Полевой кабель парной скрутки Российский патент 2023 года по МПК H01B11/06 H02G15/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к полевым кабелям многократного применения.

Уровень техники

Из уровня техники известен полевой кабель, содержащий рабочие изолированные токопроводящие жилы, внешнюю оболочку и грузонесущий элемент, выполненный из синтетических нитей. Указанные рабочие изолированные токопроводящие жилы скручены в пары, имеющие различные шаги скрутки жил. При этом, данные пары жил снабжены экраном, выполненным в виде оплетки или обмотки из проволок или лент (патент РФ на полезную модель №200872, опубликован 16.11.2020). По концам строительных длин этого кабеля могут размещаться соединительные полумуфты.

Данный кабель, при использовании типовых соединительных полумуфт, не соответствуют требованиям реальной эксплуатации по параметрам помехозащищенности, в частности по переходному затуханию на ближний конец кабеля.

Сущность изобретения

Решаемая техническая задача состоит в повышении качества передачи высокоскоростной информации по полевым кабелям.

Технический результат заключается в повышении помехозащищенности полевого кабеля от взаимного электромагнитного влияния рабочих цепей кабеля.

Указанный технический результат достигается тем, что полевой кабель с соединительными полумуфтами содержит изолированные экранированные пары и внешнюю оболочку, каждая из упомянутых пар включает две скрученные токопроводящие жилы, соединительная полумуфта имеет контактную колодку с закрепленным в центре экранным штырьевым контактом, вокруг которого установлены штырьевые контакты токопроводящих жил, упомянутые штырьевые контакты установлены попарно диаметрально симметрично относительно упомянутого экранного штырьевого контакта, при этом токопроводящие жилы одной пары присоединены к диаметрально установленным штырьевым контактам, а экраны каждой пары присоединены к упомянутому экранному штырьевому контакту.

Указанный технический результат достигается тем, что полевой кабель с соединительной полумуфтой содержит изолированные экранированные пары с внешней оболочкой, каждая из упомянутых пар включает две скрученные токопроводящие жилы, соединительная полумуфта имеет контактную колодку с закрепленным в центре экранным штырьевым контактом, вокруг которого в упомянутой колодке установлены штырьевые контакты токопроводящих жил, часть упомянутых штырьевых контактов расположена равномерно на окружности меньшего диаметра, в центре которой установлен упомянутый экранный штырьевой контакт, а другая часть упомянутых штырьевых контактов расположена равномерно на окружности большего диаметра, так, что диаметрально установленные штырьевые контакты на меньшей и большей окружностях находятся на одной прямой, при этом токопроводящие жилы одной пары присоединены к диаметрально расположенным штырьевым контактам, а экраны каждой пары присоединены к упомянутому экранному штырьевому контакту.

Экранирование может быть выполнено проводами или лентами.

Кабель может содержать грузонесущий элемент, выполненный из синтетических нитей.

Токопроводящие жилы могут быть выполнены из семи скрученных медных проволок.

Отличительной особенностью настоящего изобретения является распайка пары токопроводящих жил к диаметральным контактам контактной колодки, создавая при этом симметричный уравновешенный мост связей. При наличии в кабеле более чем двух пар токопроводящих жил (4, 6 и более) их токопроводящие жилы распаиваются аналогичным образом.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показан поперечный разрез соединительной полумуфты с кабелем парной скрутки, токопроводящие жилы одной из пар которого распаяны на контакты контактной колодки.

На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлены контактные колодки (вид со стороны стыка) для двухпарного и четырехпарного кабелей соответственно.

На Фиг.4 и Фиг.5 показан внешний вид контактной колодки для двухпарного и четырехпарного кабелей соответственно.

Осуществление изобретения

На фигурах обозначены:

1 – полевой кабель парной скрутки;

2 – экранированная пара;

3 – токопроводящая жила;

4 – внешняя оболочка кабеля;

5 – корпус соединительной полумуфты;

6 – контактная колодка;

7 – контакты контактной колодки;

8 – уплотнительные элементы;

9 – фиксирующая хвостовая гайка;

10, 11 – контакты, к которым припаиваются жилы первой пары;

12, 13 – контакты, к которым припаиваются жилы второй пары;

14, 15 – контакты, к которым припаиваются жилы третьей пары;

16, 17 – контакты, к которым припаиваются жилы четвертой пары;

18 – экранный контакт.

Полевой кабель 1, в соответствии с настоящим изобретением, содержит экранированные изолированные пары 3 и внешнюю оболочку 4. Кабель может содержать грузонесущий элемент (на чертежах не показан), выполненный из синтетических нитей. Экранированные пары представляют собой скрученные пары токопроводящих жил 3. Количество пар в кабеле может быть различным (две и более) в зависимости от задач и объема передаваемой информации. Шаги скрутки различных пар рабочих токопроводящих жил 3 могут быть различными. Целесообразно, чтобы шаги скрутки пар отличались не менее, чем на 20%.

В корпусе 5 соединительной полумуфты размещена контактная колодка 6 с контактами 7 к которым припаиваются токопроводящие жилы 3. Кроме того, полумуфта полевого кабеля парной скрутки может дополнительно содержать уплотнительные элементы 8 и фиксирующую хвостовую гайку 9.

В центре контактной колодки 6 закреплен экранный штырьевой контакт 18, вокруг которого установлены штырьевые контакты токопроводящих жил. Штырьевые контакты изолированных экранированных пар расположены равномерно на окружности, описанной вокруг экранного контакта 18. В результате этого образуются штырьевые контакты токопроводящих жил, расположенные попарно диаметрально симметрично относительно упомянутого экранного штырьевого контакта 18.

В случае двухпарного кабеля (как показано на Фиг.2) имеются пары контактов 10,11 и 12,13. Данная установка означает, что контакты 10-13 установлены в вершинах квадрата (показан пунктиром), центром которого является экранный контакт 18. Поскольку квадрат является правильной фигурой, контакты 10-13 оказываются равномерно распределенными по окружности, описанной вокруг квадрата.

В случае четырехпарного кабеля (как показано на Фиг.3) имеются пары контактов 10-11, 12-13, 14-15 и 16-17. В данном случае часть упомянутых штырьевых контактов 10-13 расположена равномерно на окружности меньшего диаметра, в центре которой установлен упомянутый экранный штырьевой контакт 18, а другая часть упомянутых штырьевых контактов 14-17 расположена равномерно на окружности большего диаметра, так, что диаметрально установленные штырьевые контакты на меньшей и большей окружностях находятся на одной прямой. Окружности показаны на Фиг.3 пунктиром. Другими словами, имеется меньший квадрат, в вершинах которого установлены пары контактов 10-11 и 12-13, и больший квадрат, в вершинах которого установлены пары 14-15 и 16-17. На Фиг.3 показан вариант, в котором диагонали меньшего и большего квадратов лежат на одной прямой.

Экраны каждой изолированной пары присоединены к экранному штырьевому контакту 18.

На Фиг. 2 и Фиг. 3 показано расположение контактов 7 в контактной колодке 6 и порядок распайки жил 3 кабеля 1 к данным контактам.

Для двухпарного кабеля (Фиг.2): жилы 3 первой пары кабеля 1 припаиваются к контактам 10 и 11, а второй к контактам 12 и 13. Экран припаян к контакту 18.

Для четырехпарного кабеля (Фиг. 3): жилы 3 первой пары кабеля 1 припаиваются к контактам 10 и 11, второй - к контактам 12 и 13, третьей – к контактам 14 и 15, четвертой – к контактам 16 и 17. Экран припаян к контакту 18.

В зависимости от исполнения, конструктивная взаимосвязь элементов полевого кабеля парной скрутки может состоять в следующем. Изолированная рабочая токопроводящая жила 3 кабеля скручена, как правило, из семи медных проволок. Рабочие жилы 3 скручивают попарно и располагают под экраном 2, выполненным в виде оплетки из лент. По концам каждой из строительных длин кабеля 1 имеются соединительные полумуфты, в корпусе 5 которых располагаются контактные колодки 6. К контактам 7 данных колодок 6 припаяны жилы 3.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1:

Полевой кабель парной скрутки содержит четыре рабочие изолированные токопроводящие жилы 3, которые скручены в две пары с различными шагами, каждая из которых экранирована, например, алюминиевой лентой. Жилы 3 первой пары кабеля 1 припаиваются к контактам 10 и 11, а второй - к контактам 12 и 13. Экран припаян к контакту 18.

Пример 2:

Полевой кабель парной скрутки содержит восемь рабочие изолированные токопроводящие жилы 3, которые скручены в четыре пары с различными шагами, каждая из которых экранирована, например, алюминиевой лентой. Жилы 3 первой пары кабеля 1 припаиваются к контактам 10 и 11, второй - к контактам 12 и 13, третьей – к контактам 14 и 15, четвертой – к контактам 16 и 17. Экран припаян к контакту 18.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении по кабелю переменного тока высокой частоты (например, 100 МГц и более) рабочие жилы 3 первой пары создают вокруг себя электромагнитное поле, которое наводит в рабочих жилах 3 второй пары переходную помеху. В случае скрутки жил кабеля в пары с различными шагами, электромагнитные поля каждой из жил первой пары компенсируют друг друга, что резко снижает переходные помехи во второй паре.

Вместе с тем, типовые соединительные полумуфты полевых кабелей связи содержат контактные колодки, контакты которых не имеют определенной ориентации в теле контактной колодки, но имеют значительный параллельный пробег. Поэтому они не обеспечивают какую-либо компенсацию переходных помех и на кабельной линии формируются участки сосредоточенных неоднородностей и, как следствие, в данных местах и образуются существенные по уровню переходные помехи.

При расположении контактов в теле контактной колодки в вершинах квадрата, т.е. диаметрально противоположно, между четырьмя жилами двухпарного кабеля образуется так называемый мост связей. В данном расположении жил это будет симметричный уравновешенный мост связей, что, как известно в идеале исключает, а на практике резко снижает уровень наводимых переходных помех.

Таким образом, переходные помехи компенсируются непосредственно в кабеле за счет скрутки жил в пары с различными шагами скрутки, а в контактных колодках – за счет расположения контактов в вершинах квадрата, создавая при этом симметричный уравновешенный мост связей.

Проведенные экспериментальные работы подтвердили эффективность предложенных технических решений. В опытном образце двухпарного кабеля длиной 100 метров, изготовленном в соответствии с настоящим описанием, переходное затухание на ближний конец (NEXT) составило 65 – 70 дБ, а в аналогичном кабеле, но с серийными полумуфтами - только 20 – 25 дБ. Такие результаты по параметру NEXT позволят существенно увеличить качество передачи высокочастотных сигналов, а также повысить дальность связи по рассматриваемым типам кабелей.

Изобретение относится к полевым кабелям связи. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности полевого кабеля от взаимного электромагнитного влияния рабочих цепей кабеля. Технический результат достигается тем, что кабель 1 содержит изолированные экранированные пары, включающие две скрученные токопроводящие жилы 3, внешнюю оболочку 4 и соединительную полумуфту. Соединительная полумуфта имеет контактную колодку 6 с закрепленным в центре экранным штырьевым контактом 18, вокруг которого в упомянутой колодке установлены штырьевые контакты токопроводящих жил. Причем штырьевые контакты расположены равномерно на окружности, в центре которой находится экранный штырьевой контакт. При этом токопроводящие жилы одной пары присоединены к диаметрально расположенным штырьевым контактам, создавая при этом симметричный уравновешенный мост связей, а экраны каждой пары присоединены к упомянутому экранному штырьевому контакту. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Полевой кабель с соединительной полумуфтой, содержащий изолированные экранированные пары с внешней оболочкой, каждая из упомянутых пар включает две скрученные токопроводящие жилы, соединительная полумуфта имеет контактную колодку с закрепленным в центре экранным штырьевым контактом, вокруг которого в упомянутой колодке установлены штырьевые контакты токопроводящих жил, упомянутые штырьевые контакты расположены равномерно на окружности, в центре которой установлен упомянутый экранный штырьевой контакт, при этом токопроводящие жилы одной пары присоединены к диаметрально расположенным штырьевым контактам, а экраны каждой пары присоединены к упомянутому экранному штырьевому контакту.

2. Полевой кабель с соединительной полумуфтой, содержащий изолированные экранированные пары с внешней оболочкой, каждая из упомянутых пар включает две скрученные токопроводящие жилы, соединительная полумуфта имеет контактную колодку с закрепленным в центре экранным штырьевым контактом, вокруг которого в упомянутой колодке установлены штырьевые контакты токопроводящих жил, часть упомянутых штырьевых контактов расположена равномерно на окружности меньшего диаметра, в центре которой установлен упомянутый экранный штырьевой контакт, а другая часть упомянутых штырьевых контактов расположена равномерно на окружности большего диаметра, так что диаметрально установленные штырьевые контакты на меньшей и большей окружностях находятся на одной прямой, при этом токопроводящие жилы одной пары присоединены к диаметрально расположенным штырьевым контактам, а экраны каждой пары присоединены к упомянутому экранному штырьевому контакту.

3. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что экранирование выполнено проводами.

4. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что экранирование выполнено лентами.

5. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит грузонесущий элемент, выполненный из синтетических нитей.

6. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что токопроводящие жилы выполнены из семи скрученных медных проволок.

7. Кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что штырьевые контакты расположены в вершинах квадрата, в центре которого находится экранный штырьевой контакт.