Лабораторна робота №1

Вивчення конструкції електричних кабелів зв'язку і кабельної арматури

Мета роботи:

Вивчити зразки електричних кабелів і кабельної арматури, що використовуються для організації різноманітних видів зв'язку і навчитися по конструкції кабелю визначати його маркірування.

Домашнє завдання

Вивчити по літературі конструктивні елементи кабелів зв'язку, види скруток жил у групи, побудову осердя, захисні оболонки і бронепокриття, струмопровідні жили та їх ізоляцію. Види кабельної арматури.

Програма роботи в лабораторії

Для заданого відрізка кабелю необхідно:

1 Визначити конструкцію захисного покриття;

2 Визначити матеріал вологозахисної оболонки і виміряти її товщину;

3 Визначити матеріал жил і виміряти їх діаметр;

4 Визначити тип ізоляції жил;

5 Визначити засіб побудови осердя;

6 Визначити ємність кабелю;

7 Визначити марку кабелю;

8 Намалювати поперечний переріз кабелю;

9 Ознайомитися з конструкцією муфт і кабельних боксів.

Класифікація електричних кабелів зв'язку

Кабелем зв'язку називається електротехнічний виріб, призначений для передачі на відстань різноманітних сигналів, що складається із ізольованих провідників, об'єднаних в єдину конструкцію і замкнених в загальну вологозахисну металеву або пластмасову оболонку та захисного покриття.

Сучасні електричні кабелі зв'язку класифікуються за такими ознаками:

— за галузями застосування — кабелі дальнього і місцевого зв'язку (магістральні, зонові, сільські, міські, для з'єднувальних ліній і вставок);

— за умовами прокладання і експлуатації — підземні, підводні, для повітряного підвішування, і для прокладання у телефонній каналізації;

— за спектрами частот ,що передаються — низькочастотні (тональні) і високочастотні ;

— за конструкцією кіл — симетричні і коаксіальні;

— за матеріалом і структурою ізоляція — з трубчато-паперовою, кордельно-паперовою, суцільнополіетиленовою, пористополіетиленовою, балонно-поліетиленовою, шайбово-поліетиленовою, кордельно-полістирольною та ін.;

— за системою скрутки ізольованих провідників у групи — парною, четвірочною (зірковою), повивною і пучковою скрутками;

— за матеріалом оболонки - металева (свинець, алюміній, сталь), пластмасова (поліетилен, полівінілхлорид), металевопластмасова (альпет, стальпет);

— за конструкцією захисного покриття — стрічкова або дротяна броня, джутове або пластмасове покриття.

Конструктивні елементи електричних кабелів зв'язку

Струмопровідні жили

Жили (круглої форми) повинні мати високу електричну провідність, бути гнучкими, досить механічно міцними, стійкими до корозії. Найбільше розповсюдження отримали мідні й алюмінієві жили.

Для виготовлення мідних жил використовується відпалений мідний м'який дріт марки ММ стандартних діаметрів 0,32; 0,4; 0,5 і 0,7мм для кабелів міських телефонних мереж і 0,8; 0,9; 1,0; 1,05; 1,1; 1,2мм для кабелів дальнього зв'язку.

Алюмінієві жили мають більші діаметри, тому що питомий опір алюмінію вищий ніж у міді.

Ізоляція

Струмопровідна жила покривається шаром ізоляційного матеріалу, який повинен мати досить високий опір, мінімальний коефіцієнт діелектричних втрат і діелектричної проникненості, бути гнучким, механічно міцним і стійким до старіння, не вимагати складної технологічної обробки.

Найкращим діелектриком є повітря, яке має tg0;  ; 1. Однак створити ізоляцію тільки з повітря практично неможливо, тому кабельна ізоляція є комбінованою, в ній присутні повітря і твердий діелектрик. Кількість твердого діелектрика визначається вимогами міцності і жорсткості конструкції.

Як діелектрики застосовують папір, поліетилен, стирофлекс (полістирол), фторопласт, полівінілхлорид

На основі означених діелектриків розроблена і застосовується така ізоляція жил:

— трубчасто-паперова, виконана з паперової стрічки товщиною 0,05мм, накладеної спіраллю на жилу з перекриттям у вигляді трубки з невеликим повітряним зазором.

— пористо-паперова, яка являє собою накладений на жилу суцільний шар пористої паперової маси;

— кордельно-паперова складається з паперової нитки (корделя), розташованого спіраллю на провіднику і паперовій стрічки, що накладається спірально зверху корделя з перекриванням. Діаметр корделя може бути 0,4; 0,5; 0,6; 0,76; 0,85мм;

— суцільнополіетиленова, яка складається з поліетилену накладеного на жилу;

— пористополіетиленова, складається з пористого поліетилену накладеного на жилу;

— кордельно-стирофлексна, яка складається з кольорового стирофлексного корделя діаметром 0,65; 0,8мм і стирофлексної стрічки товщиною 0,05мм. Конструкція ізоляції аналогічна кордельно-паперовій.

— шайбова, виконана у вигляді шайб з твердого діелектрика, які насаджені на жилу через певну відстань. Застосовується у коаксіальних кабелях.

— балонно-поліетиленова, що виготовляється з товстостінної поліетиленової трубки з затисками, які центрують положення жили, що знаходиться усередині трубки..

Захисні оболонки і бронепокриття.

Для захисту ізоляції жил від впливу вологи та інших атмосферних і механічних впливів застосовуються кабельні оболонки. Вони бувають металеві, пластмасові та металевопластмасові.

Свинцеві оболонки накладаються на кабель опресуванням у гарячому виді. Виробляють їх з легованого свинцю з присадкою сурми (0,4-0,8%). Радіальна товщина оболонки -1,1…2,6мм і залежить від діаметра кабелю.

До основних експлуатаційних переваг відносяться: абсолютна вологонепроникність; пластичність, яка забезпечує гнучкість кабелів; здатність легко спаюватися при монтажі.

Однак свинцева оболонка має істотні недоліки: схильність до корозії від блукаючих струмів, невисоку механічну міцність, велику масу, відносно високу вартість і дефіцитність. Може викликати свинцеве отруєння.

Алюмінієва оболонка виробляється з чистого алюмінію (що містить домішок <0,02%) опресуванням у гарячому стані або холодним способом із стрічки різної товщини (0,65-1,7мм) із зварювальним поздовжнім швом. Для великих діаметрів кабелю (понад 20мм) застосовують алюмінієві оболонки гофрованої конструкції.

Переваги алюмінієвої оболонки: невелика маса, високі ізоляційні властивості, невисокі вартість і дефіцитність порівняно із свинцем.

Однак алюмінієва оболонка в великій мірі схильна до електрохімічної корозії. Технологія спаювання значно складніша ніж у свинцевої.

Сталева оболонка виробляється шляхом зварювання стрічок товщиною 0,3-0,5мм, згорнутих в трубку. Вона має високу механічну міцність і вібростійкість. Сталь менш дефіцитна ніж свинець і має меншу масу.

До недоліків, порівняно із свинцевими, можна віднести: меншу гнучкість, більшу схильність до корозії, гірші ізоляційні властивості.

З пластмасових оболонок найбільше використання отримали поліетиленові і полівінілхлоридні.

Пластмасові оболонки в багато разів легші від свинцевих, отже зменшується загальна маса кабелю. Вони мають значно більшу вібростійкість, ніж свинцеві, стійкіші до корозії та недорогі. Однак вони мають два істотних недоліки:

1. не є повністю вологонепроникними, тобто через пластмасу поступово дифундують водяні пари.

2. не мають екрануючих властивостей.

Металевопластикові оболонки являють собою з’еднання в одне ціле пластмасової оболонки і металевого екрану. Найбільш поширеним видом металевопластикової оболонки є “алпет”, для утворення якої використовується алюмінієва стрічка 0,2мм, покрита з однієї або двох сторін поліетиленовою плівкою товщиною 0,02…0,03мм.

Наявність тонкого шару металу всередині оболонки істотно (до 1000 разів) зменшує її вологонепроникність.

Оболонка “сталпет” складається з двох гофрованих стрічок (алюмінієвої товщиною 0,13-0,2мм і сталевої оцинкованої товщиною 0,2мм), накладених вздовж на осердя кабелю і поверх поліетиленового шланга.

При цьому нижню алюмінієву стрічку накладають з невеликим зазором, а верхню сталеву — з перекриттям.

Захисним покриттям називається конструктивний елемент кабелю, накладений поверх оболонки, що служить для захисту її від механічних впливів.

Як правило, захисне покриття складається з подушки, бронепокриття і зовнішнього покриття.

Кабелі, що прокладаються в землі, захищаються бронею з двох сталевих стрічок товщиною 0,3; 0,5 або 0,8мм і шириною 15-60мм в залежності від діаметра кабелю. Броня складається з двох сталевих стрічок, які накладаються на подушку, що являє собою шар кабельної пряжі або декількох шарів кабельного паперу, пропитаних бітумною сумішшю. Бронестрічки для гнучкості накладаються спірально з проміжком в 1/3 ширини стрічки, причому верхня стрічка повинна накривати проміжок між витками нижньої стрічки . Поверх стрічки розміщуються зовнішнє джутове покриття, що захищає броню від корозії, і крейдяний шар, що запобігає злипанню витків кабелю на барабані.

В місцях, де кабель зазнає значних зусиль на розтягування (на схилах понад 45⁰, в шахтах, на берегах річок) застосовується броня з плоского дроту товщиною 1,5-1,7мм. Підводні кабелі мають броню з круглого дроту діаметром 1,2-8мм.

Маркірування кабелів зв'язку

Марка кабелю відображає його основні конструктивні елементи і область застосування. Позначення конструктивних елементів вказується послідовно від центра — від струмопровідної жили до захисних покриттів.

На початку маркірування (умовної позначки) містяться літери, що вказують на

область застосування:

М — магістральний (міжміський) кабель дальнього зв'язку,

Т — телефонний (низькочастотний),

КМ — коаксіальний, магістральний,

З — зонового зв'язку (зіркова скрутка),

ізоляцію жил

П — поліетиленова,

В — полівінілхлоридна,

С — стирофлексна,

— паперова ізоляція в маркіруванні відображення не знаходить;

матеріал оболонки

А — алюмінієва вологозахисна оболонка,

П — поліетиленова вологозахисна оболонка,

В — полівінілхлоридна вологозахисна оболонка,

Ст (С)— сталева вологозахисна оболонка,

— свинцева оболонка в маркіруванні відображення не знаходить;

вид броні

Б — стрічкова сталева броня з подушкою і зовнішнім покриттям з джуту,

Б_В —- стрічкова сталева броня з посиленою подушкою з полівінілхлоридної стрічки ,

Б_П — стрічкова сталева броня з посиленою подушкою з полівінілхлоридної стрічки і поліетиленового шланга,

К — броня з круглого сталевого дроту з подушкою і зовнішнім покриттям з джуту,

К_Л — броня з круглого сталевого дроту з посиленою подушкою з полівінілхлоридних стрічок ,

П — броня з плоского дроту ,

Ш_П, Ш_В — зовнішні шланги з поліетилену або з полівінілхлориду, відповідно.

Після літерних умовних позначок в маркіруванні кабелю проставляються цифри, що вказують на кількість груп струмопровідних жил та їх діаметр.

Приклад маркірувань : МКСАБ_ПШ_П 7х4х1,2; ТЗАВБ 4х4х1,2;

ТЗПАБ 7х4х1,2; МКПАБ 4х4х1,05+1х2х0,7+1х0,7

ТПП 100х2х0,5.