RU237827U1 - Кабель телефонный для цифровых телефонных станций - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике. Технический результат заключается в улучшении электрических параметров и расширения диапазона рабочих температур эксплуатации кабеля телефонного для цифровых телефонных станций. Кабель содержит однопроволочные токопроводящие жилы (ТПЖ) из медной проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией из полиолефинового материала, скрученные в пары, пары скручены в 4 пучка по 8 пар в каждом, все пучки скручены в сердечник, имеющий поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной пленки, поверх поясной изоляции последовательно наложены экран из фольгированной пленки фольгой наружу, экран в виде оплетки из медной луженой проволоки, оболочка из полимерного материала. В качестве полиолефинового материала изоляции ТПЖ использован пористый полиэтилен, а в качестве полимерного материала оболочки использован слабогорючий компаунд марки FRCom, представляющий собой полиолефин с добавлением минеральных наполнителей. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно: к конструкциям кабелей телефонных для цифровых телефонных станций.

Известен кабель телефонный станционный по патенту РФ №75498 (опубл. 10.08.2008), состоящий из сердечника, выполненного из пучков изолированных поливинилхлоридным пластикатом и попарно скрученных медных или медных луженых однопроволочных токопроводящих жил, причем пары скручены между собой в пучки, а пучки скручены в сердечник, и влагозащитной оболочки из поливинилхлоридного пластиката с низким дымовыделением или из безгалогенной композиции, причем жилы скручены в пары с шагом не более 35 мм, шаги скрутки для пар в пучках различны, но согласованы между собой. Номинальный диаметр токопроводящих жил может быть 0,4 мм. Под влагозащитной оболочкой может быть проложен экран из медной ленты с перекрытием, а под экраном - медная или медная луженая экранная проволока. На сердечник и/или пучок может быть наложена поясная изоляция из полиэтилентерефталатной ленты.

Недостатком данного кабеля является сложность изготовления, а именно: необходимость скручивания жил в пары с шагом не более 35 мм, при этом шаги скрутки для пар в пучках различны, но согласованы между собой.

Наиболее близким к заявляемому является кабель телефонный для цифровых телефонных станций КТПВЦЭ 32×2×0,4 (ТУ 16.К18-060-2008, ОАО «Уфимкабель», 19.05.2008), содержащий однопроволочные токопроводящие жилы (ТПЖ) из медной луженой проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией из полиолефинового материала, скрученные в пары, пары скручены в 4 пучка по 8 пар в каждом, все пучки скручены в сердечник, имеющий поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной пленки, поверх поясной изоляции последовательно наложены экран из фольгированной пленки фольгой наружу, экран в виде оплетки из медной луженой проволоки, оболочка из полимерного материала ПВХ пластиката (прототип). Кабель-прототип КТПВЦЭ 32×2×0,4 имеет:

номинальный диаметр изолированной жилы - 0,65 мм

максимальный наружный размер - 10,5 мм

расчетная масса 1 км кабеля - 167,0 кг.

По прототипу:

электрическое сопротивление токопроводящей жилы постоянному току, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20°С, должно быть не более 153,0 Ом;

рабочая емкость любой пары, замеренная при частоте (0,8-1) кГц, должна быть не более 120 нФ/км;

коэффициент затухания кабеля, замеренный на образце длиной 100 м на любых четырех парах, должен быть не более 4 дБ при частоте 1 МГц.

Кабель-прототип устойчив к воздействию рабочих температур в диапазоне от минус 10°С до плюс 50°С. Кабель-прототип не должен распространять горение.

Кабель-прототип недостаточно экологичен из-за выделения вредных веществ при хранении и утилизации, в основном из-за ПВХ оболочки. Также кабель-прототип недостаточно эффективен по электрическим параметрам, например, электрическому сопротивлению ТПЖ, рабочей емкости пары, коэффициенту затухания; а также по диапазону рабочих температур эксплуатации кабеля.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в разработке кабеля телефонного для цифровых телефонных станций, более экологичного и более эффективного за счет улучшения электрических параметров и расширения диапазона рабочих температур эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый кабель телефонный для цифровых телефонных станций, содержащий однопроволочные токопроводящие жилы (ТПЖ) из медной проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией из полиолефинового материала, скрученные в пары, пары скручены в 4 пучка по 8 пар в каждом, все пучки скручены в сердечник, имеющий поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной пленки, поверх поясной изоляции последовательно наложены экран из фольгированной пленки фольгой наружу, экран в виде оплетки из медной луженой проволоки, оболочка из полимерного материала, отличается тем, что в качестве полиолефинового материала изоляции ТПЖ использован пористый полиэтилен, а в качестве полимерного материала оболочки использован слабогорючий компаунд марки FRCom.

Предлагаемый кабель эффективнее прототипа по электрическим параметрам, диапазону рабочих температур эксплуатации и экологичнее благодаря применению пористого полиэтилена в качестве материала изоляции ТПЖ и благодаря применению в качестве материала оболочки безгалогенного слабогорючего компаунда на основе полиолефинов с набором добавок и наполнителей марки FRCom.

Пористый полиэтилен, применяемый в заявляемом кабеле в качестве полиолефинового материала изоляции ТПЖ, получают путём экструзии предварительно смешанных гранул полиэтиленовой композиции и порошка порофора. Используют рекомендованную для применения в кабельных материалах полиэтиленовую композицию марки 107-02К по ГОСТ 16336-2013 (с термостабилизатором); в качестве порофора (порообразующего вещества) - азодикарбонамид, производимый в РФ под маркой порофор ЧХЗ-21 по ТУ 113-38-110-91, и за рубежом, например, в Латвии химзаводом Биолар.

Компаунды марки FRCom - это слабогорючие высоконаполненные компаунды класса Г1, которые представляют собой полиолефины с добавлением специальных минеральных наполнителей и придают изделию на его основе свойство огнестойкости. Производятся, например, ООО «Гавари Компаундс», полимерной компанией COMPOLY. Компаунды FRCom это решение для замены ПВХ и других галогенсодержащих полимеров в тех областях, где требуется снижение дымообразования и выделения коррозионно-активных газов, а также обеспечение работоспособности в условиях пожара. Кабельная продукция, изготовленная с применением в качестве оболочки компаунда FRCom, при возгорании не распространяет горение, имеет свойство самозатухания; диапазон рабочих температур эксплуатации FRCom от минус 60°C до плюс 75°C.

Заявляемый кабель представлен на фиг.1, где:

1. Токопроводящая жила (ТПЖ) из медной проволоки

2. Изоляция ТПЖ из пористого полиэтилена

3. Пара скрученных изолированных ТПЖ

4. Пучок из восьми скрученных пар

5. Сердечник, скрученный из четырех пучков

6. Поясная изоляция сердечника из полиэтилентерефталатной пленки

7. Экран из продольно наложенной фольгированной пленки

8. Оплетка из медной луженой проволоки

9. Оболочка из компаунда FRCom.

Однопроволочные токопроводящие жилы (ТПЖ) 1 изготовлены из медной проволоки номинальным диаметром 0,4 мм. На ТПЖ 1 наложена изоляция 2 из пористого полиэтилена.

Для получения пористого полиэтилена производят замес гранул полиэтиленовой композиции марки 107-02К по ГОСТ 16336-2013 с порошком порофора азодикарбонамид (производство Латвия), взятого в количестве от 0,8% до 1,5% от массы полиэтиленовой композиции, в смесителе барабанного типа, предпочтительно вращаемом на несимметрично расположенных осях. Порофор (смешанный с просушенным и просеянным тальком в массовом соотношении 1:1) засыпают порциями в барабанный смеситель, в который уже загружены гранулы полиэтиленовой композиции (предварительно смешанные в течение 20 минут с небольшим количеством трансформаторного масла); замес гранул полиэтиленовой композиции с порошком порофора производят при температуре окружающей среды в течение 50 минут.

Полученную в барабанном смесителе сухую смесь полиэтиленовой композиции с порошком порофора подают в воронку экструзионной линии* для наложения на ТПЖ 1 изоляции 2 в виде пористого полиэтилена, причем экструзионную линию включают после достижения натянутой токопроводящей жилой значений температур по зонам нагрева: первая зона - от 110°С до 120°С, вторая зона - от 120°С до 140°С, третья зона - от 140°С до 160°С; температура головки экструдера - от 160°С до 180°С. Производят регулировку центровки опрессовываемого изделия. Скорость вращения шнека от 50 об/мин. до 150 об/мин.; давление в экструдере колеблется от 15 МПа до 100 МПа. Скорость наложения изоляции составляет 40-50 м/мин.

После экструдирования пористого полиэтилена ТПЖ 1 с изоляцией 2 из пористого полиэтилена поступает в зону охлаждения водой, состоящую из трех ванн с температурами воды в них: в первой ванне - температура 50°C, во второй ванне - температура 40°C, в третьей ванне - температура водопроводной воды.

* Технические характеристики экструзионной линии, применяемой для наложения изоляции из пористого полиэтилена:

Линейная скорость наложения изоляции - до 210 м/мин;

Диаметр изолируемой жилы - до 3,6 мм;

Диаметр изделия по изоляции - до 5,0 мм;

Диаметр шнека - 45 мм;

Число оборотов шнека, в зависимости от положения переключателя,

20-100 об/мин; или 40-200 об/мин;

Регулирование числа оборотов - бесступенчатое;

Мощность обогрева цилиндра - 6 кВт.

Номинальный диаметр изолированной пористым полиэтиленом жилы соответствует 0,8 мм. Верхнее и нижнее предельные отклонения от номинального диаметра изолированной пористым полиэтиленом жилы кабеля составляет 0,05 мм.

Изолированные пористым полиэтиленом жилы скручены в пары 3. Шаг скрутки для пар не более 40 мм.

Каждые восемь пар 3 скручены в пучок 4 со скрепляющей ниткой. Скрутку пар 3 в пучок 4 производят на крутильной машине с одновременной обмоткой скрепляющими полиэстеровыми нитями. Количество пучков 4 по восемь пар каждый - четыре.

Все четыре скрученных пучка 4 кабеля образуют сердечник 5 кабеля.

Поверх сердечника 5 наложена с перекрытием поясная изоляция 6 из полиэтилентерефталатной пленки ПЭТ-Э.

Поверх поясной изоляции 6 наложен экран 7 из фольгированной пленки (фольгой наружу) и поверх фольгированной пленки - экран в виде оплетки 8 из медных луженых проволок с подпуском под оплетку провода заземления.

Поверх оплетки 8 из медных луженых проволок наложена оболочка 9, изготовленная из компаунда FRCom-702. Одновременно с наложением оболочки 9 прокладывается прочная разрывная капроновая нить, применяемая для облегчения разделки внешней оболочки кабеля, а также для защиты от растягивания проводника.

Наложение оболочки 9 из компаунда FRCom-702 производят на экструзионной линии 90+35 *, подобной описанной выше, с подпуском под оболочку разрывной капроновой нити.

Принцип работы экструзионной линии основан на использовании высокого давления и температуры для формирования пластичного материала в желаемую форму при пропускании через специальный пластифицирующий экструдер.

* Технические характеристики экструзионной линии 90+35 для наложения оболочки (диаметр экструдера 90 мм, диаметр соэкструдера 35 мм (для нанесения продольных маркировочных полос):

Максимальная скорость линии: 0-300 м/мин;

Производительность: 0-300 кг/час;

Входной диаметр заготовки: 3,0 мм - 30,0 мм;

Диаметр выходного кабеля: 5,0 мм - 40,0 мм:

Диаметр шнека: 90 мм;

Отношение L/D (длина/диаметр) шнека: 25.

Равномерно движущийся и находящийся в постоянном натяжении полуфабрикат кабеля поступает в экструдер, где предварительно нагревается до заданной технологическим режимом температуры для исключения образования воздушных полостей в процессе наложения оболочки 9. Одновременно загруженное в воронку экструдера сырьё в виде гранул компаунда FRCom-702 подвергается плавлению - нагреву в процессе движения и размягчению - благодаря механическому трению и встроенным нагревательным элементам. Готовый к экструзии пластичный и текучий материал компаунда FRCom-702 достигает головки экструдера и проходит через кольцевой зазор, где и формируется слой оболочки 9 на полуфабрикате кабеля, протягиваемом через канал внутри кольцевого зазора. Температура в экструзионной линии на этапе наложения оболочки 9 из компаунда FRCom-702: первая зона - плюс 110°C, вторая зона - плюс 120°C третья зона - плюс 130°C четвертая зона - плюс 150°C зона головки экструдера - плюс 160°C Скорость наложения оболочки - 31 м/мин. После экструдирования компаунда FRCom-702 кабель с оболочкой 9 поступает в зону охлаждения водой - охлаждающую ванну, состоящую из двух секций. Первая секция ванны снабжена циркуляционным насосом для подачи нагретой воды в U-образную выдвижную ванну; вторая секция ванны охлаждения однопроходная, с наличием дренажей. Охлаждение водой - обязательный этап технологического процесса наложения оболочки 9 методом экструзии, необходимый для исключения деформации и смещения полуфабриката кабеля внутри оболочки 9.

Заявляемый кабель 32×2×0,4 с числом пар 32 и номинальным диаметром ТПЖ 0,4 мм имеет:

номинальный диаметр изолированной жилы - 0,8 мм (прототип - 0,65 мм)

минимальный наружный диаметр - 11,6 мм

максимальный наружный диаметр - 14,0 мм (прототип - 10,5 мм)

расчетная масса 1 км кабеля - 175,0 кг (прототип - 167,0 кг).

Электрические параметры заявляемого кабеля следующие.

Электрическое сопротивление ТПЖ постоянному току, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20°С, не более 143,6 Ом (прототип - не более 153,0 Ом).

Кабель должен выдерживать испытание переменным напряжением 500 В между жилами и между экраном и каждой жилой в течение 1 мин.

Рабочая емкость любой пары, замеренная при частоте 1 кГц, не более 50 нФ/км (прототип - не более 120 нФ/км).

Коэффициент затухания кабеля, замеренный на образце длиной 100 м, не более:

- при частоте 1 МГц - 2,3 дБ (прототип - не более 4 дБ)

- при частоте 2 МГц - 3,1 дБ.

В кабеле не должно быть обрывов токопроводящих жил и электрического контакта между жилами и между жилами и экраном.

Электрическое сопротивление изоляции, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20°С, не менее 13,5 ГОм.

Волновое сопротивление кабеля 120±20 Ом.

Ёмкостная асимметрия пар, пересчитанная на 500 м длины, должна быть не более 400 пФ.

В кабеле-прототипе рабочая емкость выше (см. ниже таблицу 1 электрических параметров), что может привести к искажению формы импульсов, передаваемых при наборе номера, неправильному соединению и сбоям. Чем ниже коэффициент затухания в телефонном кабеле, тем выше качество линии связи. Чем выше сопротивление изоляции в телефонном кабеле, тем лучше его состояние. Высокое сопротивление изоляции говорит о надёжности кабеля.

Таблица 1 - Электрические параметры кабеля телефонного

Электрические параметры	Кабель-прототип КТПВЦЭ	Заявляемый кабель КТПВЦЭпп-м *
Электрическое сопротивление токопроводящей жилы постоянному току, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20°С, должно быть, Ом, не более:	153,0	143,6
Испытание переменным напряжением между жилами и между экраном и каждой жилой в течение 1 мин, В:	500	500
Рабочая емкость любой пары, замеренная при частоте 1 кГц, должна быть не более Нф/км:	120	50
Коэффициент затухания кабеля, замеренное на образце длиной 100 м, должен быть не более, Дб:	4	2,3
Электрическое сопротивление изоляции, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20°С, должно быть не менее:	20 МОм	13,5 ГОм
Волновое сопротивление, Ом:	-	120±20

* Заявляемый кабель КТПВЦЭпп-м имеет маркировку, подобную маркировке кабеля-прототипа, буквы пп-м соответствут терминам пористый полиэтилен и модернизированный.

Требования к внешним воздействующим на заявляемый кабель факторам

Диапазон рабочих температур эксплуатации заявляемого кабеля от минус 40°C до плюс 70°C - шире, чем диапазон по прототипу.

Заявляемый кабель благодаря безгалогенному материалу оболочки FRCom-702 имеет повышенную пожарную безопасность, низкую дымообразующую способность и низкий уровень выделения токсичных веществ при горении. Это важно, например, в местах массового скопления людей: торговых центрах, офисных зданиях, школах и больницах.

Отсутствие галогенов в материале оболочки исключает выделение опасных химикатов при утилизации заявляемого кабеля.

Заявляемый кабель имеет хорошую электрическую изоляцию, обеспечивает надёжную защиту проводников от внешних воздействий, предотвращает утечки тока и снижает риск коротких замыканий.

Таким образом, решена задача разработки более экологичного и более эффективного по электрическим параметрам кабеля телефонного для цифровых телефонных станций, с более широким диапазоном рабочих температур эксплуатации.

Claims (1)

1. Кабель телефонный для цифровых телефонных станций, содержащий однопроволочные токопроводящие жилы (ТПЖ) из медной проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией из полиолефинового материала, скрученные в пары, пары скручены в 4 пучка по 8 пар в каждом, все пучки скручены в сердечник, имеющий поясную изоляцию из полиэтилентерефталатной пленки, поверх поясной изоляции последовательно наложены экран из фольгированной пленки фольгой наружу, экран в виде оплетки из медной луженой проволоки, оболочка из полимерного материала, отличающийся тем, что в качестве полиолефинового материала изоляции ТПЖ использован пористый полиэтилен, а в качестве полимерного материала оболочки использован слабогорючий компаунд марки FRCom, представляющий собой полиолефин с добавлением минеральных наполнителей.