RU2691118C1 - Symmetric four-pair cable with film-nano-tube insulation of cores - Google Patents

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 contains strands in film-polymer insulation, twisted in pairs with different pitching strands, with outer polymer shell, characterized by that insulation of each core is made in the form of nanotubes of equal size throughout the entire section of each conductor, and the outer film is in contact with the nanotubular insulation of each core throughout the entire 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 circuit 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 symmetrical communication cables on a public network and structured cable systems.

Уровень техникиThe level of technology

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 design of four pair cables is known, containing copper conductors in dielectric insulation, twisted in pairs with different pitch, in a common external dielectric sheath (“Structured Cable Systems” authors: A. B. Semenov, S. K. Strijakov, I. R. Suncheley , 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 cores.

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 cable core insulation are used: for core cables of category 1, polyethylene with a relative dielectric constant of 2.3; for category 3 cables, a dielectric material is used to insulate the cores also with a relative dielectric constant of 2.3; for cables of category 5e, cellular polyethylene with a sheath — film-porous polyethylene with a relative dielectric constant of 2.0; for cables of category 6, teflon insulation of the cores with a relative permittivity of 2.0 is used.

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. 3.2 б). Недостатком данной конструкции также является высокое значение относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил.The design of four pair cables is known, consisting of two fours twisted out of two pairs each four, with film-porous insulation of the cores and an outer polymer sheath (“Structured Cable Systems” authors: A. Semenov, S. Strijakov, I. R. Suncheley, DMK Publishing House, M. 2002, 4th edition, p. 106, Fig. 3.2 b). The disadvantage of this design is also a 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 Xeldor, 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 closest in technical essence to the proposed solution is the construction of a four-pair cable described in the prospectus of Xeldor, Wires and Cables, Russia Ltd. 2006, 223 c, p. 35 (website: www.teldor.com.). The cable consists of four unshielded twisted (twisted) pairs, twisted together, protected by PVC sheath for indoor fixed installation; core diameter 0,51. mm, polyolefin insulation (film-porous film insulation, outer diameter of insulated core is 0.9 mm; outer cable diameter is 5.0 mm. Considering the maximum signal propagation speed equal to 0.7 from the speed of light, the relative dielectric constant of the core insulation is 2, 0, which is also the main disadvantage of this cable.

Сущность изобретенияSummary of 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, which this technical solution is aimed at, is to create such a design of a symmetrical four-pair cable, which allows to reduce the relative dielectric constant of the cable core insulation, reduce the capacitance of the pairs and, consequently, the dielectric loss and capacitive component of the effect 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 одинакового размера по всему сечению каждой жилы, а внешняя пленка соприкасается с нанотрубчатой изоляцией каждой жилы по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля.To solve the problem in a four-pair cable containing the cores in the film-polymer insulation, twisted in pairs with different twisting steps in a common winding. With the outer polymer shell, the insulation of each core is made in the form of nanotubes of the same size across the entire cross section of each core, and the outer film is in contact with the nanotube insulation of each core throughout the cross section of each core along the entire length of the symmetric cable.

Перечень фигурList of figures

Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена конструкция симметричного четырехпарного кабеля с пленконанотрубчатой изоляцией жил. Она содержит: симметричные пары 1, жилы 2, нанотрубчатую изоляцию жилы 3, внешнюю пленку изоляции жилы 4, соприкасающуюся с нанотрубчатой изоляцией 3, внешнюю полимерную оболочку кабеля 5. На фиг.2 представлена увеличенная конструкция изолированной жилы 2 симметричного кабеля с пленконанотрубчатой изоляцией 3 жил. Она содержит жилу 2, нанотрубки 6 по всему сечению жилы, внешнюю пленку изоляции 4, соприкасающуюся с нанотрубками 6 по всему сечению жилы 2 по всей длине симметричного кабеля.The device illustrated by the drawings. FIG. 1 shows the design of a symmetrical four-pair cable with film-tubular insulation of the cores. It contains: symmetrical pairs 1, core 2, nanotube insulation of core 3, outer film of core insulation 4 in contact with nanotube insulation 3, outer polymer sheath of cable 5. Figure 2 shows an enlarged design of insulated core 2 of a symmetric cable with film-insulated tubular insulation 3 cores . It contains conductor 2, nanotubes 6 over the entire cross section of the conductor, an outer insulation film 4 in contact with nanotubes 6 along the entire cross section of conductor 2 along the entire length of the symmetric cable.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В конструкции симметричного четырехпарного кабеля с пленконанотрубчатой изоляцией жил за счет того, что изоляция каждой жилы 2 выполнена в виде нанотрубок 6 по всему сечению каждой жилы 2, а внешняя пленка 4 жилы, соприкасается с нанотрубчатой изоляции 3 каждой жилы 2 по всему сечению каждой жилы 2 по всей длине симметричного кабеля. Благодаря такой конструкции значительно уменьшается относительная диэлектрическая проницаемость изоляции жил за счет нанотрубок 6, внутри которых относительная диэлектрическая проницаемость равна 1,0 (относительная диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1). В зависимости от количества и размеров нанотрубок 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-нанотрубчатой изоляции при заполнении сквозными отверстиями нанотрубок и, соприкасающегося с жилами в объеме 30% от всего объема изоляции жилы получим относительную диэлектрическую проницаемость всей изоляции жилы, равную 1,7. 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 construction of a symmetrical four-pair cable with tape-insulated tubular insulation, due to the fact that the insulation of each core 2 is made in the form of nanotubes 6 over the entire cross section of each core 2, and the external film 4 cores, touches the nanotube insulation 3 of each core 2 across the entire cross section of each core 2 along the entire length of the symmetric cable. Thanks to this design, the relative dielectric constant of the core insulation is reduced by nanotubes 6, within which the relative dielectric constant is 1.0 (the relative dielectric constant of air is 1). Depending on the number and size of nanotubes, the relative dielectric constant can be varied over a fairly wide range, reducing the thickness of the insulation and reducing the loss in the dielectric. Since the dielectric constant of the dielectric material is 2.3, taking into account film-nanotube insulation when filling nanotubes with through holes and in contact with the cores in a volume of 30% of the total core insulation volume, we obtain the relative dielectric constant of the entire core insulation equal to 1.7. As a result, the attenuation coefficient is reduced by reducing losses in the insulation of the cores, the wave resistance and the capacitive component of the effect between the pairs, and by reducing the insulation thickness and, consequently, the distance between the cores in the pair, the inductance of the circuit decreases.

Claims (1)

Симметричный четырехпарный кабель с пленконанотрубчатой изоляцией жил, содержащий жилы в пленкополимерной изоляции, скрученные в пары с разными шагами скрутки в общий повив с внешней полимерной оболочкой, отличающийся тем, что изоляция каждой жилы выполнена в виде нанотрубок одинакового размера по всему сечению каждой жилы, а внешняя пленка соприкасается с нанотрубчатой изоляцией каждой жилы по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля.Symmetrical four-pair cable with film-tube-tubular insulation of the cores, containing the cores in the film-polymer insulation, twisted in pairs with different twisting steps into a common surface with an external polymer shell, characterized in that the insulation of each core is made in the form of nanotubes of the same size throughout the cross section of each core, the film is in contact with the nanotube insulation of each core over the entire cross section of each core along the entire length of the symmetric cable.

Images