NL8202627A

NL8202627A - Two-core communications cable with electrostatic screening - has bare earth conductor wound round foil under sleeve

Info

Publication number: NL8202627A
Application number: NL8202627A
Authority: NL
Original assignee: Telecom Bedrijfscommunicatie B
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1984-01-16

Abstract

The twisted pair of insulated signal conductors (1) is surrounded by a spirally-wrapped conductive foil tape (2). A bare earth conductor (3) also spirals around the outside of the foil under the outer insulating sleeve (4). The cable has a characteristic impedance of 100 ohms, a d.c. resistance of 30 ohms per km and a signal loss of 17 dB per km at 200 kHz. It is esp. suitable for the transmission of digital signals, following the RS 422 and RS 485 standards. An alternative form of the cable has an additional layer of foil wrapped over the earth wire. The additional layer may be wrapped in the opposite direction to give added screening and greater rigidity.

Description

82.5099/AA82,5099 / AA

Korte aanduiding: Geleider stelsel met afschermingShort designation: Guide system with shield

De uitvinding heeft betrekking o.p een geleiderstelsel bestaande uit een aantal geïsoleerde geleiders en een in de lengterichting daarvan aangebracht elektromagnetisch scherm 5 Een dergelijk stelsel is bekend uit de praktijk en omvat bijv* twee getwiste geïsoleerde geleiders en een scherm in de vorm van een tussen het geleiderpaar geslagen aar dings draad. Een dergelijk geleidingsstelsel, heeft als bezwaar dat door buigen van de kabel de aarddraad tussen het geleiderpaar 10 verschuift, waardoor de electrische eigenschappen, waaronder de karakteristieke impedantie en de demping alsmede de gevoeligheid voor uitwendige electromagnetische stoorvelden gering is.The invention relates to a conductor system consisting of a number of insulated conductors and an electromagnetic screen arranged in the longitudinal direction thereof. Such a system is known from practice and comprises, for example, two twisted insulated conductors and a screen in the form of an interconnection between the conductor pair stranded ground wire. Such a conduction system has the drawback that the earth wire shifts between the conductor pair 10 by bending the cable, so that the electrical properties, including the characteristic impedance and the damping, as well as the sensitivity to external electromagnetic interference fields, are small.

Ook zijn uit de praktijk geleiderstelsels met tenminste 15 één geïsoleerde geleider bekend, waarbij het scherm gevormd wordt door een aantal om de geïsolerende geleiders geweven ongeïsoleerde zeer dunne aar dings draden. Een dergelijk geweven scherm is moeilijk aan te brengen, zodat een daarmee uitgevoerde kabel duur is. Yoor het verkrijgen van een grote 20 ongevoeligheid voor uitwendige electromagnetische stoorvelden, zou het scherm met zeer kleine.mazen geweven moeten zijn, hetgeen als gevolg van de daardoor noodzakelijke, langere onge-isoleerde geleiders de kostprijs van de kabel verder verhoogt. De uitvinding beoogt de bezwaren van de bekende geleider-25 stelsels op te heffen.Conductor systems with at least one insulated conductor are also known from practice, wherein the screen is formed by a number of uninsulated very thin earth wires woven around the insulating conductors. Such a woven screen is difficult to apply, so that a cable constructed therewith is expensive. To obtain a high insensitivity to external electromagnetic interference fields, the screen should be woven with very small meshes, which further increases the cost of the cable due to the longer uninsulated conductors required thereby. The object of the invention is to eliminate the drawbacks of the known conductor systems.

Het geleiderstelsel volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk dat het scherm bestaat uit een om de geleiders gewikkelde bandvormige gelamineerde folie, dat bestaat uit een drager van isolerend materiaal en een op de drager aange-30 brachte laag van geleidend materiaal. Hierdoor is een op eenvoudige en goedkope wijze te vervaardigen kabel te verkrijgen, waarvan de afscherming tegen uitwendige electromagnetische stoorvelden, de karakteristieke impedantie en de demping vooraf beter bepaald en tijdens gebruik beter gewaarborgd kunnen 8202627 2 4' * Ό worden. Eventuele door het scherm gaande stromen, die bijvoorbeeld door uitwendige electromagnetische stoorvelden opgewekt kunnen zijn, kunnen daarbij over de geïsoleerde geleiders te verzenden signalen nauwelijks asymetrisch beïnvloeden. Voor 5 de drager van de folie kan verder een zodanig materiaal, bijvoorbeeld polyesther, gekozen worden, dat het scherm bijzonder goed op trek belastbaar is, zodat de folie strak over de geïsoleerde geleiders gewikkeld kan worden en daardoor de electrische eigenschappen van de kabel beter gewaarborgd wor-10 den.The conductor system according to the invention is therefore characterized in that the screen consists of a band-shaped laminated film wound around the conductors, which consists of a carrier of insulating material and a layer of conductive material applied to the carrier. This makes it possible to obtain a cable which can be manufactured in a simple and inexpensive manner, whose shielding against external electromagnetic interference fields, the characteristic impedance and the damping are better determined in advance and can be better guaranteed during use. 8202627 2 4 '* Ό. Any currents passing through the screen, which may be generated, for example, by external electromagnetic interference fields, can hardly influence asymmetrically the signals to be transmitted over the insulated conductors. For the support of the film, a material such as polyester, can further be chosen, such that the screen is particularly good tensile, so that the film can be wrapped tightly over the insulated conductors and thereby better guarantee the electrical properties of the cable. be-10 den.

Bij voorkeur is de folie zodanig gewikkeld, dat de rand-gedeelten van aangrenzende windingen ervan elkaar overlappen, zodat ook bij sterke buiging van de kabel een goede afscherming tegen eventuele uitwendige stoorvelden aanwezig blijft.The foil is preferably wound in such a way that the edge parts of adjacent windings overlap one another, so that good shielding against possible external interference fields remains even with strong bending of the cable.

15 Het zal in het algemeen noodzakelijk zijn om het scherm aan één uiteinde van de kabel electrisch met een klem met aardpotentiaal te verbinden. Het is echter mogelijk dat het materiaal van de drager van de folie onvoldoende geschikt is om verbonden te kunnen worden met een zodanige aardingsklem.It will generally be necessary to electrically connect the screen at one end of the cable to a terminal with ground potential. However, it is possible that the material of the support of the foil is insufficiently suitable for connection to such a grounding clamp.

20 Daarom is het geleiderstelsel bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat d$ drager van de folie naar de geleiders is gekeerd en dat over de geleidende laag van het scherm een ongeïsoleerde aardingsdraad is aangebracht. De aardingsdraad, die in electrisch contact is met de geleidende laag van de folie, kan nu 25 gebruikt worden voor het op -eenvoudige wijze verkrijgen van een goede verbinding met een aardingsklem. Omdat de aardingsdraad over de folie is aangebracht, kan het niet tussen de geïsoleerde geleiders binnen het scherm dringen en kan het bij buiging van de kabel de electrische eigenschappen ervan dus 30 niet nadelig beïnvloeden.Therefore, the conductor system is preferably designed such that the support of the film faces the conductors and that an uninsulated ground wire is provided over the conductive layer of the screen. The ground wire, which is in electrical contact with the conductive layer of the foil, can now be used to obtain a good connection with a grounding clamp in a simple manner. Since the ground wire is placed over the foil, it cannot penetrate between the insulated conductors within the screen and thus cannot adversely affect its electrical properties when the cable is bent.

Bij voorkeur omvat het scherm tevens een andere zodanig om de geleiders gewikkelde folie van een met de ene folie overeenkomende soort omvat, dat de rasp. geleidende lagen naar 8202627 3 elkaar gericht zijn en dat de randen van de ene folie in hoofdzaak op afstand van de randen van de andere folie verlopen· Hierdoor wordt de dichtheid van het scherm en daardoor de storingsongevoeligheid voor uitwendige stoorvelden verbe-5 terd. De extra folie maakt het scherm "bovendien mechanisch sterker en "betrouwbaarder met betrekking tot de eleetrische eigenschappen van het geleiderstelsel wanneer gedeelten van het scherm als gevolg van bijvoorbeeld fabricagefouten of door het gebruik mechanische of eleetrische gebreken vertonen, 10 Dit voordeel wordt nog versterkt indien tussen de beide folies de genoemde aardingsdraad is aangebracht, omdat dan de kans op totale onderbreking van de door het scherm gevormde aard-stroomweg kleiner is, De eleetrische eigenschappen van een geleiderstelsel van deze soort zijn daarom bij de fabricage 15 ervan nauwkeurig te definiëren en tijdens gebruik zeer goed te handhaven,Preferably, the screen also comprises another foil of a type corresponding to the one foil wound around the conductors such that the grater. conductive layers towards 8202627 3 and that the edges of one foil extend substantially away from the edges of the other foil · This improves the density of the screen and thereby the immunity to interference for external noise fields. The additional foil makes the screen "moreover mechanically stronger and" more reliable with regard to the electrical properties of the conductor system when parts of the screen are damaged, for example due to manufacturing defects or through use, by mechanical or electrical defects. This advantage is further enhanced if between the two earth wires are provided, since the chance of total interruption of the earth current path formed by the screen is then smaller. The electrical properties of a conductor system of this type can therefore be precisely defined during its manufacture and during use. very easy to maintain,

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening In de tekening toont:The invention is elucidated on the basis of the drawing. The drawing shows:

Dig, 1 in perspectief een eerste uitvoeringsvorm van een 20 geleiderstelsel volgens de uitvinding; en lig, 2 in perspectief een tweede uitvoeringsvorm van een geleiderstelsel volgens de uitvinding,Dig, 1 in perspective a first embodiment of a conductor system according to the invention; and, 2 is a perspective view of a second embodiment of a conductor system according to the invention,

De in de figuren getoonde geleiderstelsels omvatten twee getwiste geleiders 1, waarover een bandvormige gelamineerde 25 folie 2 gewikkeld is, terwijl over de folie eai ongeïsoleerde aardingsdraad 5 is aangebracht en waarbij het ter vorming van een kabel aldus gevormde stelsel omgeven is door een mantel 4, die bij voorkeur bestaat uit een soepele kunststof,The conductor systems shown in the figures comprise two twisted conductors 1, over which a tape-shaped laminated film 2 is wound, while an uninsulated earth wire 5 is arranged over the film and the like, and the system thus formed to form a cable is surrounded by a jacket 4, which preferably consists of a flexible plastic,

De bandvormige folie 2 is gelamineerd en bestaat uit een 50 drager van isolerend materiaal, bijv, polyesther, en een op de drager aangebrachte" laag van geleidend materiaal, bijv0 8202627 4 - Λ * - , « » aluminium. De zijde Tan de folie welke geTormd wordt door de drager is in de figuren gestippeld weergegeven.The tape-shaped film 2 is laminated and consists of a carrier of insulating material, eg polyester, and a "layer of conductive material, applied on the carrier, eg. 0 8202627 4 - Λ * -," »aluminum. Tormed by the carrier is shown in dotted lines in the figures.

Teneinde de afscherming tegen uitwendige stoorvelden op door de geleiders 1 te voeren signalen zo efficiënt mogelijk 5'te maken, is de folie 2 van het in fig. 1 getoonde geleider-stelsel op overlappende wijze gewikkeld; in de figuur bedraagt de overlapping 50%.In order to make the shielding against external interference fields on signals to be carried by the conductors 1 as efficient as possible, the foil 2 of the conductor system shown in Fig. 1 is wrapped in overlapping manner; in the figure, the overlap is 50%.

Het door de folie 2 gevormde scherm zal tijdens gebruik aan één uiteinde met een aardingsklem verbonden moeten worden. 10 Omdat het echter,mogelijk is dat het materiaal van de geleidende laag van de folie 2 ongeschikt is voor het op eenvoudige wijze verkrijgen van een goede verbinding met een aardings-! klem, is de eenvoudiger te bevestigen ongeïsoleerde aardings-draad 3 over de geleidende laag van de folie 2 aangebracht.The screen formed by the foil 2 will have to be connected at one end to a grounding clamp during use. However, because it is possible that the material of the conductive layer of the foil 2 is unsuitable for obtaining a good connection with a grounding connection in a simple manner. clamp, the easier-to-attach uninsulated ground wire 3 is placed over the conductive layer of the foil 2.

15 Dit heeft tevens als voordeel dat bij een eventuele plaatselijke onderbreking van de geleidende laag van de folie 2 of van de aardingsdraad 3 de werking van het scherm gehandhaaft blijft en het over de gehele lengt.e ervan een aardingsstroom kan blijven voeren.This also has the advantage that in the event of a local interruption of the conductive layer of the foil 2 or of the grounding wire 3 the operation of the screen is maintained and it can continue to conduct a grounding current over its entire length.

20 Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 omvat het scherm tevens een zodanig om de folie 2 en de aardingsdraad 3 gewikkelde extra folie 5 van dezelfde soort als van de folie 2, dat de respectievelijke geleidende lagen naar elkaar gericht zijn en dat de randen van de ene folie in hoofdzaak op.af-25 stand -ran de andere folie verlopen. Bij deze uitvoeringsvorm zijn de electrische eigenschappen van het geleiderstelsel nog nauwkeuriger vooraf te bepalen en tijdens gebruik te handha*· ven.In the embodiment according to Fig. 2, the screen also comprises an additional foil 5 of the same type as that of the foil 2 wrapped around the foil 2 and the ground wire 3 in such a way that the respective conductive layers face each other and that the edges of the one foil runs essentially at a distance from the other foil. In this embodiment, the electrical properties of the conductor system can be determined even more accurately in advance and maintained during use.

Bij de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm grenzen de win-30 dingen van elke folie 2, 5 zonder overlapping aan elkaar, terwijl de windingen van de ene folie die van de andere folie met ongeveer 50% overlapt. De folies 2, 5 kunnen dan, onder 8202627 . «Τ' ^ 5 verkrijging van een relatief dunne kabel, zodanig strak om de geleiders 1 resp. om de andere folie 2 gewikkeld worden, dat bij buiging van de kabel de electrische eigenschappen ervan nauwelijk beïnvloed worden· 5 Het is echter ook mogelijk om êén of beide folies zodanig te wikkelen dat de windingen van de ene folie, met behoud van overlapping door de windingen van de andere folie, op afstand van elkaar liggen· Hoewel daarbij de dichtheid van de folie en de veiligheid tegen beschadiging van een van de folies 2, 10 5 of van de aardingsdraad 3 goed zijn, wordt het voordeel van een belangrijke materiaalbesparing verkregen.In the embodiment shown in Fig. 2, the gains of each foil 2, 5 are adjacent without overlapping, while the turns of one foil overlap that of the other foil by about 50%. The foils 2, 5 can then, under 8202627. Obtaining a relatively thin cable, so tight around the conductors 1 resp. to be wound around the other foil 2, so that the electrical properties of it are hardly affected when the cable is bent · 5 It is also possible, however, to wrap one or both foils in such a way that the turns of one foil are retained, while the overlapping of the windings of the other foil, spaced from one another · Although the density of the foil and the safety against damage of one of the foils 2, 10 5 or of the ground wire 3 are good, the advantage of an important material saving is obtained.

Voor het verkrijgen van bepaalde eigenschappen van de kabel is het tevens mogelijk om de ene folie tegengesteld aan die van de andere folie te wikkelen· 15 Een in de praktijk beproefd geleiderstelsel als getoond in fig. 2 met twee geleiders 1 met type-aanduiding AWG18.en een aardingsdraad 3 met type-aanduiding MS315 bleek een zeer nauwkeurig te berekenen en te handhaven karakteristieke impedantie van 100 Λ’te hebben alsmede een gelijkstroomweerstand 20 van slechts 30J2/km, waarbij de demping voor signalen met een frequentie van 200 KHz 17 dB/km en bij een 1MHz 2T!dB/km bedroeg. Een dergelijke kabel is in het bijzonder geschikt voor de overdracht van digitale informatie volgens de ES 422 en ES 485 standaarden t,b,v. het sturen van electromechanische 25 inrichtingen waarvoor de bekrachtigingsstromen door in de nabijheid van de informatiekabel verlopende krachtstroomkabels lopen·In order to obtain certain properties of the cable, it is also possible to wind one foil opposite to that of the other foil. A practical tested conductor system as shown in fig. 2 with two conductors 1 with type designation AWG18. and a grounding wire 3 with type designation MS315 was found to have a very accurately calculated and to maintain characteristic impedance of 100 alsmede as well as a DC resistance 20 of only 30J2 / km, the attenuation for signals with a frequency of 200 KHz 17 dB / km and at a 1MHz 2T! dB / km. Such a cable is particularly suitable for the transmission of digital information according to ES 422 and ES 485 standards t, b, v. controlling electromechanical devices for which the excitation currents pass through power current cables running in the vicinity of the information cable ·

Er wordt opgemerkt, dat het aantal geïsoleerde geleiders 1 bij het geleiderstelsel volgens de uitvinding niet noodzake-30 lijk twee moet bedragen, maar dat het geschikt is voor afscherming van een willekeurig aantal geleiders 1 · 8202627It is noted that the number of insulated conductors 1 in the conductor system according to the invention must not necessarily be two, but that it is suitable for shielding any number of conductors 1 8202627

Claims

Conductor system consisting of a number of insulated conductors and an electromagnetic screen arranged in the longitudinal direction thereof, characterized in that the screen consists of a strip-shaped laminated film, wound around the conductors, which consists of a carrier of insulating material and a layer of conductive material applied to the support.

Conductor system according to claim 1, characterized in that the edge portions of adjacent turns of the foil overlap.

Conductor system according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier of the foil faces the conductors and that an uninsulated earth wire is provided over the conductive layer of the screen. 15

Conductor system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the screen also comprises another foil of a type corresponding to the one foil, wound around the conductors, in such a way that the resp. conductive layers are directed towards each other and that the edges of one foil run substantially at a distance from the edges of the other foil.

Conductor system according to claim 4, characterized in that the wrapping device of one foil is opposite to that of the other foil. 8202627