Kabel je elektrický výrobek (obr. 1) sestávající z kroucených izolovaných vodičů uzavřených v utěsněném plášti.
Obr. 1
Symetrický (A) a koaxiální (b) komunikační kabely a kroucení žil symetrických kabelů (v):
1 – olověné (plastové) pouzdro,
2 – izolace pasu,
3 – izolovaná jádra,
4 -obrazovka,
5 – vnější vodič,
6 — izolace (pevná, podložka atd.),
7 — vnitřní vodič;
Н — stoupání zákrutu;
/ – IV – vodiče s proudem
Komunikační kabely navržený k předávání různých informací. Podle účelu se kabely dělí na meziměstské (MTS), zonální, meziregionální (ZTS), městský (GTS) и venkov (STS). V samostatné skupině jsou přiděleny koaxiální kabely, spojující Moskvu s republikánskými, regionálními a regionálními centry. Podle podmínek instalace a provozu se kabely dělí na podzemí, anténa, nástěnné и pod vodou, a podle spektra vysílaných frekvencí – podle nízká frekvence (až 10 kHz) a vysoká frekvence (od 10 kHz a výše).
Podle umístění proudovodných vodičů (dráty, žíly) se kabely dělí na symetrický и koaxiální. Symetrický obvod se skládá ze dvou konstrukčně stejných, izolovaných vodičů stočených dohromady, nazývaných pár vodičů nebo jednoduše pár. Podle způsobu kroucení žil do skupin se symetrické kabely dělí na párové, kdy každá dvě jádra jsou stočena, tvořící pár, a čtyřnásobná, ve kterých jsou čtyři jádra stočena do hvězdicového tvaru, tvořící čtveřici. V tomto případě lze stočení jader do společného svazku (jádra) vrstvit, kdy dvojice jader jsou umístěny ve vrstvách se změnou směru kroucení každé následující vrstvy, a svazovat, ve kterých jsou dvojice nejprve stočené do jednotlivých svazků a poté do jádra.
Koaxiální obvod se skládá ze dvou válcových vodičů s vyrovnanou osou, z nichž jeden plný vodič je umístěn soustředně uvnitř druhého dutého vodiče.
Podle typu ochranného pláště se kabely dělí na kabely s kovovým, plastovým a kovoplastovým pláštěm, které mohou být holé nebo mít různé pancéřové obaly (ocelová páska, drát, juta). Vodivá jádra kabelů jsou vyrobena z žíhaného měděného drátu o průměru 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3 a 1,4 mm pro MTS a 0,32; 0,4; 0,5 a 0,7 mm pro GTS. Zavádějí se také jádra z hliníku a jeho slitin o průměru 1,15 – 1,8 mm.
K izolaci vodičů s proudem se používá papír pro kabelový telefon, polyetylen a polystyren (styroflex) při aplikaci na vodič ve formě pásky, pevné hmoty nebo pomocí šňůry. V druhém případě se nejprve na jádro v otevřené (řídké) spirále navine papírová nebo plastová nit (kordel) a na ni páska ze stejného materiálu (obr. 2).
Obr. 2
Izolace žil symetrických kabelů:
а – letecký papír,
б – pevný,
в – srdečný,
г – balónková šňůra,
д – balón
U symetrických kabelů jsou izolované žíly stočeny do skupin nazývaných el.elementy. Kroucení zajišťuje stejné podmínky pro oba vodiče obvodu, snižuje vzájemné ovlivňování a zvyšuje ochranu před vnějšími vlivy (rušením). Zároveň je zajištěno omezení vzájemného pohybu žil při ohybu kabelu a zachování jeho stabilního kulatého tvaru. Rozšířilo se párové a čtyřnásobné zkroucení jader, stejně jako dvojité párové a dvojité čtyřnásobné (hvězdové) zkroucení, při kterém jsou jádra tvořící mluvící pár stočena dohromady a dva páry jsou stočeny do čtyřnásobného (dvojitého páru) nebo stočeného čtyř. páry jsou stočeny do čtveřice.vytvářejí osmičku (dvojhvězdu). Pro zajištění správné instalace kabelů má izolace žil každé skupiny jinou barvu. Ve čtyřech mají jádra často červené, bílé (žluté), modré a zelené barvy a v párech – přírodní a červené nebo modré barvy nebo různé barevné kroužky (pruhy). Každá kroucená skupina je obalena barevnou bavlněnou nebo syntetickou přízí. Prvky (skupiny) izolovaných žil stočených podle daného počtu tvoří jádro kabelu. Core twist může být jednoduchý и homogenní, kdy jádra nebyla předtím stočena do skupin a všechna jsou homogenní, a komplex и heterogenní, jsou-li v něm předkroucené dvojice a čtveřice a nepodobné skupiny (různé průměry jader, párů a čtveřic). Počet párů nebo čtveřic v kabelu se obvykle nazývá jeho kapacita: 1X2, 100X2, 1X4, 37X4 atd. (jeden pár, 100 párů, jedna čtyřka, 37 čtyřek).
U dálkových kabelů se rozšířilo vrstvené kroucení, ve kterém každá následující vrstva obvykle obsahuje o šest skupin více než předchozí. V kabelech GTS se používají vrstvené a shlukové zákruty. Takže například v kabelu s kapacitou 100X2 při stočení ve vrstvách je šest vrstev (vrstev), z nichž je 2X2 (dva páry) v centrální vrstvě, 8X2 v první vrstvě, 14X2 ve druhé , 20X2 ve třetím, 26X2 ve čtvrtém a v pátém – 31X2 (jedna náhradní). Při kroucení svazku v kabelu s kapacitou až 100X2 se svazky skládají z 10 párů (10X2) nebo pěti čtyřnásobků (5X4) a u kabelů s vyšší kapacitou – z 50X2 (25X4) nebo 100X2 (50X4). Například u kabelu 100X2 (50X4) je systém kroucení (3 + 7) X (10X2), respektive (3 + 7) X (5X4). První čísla (3 + 7) znamenají, že elementární svazky jsou umístěny v hlavní vrstvě ve dvou vrstvách: ve střední vrstvě jsou svazky tři a v obvodové vrstvě je svazků sedm.
Pro ochranu izolace jádra a zachování kulatého tvaru jádro Kabel je pokryt pásovou izolací vyrobenou z pásek telefonního nebo kabelového papíru nebo plastu a syntetických materiálů. U kabelů s plastovým nebo ocelovým pláštěm je na izolaci pásu nanesena hliníková páska, která poskytuje ochranu jádrových obvodů před vnějšími elektromagnetickými vlivy. Jako zástěna je použita hliníková fólie o tloušťce 0,1 – 0,2 mm. Podél stínítka na jádru je umístěn pocínovaný měděný drát o průměru 0,4 – 0,5 mm. K ochraně před vlhkostí a jinými mechanickými, ale i chemickými a elektrickými vnějšími vlivy se na jádro nanáší kovový nebo plastový plášť, což je souvislá utěsněná trubice po celé délce kabelu. Kovové skořepiny mohou být Vést, hliník и ocela plastové – polyethylen, polyvinyl chlorid nebo hliník-polyethylen. Olověné pláště jsou velmi odolné a jsou technologicky nejpokročilejší jak při aplikaci v továrním prostředí, tak při stavebních a provozních pracích. V závislosti na kapacitě kabelu se tloušťka olověných plášťů pohybuje od 1 do 3 mm. Olova je však velmi vzácné a jeho zásoby v zemi jsou zanedbatelné. Z tohoto důvodu se v poslední době intenzivně hledají další materiály pro výrobu kabelových plášťů. Hliníkové kabelové pláště jsou vyrobeny z čistého hliníku (až 99,5%) o tloušťce 1,1 – 1,7 mm. Hliník je velmi běžný, není vzácný, levný, odolný a 4x lehčí než olovo. Ve srovnání s olovem má však větší tuhost, je méně odolný vůči korozi a je méně technologicky vyspělý pro práce při instalaci kabelů. Ocelové skořepiny jsou vyráběny o tloušťce 0,4 – 0,5 mm, ve formě průběžné vlnité trubky. Ocel je ve srovnání s hliníkem ještě méně vzácná a rozšířená, má desítkykrát větší mechanickou pevnost, avšak ocelové pláště kabelů jsou méně ohebné, náchylnější ke korozi a mají horší stínící vlastnosti před vnějšími elektromagnetickými vlivy. V důsledku toho je na jádro kabelu aplikováno hliníkové stínění a plášť je zvlněný. Aby se zabránilo korozi hliníkových a ocelových vlnitých kabelových plášťů, je na ně aplikována polyetylenová hadice tloušťky 2,0 – 3,0 mm s lepicí vrstvou.
Všechny kovové pláště jsou absolutně utěsněny, což je zvláště důležité v kabelové technice. Plastové kryty nejsou zcela utěsněny. Vlhká pára stále proniká plastovým pláštěm do jádra kabelu tou či onou rychlostí, která závisí především na použitém materiálu a vlhkosti prostředí. Polyetylenové kabelové pláště jsou stále rozšířenější, protože jsou výrazně méně propustné pro vlhkost. Vyrábějí se o tloušťce 1,7 – 4,2 mm, také v závislosti na kapacitě (průměru) kabelu. Polyethylen je méně vzácný a 12,5krát lehčí než olovo. Polyetylen má však značnou tuhost (elasticitu), což ztěžuje pokládku kabelů do studní a jiných míst, nestíní jádro kabelu před vnějšími elektromagnetickými vlivy, není odolný vůči slunečnímu záření a je hořlavý. Pro zvýšení odolnosti vůči světlu je třeba do polyethylenu přidat až 2 % sazí. Polyvinylchloridové pláště jsou 10 až 100krát propustnější pro vlhkost než polyetylenové pláště. Proto získaly omezené použití a používají se pouze pro výrobu kabelů s kapacitou až 100X2 včetně, položených uvnitř. Jejich výhodou je, že nepodléhají spalování. Polyvinylchlorid je vzhledově velmi podobný polyethylenu, ale lze je snadno rozlišit, protože kus polyvinylchloridu se potopí ve vodě a kus polyethylenu plave.
Hliníkovo-polyetylenové kabelové pláště jsou kombinací polyetylenu a hliníku do jednoho monolitického celku, který zajišťuje těsnost a ochranu před vnějšími elektromagnetickými vlivy. Při výrobě je hliníková páska na jedné straně pokryta tenkou polyetylenovou fólií směřující k vnější straně kabelu. Na pásku je při teplotě 220 – 240 °C nanesena polyetylenová skořepina, která zajišťuje jejich pevnost.
Pro ochranu kabelů před mechanickým poškozením a korozí při pokládání přímo do země nebo přes vodní bariéry je na pláště aplikován ochranný kryt. Kabely uložené v zemi mají pancéřový kryt ze dvou ocelových pásů o tloušťce 0,3; 0,5 nebo 0,8 mm (obr. 3).
Obr. 3
Pancéřové kabely:
а – dva ocelové pásy s vnějším krytem (B),
б– kulaté dráty s vnějším krytem (K),
в — dvě ocelové pásky (BG);
1 – kabelová příze,
2 – ocelová páska,
3 – polštář pod brnění,
4 – olověné pouzdro,
5 – izolovaná jádra,
6 – kulaté dráty
Pásky se aplikují ve spirále s mezerami (určitá vzdálenost mezi závity), ale tak, aby závity horní pásky překrývaly mezery dna. Pásky se aplikují na polštář sestávající z řady střídajících se vrstev bitumenu a měkkých materiálů (impregnovaný kabelový papír nebo příze). Polštář chrání plášť kabelu před poškozením ocelovými páskami (pancéřováním) při jejich aplikaci a při ohýbání kabelu při navíjení na buben a při ukládání do země. Na ochranu proti korozi je na ocelové pásky nanesen vnější kryt z vláknitých materiálů impregnovaných bitumenem nebo polyetylenová hadice. V prvním případě se také používá křídový roztok k ochraně závitů kabelu před slepením na bubnu. U kabelů určených pro pokládku v tunelech metra a jiných podobných místech není vnější kryt a ocelové pásy jsou předem potaženy antikorozním zinkovým povlakem.
Podmořské kabely mají pancéřový kryt ve formě pevných kulatých nebo plochých ocelových drátů. Podle podmínek instalace se takové kabely dělí na řeka и moře. Říční kabely se konstrukčně neliší od podzemních kabelů, ale mají zvýšenou tloušťku olověného pláště a pancíře z kruhových ocelových drátů. Námořní kabely se dělí na pobřežní, pobřežní и hluboké moře, lišící se od sebe především provedením složitých ochranných krytů. Pobřežní kabely, které jsou vystaveny otřesům vln, pohybu po kamenitém dně a účinkům spodního ledu, jsou obvykle chráněny dvěma vrstvami drátěného pancíře o průměru drátu 4 – 6 mm. Pobřežní kabely se liší od pobřežních kabelů přítomností pouze jedné vrstvy pancéřování z kruhových ocelových drátů o průměru 6 mm. Hlubinné kabely mají kromě pancíře z kulatých ocelových drátů další nosnou ocelovou pásku, která chrání olověný plášť před stlačováním vodou ve velkých hloubkách. V poslední době také vyvinutý neozbrojený, samonosné kabely, u kterých je pevnosti dosaženo zesílením vnitřního vodiče koaxiálního páru.
Pro zavěšení na venkovní vedení se používají samonosné kabely s ocelovým nosným kabelem o průměru 3 – 4 mm, stočeným z více drátů (obvykle sedmi), zabudovaným pod společným plastovým pláštěm. Takové kabely mají osmičkový průřez a jsou vyráběny s kapacitou až 100X2.
Koaxiální kabely Jsou to ohebná kovová trubka, uvnitř které (uprostřed) je umístěn izolovaný vodič. Trubice se nazývá vnější vodič a centrální vodič se nazývá vnitřní vodič. Protože se jejich podélné osy shodují, nazývá se takový pár soustředný nebo koaxiální. Kabely se liší v závislosti na vnitřním průměru (d) a externí (D) dirigenti a jejich vztahy d/D: malý 1,2/4,6; střední 2,6/9,4 a velké 5/18. Vnitřním vodičem je měděný nebo bimetalový drát, který se pro větší flexibilitu může skládat z tenkých drátků stočených do svazku. Vnější trubka je vyrobena z měděných nebo hliníkových pásků s podélným švem, měděných plochých drátů nebo vrstvy tenkých měděných pásků. Vnitřní a vnější vodič jsou od sebe navzájem izolovány pomocí polyetylenových nebo keramických podložek umístěných na vnitřním vodiči každých 20 – 30 mm; pevný nebo porézní polyethylen; izolace čepice, rukávu, balónku nebo balónkové šňůry. Kabel může sestávat z jednoho nebo více koaxiálních párů stočených do společného jádra. Kombinované koaxiální kabely jsou vyráběny s několika koaxiálními páry různých průměrů a symetrickými čtyřmi a páry.
Obr. 4
Optické kabely
а – uvízlý,
б – osmivláknová s tvarovanou tyčí,
в — domácí produkce osmi vláken,
1 – vláknina,
2 – árie rovka,
3, 4, 6 – porézní, polyetylenové a hliníkové pláště,
5 – plastová tyč,
7 – centrální silový prvek
Optické kabely (obr. 4) se skládají z dvouvrstvého skleněného vlákna z křemenného nebo vícesložkového skla o průměru 100 – 150 mikronů, výztužných kovových nebo plastových nití a ochranného pláště. Každé skleněné vlákno se skládá z jádra a reflexního pláště, jehož optické vlastnosti jsou různé. Jádro je vyrobeno hustší s vyšším indexem lomu než plášť, což umožňuje, aby se optický signál opakovaně odrážel na rozhraní jádra a pláště a rychle se šířil skrz jádro. Jádro je chráněno před roztažením výztužnými prvky. Kabel může mít až 10 – 12 nebo více světlovodných žil. Plášť optických kabelů je plastový, hliníkový nebo kombinovaný s pancéřovými kryty.
