BR0206573B1 - cabo elétrico com eixo geométrico longitudinal local e método de preparar cabo elétrico. - Google Patents

Description

CABO ELÉTRICO COM EIXO GEOMÉTRICO LONGITUDINAL LOCAL E MÉTODO

DE PREPARAR CABO ELÉTRICO

Esta invenção se refere a cabos elétricos e a preparaçãodos mesmos e, mais particularmente, a um cabo elétrico tendouma estrutura condutora central co-axial e estruturascondutoras espirais, que são dispostas em uma organização àbase de identidade e enroladas espiralmente sobre a estruturacondutora central.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Um sinal elétrico conduzido em um fio gera campoelétrico e campo magnético na proximidade do fio ao longo deseu comprimento inteiro. Estes campos se estendem além docondutor de cobre do fio e através de seu isolamento para oespaço circundante. Se outros fios estiverem próximos ao fiogerador, os campos se estenderão também através de seusisolamentos entrando em contato com seus condutores.Interações elétricas e magnéticas ocorrerão, gerando novascorrentes nos outros fios. Este fenômeno é denominado"diafonia" e é normalmente considerado prejudicial para aoperação dos circuitos afetados. Entretanto, a freqüênciaselétricas de níveis baixos ou específicas, a diafonia éfreqüentemente irrelevante, dependendo da natureza do sinal"vítima".

A blindagem para fios individuais ou pares de fios éfreqüentemente embutida nos cabos, para reduzir e controlar adiafonia. Os fios usados para sinais sensíveis são geralmenteblindados e circuitos com ruído não são blindados emcontraste com a blindagem de ambos, o que aumentariadesnecessariamente o peso e o custo além da exigência parablindagem das linhas sensíveis.

Os circuitos são sensíveis a uma ameaça de outroscircuitos em uma base graduada. Em conseqüência, é possíveldispor circuitos, por exemplo, em um grupo plano em fitas eatribuir circuitos específicos a posições específicas (um bommétodo é da potência mais alta até a potência mais baixa)para minimizar o acoplamento médio dos circuitos. O número deposições de fio separando os circuitos influencia diretamentea diafonia dos mesmos. Quanto mais distância entre fios menora diafonia. Sob os parâmetros de circuito adequados, estaorganização também pode proporcionar uma situação:de diafoniaà qual todos os circuitos são tolerantes, permitindo operaçãosegura e adequada do equipamento elétrico pendurado nos fiossem usar blindagem em nenhum dos fios ou pares.

Esta organização dos circuitos em fitas planas sem autilização de fios blindados é uma das práticas técnicasprincipais da fiação Ribbonized Organized Integrated (ROI),uma metodologia de "Fiação Organizada" usada em muitossistemas de fiação de aeronaves militares e comerciais. Oschicotes de fita ROI usam seis ou mesmo mais fitas tecidas defios empilhadas em um feixe, separadas por folhas de cobreeletricamente aterradas e normalmente cobertas por umablindagem trançada. As folhas entre as fitas reduzem oacoplamento de fita a fita e a blindagem trançada evita quefontes de interferência fora do chicote causem efeitos dediafonia.

Alguns tipos de cabos elétricos incluem numerososcondutores separados, que carregam vários tipos diferentes desinais elétricos. (Como usado aqui, "cabo" tem uma seçãotransversal em geral redonda, distinta da seção transversalchata da fita) . Em um exemplo de interesse, um sistema deentretenimento em vôo (IFE) em um avião de passageiros podeincluir, em cada assento, uma televisão com conexões parafone de ouvido, uma conexão elétrica, uma conexão telefônicae uma porta de dados. Um tal sistema de entretenimento em vôorequer um sinal de vídeo, um sinal de áudio, um sinal dealimentação, um sinal de telefone, sinais de dados e sinaisde controle em cada encosto de assento. Alguns destes sinaispodem ser mui tiplexados e compartilhar os mesmos fios detransmissão. Todos estes sinais elétricos são conduzidos emfios que são enfardados em um cabo elétrico IFE para ficaremcompactos, bem apresentados e convenientes para instalação emanutenção.Alguns dos fios enfardados no cabo elétrico conduzemsinais elétricos que podem interferir entre si ou com outrafuncionalidade elétrica da aeronave, ou podem sofrerinterferência de outros sinais elétricos da aeronave. Paraevitar tal interferência, alguns dos fios são blindados comuma blindagem metálica aterrada e o exterior do cabo inteiropode ser blindado com outra blindagem metálica aterrada. Talblindagem adiciona peso, volume e custo ao cabo elétrico. Osespaços físicos alocados para os cabos elétricos são muitoapertados. Em alguns casos os tamanhos dos condutoreselétricos dentro do cabo elétrico devem ser feitos menores doque o desejado a fim de encaixarem dentro dos espaçosalocados, levando em conta a presença da blindagem e doisolamento, ou a blindagem é limitada ou removida. 0resultado é que o desempenho do sistema IFE é comprometido.Esta discussão de fundo focalizou os sistemas IFE, mas osmesmos problemas surgem em outros tipos de aeronave e outrossistemas de cabos elétricos.

Há uma necessidade de um enfoque aperfeiçoado para caboselétricos, que devem conduzir diferentes tipos de sinaiselétricos e tenham restrições de peso e/ou tamanho. Apresente invenção satisfaz esta necessidade e aindaproporciona vantagens relativas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção apresenta um cabo elétrico e ummétodo para a sua preparação. 0 cabo elétrico conduz sinaiselétricos de vários tipos diferentes, mas não requer tantablindagem quanto à usada em cabos elétricos convencionais queconduzem os mesmos tipos de sinais elétricos. A interferênciaentre os vários sinais elétricos conduzidos no cabo elétricoé minimizada e a interferência com ou por sinais elétricosexternos é evitada. 0 cabo elétrico é redondo e flexível,importantes atributos para aplicações em aeronaves onde ocabo deve ser dobrável em dois planos ortogonais paraencaixar em espaços apertados, diferente das fiteis planas quesão dobráveis apenas em um plano. O cabo redondo colocabaixas tensões nos conectores, diferente das estruturas emfita plana que podem colocar tensões mais altas nosconectores. O cabo elétrico pode ser de tamanho reduzido emcomparação com cabos elétricos convencionais, que têm maisblindagem ou, alternativamente, o mesmo tamanho de caboelétrico pode ter condutores elétricos maiores. O caboelétrico também pode usar portadores individuais de tamanhosdiferentes, mas ainda ser redondo e flexível. O cabo elétricoda presente invenção pode ser prontamente fabricado portécnicas automatizadas, diferente das estruturas em fitaplana.

De acordo com a invenção, um cabo elétrico tem um eixogeométrico longitudinal local e compreende uma estruturacondutora central compreendendo um condutor centraleletricamente condutor, uma camada de isolamento de umcondutor central sobrepondo o condutor central e umablindagem de condutor central eletricamente condutorasobrepondo a camada de isolamento do condutor central. Umapluralidade de estruturas condutoras espirais sobrepõe eenrola espiralmente em torno da estrutura condutora central.Cada uma das estruturas condutoras espirais compreende umcondutor espiral eletricamente condutor e um isolamento decondutor espiral que sobrepõe o condutor espiral. Cadaestrutura condutora espiral de preferência não tem nenhumablindagem eletricamente condutora sobre a mesma. Pode haveruma estrutura espaçadora espiral espiralmente enrolada emtorno da estrutura condutora central e localizada entre duasestruturas condutoras espirais lado a lado. Uma blindagemexterna eletricamente condutora sobrepõe-se à pluralidade decondutores espirais e um isolamento externo sobrepõe-se àblindagem externa eletricamente condutora. Desejavelmente, ocabo elétrico é substancialmente circular quando visto emseção transversal perpendicular ao eixo geométricolongitudinal local, embora ele possa ser um pouco não redondoe ainda ser funcional.

O condutor central pode compreender uma pluralidade defios condutores centrais eletricamente condutores. 0 condutorcentral pode ser uma estrutura de fio co-axial. Cada um doscondutores espirais pode compreender uma pluralidade de fioscondutores espirais eletricamente condutores. Em umamodalidade, a pluralidade de estruturas condutoras espiraiscompreende cada qual substancialmente da mesma dimensãodiametral e em outra modalidade, pelo menos parte dapluralidade de estruturas condutoras espirais é de diâmetrodiferente. Muito embora a pluralidade de estruturas condutoras espirais seja de diâmetro diferente, o cabo aindapode ser substancialmente circular/redondo na seçãotransversal.

A redução de blindagem do cabo elétrico é atingida aonão blindar as estruturas condutoras espirais. Para eliminar esta blindagem e ainda evitar interferência e diafonia entreas estruturas condutoras espirais, cada estrutura condütoraespiral retém um mesmo par de estruturas condutoras espiraiscircunferencialmente adjacentes ao longo de um comprimento docabo elétrico. Cada estrutura condütora espiral tem umaidentidade designada e uma disposição circunferencial de cadaestrutura condütora espiral é selecionada em resposta à suaidentidade designada e às identidades designadas de cada umade um par de estruturas condutoras espiraiscircunferencialmente adjacentes.

Um cabo elétrico é preparado prevendo a estruturacondütora" central e a pluralidade de condutores espiraisconforme anteriormente descrito.

Uma disposiçãocircunferencial de cada estrutura condütora espiral éselecionada em resposta à sua identidade designada e às identidades designadas de cada uma de um par de estruturascondutoras espirais circunferencialmente adjacentes. Asestruturas condutoras espirais são enroladas em torno deiestrutura condütora central em um padrão espiral, cadaestrutura condütora espiral retendo o mesmo par de estruturas condutoras espirais circunferencialmente adjacentes ao longode um comprimento do cabo elétrico. A blindagem externaeletricamente condutora é colocada sobrepondo as estruturascondutoras espirais que são enroladas na estrutura condutoracentral e um isolamento externo é colocado sobrepondo ablindagem externa, para formar o cabo elétrico tendo um eixogeométrico longitudinal local. Outros aspectos do caboelétrico, descritos mais abaixo neste, podem ser usados emconjunto com este método.

A presente invenção proporciona um cabo elétrico que éredondo e flexível e tem requisitos de blindagem reduzidos emcomparação com os cabos elétricos convencionais que conduzemsinais misturados. Ele tem aspectos que são mais favoráveisdo que aqueles das estruturas condutoras em fita plana paramuitas aplicações. Além dos aspectos discutidosanteriormente, tal como flexibilidade aperfeiçoada devido àsua seção transversal redonda, ele tem peso e volumereduzidos. A estrutura condutora central é blindada por suaprópria blindagem, pelas estruturas condutoras espirais epela blindagem externa. Não há "efeitos finais" no caboredondo em comparação com aqueles da estrutura em fita plana,onde os condutores nas bordas laterais da estrutura podemirradiar sinais de diafonia ou ser afetados de modo adversopor sinais externos. Outros aspectos e outras vantagens dapresente invenção serão aparentes pela descrição detalhada aseguir da modalidade preferida, tomada em conjunto com osdesenhos em anexo que ilustram, como exemplo, os princípiosda invenção. O escopo da invenção não é, contudo, limitado aesta modalidade preferida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em elevação esquemática de umcabo elétrico de acordo com a invenção.

A Figura 2 é uma vista em corte esquemática ampliada docabo elétrico da Figura 1, tomada na linha 2-2.

A Figura 3 é uma vista em corte esquemática como aquelada Figura 2 de uma segunda modalidade do cabo elétrico.

A Figura 4 é um diagrama de fluxo em blocos de um métodopara preparar o cabo elétrico.DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A Figura 1 ilustra uma estrutura de cabo elétrico 20incluindo um cabo elétrico 22 tendo um eixo geométricolongitudinal local 24. 0 "eixo geométrico longitudinal" é oeixo através do centro do cabo elétrico 22 que se estendeparalelo à sua direção de alongamento. Ele é denominado eixogeométrico longitudinal "local" porque o cabo elétrico 22pode ser dobrado ou de outra forma não linear e o eixogeométrico longitudinal local 24 é determinado em cadaposição local ao longo de um comprimento do cabo elétrico 22.Os conectores elétricos 26 são fixados a cada extremidade docabo elétrico 22 para certas aplicações. Para outrasaplicações pode não haver conectores elétricos e o caboelétrico 22 é ligado fisicamente nas suas extremidades oupode haver uma extremidade ligada fisicamente e umaextremidade com o conector 26.

Com referência à vista em corte · da Figura 2 tomadaperpendicular ao eixo geométrico longitudinal local 24, aestrutura de cabo elétrico 20 é em geral redonda na seçãotransversal. Por comparação, um condutor elétrico de fita éplano na seção transversal com uma dimensão de largura muitomaior do que uma dimensão de espessura. Este cabo redondopode ser dobrado em dois planos ortogonais, que incluem oeixo geométrico longitudinal 24, enquanto a fita pode serdobrada apenas em um plano. Esta geometria redonda do cabotem vantagens importantes a respeito do posicionamento doscondutores elétricos, como será discutido posteriormente.

O cabo elétrico 22 tem uma estrutura condutora central28 com um condutor central 30 eletricamente condutor, umacamada de isolamento 32 de um condutor central sobrepondo ocondutor central 30, uma blindagem 34 de condutor centraleletricamente condutora sobrepondo a camada de isolamentodielétrico 32 do condutor central e uma camada opcional deisolamento externo 35 do condutor central sobrepondo ablindagem 34 de condutor central. O condutor central 30 é, depreferência, feiLo de uma pluralidade de fios individuais 36do condutor central dispostos como um condutor co-axial quese estende paralelo ao eixo geométrico longitudinal local 24.Os fios 36 do condutor central são tipicamente não sãoisolados individualmente. Em um sistema de entretenimento emvôo, o condutor central 30 tipicamente conduz um sinal devideo analógico, um sinal de video digital ou um sinal deradiofreqüência multiplexado.

Uma pluralidade de estruturas condutoras espirais 38sobrepõe-se e é enrolada espiralmente em torno da estruturacondutora central 28. O enrolamento espiral pelas estruturascondutoras espirais 38 da estrutura condutora central 28 éilustrado na Figura 1 pelas linhas tracejadas. Na ilustraçãoda Figura 2, há nove dessas estruturas condutoras espirais38a, 38b, 38c, 38d, 38f, 38g, 38h e 38i, embora possa havermenos ou mais estruturas condutoras espirais no cabo elétrico22. Cada uma das estruturas condutoras espirais 38 compreendeum condutor 40 eletricamente condutor. Cada um dos condutoresespirais 40 é ilustrado como uma pluralidade de fioscondutores espirais 42 eletricamente condutores. Os fioscondutores espirais 42 tipicamente não são individualmenteisolados. Um isolamento 44 de condutor espiral sobrepõe-se aocondutor espiral 38. Cada estrutura condutora espiral 36 nãotem nenhuma blindagem eletricamente condutora na mesma. Nestamodalidade, a pluralidade de estruturas condutoras espirais28 é redonda, quando vista na seção transversal da Figura 2perpendicular ao eixo geométrico longitudinal local 24, esubstancialmente do mesmo diâmetro.

Uma camada de um isolamento externo 45 sobrepõe apluralidade de condutores espirais 38. A camada de isolamentoexterno 45 pode ser um enrolamento de fita de uma fitaisolante, se desejado. Uma blindagem externa eletricamentecondutora 46 sobrepõe a camada do isolamento externo 45. Umisolamento externo 48 sobrepõe a blindagem externa 46eletricamente condutora.

Um aspecto desejável do cabo elétrico 22 é que ele sejasubstancialmente circular quando visto na seção transversalda Figura 2 perpendicular ao eixo geométrico longitudinallocal 24. Por ter um cabo elétrico circular 22, a pluralidadede fios condutores centrais 36 e a pluralidade de fioscondutores espirais 42, o cabo elétrico 22 é feito altamenteflexível. A flexibilidade ajuda na instalação do caboelétrico 22 em espaços confinados.

Na modalidade preferida, cada estrutura condutoraespiral 38 retém um mesmo par de estruturas condutorasespirais circunferencialmente adjacentes ao longo de umcomprimento do cabo elétrico 22. Qualquer uma das estruturascondutoras espirais tem em cada lado dela, em torno dacircunferência do cabo elétrico 22, as mesmas estruturascondutoras espirais vizinhas em todos os locais ao longo docomprimento do cabo elétrico 22. Como um exemplo ilustrativo,na vista em corte da Figura 2, a estrutura condutora espiral38d tem duas estruturas condutoras espiraiscircunf erencialmente adjacentes 38c e 38e, uma em cada ladocircunferencial da estrutura condutora espiral 38d. (Umadireção circunferencial 50 está ilustrada na Figura 2) . Sevistas em corte como a Figura 2 forem tomadas em qualqueroutro local, tal como os locais A, B, C ou D da Figura 1, aestrutura condutora espiral 38d se situará

circunferencialmente entre as estruturas condutoras espirais38c e 38e (embora a disposição inteira possa ser girada emtorno do eixo geométrico longitudinal local 24). As mesmasrelações de adjacência circunferencial relativa são mantidaspara cada uma das estruturas condutoras espirais 38a, 38b,38c, 38d, 38e, 38f, 38g, 38h e 38i, e as suas respectivasestruturas condutoras espirais circunferencialmenteadjacentes ao longo do comprimento do cabo elétrico 22. Cadauma das estruturas condutoras espirais 38a, 38b, 38c, 38d,38e, 38f, 38g, 38h e 38i tem uma identidade designada quantoao tipo de sinais elétricos que ela conduz e um exemploespecifico será discutido posteriormente. O isolamento 44 decondutor espiral de cada estrutura condutora espiral 38 podeser codificado por cor, para facilitar a manutenção dasmesmas relações entre estruturas condutoras espiraisadjacentes ao longo do comprimento do cabo elétrico 22.

Uma disposição circunferencial de cada estruturacondutora espiral é selecionada em resposta à suá identidadedesignada e às identidades designadas de cada uma de um parde estruturas condutoras espirais circunferencialmenteadjacentes. Como cada uma das estruturas condutoras espirais38 é radialmente intercalada entre as blindagens 34 e 36eletricamente aterradas, diafonia e outras interferênciaselétricas são determinadas primeiramente pelas estruturascondutoras espirais circunferencialmente adjacentes.Continuando o exemplo de cima, a disposição circunferencialde cada estrutura condutora espiral 38d é selecionada emconsideração à sua identidade designada e àquelas dasestruturas condutoras espirais circunferencialmenteadjacentes 38c e 38e.

A organização de circuitos em um cabo redondo segue umprocesso sistemático de regras e relações, para minimizar asinterações elétricas entre as várias estruturas condutorasespirais 38. A diafonia elétrica entre fios é previsível atéo ponto em que se a geometria do posicionamento do fio forconhecida e controlada, e os parâmetros elétricos dos sinaisnos fios forem conhecidos, então, regras podem ser formuladaspara atribuir circuitos a posições especificas, onde oacoplamento prejudicial entre circuitos específicos nãoocorrerá ou pelo menos será mínimo e aceitavelmente pequeno.Estas regras são baseadas em dados de testes empíricos, ondedisposições genéricas de circuitos de geometrias de fitaplana foram usadas sob condições de teste para medir oacoplamento elétrico entre dois circuitos funcionando comfios colocados em vários locais no chicote. Foram feitasmedições com circuitos em condutores próximos entre si, umcondutor afastado, dois condutores afastados e assim pordiante. Estes testes foram conduzidos através das faixas defreqüência útil e a vários níveis de impedância no circuito.

Os LesLes renderam relações de projeto da quantidade depotência acoplada de um condutor para outro nas váriasfreqüências e para condutores posicionados próximos entre si,um condutor afastado, dois condutores afastados e assim pordiante.

Cabos redondos utilizando este enfoque preservam arelação entre os condutores ao longo do comprimento inteirodo cabo elétrico 22. Os vários condutores individuais nuncamudam de posição um em relação ao outro. Como resultado, umavez que a organização bem-sucedida é identificada, ela é consistente e não muda. 0 processo de projeto para cabosredondos difere de modo significativo daquele para fitasplanas em que não há dois lados laterais da estrutura em queos sinais de mais interferência potencial podem serdistanciados entre si por todos os outros condutores. Em um cabo redondo, os condutores devem ser dispostos em umadisposição anular para mínima interferência.

A seguir estão os principais parâmetros de projetoresultantes dos testes. Primeiro, a sensibilidade de umcondutor a diafonia é baseada principalmente na potênciaelétrica conduzida pelo condutor em relação à potênciaelétrica dos condutores adjacentes. Segundo, o acoplamentodos condutores sobe à medida que a freqüência do sinal sobe.Terceiro, os circuitos acoplam menos à medida que eles sãoposicionados mais afastados em torno da circunferência do cabo.

Com base nestes parâmetros de projeto, as seguintesregras básicas de organização foram desenvolvidas. Primeira,condutores operando a baixas freqüências não criam diafoniapara outros condutores. A maioria dos circuitos cai nestacategoria. Entretanto, eles podem ser vítimas de diafonia deoutros circuitos e, em conseqüência, as outras regrasorganizacionais são necessárias.

Segunda, circuitos de níveis de potência similares sãomais bem agrupados juntos em locais adjacentes. Umagrupamento por nível de potência prático para circuitos sebaseia em dezenas de potência em Watts, tal como 0, 1 a 1Watt, 1 a 10 Watts, 10 a 100 Watts e assim por diante.Circuitos de potência similar situados na mesma dezena depotência são segregados juntos fora dos circuitos que são depotência muito maior e, em conseqüência, são potencialmenteperigosos em termos de orientação de diafonia. Condutoresclassificados como parte da dezena de potência "próxima maisalta" ou "próxima mais baixa" podem ser colocados adjacentesa um primeiro condutor, mas condutores dos grupos duasdezenas mais altos ou duas dezenas mais baixos devem serseparados do primeiro condutor por um "fio protetor". Fiosprotetores são condutores que são eletricamente aterradospara formar uma barreira de acoplamento entre os condutores.

Terceira, circuitos operando acima de uma freqüência deprojeto são isolados com fios protetores em ambos os lados docondutor de alta freqüência. Os fios protetores formam umabarreira para os campos de alta freqüência gerados.

Quarta, como os circuitos são colocados em posição maisafastada, eles rapidamente perdem sua capacidade de acoplardevido a dois fatores. O primeiro é a elevada distância deseparação porque a resistência do campo é inversamenteproporcional ao quadrado da distância do condutor. 0 segundoé a quantidade de material condutor entre fios não adjacentesque aterra o campo. Para todas as finalidades práticas,condutores que são separados por 3, 4 outros condutores deuma fonte potencial de diafonia são completamente isoladosdessa diafonia a freqüências úteis. Mais ainda, a blindagem34 do condutor central e a blindagem externa 46 servem comoparte da estrutura isolante.

Como um exemplo, estes princípios foram usados paraprojetar a estrutura de cabo elétrico 20 usada em um sistemade entretenimento em vôo (IFE) com base no cabo elétrico 22da Figura 2. Neste projeto, a estrutura condutora espiral 38aé 115 Volts CA; a estrutura condutora espiral 38b é de 115Volts CA retorno (neutro); a estrutura condutora espiral 38cé de seleção de dados, que é insensível ao retorno CA naestrutura condutora espiral 38b, é insensível ao sinal(discutido a seguir) na estrutura condutora espiral 38d e nãoafeta de modo adverso os sinais nas estruturas condutorasespirais 38b e 38d; a estrutura condutora espiral 38d ébarramento de dados 1 LO; a estrutura condutora eápiral 38e ébarramento de dados 1 HI; a estrutura condutora espiral 38f éum fio protetor aterrado para separar os sinais nasestruturas condutoras espirais 38e e 38g; a estruturacondutora espiral 38g é barramento de dados 2 HI; a estruturacondutora espiral 38h é barramento de dados 2 LO e aestrutura condutora espiral 38i é terra de sinal, que é imuneaos sinais conduzidos nos condutores de barramento de dados etambém à alimentação de 115 Volts na estrutura condutoraespiral adjacente 38a e não prejudicará suas operações. Istoé, a estrutura condutora espiral 38i reside próxima a e écompatível com a estrutura condutora espiral 38a, completandoa disposição anular dos condutores espirais 38. 0 condutorcentral 30 conduz o sinal de vídeo em forma analógica oudigital.

Esta configuração organizada do cabo IFE é apresentadacomo um exemplo e não é limitadora da invenção. Outrasaplicações com condutores múltiplos conduzindo outros níveisde potência e outras freqüências de s inais terão outrasconfigurações de acordo com as regras organizacionaisdiscutidas mais cedo ou outras regras organizacionais quepossam ser desenvolvidas e/ou aplicadas especificamente paraas aplicações. Por exemplo, freqüências muito altas e temposde rápida elevação nos sinais conduzidos por um condutorelevam os efeitos adversos potenciais nos condutoresvizinhos. Adicionalmente, outras configurações podem ter duasou mais camadas sobrepostas de estruturas condutorasespirais. Estas camadas seriam alternadamente espiraladaspara a esquerda e, então, para a direita a fim de obter tantoalta concentricidade quanto flexibilidade.

Outra modalidade do cabo elétrico 22 está ilustrada naFigura 3. Esta modalidade utiliza muitos dos mesmos elementose aspectos discutidos anteriormente e essa discussão éincorporada aqui até a extensão aplicável. A discussão daFigura 3 enfatizará diferenças entre as modalidades dasFiguras 2 e 3. Na Figura 3, alguns dos numerais de referênciaaplicáveis estão omitidos para evitar confusão.

A modalidade da Figura 3 inclui estruturas condutorasespirais 38j, 38k, 381, 38m, 38n, 38o, 38p, 38q e 38r.Diferente da modalidade da Figura 2, em que todas asestruturas condutoras espirais 38 são do mesmo diâmetro, namodalidade da Figura 3 algumas das estruturas condutorasespirais 38 são de diâmetros diferentes. Os diâmetrosdiferentes são esperados em algumas aplicações, por exemplo,onde uma estrutura condutora espiral conduzindo um sinal depotência tipicamente iria requerer um condutor espiral detamanho maior do que uma estrutura condutora espiralconduzindo um sinal de controle de baixa corrente.

Entretanto, pela disposição judiciosa das estruturascondutoras espirais 38, de modo que os tamanhos maiores sejamagrupados juntos em um lado do cabo elétrico 22 e estruturascondutoras espirais 38 menores sejam agrupadas juntas nooutro lado do cabo elétrico, o cabo elétrico 22 permanecesubstancialmente circular quando visto em seção transversal etem um diâmetro menor do que um cabo com todas as estruturascondutoras espirais do mesmo tamanho. A retenção da seçãotransversal em geral circular é altamente desejável paratransmitir flexibilidade em direções ortogonais ao caboelétrico. Este tipo de disposição de estruturas condutoras detamanhos muito diferentes (isto é, bitolas de fios) não podeser feito na prática utilizando uma estrutura em fita plana.

Se a aplicação do cabo ditar que há númerosinsuficientes de estruturas condutoras espirais 38 parapreencher todos os espaços requeridos nesta disposição,estruturas espaçadoras espirais 52 do diâmetro necessáriopodem ser posicionadas adjacentes às estruturas condutorasespirais 38 nos locais apropriados. A estrutura espaçadoraespiral 52 é um comprimento de material eletricamente nãocondutor. A estrutura espaçadora espiral 52 pode ser dequalquer material não condutor que possa ser enroladoespiralmente de uma maneira compatível com aquela dasestruturas condutoras espirais 38. Em sistemas de cabo demodo misturado, em que pelo menos alguns dos elementos do cabo são condutores ópticos, tal como fibras ópticas, oscondutores ópticos, que não são suscetíveis a interferênciapor diafonia elétrica e não geram interferência por diafoniaelétrica, podem ser usados como a estrutura espaçadoraespiral 52. Uma estrutura espaçadora espiral 54 também pode se situar entre duas estruturas condutoras espirais 38(ilustradas com as estruturas condutoras espirais 38p e 38q)lado a lado para fins de isolamento elétrico. Em cada caso, aestrutura espaçadora espiral 52 ou 54 é enrolada espiralmenteem torno da estrutura de núcleo central 28 da mesma maneiradescrita anteriormente para as estruturas condutoras espirais38, exceto que a estrutura espaçadora espiral efetivamentesubstitui uma das estruturas, espaçadoras espirais por um nãocondutor elétrico. As estruturas espaçadoras espirais tambémpodem ser usadas enr~re1rarçãrr a mudairdade--da Kiqura 2

Em um caso típico de um cabo elétrico 22 de diâmetro emtorno de 8,9 mm, o condutor central 30 inclui fios condutorescentrais 36 feitos de cobre prateado e cada um de diâmetro emtorno de 0,2 mm, com o diâmetro total do condutor central 30em torno de 1 mm (20 AWG) . O isolamento 32 do condutor central é um fluorpolímero de diâmetro externo em torno de2,54 mm. A blindagem 34 do condutor central é de cobreprateado tendo um diâmetro externo de cerca de 3 mm. Aestrutura condutora central 28 tem um diâmetro externo decerca de 3,3 mm. Para a modalidade da Figura 2, há nove estruturas condutoras espirais 38 do mesmo diâmetro. Ocondutor espiral 40 compreende os fios condutores espirais 42feitos de cobre estanhado e cada um de diâmetro em torno de0, 254 mm (30 AWG), com o diâmetro total do condutor espiral40 em torno de 1,27 mm (18 AWG). O isolamento 44 do condutor espiral é um fluorpolímero em torno de 0,2 mm de espessura. Ablindagem externa 46 é de cobre estanhado em terno de 7,3 minde diâmetro externo. O isolamento externo 48 é umfluorpolimero de cerca de 8,89 mm de diâmetro externo. Asoutras camadas de isolamento também são de preferência umfluorpolimero, tal como politetrafluoretileno. As estruturasespaçadoras espirais 52 e 54 são um fluorpolimero do diâmetrorequerido.

A Figura 4 ilustra um enfoque para fazer um caboelétrico 22 e uma estrutura de cabo elétrico 20. A estruturacondutora central 28 é preparada e fornecida, numerai 70. Asestruturas condutoras espirais 38 são preparadas efornecidas, numerai 72. Estruturas espaçadoras espirais 52,também podem ser previstas. Cada uma das estruturascondutoras espirais 38 tem sua identidade designada. Adisposição circunferencial das estruturas condutoras espirais38 (ou estrutura espaçadora espiral 52, 54) é selecionada emresposta às suas identidades designadas e às identidadesdesignadas de cada uma de um par de estruturas condutorasespirais circunferencialmente adjacentes, numerai 74, usandoas técnicas discutidas anteriormente. As estruturascondutoras espirais 38 (e as estruturas espaçadoras espirais52, 54, quando usadas) são enroladas espiralmente em torno daestrutura condutora central 28, numerai 76. 0 isolamentoexterno 45 é aplicado. A blindagem externa 4 6 é colocadasobre a estrutura enrolada, numerai 78, e o isolamentoexterno 48 é colocado sobre a blindagem externa 46. 0 caboelétrico 22 é concluído. Quando conectores elétricos 26 foremusados, todos os conectores são fixados, numerai 82,tipicamente fixando os fios do cabo elétrico aos elementosconectores (tais como pinos) do(s) conector(es) 26.

Embora uma modalidade particular da invenção tenha sidodescrita em detalhes para fins de ilustração, váriasmodificações e aperfeiçoamentos podem ser feitos sem desviardo espírito e escopo da invenção. Em conseqüência, a invençãonão é limitada exceto pelas reivindicações em anexo.

Claims (11)

1. Cabo elétrico com eixo geométrico longitudinallocal, caracterizado pelo fato de que compreende:uma estrutura condutora central (28) compreendendoum condutor central (30) eletricamente condutor,uma camada de isolamento (32) de um condutor centralsobrepondo o condutor central (30) , euma blindagem (34) de condutor central eletricamentecondutora sobrepondo a camada de isolamento (32) do condutorcentral;uma pluralidade de estruturas condutoras espirais (38)sobrepondo a estrutura condutora central (28) e espiralmenteenroladas em torno da mesma, cada uma das estruturascondutoras espirais (38) compreendendoum condutor espiral eletricamente condutor (40), eum isolamento (44) de condutor espiral sobrepondo ocondutor espiral (40),cada estrutura condutora espiral (38) não tendo nenhumablindagem eletricamente condutora sobre a mesma,uma blindagem externa eletricamente condutora (4 6)sobrepondo a pluralidade de condutores espirais (40); eum isolamento externo (48) sobrepondo a blindagemexterna eletricamente condutora (46).

2. Cabo, de acordo com a reivindicação, 1,caracterizado pelo fato de que o cabo elétrico (22) ésubstancialmente circular quando visto em seção transversalperpendicular ao eixo geométrico longitudinal local (24).

3. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o condutor central (30)compreende uma pluralidade de fios condutores no condutorcentral eletricamente condutor.

4. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o condutor central (30) é umaestrutura de fios co-axial.

5. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que cada condutor espiral (40)compreende uma pluralidade de fios condutores espirais (42)eletricamente condutores.

6. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que na pluralidade de' estruturascondutoras espirais (38) cada qual é substancialmente domesmo diâmetro.

7. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que pelo menos parte dapluralidade de estruturas condutoras espirais (38) é dediâmetros diferentes.

8. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que cada estrutura condutoraespiral (38) retém um mesmo par de estruturas condutorasespirais (38) circunferencialmente adjacentes ao longo de umcomprimento do cabo elétrico (22) .

9. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que cada estrutura condutoraespiral (38) tem uma identidade designada e em que umadisposição circunferencial de cada estrutura condutoraespiral (38) é selecionada em resposta à sua identidadedesignada e às identidades designadas de cada uma de um parde estruturas condutoras espirais (38) circunferencialmenteadj acentes.

10. Cabo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que inclui uma estruturaespaçadora espiral enrolada espiralmente em torno daestrutura condutora central (28), a estrutura espaçadoraespiral se situando entre duas estruturas condutoras espirais(38) em uma relação lado a lado.

11. Método de preparar cabo elétrico, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de:proporcionar uma estrutura condutora central (28)compreendendoum condutor central (30) eletricamente condutor,uma camada de isolamento (32) de um condutor centralsobrepondo o condutor central (30), euma blindagem (34) de condutor central eletricamentecondutora sobrepondo a camada de isolamento (32) do condutorcentral;proporcionar uma pluralidade de estruturas' condutorasespirais (38) cada uma tendo uma identidade designada ecompreendendoum condutor espiral eletricamente condutor (40), eum isolamento (44) de condutor espiral sobrepondo ocondutor espiral (40),cada estrutura condutora espiral (38) não tendo nenhumablindagem eletricamente condutora sobre a mesma,selecionar uma disposição circunferencial de cadaestrutura condutora espiral (38) em resposta à sua identidadedesignada e às identidades designadas de cáda uma de um parde estruturas condutoras espirais (38) circunferencialmenteadjacentes;enrolar as estruturas condutoras espirais (38) em tornoda estrutura condutora central (28) em um padrão espiral,cada estrutura condutora espiral (38) retendo o mesmo par deestruturas condutoras espirais (38) circunferencialmenteadjacentes ao longo de um comprimento do cabo elétrico (22);colocar uma blindagem externa eletricamente condutora(46) sobrepondo as estruturas condutoras espirais (38) queestão enroladas sobre a estrutura condutora central (28); ecolocar um isolamento externo (48) sobrepondo ablindagem externa (46) para formar o cabo elétrico (22) tendoum eixo geométrico longitudinal local (24).