RU2716128C1

RU2716128C1 - Symmetric four-pair cable with film-nano and microtubular insulation of cores

Info

Publication number: RU2716128C1
Application number: RU2019116948A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Львович Портнов
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-03-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in makeups of symmetric communication cables within a shared network or structured cable systems. Symmetric four-pair cable includes strands in film-polymer insulation, twisted in pairs with different pitching strings, with outer polymer shell, characterized by that insulation of each core is made in the form of nano and microtubes of different size throughout the entire section of each core, wherein the nanotubes and the microtubes regularly alternate over the entire section of the core over the entire length of the symmetrical cable, and the outer film is in contact with the microtubular insulation of each core throughout the entire cross-section of each core along the entire length of the symmetrical cable.

EFFECT: invention provides reduction of attenuation factor due to reduction of losses in insulation of cores, wave resistance and capacitive component of influence between pairs, and due to reduction of thickness of insulation and, consequently, distance between strands in pair, inductance of chain also decreases.

1 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях симметричных кабелей связи на сети общего пользования и структурированных кабельных систем.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the construction of symmetric communication cables on public networks and structured cable systems.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция четырех парного кабеля, содержащая медные жилы в диэлектрической изоляции, скрученные в пары с разным шагом, в общей внешней диэлектрической оболочке («Структурированные кабельные системы» авторы: А.Б. Семенов, С.К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей, ДМК издательство, М. 2002 г., 4-е издание, стр. 109, рис. 3.4 и 3.5). Недостатком данной конструкции является достаточно высокое значение относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил кабеля.The known design of four paired cable containing copper conductors in dielectric insulation, twisted in pairs with different pitch, in a common external dielectric sheath ("Structured cable systems" authors: AB Semenov, SK Strizhakov, IR Sunchely , DMK Publishing House, M. 2002, 4th edition, p. 109, Fig. 3.4 and 3.5). The disadvantage of this design is the relatively high value of the relative dielectric constant of the insulation of the cable conductors.

В зависимости от категории используются различные виды изоляции жил кабелей: для жил кабелей 1 категории используется в качестве изоляции жил полиэтилен с относительной диэлектрической проницаемостью 2,3; для кабелей 3 категории используется диэлектрический материал для изоляции жил также с относительной диэлектрической проницаемостью 2,3; для кабелей категории 5е используется в качестве изоляции жил ячеистый полиэтилен с оболочкой - пленко-пористый полиэтилен с относительной диэлектрической проницаемостью 2,0; для кабелей категории 6 используется тефлоновая изоляция жил с относительной диэлектрической проницаемостью 2,0.Depending on the category, various types of insulation of cable conductors are used: for cable conductors of category 1, polyethylene with a relative dielectric constant of 2.3 is used as insulation of conductors; for cables of category 3, a dielectric material is used for insulation of cores also with a relative permittivity of 2.3; for cables of category 5e, cellular polyethylene with a sheath is used as insulation veins - film-porous polyethylene with a relative dielectric constant of 2.0; Category 6 cables use Teflon core insulation with a relative permittivity of 2.0.

Известна конструкция четырех парного кабеля, состоящая из двух четверок, скрученных из двух пар каждая четверка, с пленко-пористой изоляцией жил и внешней полимерной оболочкой («Структурированные кабельные системы» авторы: А.Б. Семенов, С.К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей, ДМК издательство, М. 2002 г., 4-е издание, стр. 106, рис. 3.2A known design of four pair cables, consisting of two fours, twisted of two pairs of each four, with film-porous insulation of conductors and an external polymer sheath ("Structured cable systems" authors: A.B. Semenov, S.K. Strizhakov, I. R. Suncheley, DMK publishing house, M. 2002, 4th edition, p. 106, Fig. 3.2

б). Недостатком данной конструкции также является высокое значение относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил.b) The disadvantage of this design is also the high value of the relative dielectric constant of the insulation of the cores.

Наиболее близкой по технической сущности предлагаемому решению является конструкция четырехпарного кабеля, описанная в проспекте фирмы Teldor, Wires and Cables, Russia Ltd. 2006 г., 223 c., стр. 35 (сайт: www.teldor.com.). Кабель состоит из четырех неэкранированных витых (скрученных) пар, скрученных вместе, защищенных оболочкой из ПВХ для внутренней стационарной прокладки; диаметр жилы 0,51 мм, изоляция полиолефин (пленко-пористая пленочная изоляция, внешний диаметр изолированной жилы 0,9 мм; внешний диаметр кабеля 5,0 мм. Учитывая максимальную скорость распространения сигнала, равную 0,7 от скорости света, относительная диэлектрическая проницаемость изоляции жил равна 2,0, что также является основным недостатком данного кабеля.The proposed solution closest in technical essence is the four-pair cable design described in the prospectus of Teldor, Wires and Cables, Russia Ltd. 2006, 223 p., P. 35 (website: www.teldor.com.). The cable consists of four unshielded twisted (twisted) pairs twisted together, protected by a PVC sheath for internal stationary laying; core diameter 0.51 mm, polyolefin insulation (film-porous film insulation, insulated core outer diameter 0.9 mm; cable outer diameter 5.0 mm. Given the maximum signal propagation speed equal to 0.7 of the speed of light, the relative dielectric constant core insulation is 2.0, which is also the main disadvantage of this cable.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей, на реализацию которой направлено данное техническое решение, является создание такой конструкции симметричного четырехпарного кабеля, которая позволяет уменьшить относительную диэлектрическую проницаемость изоляции жил кабеля, уменьшить емкость пар и, следовательно, диэлектрические потери и емкостную составляющую влияния между парами.The task to which this technical solution is aimed is to create such a design of a symmetrical four-pair cable that can reduce the relative dielectric constant of the insulation of the cable cores, reduce the capacitance of the pairs and, therefore, the dielectric loss and capacitive component of the influence between the pairs.

Для решения поставленной задачи в четырехпарном кабеле, содержащем жилы в пленко-полимерной изоляции, скрученные в пары с разными шагами скрутки в общий повив. С внешней полимерной оболочкой изоляция каждой жилы выполнена в виде нанотрубок и микротрубок разного размера по всему сечению каждой жилы, причем нанотрубки и микротрубки регулярно чередуются по всему сечению жилы по всей длине симметричного кабеля. А внешняя пленка соприкасается с микротрубчатой изоляцией каждой жилы по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля.To solve this problem, in a four-pair cable containing conductors in film-polymer insulation, twisted in pairs with different twisting steps into a common layer. With an external polymer sheath, the insulation of each core is made in the form of nanotubes and microtubes of different sizes over the entire cross section of each core, and the nanotubes and microtubes regularly alternate over the entire cross section of the core along the entire length of the symmetrical cable. And the outer film is in contact with the microtubular insulation of each core along the entire cross section of each core along the entire length of the symmetrical cable.

Перечень чертежейList of drawings

Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена конструкция симметричного четырехпарного кабеля с пленко-нано и микротрубчатой изоляцией жил. Она содержит: симметричные пары 1, жилы 2, нанотрубчатую изоляцию жилы 3, микротрубчатую изоляцию 4 каждой жилы, внешнюю пленку изоляции жилы 5, соприкасающуюся с микротрубчатой изоляцией 4, внешнюю полимерную оболочку кабеля 6.The device is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the design of a symmetrical four-pair cable with film-nano and microtubular insulation of conductors. It contains: symmetrical pairs 1, cores 2, nanotube insulation of the core 3, microtubular insulation 4 of each core, the outer insulation film of the core 5 in contact with the microtubular insulation 4, the outer polymer sheath of the cable 6.

На фиг. 2 представлена увеличенная конструкция изолированной жилы симметричного кабеля с пленко-нано и микротрубчатой изоляцией жил. Она содержит жилу 2, нанотрубки 3 по всему сечению жилы, микротрубки 4, внешняя пленка изоляции-5 соприкасающаяся с микротрубками 4 по всему сечению жилы по всей длине симметричного кабеля.In FIG. 2 shows an enlarged design of an insulated core of a symmetrical cable with film-nano and microtubular insulation of conductors. It contains a core 2, nanotubes 3 along the entire cross section of the core, microtubes 4, an external insulation film-5 in contact with microtubes 4 across the entire cross section of the core along the entire length of the symmetrical cable.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В конструкции симметричного четырехпарного кабеля с пленконанотрубчатой и пленкомикротрубчатой изоляцией жил, за счет того, что изоляция каждой жилы 2 выполнена в виде нано 3 и микротрубок 4 разного размера по всему сечению каждой жилы, а внешняя пленка 5, соприкасается с микротрубчатой 4 изоляции каждой жилы 2 по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля. Причем нанотрубки 3 и микротрубки 4 регулярно чередуются по всему сечению жилы 2 по всей длине симметричного кабеля. Внешняя пленка 5 соприкасается с микротрубчатой 4 изоляцией каждой жилы 2 по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля. Благодаря такой конструкции значительно уменьшается относительная диэлектрическая проницаемость изоляции жил за счет нанотрубок и микротрубок, внутри которых относительная диэлектрическая проницаемость равна 1,0 (относительная диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1). В зависимости от количества нанотрубок и микротрубок можно изменять относительную диэлектрическую проницаемость в достаточно широком диапазоне, уменьшая толщину изоляции и уменьшая потери в диэлектрике. Так как диэлектрическая проницаемость диэлектрического материал равна 2,3 с учетом пленко-нано и микро трубчатой изоляции соприкасающегося с жилами в объеме 100% от всего объема изоляции жилы а соприкасающимся с пленкой только с микротрубчатой изоляцией в объеме 50%, получим относительную диэлектрическую проницаемость всей изоляции жилы, равную 1,9. В результате уменьшается коэффициент затухания за счет уменьшения потерь в изоляции жил, волновое сопротивление и емкостная составляющая влияния между парами, а за счет уменьшения толщины изоляции и, следовательно, расстояния между жилами в паре уменьшается и индуктивность цепи.In the design of a symmetrical four-pair cable with a film-nanotube and a film of microtubular insulation of the cores, due to the fact that the insulation of each core 2 is made in the form of nano 3 and microtubes 4 of different sizes over the entire cross section of each core, and the outer film 5 is in contact with the microtubular 4 insulation of each core 2 along the entire cross section of each core along the entire length of the balanced cable. Moreover, the nanotubes 3 and microtubes 4 regularly alternate over the entire cross section of the core 2 along the entire length of the symmetrical cable. The outer film 5 is in contact with the microtubular 4 insulation of each core 2 over the entire cross section of each core along the entire length of the symmetrical cable. Thanks to this design, the relative dielectric constant of the core insulation is significantly reduced due to nanotubes and microtubes, inside which the relative dielectric constant is equal to 1.0 (the relative dielectric constant of air is 1). Depending on the number of nanotubes and microtubes, it is possible to change the relative permittivity in a fairly wide range, reducing the thickness of the insulation and reducing losses in the dielectric. Since the dielectric constant of the dielectric material is 2.3, taking into account the film-nano and micro-tubular insulation in contact with the cores in a volume of 100% of the total insulation of the core and in contact with the film only with microtubular insulation in a volume of 50%, we obtain the relative dielectric constant of the entire insulation veins equal to 1.9. As a result, the attenuation coefficient decreases due to the reduction of losses in the core insulation, the wave resistance and capacitive component of the influence between the pairs, and due to the decrease in the insulation thickness and, therefore, the distance between the wires in the pair, the circuit inductance also decreases.

Claims

Symmetric four-pair cable with film-nano and microtubular insulation of conductors, containing conductors in film-polymer insulation, twisted in pairs with different twisting steps into a common twist with an external polymer sheath,

characterized in that the insulation of each core is made in the form of nano and microtubes of different sizes over the entire cross section of each core, with nanotubes and microtubes regularly alternating throughout the cross section of the core along the entire length of the symmetrical cable, and the outer film is in contact with the microtubular insulation of each core over the entire cross section of each cores along the entire length of the balanced cable.