Элементы теории

Отдельные жилы обычно скручивают в группы, называемые элементами симметричного кабеля. В результате жилы цепи ста­вятся в одинаковые условия по отношению друг к другу. При этом снижаются электромагнитные связи между цепями и повы­шается защищенность их от взаимных и внешних помех. Кроме то­го, скрутка облегчает взаимное перемещение жил при изгибах ка­беля и обеспечивает ему более устойчивую и круглую форму. Су­ществует несколько способов скрутки жил в группы.

Парная скрутка (П) —две изолированные жилы скручивают вместе в пару с шагом скрутки не более 300 мм (рис. 5.1.а).

Скрутка четверочная или звездная (3) — четыре изолирован­ные жилы, расположенные по углам квадрата, скручивают с ша­гом скрутки примерно 150...300 мм; разговорные пары в этой скрутке образуются из диагональных жил. Так, жилы а и Ь об­разуют одну пару, а жилы с и d — другую (рис. 5.1. а).

Скрутка двойная пара (ДП) —две предварительно свитые раз­говорные пары (a, b и с, d) скручивают между собой в четверку

Рис 5.1 Скрутка жил в группу

(рис. 5.1,в). Шаги скрутки пар должны быть отличными как один от другого, так и от шага, скрутки самой четверки. Шаг скрутки пар принимается в пределах 400... 800 мм, а шаг скрутки четвер­ки 150...300 мм.

Скрутка двойной звездой (ДЗ)—четыре предварительно сви­тые пары вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку (рис.. 5.1.г). Шаги скрутки пар, составляющих вось­мерку, делают различными и берут обычно в пределах 150......250 мм, а шаг скрутки восьмерки — 200...400 мм. Направление скрутки пар и скрутки восьмерки должны быть противополож­ными.

Восьмерочния скрутка (В) —восемь жил группы располагают­ся концентрически вокруг сердечника из изолированного материа­ла, например стирофлексного (полиэтиленового) корделя (рис. 5.1.д). Из восьми жил могут быть образованы две четверки: пер­вая с нечетными.номерами, а вторая — из жил с четными номе­рами. Всего может быть получено четыре основные пары и две фантомные с одинаковыми параметрами передачи.

Для уменьшения влияния между цепями систематически меня­ют (в муфтах) взаимное расположение жил по длине.

При скрутке элементы кабеля с воздушно-бумажной изоляци­ей деформируются, изоляция обжимается и группы несколько за­падают друг в друга. Поэтому, кроме диаметра описанной вокруг группы окружности (расчетный диаметр), существует понятие эф­фективный диаметр группы.

Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабиль­ность по электрическим параметрам, является звездная скрутка. Эта скрутка получила преимущественное применение в междуго­родных кабелях связи.

Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении городских телефонных кабелей. Скрутки ДП и ДЗ не получили широкого применения в современных конструкциях кабелей, связи.

Сердечником – называется вся та часть кабеля связи, которая находится под оболочкой или экраном, т. е. все объединенные в кабель скрученные между собой элементарные группы. Основная цель скрутки групп в сердечник — придать кабелю механическую устойчивость и гибкость.

Как в процессе производства, так и при прокладке, кабель ис­пытывает многократные изгибы (как правило, в сочетании с растя­жением): при намотке на барабаны, различных перемотках, при затягивании в канализацию и протягивании по ее криволинейным участкам. Предположим, что группы, входящие в состав сердеч­ника, не скручиваются, а располагаются параллельно. Тогда при

изгибах кабеля группы, нахо­дящиеся ближе к центру ок­ружности изгиба, сжимались бы, а более удаленные — растя­гивались (рис. 5.2.а), что могло бы повлечь за собой нежела­тельные деформации, вплоть до повреждения изоляции и раз­рывов токопроводящих жил. При скрутке групп в сердечник местоположение каждой из них относительно любого направле­ния изгиба периодически изме­няется (рис. 5.2.б). Поэтому при изгибе кабеля произойдет лишь частичное перемещение отдель­ных участков каждой группы по длине кабеля относительно его оси симметрии.

Рис.5.2Деформация элементарных групп, образующих сердечник кабеля, при его изгибе А) нескрученный сердечник Б) скрученный сердечник

Кроме того, скрутка трупп в сердечник обеспечивает в процессе различных деформа­ций кабеля стабильность рас­стояний между цепями и, сле­довательно, стабильность элек­трических характеристик, таких, как частичные емкости и взаимные индуктивности, определяю­щих степень защищенности цепей от взаимных влияний. Таким обра­зом, общая скрутка сердечника способствует нивелированию элект­рических характеристик цепей кабеля и повышению их помехоза­щищенности.

Сердечники городских телефонных кабелей могут быть скруче­ны из различного количества групп — от пяти пар или четверок до нескольких тысяч. Максимальное число пар в кабелях с жи­лами диаметром 0,5 мм доходит до 1800, в кабелях с жилами диа­метром 0,4 мм — до 2400—2700 и в кабелях с жилами диаметром 0,32 мм — до 3600,

Существуют две системы скрутки сердечников: повивная и пуч­ковая. При повивной скрутке группы располагаются последова­тельными концентрическими слоями (повивами) вокруг централь­ной части. (центрального повива) сердечника (рис. 2.9а, см. цветную вклейку). При пучковой скрутке группы сначала скручиваются в пучки, содержащие нормированное число групп (четверок или пар),.после чего лучки скручиваются в сердечник (рис. 2.96).

Рассмотрим обе системы скрутки сердечников.

Повивная скрутка. Нумерация повивов в кабеле произво­дится всегда по направлению от центра сердечника к его пери­ферии. Таким образом, непосредственно за центральным следует первый повив, затем второй и т. д. Сердечники кабелей ГТС скру­чиваются из однородных элементов, т. е. групп, имеющих одина­ковую конструкцию и, следовательно, одинаковые размеры. По­вивная скрутка однородных элементов называется правильной скруткой.

Правильная скрутка характеризуется определенным законом распределения групп по повивам, называемым законом «n + 6». Согласно этому закону элементарные группы распределяются по повивам не произвольно, а таким образом, что в каждом последующем повиве, считая от центра сердечника к периферии, располагается на 6 групп больше, чем в преды­дущем.

Однако, в отличие от кабелей дальней связи, при скрутке ко­торых обязательно следование теоретическому закону «n + 6», при конструировании сердечников городских телефонных кабелей до­пускается отклонение от этого закона на ±1. Это объясняется тем, что номинальное число цепей (пар) в городских телефонных кабе­лях обязательно дожно быть кратно 10 (распределительные кабе­ли) или 100 (магистральные и соединительные кабели). Подобная шкала чисел цепей (пар) обусловлена стандартизованными конст­рукциями оконечной арматуры—распределительных шкафов и рас­пределительных коробок (исключение составляют лишь кабели 5x2 в первом случае и 160x2 или 75x4 во втором).

С учетом обоих требований — закона ««n + 6» и кратности 10 или 100 общего числа цепей в кабеле — и распределяются группы по повивай сердечника. Чтобы скрутить 20-парный сердечник, надо расположить пары в последовательность: 1+6+13 (а не 12; вы­нужденное отступление от закона, «п + 6» на +1). При скрутке кабеля из 100 пар или четверок группы следует распределить по повивам так: 2+8+14+20+25+31 (отклонение от закона на -1целесообразно сделать в 4-м повиве). Следует иметь в виду, что отклонение от закона «п + 6» допускается в любом повиве. Однако число таких отклонений в одном сердечнике должно быть мини­мальным.

Последний пример распределения групп по повивам был выпол­нен для номинального числа пар или четверок в. кабеле. В про­цессе производства кабеля, а также в процессах его прокладки и монтажа возможны повреждения отдельных жил, выходы их из строя. Чтобы обеспечить в смонтированной линии число цепей, рав­ное номинальному, в кабелях предусматриваются запасные пары. При этом имеется как технологический запас (на случай повреждения в процессе производства кабеля), так и эксплуатационный ( на случай повреждения при строительстве линий). Обычно суммарный запас составляет 1—2% от общей емкости кабеля. Так, в кабеле с номинальным числом пар 100 могут быть 2—3 запасные пары—од­на «эксплуатационная» и одна-две «технологические». В кабеле 50x4 (100 цепей) предусматривается 1 запасная четверка (2 це­пи). Запасные пары предусматриваются в кабелях с числом пар, как правило, от 100 и выше. Допускается (по усмотрению завода-изготовителя) по 1 запасной группе.в кабелях 50x2 (25x4). С учетом запасных пар схемы распределения групп по повивам кабелей 100x2 и 50x2 таковы: 2 + 8+14+20+26 + 32=102 и 4 +10+16 + 21 = 51.