RU181867U1 - Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель - Google Patents

Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель Download PDF

Info

Publication number
RU181867U1
RU181867U1 RU2018113043U RU2018113043U RU181867U1 RU 181867 U1 RU181867 U1 RU 181867U1 RU 2018113043 U RU2018113043 U RU 2018113043U RU 2018113043 U RU2018113043 U RU 2018113043U RU 181867 U1 RU181867 U1 RU 181867U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
twisted
layer
insulation
aluminum
Prior art date
Application number
RU2018113043U
Other languages
English (en)
Inventor
Артем Андреевич Косилов
Андрей Евгеньевич Косилов
Андрей Васильевич Лобанов
Андрей Александрович Мельников
Original Assignee
Артем Андреевич Косилов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Артем Андреевич Косилов filed Critical Артем Андреевич Косилов
Priority to RU2018113043U priority Critical patent/RU181867U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU181867U1 publication Critical patent/RU181867U1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/02Cables with twisted pairs or quads

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель для скоростной передачи данных имеет конструкцию, в которой на каждую однопроволочную медную токопроводящую жилу наложена двуслойная изоляция: внутренний слой выполнен из керамообразующей силиконовой резины плотностью не более 1,24 г/смпри твердости не менее 70 единиц по Шору, шкала А; внешний слой - из полиэтилена. Оптимальное соотношение толщин внешнего и внутреннего слоев изоляции находится в пределах 1,50-2,00. Четыре попарно скрученные изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого находится общий экран из алюмополимерной ленты совместно с дренажным проводником из медной луженой проволоки, вокруг общего экрана присутствует оболочка из пожаробезопасного полимерного материала. При этом поверх пар скрученных изолированных жил расположен индивидуальный экран из алюмополимерной ленты. Применение заявляемой полезной модели позволяет расширить рабочий частотный диапазон до 250 МГц, 1 з. п. ф-лы, 1 илл.

Description

Заявляемая полезная модель относится к кабельной технике, в частности, к огнестойким симметричным высокочастотным кабелям связи (ОСВК) для цифровых систем передачи данных. Данные кабели предназначены для использования в сетях передачи информации и в структурированных кабельных системах (СКС).
Огнестойкость является параметром, характеризующим работоспособность кабельного изделия, то есть его способность продолжать выполнять заданные функции при воздействии и после воздействия источником пламени в течение заданного периода времени [1]. Испытания проводятся в соответствии с рекомендациями, приведенными в [2].
В соответствии с российским ГОСТ Р 54429-2011 [3] такие кабели разделены на категории, характеризуемые следующими параметрами:
Rж - электрическое сопротивление жилы постоянному току, пересчитанное на длину 1000 м и температуру 20°С;
ΔR - омическая асимметрия жил в рабочей паре;
Figure 00000001
- омическая асимметрия жил между парами;
Rиз - электрическое сопротивление изоляции жил, пересчитанное на длину 1000 м и температуру 20°С;
U - испытательное напряжение между жилами и между всеми жилами и экранами;
С - рабочая емкость на частоте 0,8 или 1,0 кГц, пересчитанная на длину 1000 м;
ΔС - емкостная асимметрия пар по отношению к экрану на частоте 0,8 или 1,0 кГц, пересчитанная на длину 1000 м;
ZT - сопротивление связи;
АC - затухание излучения;
νp - скорость распространения сигнала;
τр - время задержки сигнала;
Δτр - максимальная разность времен задержки сигнала;
α20 - коэффициент затухания, пересчитанный на температуру 20°С;
TCL - затухание асимметрии на ближнем конце;
ELTCL - защищенность от затухания асимметрии на дальнем конце в диапазоне частот от 1 до 30 МГц;
PSNEXT - переходное затухание суммарной мощности влияния на ближнем конце;
NEXT - переходное затухание на ближнем конце для всех комбинации
пар;
PSELFEXT - защищенность от суммарной мощности влияния на дальнем конце;
EL FEXT- защищенность на дальнем конце для каждой комбинации пар;
RL - затухание отражения;
Zc - волновое сопротивление.
Согласно [3] категории имеют различный частотный диапазон, повышение категории влечет за собой расширение частотного диапазона (см. Таблицу 1.).
Figure 00000002
Известен ОСВК [4], сердечник включает в себя восемь скрученных попарно однопроволочных проводников, изолированных кремнийорганической керамообразующей резиной, которая отвечает за огнестойкость конструкции и имеет плотность 1,38 г/см3. Работоспособность данной конструкции под воздействием открытого пламени составляет более 180 минут. Пары скреплены полимерной пленкой. В неэкранированной конструкции оболочка из пожаробезопасного полимерного материала наложена поверх сердечника. В экранированной конструкции - поверх экрана из алюмополимерной ленты совместно с дренажным проводником.
Данный кабель имеет ряд недостатков. Рабочий частотный диапазон ограничен значением в 16 МГц, что соответствует 3 категории [3]. Фазовая задержка сигнала в кабеле составляет 600 нс/100 м, в то время как нормируемое для 3 категории значение - 567 нс/100 м. Силиконовая керамообразующая резина является мягким материалом, ее твердость по шкале Шора А составляет 70 единиц. При скрутке изолированных жил в пару силиконовый слой неравномерно проминается, что может привести к изменениям волнового сопротивления по длине.
Известен симметричный огнестойкий кабель [5], отличающийся от [4] тем, что изоляция проводников выполнена из двух слоев. Внутренний слой полиэтилена и наружний слой силиконовой резины. Сердечник скреплен лентой из стеклоткани, поверх которой наложен экран из алюмополимерной ленты совместно с дренажным проводником и оплеткой. Такая конструкция позволяет расширить частотный диапазон для отдельных параметров до 100 МГц (см. Таблицу 2).
В данной конструкции слой полиэтилена улучшает электрические параметры кабеля - νp, τр, α20. Слой силиконовой резины отвечает за огнестойкость конструкции.
Под воздействием пламени силиконовый слой превращается в хрупкую керамику, а слой полиэтилена расплавляется и сгорает. Расплавленный полиэтилен и газ, образовавшийся при его горении, воздействуют на слой керамики изнутри, что приводит к его разрушению и потере кабелем работоспособности вследствие замыкания проводников в витых парах. В лучшем случае после выгорания полиэтиленового слоя происходит образование пустот между жилой и керамическим слоем. При колебании жилы в процессе дальнейшей эксплуатации возможно частичное разрушение керамики и потеря работоспособности конструкции.
Известен ОСВК [6], отличающийся от [5] тем, что внутренний изоляционный слой выполнен из полиэтилена, а внешний слой - из стеклослюдинитовой ленты. Сердечник содержит в себе полимерный крест-сепаратор. Далее расположен экран из алюмополимерной ленты совместно с дренажным проводником, оплетка отсутствует. Такая конструкция позволяет выполнить требования категории 5е (см. Таблицу 2).
В данной конструкции внутренним изоляционным слоем служит полиэтилен, а внешним стеклослюдинитовая лента, наложенная методом обмотки. Поверх слоя слюды накладывается дополнительная полимерная пленка, также методом обмотки. Описанная конструкция соответствует требованиям категории 5е [3], однако получается трудоемкой в производстве и имеет высокую стоимость по сравнению с рассмотренными выше аналогами.
Наиболее близким по техническим характеристикам к заявляемой полезной модели является прототип [7], отличающийся от [6] тем, что внутренний изоляционный слой выполнен из кремнийорганической резины, наружный слой 3 - из полиэтилена. Сердечник обмотан полимерной лентой, крест-сепаратор отсутствует. Такая конструкция позволяет выполнить требования категории 5е.
Недостатком данной конструкции является ограничение рабочего частотного диапазона значением 100 МГц. Допускается выполнение токопроводящих жил многопроволочными, в соответствии с [3] требования к отдельным электрическим параметрам для кабелей с такими жилами могут быть ниже не более, чем на 50% соответствующих значений для кабелей с однопроволочными жилами (см. Таблицу 2).
Сравнительная оценка параметров ОСВК, рассмотренных выше, приведена в Таблице 2. В ней указано соответствие параметров передачи требованиям конкретной категории согласно [3].
Figure 00000003
Целью заявляемой полезной модели является создание кабельного изделия, отвечающего требованиям [1] по пределу огнестойкости 1, и требованиям [3] по электрическим параметрам, соответствующим категории 6.
Рабочий частотный диапазон 6 категории, в котором нормируются электрические параметры, располагается в пределах от 1 МГц до 250 МГц (см. Таблицу 1). Перечень электрических параметров, по которым заявляемое техническое решение превосходит прототип:
- Скорость распространения сигнала νp;
- Время задержки сигнала τр;
- Максимальная разность времен задержки сигнала Δτр;
- Коэффициент затухания осго, пересчитанный на температуру 20°С;
- Переходное затухание суммарной мощности влияния на ближнем конце PSNEXT;
- Переходное затухание на ближнем конце NEXT для всех комбинации пар;
- Защищенность от суммарной мощности влияния на дальнем конце PSELFEXT;
- Защищенность на дальнем конце для каждой комбинации пар ELFEXT;
- Затухание отражения RL;
- Волновое сопротивление Zc.
Протокол испытаний электрических параметров заявляемой полезной модели на соответствие категории 6 [3] приведен в Приложении 1, где на графиках линия синего цвета (жирная) является предельным значением, а зеленого цвета (тонкая) соответствует измеренным значениям параметров кабеля.
Технический результат, обеспечивающий достижение цели заявляемой полезной модели, заключается в расширении рабочего частотного диапазона до 250 МГц.
Достижение технического результата обеспечивает заявляемая конструкция огнестойкого симметричного высокочастотного кабеля для скоростной передачи данных. В этой конструкции на каждую однопроволочную медную токопроводящую жилу наложена двуслойная изоляция: внутренний слой - из кремнийорганической резины, внешний слой выполнен из полиэтилена, четыре попарно скрученные изолированные жилы, скручены в сердечник, поверх сердечника находится общий экран из алюмополимерной ленты совместно с дренажным проводником из медной луженой проволоки, вокруг общего экрана присутствует оболочка из пожаробезопасного полимерного материала, при этом внутренний изоляционный слой выполнен из керамообразующей силиконовой резины плотностью не более 1,24 г/см3 при твердости не менее 70 единиц по Шору, шкала А, а оптимальное соотношение толщин внешнего и внутреннего слоев изоляции находится в пределах 1,50-2,00.
Согласно заявляемому техническому решению поверх пар скрученных изолированных жил расположен индивидуальный экран из алюмополимерной ленты.
Заявляемая полезная модель поясняется поперечным сечением ОСВК, представленным на Фиг. 1. Кабель включает в себя однопроволочные медные токопроводящие жилы 1, изоляционный слой керамообразующей силиконовой резины 2, слой полиэтилена 3, скрученные в пары 4 изолированные проводники, индивидуальный экран 5 скрученных пар из алюмополимерных лент, сердечник 6 скрученный из четырех пар, дренажный проводник 9, изготовленный из медной луженой проволоки, общий экран 8 из алюмополимерной ленты или оплетки 10 из медной луженой проволоки, оболочка 11 из пожаробезопасного полимерного материала.
Для обеспечения уровня электрических параметров категории 6 [1] в заданном рабочем частотном диапазоне стоит стремиться к снижению значений диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ изоляции жил, также изоляция должна содержать в себе элемент, обеспечивающий огнестойкость конструкции [4]. Таким элементом в данном случае выступает слой керамообразующей силиконовой резины. Его толщина должна быть минимально возможной, обеспечивающей конструкции огнестойкость. Слой полиэтилена снижает эквивалентные значения ε и tgδ комбинированной изоляции.
Как правило огнестойкость достигается применением наиболее распространенной керамообразующей силиконовой резины [7]. У такой резины отсутствуют галогеносодержащие компоненты, ее твердость составляет 70 единиц по Шору, шкала А, плотность - 1,38 г/см3. Имеет ε=3,4 и tgδ=0,02. Она преобразовывается в керамику под действием открытого пламени.
В заявляемой конструкции кабеля используется безгалогенный огнестойкий силиконовый компаунд с особой рецептурой, в которой экспериментально подобраны вид и концентрация специальных добавок. Его параметры отличаются от описанной выше резины, плотность составляет не более 1,24 г/см3, ε=3,2, tgδ=60×10-4, при твердости не менее 70 единиц по Шору, шкала А. Компаунд превращаться в керамику под воздействием открытого пламени, это обусловлено наличием наполнителей высокой и низкой плотности, при спекании которых образуется керамический слой. Такой слой имеет плотность большую, по сравнению с керамическим слоем распространенного силикона. Наполнителями являются специальные силикаты и алюмосиликаты, которые под воздействием пламени способствуют образованию керамики. Экспериментально подтверждено, что за счет более высокой плотности керамического слоя его минимальная толщина, при которой сохраняется огнестойкость [4], в 2 раза меньше минимальной толщины слоя из распространенной керамообразующей силиконовой резины, при которой также сохраняется огнестойкость [4]. Рабочий частотный диапазон кабеля расширяется за счет применения полиэтилена высокой плотности 0,946 г/см3, твердость 61 единица по Шору, шкала D, ε=2.3, tgδ=3×10-4. Расчет эквивалентных показателей εЭ и tgδЭ производится по известным формулам (1) и (2) [10; 11]:
Figure 00000004
Figure 00000005
где ε1 и ε2 - значения диэлектрической проницаемости первого и второго слоев изоляции соответственно; tgδ1 и tgδ2 - значения тангенса угла диэлектрических потерь первого и второго слоев изоляции соответственно; D1 и D2 - диаметры первого и второго слоев изоляции соответственно, мм; dж - диаметр токопроводящей жилы, мм; α - расстояние между центрами проводников, мм.
Используя известное соотношение для вычисления Zc [12],
Figure 00000006
решаем систему из трех уравнений и получаем εЭ=2,52 и tgδЭ=20,8×10-4 для комбинированной изоляции.
Делаем вывод, что оптимальное соотношение толщин второго и первого слоев изоляции находится в пределах 1,50-2,00. Такое соотношение позволяет достигнуть заданного уровня νp и τр категории 6 по [1]. Для достижения требований по α20 увеличен диаметр жилы и используется оптимальное соотношение толщин слоев изоляции. Изолированные жилы скручивают в пары с индивидуальным экраном, шаги скрутки различны, таким образом выполняются требования по Δτр, PSNEXT, NEXT, PSELFEXT, EL FEXT и RL.
Таким образом заявленная конструкция обеспечивает достижение технического результата, а именно расширяет рабочий частотный диапазон кабеля до 250 МГц и подтверждает полное соответствие категории 6 по [1] и предела огнестойкости 1 по [4].
Литература
1. ГОСТ 31565-2012 Межгосударственный стандарт. Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности, ОКС 13.220.01, 12 с.
2. ГОСТ IEC 60331-23-2011 Испытания электрических и оптических кабелей в условиях воздействия пламени. Сохранение работоспособности. Часть 23. Проведение испытаний и требования к ним. Кабели электрические для передачи данных, МКС 29.060.20, КГС Е46, 12 с.
3. ГОСТ Р 54429-2011 Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи, ОКС 29.060.20, ОКП 357400, КГС Е45, 48 с.
4. Каталог компании Спецкабель «Разработка, производство серийных кабелей и специальных конструкций», 2017 г.
5. Каталог компании Draka «ICS IE Firetuf Data 4P LSHF-FR», 2013r.;
6. Каталог компании Lapp Kabel «Etherline Fire Cat.5e PH 120», 2015r.
7. Кабель симметричный огнестойкий, RU 167313 Ul.
8. O.B. Бондаренко, А.И. Рябушей, И.И. Рябушей Диэлектрическая проницаемость комбинированной изоляции жил кабеля типа КСПП 1x4x1,2, УДК 621.315.616.535.562, Вестник Хмельницкого Национального Университета, №2, 2014 (211), 250 с.
9. Д.А. Барон, И.И. Гроднев, В.Н. Евдокимов Справочник строителя кабельных сооружений связи, УДК 621.315.2, «Связь», Москва 1968 г, 768 с.
10. Д.С. Бачелис, Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян Электрические кабели, провода и шнуры, УДК 621.315.2/3(083), «Энергия», Москва, 1973 г, 704 с.

Claims (2)

1. Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель для скоростной передачи данных, содержащий сердечник, скрученный из попарно скрученных с различным шагом медных многопроволочных изолированных токопроводящих жил, изоляция каждой жилы выполнена из внутреннего слоя кремнийорганической резины, наложенного непосредственно на жилу, и внешнего сплошного слоя полиэтилена, сердечник скреплен полимерной лентой, поверх которой наложен общий экран из алюмополимерной ленты совместно с контактной жилой из медной луженой проволоки, расположенной с металлической стороны алюмополимерной ленты, оболочка выполнена из термопластичной композиции, отличающийся тем, что внутренний изоляционный слой выполнен из керамообразующей силиконовой резины плотностью не более 1,24 г/см3 при твердости не менее 70 единиц по Шору, шкала А, а оптимальное соотношение толщин внешнего и внутреннего слоев изоляции находится в пределах 1,50-2,00.
2. Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель для скоростной передачи данных по п. 1, отличающийся тем, что поверх пар скрученных изолированных жил расположен индивидуальный экран из алюмополимерной ленты.
RU2018113043U 2018-04-11 2018-04-11 Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель RU181867U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113043U RU181867U1 (ru) 2018-04-11 2018-04-11 Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113043U RU181867U1 (ru) 2018-04-11 2018-04-11 Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU181867U1 true RU181867U1 (ru) 2018-07-26

Family

ID=62981841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018113043U RU181867U1 (ru) 2018-04-11 2018-04-11 Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU181867U1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187261U1 (ru) * 2018-10-25 2019-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Высокочастотный симметричный герметизированный кабель
RU200872U1 (ru) * 2020-08-06 2020-11-16 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Полевой кабель
RU2758281C1 (ru) * 2021-04-16 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) Симметричный неэкранированный восьмипарный кабель категории 5е в восьмисекционном полимерном сепараторе

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486395B1 (en) * 2000-06-22 2002-11-26 Alflex Corporation Interlocked metal-clad cable
RU2370839C1 (ru) * 2008-07-21 2009-10-20 ООО НПП "Спецкабель" Симметричный огнестойкий кабель
RU2573572C2 (ru) * 2014-06-10 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный огнестойкий герметизированный кабель
RU167313U1 (ru) * 2016-02-05 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Торгово-промышленный дом Паритет" Кабель симметричный огнестойкий

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486395B1 (en) * 2000-06-22 2002-11-26 Alflex Corporation Interlocked metal-clad cable
RU2370839C1 (ru) * 2008-07-21 2009-10-20 ООО НПП "Спецкабель" Симметричный огнестойкий кабель
RU2573572C2 (ru) * 2014-06-10 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный огнестойкий герметизированный кабель
RU167313U1 (ru) * 2016-02-05 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Торгово-промышленный дом Паритет" Кабель симметричный огнестойкий

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187261U1 (ru) * 2018-10-25 2019-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Высокочастотный симметричный герметизированный кабель
RU200872U1 (ru) * 2020-08-06 2020-11-16 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Полевой кабель
RU2758281C1 (ru) * 2021-04-16 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) Симметричный неэкранированный восьмипарный кабель категории 5е в восьмисекционном полимерном сепараторе

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU181867U1 (ru) Огнестойкий симметричный высокочастотный кабель
CN105206346A (zh) 多功能耐火环保型音频信号电缆及其制备工艺
CN103310893B (zh) 高性能建筑用电缆
CN211319787U (zh) 一种耐火型电缆
CN204834092U (zh) 一种柔性防火电缆
CN201994093U (zh) 一种本质安全系统用补偿电缆
CN105632600A (zh) 一种新型防火大容性电流抗电磁干扰中压电缆
WO2015026029A1 (ko) 비연속차폐테이프를 포함하는 통신케이블 및 비연속차폐테이프
RU174138U1 (ru) Герметизированный огнестойкий кабель
CN214671950U (zh) 一种高阻燃绝缘电线电缆
CN202003715U (zh) 一种硅橡胶绝缘本质安全系统用补偿电缆
CN204632372U (zh) 一种防火防爆电缆
CN210223652U (zh) 一种新型耐火数据电缆
CN205038997U (zh) 一种耐热阻燃防火电力电缆
CN203895165U (zh) 舰船用低烟无卤阻燃耐火通信电缆
CN106782856A (zh) 倍容量中压电缆
CN203826118U (zh) 通信基站用低烟无毒阻燃控制电缆
CN205487545U (zh) 一种石油平台用本安仪表通信电缆
CN214796852U (zh) 一种核电站和缓环境用耐高温仪表电缆
CN201522890U (zh) 核电站用低烟无卤阻燃型同轴电缆
RU53811U1 (ru) Многопарный электрический кабель связи
CN205582603U (zh) 一种热电偶用补偿电缆
RU2786188C1 (ru) Кабель монтажный, преимущественно взрывобезопасный для высокоскоростных систем автоматики
RU213334U1 (ru) Кабель монтажный, преимущественно взрывобезопасный для высокоскоростных систем автоматики
CN104134486A (zh) 一种耐火防潮高铁用电缆

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210412