Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Коаксиальные и высокочастотные кабели связи

Изоляция жил - Коаксиальные и высокочастотные кабели связи

Оглавление
Коаксиальные и высокочастотные кабели связи
Назначение и структура сети междугородной связи
Классификация линий
Классификация и основные требования
Токопроводящие жилы
Изоляция жил
Группы
Сердечник и поясная изоляция
Экран и оболочки
Защитные покровы
Конструкции коаксиальных кабелей
Кабели КМ-4 и КМ-4-60
Кабели МКТ-4
Кабели КМ-8/6
Однокоаксиальные магистральные кабели КМП
Однокоаксиальные кабели ВКПАП и БВКПАП
Коаксиальные подводные кабели КПК
Однокоаксиальные станционные кабели
Конструкции симметричных высокочастотных кабелей
Кабели МКС
Кабели МКСА и МКССт
Одночетверочные кабели ЗКА, ЗКП и ЗКВ
Симметричные станционные кабели КМС и КСВ
Механические характеристики кабелей
Электрический расчет коаксиальных кабелей
Электрические процессы в коаксиальных парах
Электрические характеристики защитных покровов коаксиальных кабелей
Электрические характеристики симметричных пар
Температурные коэффициенты параметров передачи
Электрические характеристики однокоаксиальных станционных кабелей
Измерения и испытания кабелей
Измерение рабочей емкости, связей и ассиметрии
Импульсные методы измерения
Упаковка
Маркировка,  транспортирование, хранение
Рекомендации МККТТ по кабелям связи
Основные характеристики зарубежных коаксиальных кабелей
Новые станционные кабели для межстоечных соединений аппаратуры систем передачи

Изоляция жил симметричных групп (пары, четверки) и проводников коаксиальных пар может быть воздушно-бумажной, полиэтиленовой и полистирольной.
Воздушно-бумажная изоляция применяется в низкочастотных симметричных кабелях, а также в симметричных парах некоторых типов коаксиальных кабелей. Полиэтиленовая изоляция находит самое широкое применение как в коаксиальных, так и в симметричных кабелях. Полистирольная (кордельно-полистирольная) изоляция применяется в высокочастотных симметричных кабелях.
Воздушно-бумажная изоляция в свою очередь делится на трубчато-бумажную и кордельно-бумажную; полиэтиленовая — на сплошную, пористую, шайбовую, баллонную и др. (рис. 2.1).

Изоляционные материалы

В электрическом отношении свойства изоляционных материалов определяются четырьмя характеристиками:
электрической прочностью U, при которой происходит пробой изоляции;
удельным электрическим сопротивлением при постоянном токе р, характеризующим величину утечки тока вследствие ионной проводимости диэлектрика;
диэлектрической проницаемостью ε, характеризующей степень смещения (поляризации) зарядов в диэлектрике при воздействии на него электрического поля; тангенсом угла диэлектрических потерь tg6, характеризующим потерю энергии в диэлектрике при воздействии на него электрического поля.
Типы изоляции жил и проводников клс
Рис. 2.1. Типы изоляции жил и проводников


Кроме того, изоляционные материалы должны легко поддаваться технологической переработке, быть стойкими к температуре, стиранию и недорогими. В качестве изоляции жил и проводников применяют следующие материалы: кабельную бумагу, полиэтилен, полистирол (стирофлекс).
Кабельная бумага, предназначенная для изоляции жил, вырабатывается из сульфатной целлюлозы (клетчатки) — высокомолекулярного соединения класса углеводов (C6H10O5), являющегося главной составной частью растительных клеток. Для кабелей магистральной и зоновых сетей используют кабельную бумагу типа К-80 и К-120 толщиной соответственно 0,08 и 0,12 мм. Для удобства монтажа бумагу окрашивают в разные цвета: красный, синий, зеленый. Разрывная прочность бумаги в продольном направлении выше, чем в поперечном в 2... 2,5 раза, что позволяет уменьшить число обрывов бумажных лент при изоляции жил. Нормальная влажность бумаги составляет 6... 8%.
Бумажный кордель — нить, скрученная из кабельной бумаги. Для повышения механической прочности и создания более устойчивой формы кордель обычно изготовляют из двух отдельных нитей, скрученных с шагом 1 ... 1,5 мм. Бумажный кордель выпускается диаметром 0,6; 0,76 и 0,85 мм. Разрывное усилие бумажного корделя равно 70 МПа.
Полиэтилен получают путем полимеризации жидкого этилена (С2Н4). Для получения этилена используют газы, выделяющиеся при переработке нефти и коксования угля. Полиэтилен представляет собой молочно-белый (иногда желтовато-белый) роговидный материал, на ощупь напоминающий парафин. При поджигании загорается медленно и горит синеватым пламенем без копоти. Полиэтилен обладает редким сочетанием весьма хороших физико-механических, химических и электроизоляционных свойств. Он прочен на разрыв, тверд, гибок, морозоустойчив, влагостоек, легко прессуется и весьма технологичен в производстве. Электрические свойства полиэтилена весьма стабильны. Значения ε и tg δ практически не изменяются при температуре —100 ... +80° С. Полиэтилен термопластичен, температура его размягчения около 110° С. При обычной температуре на него не действуют кислоты и щелочи.
К недостаткам полиэтилена относятся малая гибкость при большой толщине и низкой температуре, быстрое старение под воздействием солнечных лучей. Светостабилизация достигается добавлением полиизобутилена и сажи (до 2%).
Существует два способа получения полиэтилена: при высоком давлении (140...250 МПа) и температуре 260° С и при низком давлении (0,3... 0,4 МПа) и температуре 70... 100° С. Плотность полиэтилена высокого давления (ПЭВД) 0,918... 0,930 г/см3, он считается полиэтиленом низкой плотности, а полиэтилена низкого давления (ПЭНД) 0,949... „.. 0,967 г/см3, его считают полиэтиленом высокой плотности.
Для изоляции жил (проводников) и кабельных оболочек применяется большая номенклатура марок композиций ПЭ (ГОСТ 16336—77) в зависимости от добавок (табл. 2.2). Параметры ПЭВД и ПЭНД приведены в табл. 2.3, а механические характеристики — в табл. 2.4.

Таблица 2.2
Марки композиции полиэтилена


Марка композиции ПЭ

Вид добавки

Свойства композиции

Назначение

ПЭВД

 

 

 

102-01 К, 107-01К, 153-01 К, 178-01К,

Термостаби
лизатор

Стойкая к термоокислению

Для неокрашиваемой изоляции

180-01К
102-02К, 107-02К,

То же

То же

Для окрашиваемой и неокрашиваемой изоляции
То же

153-02К, 178-02К, 180-02К
102-04К, 107-04К,

 

»

153-04К, 178-04К, 180-04К
102-05К, 107-05К,

»

»

153-05К, 178-05К, 180-05К
102-93К, 107-93К,

»

»

 

153-93К
102-94К, 107-94К,

»

 

153-94К
178-94К

 

»

102-95К, 107-95К,

 

»

ь>»

153-95К, 178-95К

 

 

 

102-09К, 107-09К, 153-09К, 178-09К

Термо- и светостабилизатор

Стойкая к термо- и фотоокислению (черного цвета)

Для светостойкой изоляции

102-99К, 107-99К, 153-99К, 178-99К

То же

То же

То же

107-61К

Термостабилизатор

Стойкая к термоокислению при вынесении из пламени

Для изоляции

107-62К, 107-63К

То же

С повышенной стойкостью к термоокислению при горении

То же

пэнд

 

 

 

204-О7К, 206-07К, 207-07К, 208-07К

Термостабилизатор, антикоррозийная добавка

Стойкая к термоокислению (слабоокрашенная)

Для окрашиваемой и неокрашиваемой изоляции

204-19К, 206-19К,

То же

То же

То же

207-19К, 208-19К 204-21 К, 206-21 К,

»

»

 

207-21 К, 208-21К 204-57К, 206-57К, 207-57К, 208-57К,

 

То же* натурального цвета

»

204-11К, 206-11К

Термостабилизатор, антикоррозионная добавка

Стойкая к термо- и фотоокислению (черного цвета)

Для светостойкой изоляции

Таблица 2.3
Параметры ПЭВД и ПЭНД

Таблица 2.4
Механические характеристики ПЭВД и ПЭНД


Базовая
марка
полиэтилена

Предел текучести при растяжении, МПа

Разрушающее напряжение, при растяжении, МПа

Относительное удлинение при разрыве, не менее, %

Стойкость к растрескиванию, не менее, ч

1102

1.1,3

14,7

600

500

107

9,3

12,2

550

12,5

153

9,8

13,7

600

500

178

9.3

11,7

600

2,5

180

9.3

10,8

600

1,5

204

23,5

Не нормируется

600

1,00

206

23,5

То же

500

50

207

23,5

»

300

24

208

23,5

»

1150

24

Полиэтилен низкого давления отличается большой плотностью (до 0,97 г/см3) и более кристаллической структурой, чем полиэтилен высокого давления. Полиэтилен выпускается в виде мелких частиц-гранул размером 3 мм. В качестве изоляции применяется только полиэтилен высокого давления, а для кабельных оболочек — полиэтилен высокого и низкого давления.
Полиэтиленовая изоляция применяется в различном конструктивном оформлении: в виде сплошного по всей длине полиэтилена, в виде пористого полиэтилена с различной степенью плотности, в виде шайб, трубок (баллона), корделей, лент и в различном из них сочетании.
Полиэтиленовая изоляция (сплошная, пористая, баллонная) накладывается на жилу (проводник) методом экструзии (выпрессования). Материалом для сплошной изоляции служат композиции полиэтилена, выпускаемые по ГОСТ 16336—77 и содержащие в основе полиэтилен, а также термостабилизирующие и другие добавки. Сплошная изоляция состоит из ПЭВД марок 102—01 (02,04) К, 107—01 (02,04) К, 153—01 (02,04) К, 178—01 (02,04) К.
Электрические свойства полиэтилена: удельное объемное электрическое сопротивление 1 · 1016... 1 · 1017 Ом-см; относительная диэлектрическая проницаемость на частоте 1 МГц не более 2,3; тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц не более 3·10-4.
Пористый полиэтилен в последнее время получил широкое распространение в кабельной технике. Пористая изоляция представляет собой газонаполненный полиэтилен, в котором газ занимает несообщающиеся между собой макро- или микроскопические полости (ячейки). Пористый полиэтилен получается путем вспенивания размягченного материала вследствие расширения газа, равномерно распределенного в полимере, или введения в состав композиции порошкообразных веществ, так называемых порофоров, способных при повышенной температуре переходить в газообразное состояние.
Пористый полиэтилен сочетает в себе достоинства сплошной изоляции (негигроскопичность и несминаемость) и воздушно-полиэтиленовой (содержание большого количества газа в общем объеме изоляции). Диэлектрическая проницаемость ε пористого полиэтилена зависит от процента содержания воздуха в изоляции и уменьшается обратно пропорционально проценту содержания воздуха.
Пенообразующий концентрат (порофор) марки 107-ОВАС (ТУ 6-05- 361-6—80) представляет собой полиэтилен высокого давления марки 107-01К (ГОСТ 16337—77) с равномерно распределенными в нем газообразователями и стабилизатором. Концентрат поставляется в гранулах желтого цвета диаметром 2... 5 мм, горюч, температура его воспламенения 300° С, а самовоспламенения 400° С. Концентрат 107-ОВАС смешивается с полиэтиленом марки 102-02К или 153-02К в соотношении 1 :2. В основном применяется пористый полиэтилен с диэлектрической проницаемостью, равной 1,4... 1,5. Тангенс угла диэлектрических потерь пористого полиэтилена примерно в 2 раза больше, чем сплошного полиэтилена.
К числу недостатков пористого полиэтилена следует отнести меньшую, чем у сплошного полиэтилена, влагостойкость, электрическую и механическую прочность.

Полистирол (стирофлекс) вырабатывают из жидкого стирола, исходным сырьем которого является нефть или каменный уголь. Из полистирола изготовляют ориентированное волокно и пленку, получившие название стирофлекс. Полистирол — прозрачный, гибкий и негигроскопичный материал, из которого изготовляют ленты толщиной 0,045 и шириной 10... 12 мм и кордель диаметром 0,8 мм для изоляции жил высокочастотных симметричных кабелей связи. Полистирол — твердый, похожий на стекло материал с удельной массой 1,05. Он довольно стоек к действию кислот и щелочей, растворяется в бензоле и потому может склеиваться, горит коптящим пламенем. Большим недостатком полистирола является низкая теплостойкость, при нагреве свыше 70° С он утрачивает свое ценное качество — эластичность и делается хрупким. Полистирол, используемый для изоляции жил четверки, имеет различную расцветку. Кроме того, он хорошо прессуется и поддается литью под давлением.
Воздушно-бумажная изоляция
Воздушно-бумажной изоляцией называется полувоздушная изоляция, образованная сочетанием кабельной или телефонной бумаги и воздуха. Как указывалось выше, воздушно-бумажная изоляция делится на трубчато-бумажную и кордельно-бумажную.
Трубчато-бумажная изоляция образуется путем неплотной спиральной обмотки токопроводящей жилы лентой кабельной бумаги. Обмотку производят с перекрытием каждого предыдущего витка последующим примерно на 10... 25% ширины ленты. Для изолирования жил диаметром 0,9 и 1,2 мм применяют кабельную бумагу типа К-80 и К-120, а для жил диаметром 0,7 мм—типа КТ-50, основные свойства которой приведены в табл. 2.5.

Таблица 2,5
Свойства кабельной бумаги

Кордельно-бумажной изоляцией называется воздушно-бумажная изоляция, образованная бумажным корделем, наложенным на токопроводящую жилу по винтовой спирали и обмоткой из одной или нескольких бумажных лент.

Кордель — элемент из изолирующего материала (бумага, полиэтилен, полистирол), применяемый для образования каркаса полувоздушной изоляции (кордельно-бумажная, кордельно-полиэтиленовая, кордельно-полистирольная изоляция).
Полиэтиленовая изоляция
Полиэтиленовая изоляция подразделяется на сплошную, пористую, шайбовую и баллонную.
Сплошная полиэтиленовая изоляция (СПИ) — изоляция в виде сплошного по длине слоя полиэтилена. Она применяется в одночетверочных кабелях типа ЗКА, ЗКП и ЗКВ, симметричных парах коаксиальных кабелей типа КПК и КМПК, а также в одноаксиальных станционных кабелях типа КГК, КСК и МКС.
Пористо-полиэтиленовая изоляция (ППИ) —воздушно-полиэтиленовая изоляция из пористо-полиэтиленовой массы, наложенной на внутренний проводник. Применяется она в коаксиальных кабелях типа ВКПП и БВКПП.
Шайбовая изоляция (ШИ) — воздушно-полиэтиленовая изоляция, образованная полиэтиленовыми шайбами, расположенными через определенный интервал на внутреннем проводнике коаксиальной пары. Применяется она в коаксиальных парах 2,6/9,5 (2,6/9,4) кабелей типа КМ-4 и КМ-8/6.
Баллонная изоляция (БИ) — воздушно-полиэтиленовая изоляция, образованная периодически обжатой трубкой с внутренним диаметром, большим диаметра проводника. Применяется она в коаксиальных парах 1,2/4,6 кабелей типа МКТ-4 и КМ-8/6.

Полистирольная изоляция

Полистирольная (кордельно-полистирольная) изоляция применяется только в симметричных высокочастотных кабелях типа МКС, Кордельно-полистирольная изоляция состоит из полистирольного корделя диаметром 0,8 мм, наложенного на токопроводящую жилу по спирали и обмотанного сверху по спирали двумя полистирольными лентами толщиной по 0,045 мм в направлении, противоположном направлению корделя. Изоляция жил первой пары четверки кабеля должна иметь красный и желтый цвета, второй пары — синий и зеленый.



 
« Качество электроэнергии и его обеспечение   Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.