RU2714686C1

RU2714686C1 - Symmetrical four-pair cable with film-nanotubular and microtubular perforated insulation of cores

Info

Publication number: RU2714686C1
Application number: RU2019121719A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Львович Портнов
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-02-19

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. Symmetrical four-pair cable with film-nanotubular and microtubular perforated insulation of conductors in which insulation of each core is made in the form of nanotubes of equal size throughout the entire section of each conductor, successively after each nanotube there is a perforated microtubule along the entire cross-section of the core along the entire length of the symmetrical cable, and the outer film of the core insulation touches the perforated microtubular insulation of each core throughout the entire cross-section of each core along the entire length of the symmetrical cable.

EFFECT: invention reduces relative permittivity of insulation of cable cores, reduces capacitance of pairs and, consequently, dielectric losses and capacitive component of influence between pairs without reducing outer diameter of each pair.

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» 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).A known design of four paired cable containing copper conductors in dielectric insulation, twisted into pairs with different pitch, in a common external dielectric sheath "Structured cable systems" AB Semenov, S.K. Strizhakov, I.R. Sunchely, DMK publishing house, M. 2002, 4th edition, p. 109, fig. 3.4 and 3.5).

Недостатком данной конструкции является достаточно высокое значение относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил кабеля.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 dielectric constant 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» А.Б. Семенов, С.К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей, ДМК издательство, М. 2002 г., 4-е издание, стр. 106, рис. 3.2 б).A known design of four pair cables, consisting of two fours, twisted of two pairs each four, with film-porous core insulation and an external polymer sheath (“Structured cable systems” AB Semenov, SK Strizhakov, I.R. Sunchely, DMK publishing house, M. 2002, 4th edition, p. 106, Fig. 3.2 b).

Недостатком данной конструкции также является высокое значение относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил.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 является конструкция четырехпарного кабеля, описанная в проспекте фирмы Teldor, Wires and Cables, Russia Ltd. 2006 г., 223 c., стр. 35 (caйт: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 is the design of a four-pair cable, described in the prospectus of Teldor, Wires and Cables, Russia Ltd. 2006, 223 pp., 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 of the 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 позволяла бы 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 would reduce the relative dielectric constant of the insulation of the cable cores, reduce the capacitance of the pairs and, consequently, 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 по всему сечению каждой жилы, последовательно после каждой нанотрубки расположены микротрубки, которые перфорированы, 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 coil, with an external polymer sheath. The insulation of each core is made in the form of nanotubes over the entire cross section of each core, sequentially after each nanotube there are microtubes that are perforated, and the outer film is in contact with the microtubular insulation of each core over the entire cross section of each core along the entire length of the symmetrical cable.

Перечень фигурList of figures

На фиг. 1 представлена конструкция симметричного четырехпарного кабеля 1 с пленконанотрубчатой и перфорированной микротрубчатой изоляцией жил. Она содержит: симметричные пары 2, жилы 3, нанотрубчатую изоляцию каждой жилы, выполненную из нанотрубок 6, микротрубчатую перфорированную изоляцию каждой жилы, выполненную из перфорированных микротрубок 4 внешнюю пленку изоляции жилы 5, соприкасающуюся с микротрубчатой изоляцией 4, внешнюю полимерную оболочку кабеля 7.In FIG. 1 shows the design of a symmetrical four-pair cable 1 with a film-nanotube and perforated microtubular insulation of conductors. It contains: symmetric pairs 2, cores 3, nanotube insulation of each core made of nanotubes 6, microtubular perforated insulation of each core made of perforated microtubes 4, the outer film of insulation of the core 5 in contact with microtubular insulation 4, the outer polymer cable sheath 7.

На фиг. 2 представлена увеличенная конструкция изолированной жилы 3 симметричного кабеля 1 с пленко-нанотрубчатой 6 и перфорированной микротрубчатой 4 изоляцией жил. Она содержит жилу 3, нанотрубки 6 по всему сечению жилы 3, перфорированные микротрубки 4 внешняя пленка изоляции 5 соприкасающаяся с перфорированными микротрубками 4 по всему сечению жилы 3 по всей длине симметричного кабеля 1.In FIG. 2 shows an enlarged design of an insulated core 3 of a symmetrical cable 1 with a film-nanotube 6 and perforated microtubular 4 core insulation. It contains a core 3, nanotubes 6 along the entire cross section of the core 3, perforated microtubes 4, an outer insulation film 5 in contact with perforated microtubes 4 along the entire cross section of the core 3 along the entire length of the symmetrical cable 1.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В данной конструкции за счет того, что изоляция каждой жилы 3 выполнена в виде нанотрубок 6 по всему сечению каждой жилы 3 последовательно чередующихся с перфорированными микротрубками 4, а внешняя полимерная пленка изоляции 5, соприкасается с микротрубчатой изоляции 4 каждой жилы 3 по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля 1, значительно уменьшается относительная диэлектрическая проницаемость изоляции жил за счет нанотрубок, внутри которых относительная диэлектрическая проницаемость равна 1,0 (относительная диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1).In this design, due to the fact that the insulation of each core 3 is made in the form of nanotubes 6 over the entire cross section of each core 3 sequentially alternating with perforated microtubes 4, and the external polymer insulation film 5 is in contact with the microtubular insulation 4 of each core 3 over the entire cross section of each core along the entire length of the symmetrical cable 1, the relative dielectric constant of the core insulation is significantly reduced due to nanotubes inside which the relative dielectric constant is 1.0 (relative dielectric The permeability of air is 1).

В зависимости от количества нанотрубок и перфорированных 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-нанотрубчатой изоляции при заполнении сквозными отверстиями микротрубок и, соприкасающегося с жилами в объеме 70% от всего объема изоляции жилы 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.Depending on the number of nanotubes and perforated microtubes, the relative permittivity can be varied over a rather 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 the film-nanotube insulation when filling through the microtubes through holes and in contact with the cores in the amount of 70% of the total insulation volume of the core, we obtain a relative dielectric constant of the entire insulation of the core 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

Симметричный четырехпарный кабель с пленко-нанотрубчатой и микротрубчатой перфорированной изоляцией жил, содержащий жилы в пленко-полимерной изоляции, скрученные в пары с разными шагами скрутки в общий повив с внешней полимерной оболочкой, отличающийся тем, что с целью уменьшения относительной диэлектрической проницаемости изоляции жил кабеля, уменьшения емкости пар и, следовательно, диэлектрических потерь и емкостной составляющей влияния между парами без уменьшения внешнего диаметра каждой пары, изоляция каждой жилы выполнена в виде нанотрубок одинакового размера по всему сечению каждой жилы и последовательно расположенными за каждой нанотрубкой перфорированная микротрубка по всему сечению жилы по всей длине симметричного кабеля, а внешняя пленка изоляции жилы соприкасается с микротрубчатой изоляцией каждой жилы по всему сечению каждой жилы по всей длине симметричного кабеля.Symmetric four-pair cable with film-nanotube and microtubular perforated 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 in order to reduce the relative dielectric constant of the insulation of the cable conductors, reduce the capacitance of the pairs and, consequently, the dielectric losses and the capacitive component of the effect between the pairs without reducing the external diameter of each pair, the insulation of each core is made in e nanotubes uniform size around each conductor section and disposed in series behind each perforated nanotube micropipe the entire cross section throughout the core length balanced cable and the outer conductor insulation film in contact with the microtubular insulation around each conductor of each core section along the entire length of symmetrical cable.