ТЕПЛОСТОЙКИЙ ДВУХПАРНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ КАБЕЛЬ Российский патент 2021 года по МПК H01B11/02 

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к кабелям парной скрутки для высокоскоростной передачи данных, предназначенных для длительной работы в условиях повышенной рабочей температуры.

Высокоскоростные кабели передачи данных способны передавать цифровые сигналы высокой точности при минимальном затухании сигнала и находят использование в высокоскоростном компьютерном и телекоммуникационном оборудовании.

Известен двухпарный симметричный кабель [1], содержащий две экранированные пары скрученных между собой изолированных токопроводящих жил, расположенных по оси кабеля, экран в виде оплетки из плоских проволок, охватывающих каждую пару изолированных токопроводящих жил, общий экран в виде оплетки из круглых проволок и оболочку.

В известном кабеле в качестве материала токопроводящих жил используется посеребренная проволока из меди или медного сплава, изоляция выполнена из вспененного фторопласта (PTFE), экран пар и общий экран выполнены из медной луженой проволоки, оболочка наложена способом экструзии из фторопласта (FEP). Известный кабель работоспособен при температуре окружающей среды до 150°С.

Недостатком известного кабеля является большие габариты и масса, связанные с продольным расположением по оси кабеля экранированных скрученных в пары изолированных токопроводящих жил.

Наиболее близким по достигаемому результату к заявленному техническому решению является двухпарный симметричный кабель [2], выбранный в качестве прототипа, содержащий две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученных вокруг общей центральной продольной оси кабеля и образующих двойную спиральную структуру, экраны, выполненные в виде обмотки лентой с полимерным и металлическим слоем, охватывающие каждую пару изолированных токопроводящих жил, общий экран в виде оплетки и наружную оболочку.

При изготовлении известного кабеля вначале производится обмотка лентой, содержащей полимерный и металлический слой, двух параллельно уложенных изолированных токопроводящие жил, а затем скрутка двух экранированных пар в сердечник с образованием двойной спиральной структуры.

К недостаткам известного кабеля [2] можно отнести невысокие электрические параметры кабеля вследствие деформации экрана и изоляции при скрутке двух экранированных пар, и недостаточно высокую помехозащищенность одной пары изолированных токопроводящих жил от другой вследствие выполнения экрана виде одной обмотки лентой, содержащей полимерный и металлический слой.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание теплостойкого двухпарного симметричного кабеля с повышенной защищенностью от электромагнитного влияния одной экранированной пары от другой, а также с улучшенными электрическими параметрами.

Эта техническая проблема решается за счет того, что теплостойкий двухпарный симметричный кабель содержит две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученные вокруг общей центральной продольной оси кабеля и образующих двойную спиральную структуру, экраны, выполненные в виде обмотки лентой с полимерным и металлическим слоем, охватывающие каждую пару изолированных токопроводящих жил, и наружную оболочку, выполнен с дополнительными экранами пар в виде оплеток круглыми проволоками, наложенными поверх экранов, выполненных в виде обмоток лентами, при этом ленты выполнены повернутыми металлическим слоем к оплеткам.

В первом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля токопроводящие жилы выполнены из медных посеребренных проволок.

Во втором частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля токопроводящие жилы выполнены из медных посеребренных проволок, скрученных с уплотнением.

В третьем частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля изоляция токопроводящих жил выполнена двухслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле, выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.

В четвертом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля изоляция токопроводящих жил выполнена трехслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле выполнен в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, средний слой выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.

В пятом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля дополнительные экраны выполнены в виде оплетки из медных посеребренных проволок.

В шестом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля дополнительные экраны выполнены в виде обмотки лентой, содержащей слой алюминия и слой полиэтилентерефталата.

В седьмом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля он выполнен с поясной изоляцией в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, охватывающей экранированные пары изолированных токопроводящих жил.

В восьмом частном случае реализации теплостойкого двухпарного симметричного кабеля оболочка выполнена из фторопласта-4МБ.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является улучшение электрических параметров кабеля и повышение защищенности от электромагнитного влияния одной экранированной пары от другой.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображено поперечное сечение заявленного теплостойкого двухпарного симметричного кабеля, где: 1 - токопроводящая жила; 2 - изоляция; 3 - экран в виде обмотки; 4 - экран в виде оплетки; 5 - поясная изоляция; 6 - оболочка.

При изготовлении теплостойкого двухпарного симметричного кабеля вначале изолированные токопроводящие жилы (1) скручиваются в пары. Затем на скрученные в пары изолированные токопроводящие жилы (1, 2) накладывается экран в виде обмотки лентой (3), содержащей полимерный и металлический слой, при этом лента (3) располагается металлическим слоем наружу.

Поверх обмотки лентой (3) на каждую пару накладывается дополнительный экран в виде оплетки из круглых проволок (4).

Экранированные пары изолированных токопроводящих жил прижимаются друг к другу большей стороной и скручиваются в направлении, совпадающем с направлением скрутки изолированных токопроводящих жил с шагом, обеспечивающим образование двойной спиральной структуры.

Процесс уплотнения многопроволочной токопроводящей жилы (1) осуществляется путем пропускания токопроводящей жилы в процессе скрутки через калибр с внутренним диаметром меньшим диаметра описанной окружности наружного повива проволок до уплотнения.

Предложенное техническое решение реализовано в теплостойком двухпарном симметричном кабеле, содержащем токопроводящие жилы из 19 медных посеребренных проволок диаметром 0,12 мм, скрученными с уплотнением до диаметра 0,59 мм.

Внутренний слой изоляции (2) токопроводящих жил (1) выполнен в виде обмотки из фторопластовой пленки марки ЭО или КО.

Средний слой изоляции (2) выполнен в виде обмотки из двух фторопластовых пленок марки Ф-4Д-ПК.

Наружный слой изоляции (2) выполнен в виде покрытия из окрашенного фторопласта Ф-4МБ диаметром 1,6 мм.

Изолированные токопроводящие жилы (1) скручены в пары.

На скрученные в пару изолированные токопроводящие жилы наложены экраны в виде обмотки лентой (3), содержащей алюминиевый и полиэтилентерефталатный слой (например, лента Алюмофлекс), и в виде оплетки из медных посеребренных проволок (4).

Две экранированные пары изолированных токопроводящих жил скручены между собой в виде двойной спиральной структуры и скреплены поясной изоляцией (5) в виде обмотки фторопластовой пленкой Ф-4ЭО.

Наружная оболочка (6) выполнена из фторопласта 4МБ.

Предложенный кабель выдерживает испытательное напряжение 1000 В постоянного тока, имеет волновое сопротивление 100 Ом, электрическое сопротивление изоляции не менее 5⋅10⁴ МОм, электрическую емкость не более 48,7 пФ/м, коэффициент затухания, пересчитанный на длину 100 м, при частоте 10 МГц не более 6,93 дБ и при частоте 100 МГц не более 23,43 дБ, переходное затухание на ближнем конце, пересчитанное на длину 30 м при частоте 10 МГц не менее 53,0 и при частоте 100 МГц не менее 38,0 дБ.

Наружный диаметр кабеля - не более 5,8 мм. Масса кабеля - не более 47,0 кг/км. По электрическим параметрам этот кабель не уступает кабелю NF22P100 фирмы Tensolite (США) с волновым сопротивлением 100 Ом, но имеет меньшие размеры и массу.

Источники информации:

1. Каталог фирмы Tensolite (США) NF22P100

2. Патент США 6,010,788 Jan. 4, 2000

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к кабелям парной скрутки для высокоскоростной передачи данных, предназначенным для длительной работы в условиях повышенной рабочей температуры. Теплостойкий двухпарный симметричный кабель содержит две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученные вокруг общей центральной продольной оси кабеля и образующие двойную спиральную структуру, экраны, выполненные в виде обмотки лентой с полимерным и металлическим слоями, охватывающей каждую пару изолированных токопроводящих жил, и наружную оболочку, выполнен с дополнительными экранами пар в виде оплеток круглыми проволоками, наложенными поверх экранов, выполненных в виде обмоток лентами, при этом ленты выполнены повернутыми металлическим слоем к оплеткам. Техническим результатом является улучшение электрических параметров кабеля и повышение защищенности от электромагнитного влияния одной экранированной пары от другой. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двухпарный симметричный кабель, содержащий две экранированные пары изолированных токопроводящих жил, скрученные в виде двойной спиральной структуры, экраны, выполненные в виде обмоток из ленты с металлическим и полимерным слоями, охватывающих каждую пару изолированных токопроводящих жил, и наружную оболочку, отличающийся тем, что кабель выполнен с дополнительными экранами в виде оплеток из проволок, наложенных на каждую пару изолированных токопроводящих жил поверх обмоток из лент, при этом ленты выполнены повернутыми металлическим слоем к оплеткам.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы выполнены из медных посеребренных проволок.

3. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы выполнены из медных посеребренных проволок, скрученных с уплотнением.

4. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция токопроводящих жил выполнена двухслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле, выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.

5. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что изоляция токопроводящих жил выполнена трехслойной - внутренний слой, прилегающий к токопроводящей жиле, выполнен в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, средний слой выполнен в виде обмотки пленкой из пористого фторопласта-4Д, а наружный слой выполнен в виде покрытия из фторопласта 4МБ.

6. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные экраны выполнены в виде оплетки из медных посеребренных проволок.

7. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные экраны выполнены в виде обмотки лентой, содержащей слой алюминия и слой полиэтилентерефталата.

8. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с поясной изоляцией в виде обмотки пленкой из фторопласта-4, охватывающей экранированные пары изолированных токопроводящих жил.

9. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из фторопласта-4МБ.