Коаксиальные и высокочастотные кабели связи - Токопроводящие жилы

Раздел 2
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КАБЕЛЕЙ
Токопроводящие жилы
Токопроводящая жила (проводник) — элемент кабеля, предназначенный, для прохождения электрического тока.
Токопроводящие жилы симметричных элементов коаксиальных и высокочастотных симметричных кабелей изготовляют преимущественно из медной круглой проволоки диаметром 0,7; 0,9 и 1,2 мм. Внутренние проводники коаксиальных пар изготовляют из медной круглой проволоки диаметром 1,2; 2,14 и 2,58 (2,64) мм, а внешние проводники — из медных лент.
В качестве заменителя дефицитной меди в некоторых конструкциях коаксиальных пар (например, в однокоаксиальных кабелях типа БВКПАП) применяют круглую алюмомедную проволоку для внутреннего проводника и  алюминиевую ленту для внешнего проводника.

Медные жилы (проводники)

Для изготовления токопроводящих жил симметричных кабелей применяют медную мягкую отожженную проволоку марки ММ (ГОСТ 2112—79),. которую изготавливают на кабельных заводах путем многократного волочения заготовки (медной катанки диаметром 7,2... 8,0 мм преимущественно марки МК-ЛПС), получаемой методом непрерывного литья и прокатки, светлой, не требующей последующего травления.
В качестве внутреннего проводника коаксиальных пар применяют одножильную проволоку из твердотянутой меди, обладающей высокой механической прочностью.
К круглой медной проволоке предъявляются весьма высокие требования: медь должна быть электролитически чистой (содержание посторонних примесей допускается не более 0,038); отклонение от номинального значения диаметра ±5—10 мкм.
Внутренний проводник станционных однокоаксиальных кабелей типа КСК и КГК изготавливают из семи медных проволок диаметром 0,18.... 0,52 мм. Основные физические, механические и электрические характеристики металлов, в том числе и меди, приведены в табл. 2.1.

1 В симметричных элементах (пара, четверка) принят термин «жила», а в конструкции коаксиальной пары — «проводник»,

Основные физические, механические и электрические характеристики металлов

Алюмомедные проволоки

По условиям передачи электромагнитной энергии в качестве внутреннего проводника коаксиальной пары может применяться алюмомедная проволока по ТУ 16.705.146—80.
Алюмомедные проводники изготовляют путем волочения алюмомедного прутка (катанки) диаметром 8 мм до необходимого диаметра. В отечественной катанке процент содержания меди принят равным 12,5%. После волочения катанки до нужного размера проволоки соотношение алюминия и меди в проволоке сохраняется. Алюмомедную проволоку изготавливают мягкой АММ и твердой АМТ марок.
Толщину tм медного слоя, мм, определяют по формуле
(2.1)
где d — диаметр алюмомедной проволоки, мм; η— содержание меди, %.
Результаты расчета по формуле (2.1):

По плотности, удельному электрическому сопротивлению постоянному току и механическим свойствам алюмомедная проволока близка к алюминиевой (см. табл. 2.1). Слой меди предохраняет внутреннюю алюминиевую часть проволоки от коррозии, но при условии целости покрытия. Особенно эффективно применение алюмомедной проволоки вместо медной в коаксиальных парах, используемых в широком диапазоне частот.

Внешние проводники коаксиальных пар

В качестве внешнего проводника коаксиальной пары применяют медную или алюминиевую ленту, накладываемую на изоляцию в виде цилиндрической трубки с продольным швом. В основном применяют внешние проводники, изготовляемые из медной ленты марки МДМ по ГОСТ 16358—79. Для получения необходимых электрических характеристик предъявляются очень высокие требования к допускам на ширину и толщину, а также к чистоте поверхности лент.
Для коаксиальных пар 2,58/9,4 мм используют гладкую медную ленту шириноймм, толщиноймм, а для коаксиальных пар 1,2/4,6 мм — гофрированную медную ленту шириной 15,2±0,22 мм и толщиноймм. Продольные швы трубок коаксиальной пары 2,58/9,4 мм
имеют гофры. Особо повышенные требования предъявляются к медной ленте, предназначенной для изготовления коаксиальных пар 2,64/9,5 мм для АСП в диапазоне частот до 60 МГц и ЦСП со скоростью передачи 140 Мбит/с.
Для изготовления внешнего проводника экономически выгодно вместо дефицитной меди применять алюминий. Затухание коаксиальной пары в этом случае при сохранении размеров проводников возрастает приблизительно на 6% (внутренний проводник ее остается медным). Если же необходимо сохранить частотную характеристику затухания и волнового сопротивления, та размеры проводников должны быть несколько увеличены. Так, вместо медных проводников 2,6/9,5 мм должна использоваться коаксиальная пара с внутренним медным проводником диаметром 2,8 мм и внешним алюминиевым проводником с внутренним диаметром трубки 10,2 мм, т. е. КП—2,8/10,2.
В настоящее время вместо кабеля типа ВКПП с медными проводниками коаксиальной пары типа 2,1/9,4 мм выпускается кабель типа ВКПАП с медным внутренним проводником диаметром 2,14 мм и внешним алюминиевым проводником внутренним диаметром 9,7 мм при сохранении частотной зависимости затухания. Внешний проводник в таких конструкциях изготавливают из алюминиевой ленты толщиной 0,8 или 1,0 мм с продольным сварным швом. Благодаря такой конструкции достигается экономия меди (до 60%) и исключается применение экрана из двух стальных лент.
Для однокоаксиальных кабелей типа ВКПАП и БВКПАП применяют алюминиевую ленту марок АД0 и АД1 по ТУ 1-2-421—81.

Внешние проводники однокоаксиальных станционных кабелей

Внешние проводники однокоаксиальных станционных кабелей типов КСК и КГК изготавливают в виде оплетки из переплетенных прядей, состоящих из нескольких проволок.

Оплетку изготавливают из медных проволок или медных, луженых олово-свинцовым припоем не ниже ПОС-40, диаметром 0,1.....0,15 мм и плотностью наложения 94...96% (коэффициент поверхностной плотности оплетки).