятой системы скрутки Одновременное повышение гибкости и устойчивости кои струкцни; обеспечение по возможности нед сформируе- мся круглой формы скручен- ного сердечника. Стремление к наименьшей жесткости н устойчивости и. ’ следовательно, максимально возможной деформируемости отдельных лучков с тем, чтобы при общей их скрутке сеп- дечник кабеля легко принял в свое поперечном сечении наиболее оптимальную форму, а, именно форму круга. От- дельные пучки принимают при этом различную (по повивая) форму, зависящую от общего количества пучков в кабеле
Способ разделения поливов Путем обмотки каждого по- вива нитью хлопчатобумаж- ной пряжи, накладываемой в виде открытой спирали с от- носительно большим шагом (порядка 40-5-120) мм При скрутке пучков и серле быстроходном оборудовании чников на специализированном разделение повивов отсутствует
Условия монтажа кабелей Облегчается разделение смеж- ных повнвов и тем самым убыстряется нахождение тре- буемой элементарно"! группы (пары, четверок) Усложняется операция раз- делки отдельных пучков, так как пропс, олит частичное смещение групп из о ного повива в другой, что влечет за собой возникнорение оши- бок при сращивании Упрощается разделение сер- дечника на части, содержа- щие числа групп (пар, четве- рок), кратные 50 иди (ЭП, т. е. облегчается операция разве- дения магистрального кабеля по распределительным шкафам
Максимальное число повивов 19—в кабеле 1 200x2 4~в 59-парком пучке 6—в J 03-парном пучке 2—в кабеле 1 200X2 3—в кабеле 2 400X2
Машины для скрутки Многоклетьеные (6-5-10- клетьевые) машины (скрутка • в два-три прохода) Специальные быстро'*ол- ныс с вращзю-цейся рамкой или 3-5-5-дисковые машины (скрутка в один проход) Специальные бесклстьевые иля клетьевые ( -и 2-клетье- вые) машины (скрутка в один проход)
Скрутка кабельного -сердечника [Гл. 12 § 1*-4]_____________________________ Технология скрутки сердечников
466
Скрутка кабельного •сердечника
[ Гл. 12
киков кабелей различной парности в соответствии с зако-
ном пучковой скрутки иллюстрируют табл. 12-6 -и 12-7.
Основные технологические параметры пучковой скрутки
указаны в табл. 12-5. Что касается -определения диаметров
обжимных калибров, устанавливаемых на крутильных ма-
шинах, то при скрутке элементарных групп в пучки диа-метр
пучка (а, следовательно, -и калибра) вычисляется по обыч-
Фиг. 22-23. Поп мерные схемы образования сердечников набелен пуч-
ковой скрутки, состоящих из 50-парных пучков. Цифры обозначают
количество пар в пучке, буквы характеризуют цвета изоляции жил
в парах данного пучка:
Б — белый; К— красный; С — синий; 3 — зеленый.
ным формулам, применяемым для расчета повивиой скрут-
ки. Для случая же скрутки пучков в сердечник на основа-
нии анализа конструктивных размеров различных кабелей
пучковой скрутки установлена возможность определения
диаметра сердечника по скрутке (следовательно, диаметра
обжимного калибра) в зависимости от общего количества
образующих сердечник пучков по следующей эмпирической
формуле:
(12-1)
§ 12-4]
Технология скрутки сердечников
467
где Dc — диаметр сердечника по скрутке;
DnK— Диаметр скрученного пучка;
д/—общее количество пучков, составляющих сер-
дечник;
О = j/Д/—коэффициент скрутки пучков в сердечник („коэф-
фициент пучковой скрутки")-
Формула (12-1) подтверждает сделанное ранее предпо-
ложение о ЮО-процентиом заполнении сечения сердечника
пучковой скрутки.
Таблица 12-6
Система образования сердечника из 50-париых пучков
Количество пар в кабеле Число пар в пучках 'Структура сердечника
номи- нальное факти- ческое Общее число пучков Расположение пучков
1-й ПОВИВ Il-ft повив
150 151 50, 50, 51 3 3
200 202 50, 50, 51, 51 4 4 ——
300 303 50, 50, 50, 51, 51, 51 6 1 5
400 404 50; 50, 50, 50, 51, 51, 51, 51 8 2 6
500 505 50, 50, 50, 50, 50 51, 51, 51, 51, 51 10 3 7
600 605 50, 50, 50, 50, 50, 50 51, 51, 51, 51, 51, 51 12 4 8
Таблица 12-7
Система образования сердечника из 100-парных пучков
Количество пар в кабеле Число пар в пучках Структура сердечника
номинальное фактиче- ское Общее число пучков Расположение пучков
1-й повив il-й повив II 1-Й попив
400 404 101 4 4
600 606 101 6 1 5 —
800 808 101 8 2 6 —
1 000 I 010 101 10 3 7 —-
1200 1212 101 12 4 8 —
1500 1515 101 15 1 5 9
1 800 1 818 101 18 2 6 10
2 100 2 121 101 21 3 7 11
2 400 . 2 424 101 24 4 8 12
30*
468
Скрутка кабельного‘сердечника
[Гл. 12
в) Преимущества пучковой скрутки
сердечников перед повивной
Применение пучковой скрутки обеспечивает следующие
преимущества как в части монтажа, так и в отношении
условий производства многопарных городских телефонных
кабелей:
1. Значительно упрощается операция ответвления частей
магистрального кабеля к распределительным шкафам н,
следовательно, ускоряется монтаж разветвительных -муфт
(«перчаток»). При прокладке многопарного кабеля подоб-
ные операции выполняются по нескольку раз. При разветв-
лений кабелей повивной скрутки приходится отсчитывать
числа пар, кратные 100; в случае же кабелей пучковой
скрутки операция отсчета пар упраздняется, так как от
сердечника сразу отделяется один или несколько 50- или
100-парных пучков (в зависимости от емкости распредели-
тельного шкафа).
2. Благодаря ускорению монта-жа муфт разделанные
концы кабелей остаются незащищенными от влаги в течение
меньшего промежутка времени, чем при разделке кабелей
повивной скрутки; тем самым уменьшается вероятность
увлажнения гигроскопичной бумагомассной или воздушно-
бумажной изоляции.
3. Кабели пучковой скрутки по сравнению с кабелями
повивной скрутки обладают значительно меньшей эллип-
тичностью, что обусловливает лучшее использование сече-
ния кабельных трубопроводов.
4. Появляется возможность использования как для
скрутки пар в пучки, так и для скруткн пучков в кабель
специализированного высокоскоростного оборудования с
производительностью, в 5 -ьб раз более высокой, чем про-
изводительность обычных клетьевых и дисковых машин,
применяемых при повинной окрутке сердечников кабелей
местной связи.
5. Благодаря стабильности технологического процесса
скрутки пучков (скручиваются пучки только двух типов:
50- или 100-парные) достигается большее удобство обслу-
живания машин- и наряду с этим улучшается качество и з-
делий. Пучки можно изготовлять всегда одной длины,
производя разрезку на требуемые строительные длины при
общей скрутке пучков в сердечник кабеля.
S 12-4]
Технология скрутки сердечников
469
6. Конструкция специализированного оборудования обес-
печивает упрощение ручной операции смены отдающих ка-
тушек или барабанов с заготовкой (парами, пучками.), так
как последние не требуется закреплять в машине, а доста-
точно установить на неподвижном отдающем устройстве,
что можно даже выполнить предварительно, в то время,
когда машина работает.
Подобное усовершенствование конструкции обусловли-
вает существенное увеличение коэффициента машинного
времени оборудования за. счет сокращения общей длитель-
ности необходимых остановок.
Кроме того, заправка машины для скрутки пучков в сер-
дечник существенно упрощается благодаря тому, что отпа-
дает необходимость в установке и протаскивании через ма-
шину большого количества отдельных -заготовок-пар, что
отнимает много времени.
7. Вследствие того, что масса отдающих катушек при
скрутке пар в пучки не участвует во вращательном движе-
нии крутильной части, как это имеет место в дисковых или
клетьевых крутильных машинах, уменьшается (по сравне-
нию с повивиой скруткой) вероятность обрывов отдельных
проволок при столь высоких линейных скоростях; послед-
нее обстоятельство особенно существенно в случае исполь-
зования для токопроводящих жил проволоки диаметром
0,4 мм с целью увеличения числа разговорных пар в кабеле.
8. Появление машин для пучковой скрутки, имеющих
легкие вращающиеся рамки -вместо тяжелых я громоздких
клетей, рам или дисков, позволило приступить к изготов-
лению кабелей с ж-иламм, диаметром 0,4 мм, за счет чего
была достигнута значительная экономия материалов. Умень-
шение диаметра токопроводящих жил сопровождалось уве-
личением числа пар в кабеле без увеличения его размеров.
Так, кабели 1 200X2X0,64, 1 500X2X0,5 и 2 100Х
X 2 X 0,41 мм имеют по скрутке одинаковый диаметр, рав-
ный 66 мм.
9. Применение специализированных машин для пучко-
вой скрутки с приемными барабанами вертикального типа,
установленными и а передвижной тележке, значительно
упростило транспортировку полуфабрикатов по цеху и сде-
лало -ненужным применение для этой цели мостовых кранов.
10. Процесс изготовления заготовок-пучков приобретает
серийный характер. -Благодаря этому, во-первых, облегчает-
470
Скрутка кабельного сердечника
[Гл. 12
ся планирование работы отделения и повышается загрузка
машин, производящих только однотипные 50- или ЮО-шар-
•ные пучки, мз которых по мере необходимости комплекту-
ются сердечники различной парности, во-вторых, создаются
предпосылки для внедрения поточной или тюлупоточной
организации -производства, что особенно важно при проек-
тировании новых кабельных -заводов.
Испытания опытных строительных длин кабелей пучко-
вой скрутки, проведенные иа заводе «Москабель», показа-
ли, что разница между максимальным и 'минимальным зна-
чениями сопротивления токопроводящих жил в кабеле пуч-
ковой скрутки примерно на 30-г-33% меньше, чем в кабеле
повивной ©крутки.
Максимальный разброс значений сопротивления токо-
проводящих жил внутри пучков и новиков составил в кабе-
лях пучковой ©крутки 7,5-н8,5% против 10,0-5-11,0% в
кабелях повивной скрутки; средняя для всего кабеля вели-
чина равнялась 6,7-=-6,8% при пучковой скрутке и 7,9 -5-
>8,0% при повивной скрутке. Как емкости отдельных жил,
так и рабочие емкости в кабелях лучковой и повивной
скрутки, имеющих одинаковые размеры, находятся в сред-
нем на одном уровне, но при этом кабель пучковой скрутки
отличается более равномерным распределением отдельных
значений (фиг. 12-24).
Основным преимуществом кабелей пучковой скрутки по
сравнению с кабелями повивной окрутки ® части электриче-
ских характеристик является значительно большая -равно-
мерность последних -как в пределах отдельных пучков (срав-
нительно с отдельными повивами), так и в целом для всех
разговорных пар кабеля.
Перечисленные достоинства обеспечили повсеместное
внедрение в зарубежной кабельной промышленности спосо-
ба пучковой скрут-ки сердечников многопарных городских
телефонных кабелей.
Так, ведущая американская фирма по производству
кабелей связи Вестерн Электрик при изготовлении всех го-
родских телефонных кабелей с диаметрами токопроводящих
жил 0,4; 0,51 и 0,64 мм, начиная со 150 пар и выше, приме-
няет только пучковую скрутку. При этом максимальное
число пар в кабелях с диаметром токопроводящих жил
0,5 мм составляет 1 500, а в кабелях с диаметром токопро-
водящих жил 0,4 мм достигает 2 100.
§ 12-4]
Технология скрутки сердечников
471
Фиг. 12-24. Распределе-
ние средних значений
электрической емкости
по пучкам и повивам
150-парных кабелей пуч-
ковой и повивной скрут-
ки. (Нанесены средние
значения емкостей для
данного пучка или по-
вива.)
f —емкость отдельной жилы
в кабеле пучковой скрутки;
2— емкость отдельной жилы
в кабеле повивной скрутки;
3—рабочая емкость разговор-
ной пары в кабеле пучковой
скрутки; 4—рабочая емко-
сть разговорной пары в ка-
беле повинной скрутки.
Повивы
Кабели с токс-проводящими жилами диаметром 0,64 лш
скручиваются из 50-;парных пучков, а при. скрутке кабелей
с токопроводящими жилами меньших диаметров применяют-
ся как 50->пар;ные пучки (в кабелях с числом пар до 300),
так и преимущественно 100-париые пучки (в кабелях
с числом пар от 400 и выше).
Основная японская кабельная компания Фуджикуря
сердечники всех городских телефонных кабелей с числом
•пар от 400 до 2 400 изготовляет только способом пучковой
скрутки, применяя пучки, состоящие ив 100 пар или 50 чет-
верок. _
Английская фирма Пирелли -наряду с повивной окружой
применяет пучковую скрутку -сердечников городских теле-
фонных кабелей, -причем кабели, имеющие диаметр токо-
проводящих жил 0,4 лш, выпускаются о числом пар до 1 800.
472
Особенности сушки
Начиная с 1953—1954 гг., на западно-германских заво-
дах также внедряется пучковая скрутка многопарных теле-
фонных кабелей взамен повивной.
Приведенное сопоставление свидетельствует о целесооб-
разности применения способа пучковой скрутки вместо по-
вивной скрутки для образования сердечников многопарных
городских телефонных кабелей.
Заключение
ОСОБЕННОСТИ СУШКИ И НАЛОЖЕНИЯ
ЗАЩИТНЫХ ПОКРОВОВ
Процессы сушки и наложения на кабели защитных по-
кровов в 1известаой мере являются общими для всего ка-
бельного производства и подробно описаны в существующей
литературе по кабельной технике. Ниже приводятся особен-
нсстга сушки и наложения влагозащитных оболочек на ка-
бели связи.
Скрученный кабельный сердечник поступает в сушиль-
ное отделение, где ом подвергается сушке. Цель сушки
состоит в удалении из изоляции влаги, за счет чего повы-
шаются ее электрические свойства.
Изоляция кабелей связи, изготовляемая из гигроскопич-
ных волокнистых материалов, содержит 6 -s-8% влаги. Та-
ким образом, сушка является обязательным этапом в изго-
товлении кабелей связи с волокнистой изоляцией. Однако
н в тех случаях, когда изоляция 'Изготовлена из негигроско-
пичных пластических масс (стирофлексного корделя и лен-
ты, полиэтиленовых шайб), благодаря удалению влаги,
адсорбированной на поверхности изоляции, можно значи-
тельно улучшить ее электрические характеристики.
Сущность процесса сушки состоит в нагреве кабеля с
целью испарения влаги, содержащейся в толще изоляции
или сконденсировавшейся на ее поверхности, и принуди-
тельном удалении испарившейся влаги из пространства,
окружающего кабель. Цикл сушки распадается на период
нагрева, во время которого получаемое кабелем тепло рас-
ходуется главным образом на повышение его температуры,
и период собственно сушки, при котором тепло, сообщаемое
кабелю, расходуется главным образом на испарение влаги,
содержащейся в изоляции. Цикл сушки включает в себя
Особенности сушки
473
также время, необходимое на загрузку <и выгрузку кабелей
из сушильных устройств.
Для сокращения времени сушки процесс ведется не при
нормальном атмосферном давлении, а при вакууме. С этой
целью сушильные устройства делаются герметичными и в
период сушки из них удаляется основная масса воздуха
с таким расчетом, чтобы его остаточное давление ие превы-
шало 10 ч-20 мм рт. ст.
Нагрев кабелей может осуществляться либо за счет
теплопередачи от стенок сушильного котла, либо путем про-
пускания -по жилам кабеля постоянного электрического
тока. Целесообразно сочетать оба способа нагрева, так как
в этом случае процесс протекает быстрее и все участки
кабеля -нагреваются более равномерно.
В качестве теплоносителя, обогревающего стенки котла,
может использоваться пар «или минеральное масло- В тех
случаях, когда температура стенок вакуум-аппарата не
должна превышать 70н-80° С, в качестве теплоносителя
может использоваться горячая вода. Иногда обогрев стенок
котла производится при помощи электрических нагрева-
телей.
Нагре-в кабелей путем про-пускания по их жилам посто-
янного тока весьма эффективен, так как позволяет значи-
тельно ускорить этот процесс. Длительность нагрева кабе-
лей зависит от плотности электрического тока, пропускае-
мого по жилам. При нагреве кабелей связи, изоляция кото-
рых имеет воздушные каналы, способствующие удалению
паров воды, возможно применять ток плотностью до 6 -s-
7 а!мм?. В этом случае время нагрева кабелей с волокнис-
той -изоляцией до температуры 120-е-130° С составляет все-
го 30-5-40 мин. (При пропускании по жилам кабеля тока
плотностью 1ч-2 о/лш2 время нагрева составлят 3-5-6 час.)
Длительность -периода сушки изоляции нагретого кабеля
зависит от ряда факторов: температуры и величины оста-
точного давления в котле, типа, -изоляции, длины кабеля на
барабане и плотности его намотки, равномерности распреде-
ления температуры по всему сечению кабеля на барабане
и др. В среднем длительность периода сушки кабелей с
воздушно-бумажной и кордельно-бумажной изоляцией со-
ставляет 1 -г-6 час. При сушке кабелей, содержащих эле-
менты со стирофле1коной и полиэтиленовой изоляцией, вслед-
ствие недопустимости нагрева кабеля свыше 65-5-75° С
474
Особенности сушки
из-за опасности перегрева нетеплостойкой изоляции период
сушки значительно удлиняется и может достигать 24 ч~
36 час.
Контроль процесса сушки следует осуществлять путем
наблюдения за изменением электрических характеристик
изоляции. В этом отношении значительный интерес пред-
ставляют .проведенные НИИ кабельной промышленности
работы по автоматизации контроля и управления режимами
нагрева и сушки изоляции кабелей связи.
Хранить высушенный кабель в котле до .начала следую-
щей технологической операции нецелесообразно. Для повы-
шения пропускной способности сушильных котлов высушен-
ный кабель следует вынимать из котла и помещать в так
называемую «камеру ожидания», в которой должна под-
держиваться незначительная влажность н температура
около 30-н40°С.
Широкие перспективы :по дальнейшему усовершенствова-
нию режимов сушки кабелей связи открывает .нагрев тока-
ми (высокой частоты или путем инфракрасного облучения.
Высушенный кабельный сердечник должен быть защищен
от возможности увлажнения как в процессе дальнейшего
производства кабеля, так и при его эксплуатации. Для этой
цели «а сердечник накладываются влагозащитные оболоч-
ки. Для предохранения последних от механических, химиче-
ских и других воздействий поверх влагозащитных оболочек
на -кабели накладываются наружные защитные покровы
или, как гик принято называть, бронепокро-вы.
Исключение составляют кабели в голой свинцовой обо-
лочке (например, ТГ, ТЗГ), -которые не -имеют защитных
броншозфовов и прокладываются в блоках.
Влагозащитные кабельные оболочки, -называемые боль-
шей частью просто оболочками, в зависимости от материа-
ла, из которого -они изготовлены, разделяются та три основ-
ные группы: металлические оболочки (свинцовые, -алюми-
ниевые), металлочпластмаосовые (например, .из алюминия
и -полиэтилена и т. п.) и пластмассовые (пол1И1хлор!виннло-
вые, полиэтиленовые и др.).
Оболочки первой и третьей групп являются однородны-
ми, оболочки второй группы относятся к числу комбиниро-
ванных.
До настоящего времени основным типом оболочек город-
ских телефонных кабелей и кабелей дальней связи продол-
Особенности с-ушкн
475
жает оставаться свинцовая оболочка, (накладываемая на
кабель методом опреосования, который основам на том, что
свинец при давлении в несколысо тысяч атмосфер и темпе-
ратуре порядка 110-е-130°С становится пластичным и его
можно выдавливать через кольцевые зазоры.
Основным, повсеместно распространенным типом свин-
цовых прессов являются гидравлические прессы прерывного
действия, преимущественно’ вертикальные -как наиболее
совершенные. Одна.ко в 'последние годы в производство
кабелей связи все шире внедряются горизонтальные прямо-
точные червячные прессы {непрерывного действия.
Основное отличие технологии освинцевания кабелей
связи от технологии освинцевания силовых кабелей связано
с тем, что оболочки силовых кабелей изготовляются в боль-
шинстве случаев из чистого свинца, в то время как для
оболочек кабелей связи обязательно применяется легиро-
ванный свинец, т. е. свинец, содержащий упрочняющие при-
садки.
Механические свойства свинцовых оболочек, в частности
нх внбростойкость, зависят главным образом от структуры
оболочки di степени ее изменения под воздействием внеш-
них условий. Мелкозернистая структура свинца в этом
отношении благоприятнее крупнозернистой. Смысл добав-
ления к свинцу упрочняющих присадок состоит в том, что
присутствие этих металлов в сплаве обеспечивает устойчи-
вую (мелкозернистую структуру кабельной оболочки. Бла-
годаря этому присадка, например, 1% сурьмы повышает
разрывную прочность свинца в 2,5, а его вибростойкость —
в 2 раза. Одновременно «в 2 раза уменьшается степень
ползучести свинцового сплава по сравнению с чисты-м
свинцом.
Необходимость упрочнения свинцовых оболочек кабелей
связи вызвана тем, что сердечник кабеля, скрученный *из
жил с воздушно-бумажной или подобной ей изоляцией, не
является устойчивой опорой для оболочки, которая вслед-
ствие этого работает в более тяжелых условиях (особенно
в отношении вибрационных нагрузок). Под действием ви-
брации может возникнуть быстрый рост кристаллов свинца
(рекристаллизация), приводящий к .растрескиванию обо-
лочки.
В качестве упрочняющей присадки -к свинцу при изго-
товлении оболочек кабелей связи -наиболее широко приме-
476
Особенности сушки
няется сурьма. Количество добавляемой сурьмы в практике
разных стран различно, но не превышает 1,0-н 1,1%. ГОСТ
на отечественные кабели связи предусматривают -присадку
сурьмы в пределах 0,4-н 0,8 %.
Весьма перспективной является замена свинцовых
кабельных оболочек алюминиевыми. Алюминий в 4 с лиш-
ним раза легче свинца и обладает более высокими -механи-
ческими характеристиками. Однако процесс выпрессовыва-
ния алюминиевой кабельной оболочки сложнее, чем свинцо-
вой, так как при этом требуются значительно большие уси-
лия прессования и более высокие температуры в плавильной
ванне, р-абочем цилиндре, головке пресса. Во избежание об-
горания изоляции, подвергающейся длительному воздей-
ствию столь высокой температуры в периоды остановок
пресса, связанных с очередной загрузкой рабочего цилиндра
алюминием, строительные длины кабелей приходится под-
бирать, исходя из условия ©прессования полной строитель-
ной длины кабеля из алюминия одной загрузки (т. е. за
один рабочий ход штока).
В последнее время большое внимание уделяется замене
свинцовых кабельных оболочек пластмассовыми. Преиму-
щества пластмассовых оболочек по сравнению со свинцо-
выми заключаются в их меньшем весе, коррозионной стой-
кости в агрессивных средах, высокой электрической
импульсной прочности, возможности более эффективного
«использования сечения трубопроводов, так как благодаря
гладкой поверхности кабели в пластмассовой оболочке лег-
че затягиваются в блоки и -извлекаются из инх.
В условиях вибрации пластмассовая оболочка превос-
ходит свинцовую, так как вибростойкость пластических масс
значительно выше вибростойкости, не только чистого свинца,
н«о и свинцовых сплавов.
Наибольшее распространение получили, оболочки из
полиэтилена.
Следует отметать высокую гибкость кабелей в полиэти-
леновой оболочке, благодаря чему возможно создание кабе-
лей для многократного использования, приобретающих
существенное значение при ремонте воздушных и кабель-
ных линий, временной замене поврежденных участков кабе-
ля и других подобных случаях.
Однако кабельная оболочка, изготовленная только из
пластмассы, не может удовлетворить всем требованиям,
Особенности сушки
477
предъявляемым к оболочкам кабелей с гигроскопичной
(воздушно-бумажной и т. п.) (изоляцией 1И, в -первую оче-
редь, полностью предохранить изоляцию от проникновения
влаги.
Через пластмассовую оболочку с течением времени про-
диффундирует некоторое количество водяных паров, попа-
дание которых в гигроскопичную изоляцию резко ухудшит
ее электрические свойства. Поэтому в качестве заменителя
свинцовой оболочки кабелей с гигроскопичной изоляцией
пластмассы целесообразно применять в сочетании с ме-
таллом.
В процессе решения проблемы полной или частичной
замены свинца как материала для влагозащитной оболочки
•кабелей с гигроскопичной изоляцией были разработаны и
внедрены три типа комбинированных металло-пластмассо-
вых оболочек. Обязательной составной частью оболочки
каждого типа является шланг из полиэтилена. Эти три ти-
па оболочек известны под названиями «алпэт», «сталпэт» и
«лепэт», образованными сочетанием слов, характеризующих
составные части оболочки.
Оболочка «алпэт» состоит риз гофрированной алюминие-
вой ленты*толщиной 0,2 мм и полиэтиленового шланга и
обеспечивает хорошую защиту от механических поврежде-
ний и коррозии, а также надежно экранирует кабель от
индуктивных влияний 1И ударов (молний; ее сопротивление
усталости выше, чем у свинцовой оболочки, а вес меньше,
что позволяет изготовлять кабель большими строительными
длинами.
Существенным недостатшм оболочки «алпэт» является
усложнение и, следовательно, удорожание операции сращи-
вания кабелей. Последнее объясняется тем, что свинцовые
муфты, которые легко припаиваются -к свинцовой оболочке
кабелей, могут быть соединены с оболочкой «алпэт» только
при использовании дополнительных термопластичных клея-
щих материалов и наличии специальных приспособлений.
В 1951 г. для устранения двух основных недостатков
оболочки «алпэт» — 'недостаточной влагостойкости и слож-
ности сращивания — последняя была усовершенствована и
преобразована в оболочку «сталпэт».
Оболочка «сталпэт» является трехслойной и состоит из
двух гофрированных металлических леит: алюминиевой тол-
478
Литература
иданой О,SO мм и стальной толщиной 0,13 мм, по-верх кото-
рых наложен полиэтиленовый шланг.
Оболочка типа «лепэт» в основном предназначена для
защиты кабелей дальней связи от повреждений при ударах
молний. Особое значение этот -вопрос приобретает при про-
кладке кабелей в -районах с (большой грозовой .интенсив-
ностью.
В отлнчне от оболочек типов «алпэт» и «сталпэт», у ко-
торых полиэтиленовый шланг является наружной частью,
а одна нли две гофрированные металлические ленты —
внутренней частью, в оболочке «лепэт» относительное рас-
положение слоев металла и полиэтилена обратное. Скру-
ченный и обмотанный поясной изоляцией сердечник кабеля
покрыт оболочкой из .полиэтилена толщиной 1,9 мм, поверх
которой на кабель накладывается свинцовая оболочка.
Между слоями полиэтилена и свинца располагается клей-
кая термопластичная масса.
После наложении на -кабельный сердечник влагозащит-
ной оболочки он поступает в броннровочиое отделение, где
на него накладываются наружные защитные покровы. Про-
цесс «наложения этих покровов hi оборудование броииробоч-
ного отделения не отличаются от применяемых при произ-
водстве других кабельных изделий и достаточно подробно
освещены в литературе по кабельной технике.
Готовый кабель передается на -испытательную станцию,
где проходит проверку конструктивных размеров и электри-
ческих характеристик и после герметизации концов влаго-
защитной оболочки упаковывается и передается -закаечику.
литература к I ЧАСТИ
1. П. К. Акульшвн, И. А. Кощеев, К- Е. Кульбацкий,
Теория связи то проводам, Связьиздат, 1940.
2. Н. А. Баевм А. П. Удалов, Лекции ио теории цепей с со-
средоточенными элементами, Связьиздат, 1955.
3. С. М. Брагин, Электрический кабель, Госэнергоиздат, 1955.
4. Н. И. Белоруссов н И. И. Гроднев, Радиочастотные ка-
бели, Госэнергоиздат, 1952.
5. И. И. Гроднев н Б. Ф. Миллер, Кабели связи, Госэнерго-
издат, 1950.
6. И. И. Гроднев и В. В. Соколов. Коаксиальные кабели,
Связьиздат, 1954.
7. Г. В. Добровольский, Системы дальней телефонной связи,
Академия наук СССР, 1948.
Литература
479
8. К. П. Егоре в, Особенности проектирования систем дальней
высокочастотной связи по кабелям, Связьиздат, 1949.
9. Л. А. Жекулин, Распространение электрических сигналов по
коаксиальному кабелю, «Известия АН», 1941, № 3.
10. Ю. В. Костыков, Техника связи, Военнздат, 1953.
II. И. А. Кощеев, Теория связи по проводам, Свизьиздат, 1953.
12. В. Н. Кулешов, Теория кабелей связи, Связьиздат, 1950.
13. В. Н. Кулешов, В. 3. Малышев, В. О. Шварцман,
Электрические измерения междуго-родных кабелей связи, Связьиздат,
1953.
14. Н. Д. Курбатов, Кабельные линии связи, ВКАС, 4948.
15 В. 3. Малышев н А. Н. Гу меля, Электрические характе-
ристики воздушных in кабельных линий связи, Связьиздат, 1952.
16 Основные нормы и рекомендации МККФ, Дальняя связь,
Связьиздат, 1948.
17. Н. Е. Плешков п А. М. 3 и н г е р е.н к о, Техника дальней
связи, Воен из дат, 1952.
18. С. Рамо -и Д. Уиинери, Поля и волны в современной ра-
днотехв икс, ГИТТЛ, 1950.
19. Руководство по симметрированию кабелей связи, Связьиздат,
1952.
20. В. В. Соколов, Исследование неоднородностей коаксиаль-
ного кабеля в установившемся режиме, «Бюллетень ЦНИИС МС»,
1950, № 1.
21. Справочник по электрической изоляции, Госэнергоиздат, 1948.
22. Д. Л. Шарле, О «приближенных формулах расчета вторич-
ных параметров передачи кабелей связи, «Труды НИИ кабельной
промышленности», вып. 1, Госэнергоиздат, >1956.
23. А. Ф. Шенгер, Расчет конструкций кабелей, проводов и
шнуров, Госэнергоиздат, 1950.
. ЛИТЕРАТУРА КО II ЧАСТИ
1. Т. М. А л ексе«нко-Сербии, Производство проводов -и кабе-
лей, Госиздат, 1930.
2. К- А. А«н д р н-а и о -в, С. А. Я мая о в, Органические диэлектри-
ки н их -применение «в промышленности средств связи, Госэнергоиздат,
1949.
3. Н. А. Баранов, Д. С. Добровольский, Технология бу-
мажного производства, Гослесбумиздат, 1953.
4. Н. И. Б е л о р у с с о в» В. Н. К р а с о т к и н, Силовые кабели,
Госэнергоиздат, 1955.
5. Н. Н. Богоявленский, Технология бумаги, ч. I, -Госбум-
нздат, 1946.
6. В. А. Вишневский, Производство кордельиых кабелей,
Ленинград, 1940.
7. А. С. Г у р е в‘и ч, А. М. Розенбаум, Некоторые техноло-
гические причины -понижения электрической -прочности коаксиального
магистрального -кабеля и возможности их устранения, «Ииформацмн
онно-теянический сборник -МЭН», 1956, № 5 (89).
8. Е. Ф. К л и б а и о в, Д. А. Те р-М к р т ч а -я, Процесс «изолиро-
вания бумажной массой телефонных кабелей для городских сетей,
«За кабельную технику», 1034, № 4 (21).
480
Литература
9. Р. М. Л а к е р и и к, Производство кабелей дальней связи со
старофлексной изоляцией, «Информацпонно-техническ1ий сборник МЭП»,
1947, № 1.
10. Р. М. Лакер ник, Экономия материалов в производстве ка-
белей связи. Сборник «Экономия материалов и электроэнергии на за-
воде «Моокабель», Госэнергоиздат, 1954.
11. Р. М. Л а ас ер мт к, Д. Л. Шарле, Полиэтилен в качестве
материала для кабельных оболочек, «Электричество», 1955, № 9.
12. Р. М. Л а кер ник. Исследование симметричных кабелей даль-
ней связи со стнрофлексной изоляцией в диапазоне частот до 260 кгц,
Диссертация, 1955.
13. Р. М. Лаке-рнмк, Д.Л.Шарле, Коаксиальные -магистраль-
ные кабели, «Вестник электропромышленности», 1956, № 8.
14. В. Д. Лебедев, Телефонные кабели, Энергоиздат, 1933.
15. В. Д. Лебедев, Силовые кабеля, ОНТИ Н1\ТП, 1936.
16. А. В. Линков, Производство силовых кабелей с .бумажной
изоляцией до 10 ке, Госэнергоиздат, 1952.
17. IT. М. Л .я гало®, А. -М. Розенбаум, Автомат для двусто-
ронней насадки шайб на внутренний про-вод коаксиального магистраль-
ного кабеля, «Информационно-технический сборник МЭП», 1956.
№ 4 (88).
18. В. Я. Н:иасо л -а е-в, М А. Локтев, Н. Д. Вы-шкин, Теле-
фонные кабели и их изготовление, Энергоиздат, 1934.
19. Г. М. Нодсльмая, Коаксиальные кабели, «За кабельную
технику», 1939, № 6.
20. М. Ю. Пошерстя и к, Н. Г. Турки н, Производство кабе-
лей связи, Госэнергоиздат, 1949.
21. В. А. Привеэенцев, Производство силовых кабелей, Гос-
энергоиздат, 1956.
22. Э. Ф. Укстин, Р. М. Лакер-ищк, В. А. Худякова,
Внутри четверочные емкостные связи, «Труды НИИ кабельной промыш-
ленности», вып. 1, Госэнергоиздат, 1956.
23. М. И. Уэцк-нй, Бумагоделательная машина, Госбуммздат,
1948.
24. С. А. Фотиев, Краткий курс текло логин бумаги, Госбум-
•издат, 1944. _
25. Д. Л. Шарле, Р. М. Л а керн «к, Применение полиэтилена
в кабельной промышленности, ЦБТИ, МЭП, 1956.
26. Д. Л. Шарле, Расчет параметров изолирования жил город-
ских телефонных кабелей, «Информационно-технический сборник МЭП»,
1956, № 10 (94).
Цена 10 р. 25 к.
Д1_
58Q4
Эка-* ».л
ЧИТ. зала
Страница недоступна.
Возможно, данный PDF открыт в
другом приложении.
Страница недоступна.
Возможно, данный PDF открыт в
другом приложении.