Во избежание непосредственного контакта между токопроводящими жилами (короткое замыкание) изоляция должна на всем протяжении кабеля, надежно изолировать каждую жилу относительно всех остальных. Так как по городским телефонным кабелям передаются так называемые «слабые токи порядка сотых долей ампера при напряжении всего в несколько десятков вольт, то эту функцию изоляции может выполнить предельно тонкий слой диэлектрика. Изоляция должна быть такой, чтобы обеспечивалась как можно меньшая рабочая емкость цепей. Чем меньше рабочая емкость цепи, тем меньше ее коэффициент затухания. Кроме того, при большой емкости искажается форма импульсов, передаваемых при наборе номера, что может привести к неправильному соединению и сбоям.
Существенное влияние на величину емкости оказывает материал изоляции. Изолированные жилы кабеля можно рассматривать наподобие цилиндрических конденсаторов. Емкость любого конденсатора — плоского, цилиндрического — прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изоляции: С=ε. Следовательно, для изоляции жил кабелей связи, в частности городских телефонных, желателен материал с минимально возможной диэлектрической проницаемостью ε. Кроме того, изоляция, безусловно, должна быть механически прочной, гибкой, стойкой к многократным изгибам, обладать достаточным относительным удлинением.
|
|
Основные физико-механические свойства материалов применяемых в кабелях приведены в табл. 3.1
Современные успехи в развитии высокомолекулярной химии и производства пластмасс открывают широкие возможности получения высокочастотные кабелей с новыми диэлектриками. Если раньше основным изоляционным материалом в кабелях связи были бумага и ее различные модификации, то сейчас все более используются полимеризационнные пластмассы типа полистирол (стирофлекс), полиэтилен, фторопласт, поливинилхлорид и др. Выгодное сочетание высоких электрических характеристик в широком спектре частот, влагостойкости к различным агрессивных средам и сравнительно несложной технологической обработки обеспечило пластмассам широкое применение в кабелях связи в качестве изоляции и защитных оболочек.
Бумага, предназначенная для изоляции жил НЧ кабелей, вырабатывается из сульфатной целлюлозы. Для международных кабелей применяется бумага толщиной 0,12 и 0,17 мм. Для удобства монтажа бумагу окрашивают в разный цвет: красный, синий, зеленый.
Полистирол (стирофлекс) вырабатывают из жидкого стирола, исходным сырьем для которого является нефть или каменный уголь. Полистирол прозрачный, гибкий и негигроскопичный материал, из которого вырабатывают ленты толщиной 0,045 мм и шириной 10... 12 мм и кордель диаметром 0,8 мм для изоляции жил высокочастотных кабелей связи.
|
|
Полистирол имеет различную расцветку — красную, синюю, зеленую. Недостатком полистирола является его низкая теплостойкость, находящаяся в пределах 65... 80°С.
На основе указанных диэлектриков в настоящее время разработаны и применяются различные конструкции изоляционных покровов. В основном в кабелях связи используются следующие типы изоляции:
трубчатая — выполняется в виде бумажной или пластмассовой ленты, наложенной в виде трубки (рис. 3.1,а);
кордельпая — состоит из нити корделя, расположенного открытой спиралью на проводнике, и ленты, которая накладывается поверх корделя (рис. 3.1,б);
сплошная — выполняется из сплошного слоя пластмассы (рис. 3.1,в);
пористая — образуется из слоя пенопласта (рис. З.1,г);
баллонная — представляет собой тонкостенную пластмассовую трубку, внутри которой свободно располагается проводник. Трубка периодически в точках или по спирали обжимается и надежно удерживает жилу в центре изоляции (рис. 3.1.д.е );
шайбовая — выполняется в виде шайб из твердого диэлектрика, насаживаемых на проводник через определенные промежутки (рис. 3.1,ж);
Спиральная (геликоидальная) предст. соб (рис.3.1.3)
Рис.3.1. Типы изоляций кабелей связи
Таблица 3.1
Материал | Плотность г/см3 | Относительное удлинение при разрыве, % | Морозостойкость | Теплостойкость. 'С | Диэлектрическая проницаемость | при частоте 1 кГц | |
Кабельная бумага | 0.7 | - | - | 2...2,5 | |||
Полистирол | 1,05 | 1,5…3,5 | -3 | 2,5...2,7 | |||
Сплошнойполиэтилен | 0.92 | 150...600 | -70 | 2,28...2,30 | |||
Пористый полиэтилен | 0,47 | - | 1,45...1,50 | ||||
Поливинилхлорид | 1.26... 1,40 | 150...400 | -20 до 60 | - | 3...6 | 300…1000 |