LAN–КАБЕЛИ Кабели парной скрутки для структурированных систем предназначены

LAN–КАБЕЛИ

Кабели парной скрутки для структурированных систем предназначены для прокладки в локальных системах передачи связи Кабели предназначены для эксплуатации внутри зданий и сооружений при температуре окружающей среды от -20(30) до 60 °С и относительной влажности воздуха до 98 % при температуре до 35 °С.

Классификация – по частотному диапазону: категория 3 – до 16 МГц, категория 4 – до 20 МГц; категория 5 – до 100 МГц; категория 5е – до 125 МГц; категория 6– до 250 МГц; категория 7 – до 600 МГц;

Классификация – по числу пар в кабеле: 1,2,3,4 или более; по конструктивному исполнению: без экранов; с экраном по парам или сердечнику; с экраном и по парам и по сердечнику.

Категории Lan-кабелей отличаются по помехозащищенности Известны два способа защиты кабеля от помех: а. симметрирование и подбор шагов скрутки; б. экранирование, внешнее и внутреннее.

Скрутка Lan-кабелей В скрученной (витой) паре провода меняются местами — этим достигаются симметричные условия возбуждения помехи в проводах пары. В идеально симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются.

Скрутка Lan-кабелей Для достижения максимальной симметрии (баланса) пары требуется следующее: точное изготовление проводов, входящих в пару, достижение их идентичности; скрутка проводов в пару с точным и равномерным по длине шагом; математически вычисленное и максимально соблюденное соотношение шагов скрутки всех пар.

Скрутка Lan-кабелей - Длины витков подбираются таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали; - Количество витков на каждую цветную пару уникально для каждого производителя - Обычно в кабелях, работающих на более высоких частотах шаг скрутки меньше

Скрутка Lan-кабелей

Конструкции Lan-кабелей Кабели типа UTP –предназначены для работы в диапазоне до 100 МГц при переменном напряжении до 145 В - неэкранированная витая пара без защитного экрана

Кабели типа UTP Количество пар в кабеле от 2 до 25; Каждая пара для исключения взаимного влияния должна скручиваться с определенным шагом, отличающиеся от шагов других пар.

Кабели типа UTP В отечественной практике широко применяется четырехпарные КВП – кабель высокочастотный с полиэтиленовой изоляцией (4х2х0.52) 4 пары по S=0,52 мм2. Толщина изоляции 0,66 мм. Оболочка выполняется из ПЭ или ПВХ.

Конструкции Lan-кабелей Кабели типа FTP предназначены для работы в диапазоне до 150 МГц – отличается от предыдущих наличием общего экрана, который накладывается на сердечник.

Кабели типа FTP Экран выполняется из алюмополимерной пленки; Экран может выполняется: внахлест; с продольным швом (шов герметизируют путем склейки). При наложении экрана пленка лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный проводник

Кабели типа FTP дренажный проводник предназначен для шунтирования порывов фольги, которые могут возникнуть. От толщины фольгированной пленки зависит гибкость, с одной стороны, и помехозащищенность кабеля и прочность экрана, с другой стороны. Оптимальная толщина фольгированной пленки от 20 до 100 мкм.

Конструкции Lan-кабелей Кабели типа S-FTP - отличаются от предыдущего типа кабеля наличием дополнительного экрана в виде оплетки Экран выполняется двойным — из фольгированной пленки + оплетка из медной луженой проволоки. при этом фольгированная пленка накладывается фольгой к оплетке

Кабели типа S-FTP Дополнительный экран позволяет повысить рабочую частоту до 250 Гц, благодаря повышенной помехозащищенности по сравнению с кабелями типа FTP.

Конструкции Lan-кабелей Кабели типа STP –отличаются от предыдущего типа кабеля наличием индивидуального экрана по каждой паре. предназначены для работы в диапазоне до 500 МГц

Кабели типа STP Помехозащищенность от внешних магнитных полей; от воздействия соседних пар Для обеспечения необходимого волнового сопротивления используется полувоздушная (пористая) изоляция из ПЭ

Конструкции Lan-кабелей Кабели типа S-STP - индивидуальный экран для каждой пары и общий экран в виде оплетки. Рабочий диапазон частот до 600 МГц.

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP Первичные параметры Сопротивление жилы (одного проводника в цепи): Rо – сопротивление проводника на постоянном токе; Rпэ – дополнительное сопротивление проводника, вызванное появлением поверхностного эффекта; Rо – дополнительное сопротивление проводника, вызванное эффектом близости.

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP При рабочей частоте больше 1 МГц Ом/м k – коэффициент вихревых токов; r – радиус ТПЖ; – проводимость материала жилы;  =2f

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP Индуктивность симметричного кабеля связана с внутренней проводимостью и индуктивностью между проводниками. Проводимость изоляции: G=Сtg

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP Емкость:  – коэффициент, учитывающий влияние соседних пар на емкость кабеля в целом, находится по формуле:

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP Вторичные параметры: Волновое сопротивление: Коэффициент затухания:

Расчет первичных и вторичных параметров LAN –кабелей типа UTP

ЛЕНТОЧНЫЕ ПРОВОДА Ленточные провода представляют собой одну или несколько параллельно расположенных жил в один или два слоя, изолированных друг от друга.

ЛЕНТОЧНЫЕ ПРОВОДА предназначены для внутри– и межблочного монтажа, радиоаппаратуры, приборов и устройств, а также для монтажа электротехнических установок и изготовления обмоток.

Классификация По области применения: а) провода связи; б) монтажные; в) нагревательные; г) транспонированные; д) сверхпроводящие; е) обмоточные.

Классификация 1) По величине рабочей частоты: а) высокочастотные; б) низкочастотные. 2) По форме ТПЖ; 3) По материалу ТПЖ;

Классификация 4) По материалу изоляции; 5) По наличию защитной оболочки; 6) По наличию экрана.

Конструкции ленточных проводов

Конструкция ленточных проводов кодирующая группа (кодирующая жила, пара) – выполняется для отсчета и поиска необходимой жилы в проводах; располагается от края провода и от других проводников с шагом укладки hyк> hy. также применяется специальный кодирующий выступ (нить)

Ленточные кабели и провода связи полосовые; симметричные; коаксиальные.

Полосовые провода связи (РП) служат для передачи сигнала до 30 МГц. Широко применяются в радиопередающих и приемных устройствах 1–две медные жилы; 2–изоляция из Ф–4; 3–поясная изоляция из Ф–4; 4–оболочка из ПЭ.

Полосовые провода связи (РП) Маркировка: РП, волновое сопротивление, ширина жилы (мм), порядковый номер выпуска, например РП6–5–11.

Ленточные симметричные провода это радиочастотные кабели с рабочим диапазонам частот от 1 МГц1000 МГц. кабели марки КАТП, КАТВ

Коаксиальные кабели выпускаются из нескольких коаксиальных пар

Монтажные провода предназначены для монтажа аппаратуры, соединения печатных схем и т.д. Работают как на постоянном, так и на переменном напряжении до 100В

Монтажные провода ППР (провод с прямоугольной плоской ТПЖ с изоляцией из ПЭ) КППР (провод с круглыми жилами с изоляцией из ПЭ); КППРО (то же с изоляцией из облученного ПЭ); КППРЭО (тоже экранированный);

Монтажным проводам с пленочной изоляцией Преимущества: меньшая масса и габаритные размеры; повышенные механические характеристики; повышенная стойкость к изгибам. Пленки: лавсан или дублированные ПЭ пленки лавсана полиимидные пленки дублированные фторопластом (ПМВ).

Преимущества ленточных проводов от пучков монтажных проводов (скрученных между собой) 1. равномерное распределение нагрузки по жилам ( S<), меньшая масса 2. повышенная гибкость; 3. высокая механическая прочность (примерно на 30 % >);

Преимущества ленточных проводов 4. равномерное распределение теплового поля максимальные токовые нагрузки, могут увеличиваться в 1,5–2 раза 5. высокая стойкостью к истирающим нагрузкам в проводах с пленочной изоляцией.

Элементы ленточных проводов 1. ТПЖ Основными характеристиками ТПЖ гибкость, величина токовой нагрузки, волновое сопротивление.

ТПЖ ленточных проводов Жилы ленточных проводов выполняются: круглой формы (одно– и моногопроволочными); прямоугольной (одно– и моногопроволочными); без покрытия (М); посеребренная (МС); никелированная (МН)

ТПЖ ленточных проводов В изделиях, подвергающихся большим механическим нагрузкам, жилу изготавливают из стали с дополнительным покрытием из меди; серебра.

Преимущества прямоугольных жил: большая гибкость (сечение до 0,2 мм2) выше токовая нагрузка; лучшая помехозащищенность от электромагнитного поля соседних цепей: + изгибоустойчивость прямоугольной жилы сечением до 0,12 мм2 равна изгибоустойчивости круглой жилы. ТПЖ ленточных проводов

Элементы ленточных проводов 2. Изоляция в зависимости от раб. температуры изготавливается: 70 °С - на основе ПЭ 105 ˚С - на основе облученного ПЭ; 150–250 ° - фторопласта и ряда его сополимеров

Изоляция ленточных проводов Изоляция также изготавливается пленочной 85 °С - пеленка лавсана, дублированная ПЭ; (слой ПЭ наносится - из расплава; - склейкой лавсановой и ПЭ ленты лаком.) 120 °С - пленка лавсана (ПЭТ–Э)

Изоляция ленточных проводов До 260 °С полиимидные и дублированные полиимидные пленки; дублированные полиимидные пленки марок: ПМФ–351 –имеет дополнительный слой из фторсополимера Ф–4МБ; ПМФ–352 – имеет двустороннее дублирование на основе Ф–4МБ; После наложения изоляции с последующей термообработкой, фторсополимер размягчается и хорошо связывает слои изоляции, обеспечивая ее герметичность -263 - 263 °С из пленки ПТФЭ.

Элементы ленточных проводов Экраны служат для защиты их от электромагнитного поля. От конструкции экрана зависит: эффективность экранирования в заданном диапазоне частот; гибкость и механическая прочность; масса, стоимость и технологичность.

Экраны ленточных проводов В качестве материалов для экранов используются материалы с высокой электропроводностью и магнитной проницаемостью: медь; алюминий; сталь; различные сплавы.

Экраны ленточных проводов Конструкции экранов ленточных проводов: обмотка проволоками; оплетка медными проволоками; продольно наложенная лента фольги; обмотка металлизированными полимерными пленками;

Экраны ленточных проводов Конструкции экранов ленточных проводов: металлизации поверхности провода; заземления жил внутри провода; электропроводящих пластмасс или волокнистых материалов; в виде заземляющих жил.

Экраны ленточных проводов

Экраны ленточных проводов а,б,в- обмотка лентами(пермаллоя) или проволоками (медными) или оплетка; Чем больше поверхностная плотность оплетки, тем больше рабочая частота провода; г - продольное наложение фольгированных лент(Al, Cu и др) с последующей подклейкой, жесткость экрана м.б. снижена путем гофрирования

Элементы ленточных проводов 4. Оболочки. Для проводов с изоляцией из ПЭ оболочка выполняется из ПВХ, ПЭ. Для проводов с изоляцией из фторполимерных соединений оболочка выполняется из нейлона или фторполимеров, из которых выполнена изоляция.

Расчет первичных и вторичных параметров ленточных проводов Для расчета делаются следующие предположения: в проводах действует только лишь поперечная волна ТЭМ (электромагнитная); все проволоки одинакового размера; шаг укладки много больше радиуса жилы;

Расчет первичных параметров ленточных проводов Электрическое сопротивление –для проводов с fраб4кГц Учитывая поверхностный эффект  – коэффициент, учитывающий количество жил F(kr) – функция Бесселя.

Расчет первичных параметров ленточных проводов для высокочастотных проводов: р – количество проволок; d – диаметр круглого провода; G(kr),H(kr) – функции Бесселя

Расчет первичных параметров ленточных проводов Индуктивность цепи: – для низкочастотных проводов (f<4кГц) где Lвн – внутренняя индуктивность проводника; Lц –индуктивность цепи из двуз трех проводов;

Расчет первичных параметров ленточных проводов для двухпроводной конструкции: для трехпроводной цепи:

Расчет первичных и вторичных параметров ленточных проводов – для высокочастотных проводов для двухпроводной конструкции: для трехпроводной цепи:

Расчет первичных параметров ленточных проводов Емкость ленточного провода практически не зависит от рабочей частоты: для двухпроводной конструкции: для трехпроводной цепи: для двухпроводной конструкции:

Расчет первичных параметров ленточных проводов Проводимость изоляции для низкочастотных проводов - не учитывается для высокочастотных проводов: G=ωCtgδ=2πfCtgδ. Для высокочастотных проводов вторичные параметры находятся по формулам: волновое сопротивление:

Расчет вторичных параметров ленточных проводов для высокочастотных проводов вторичные параметры находятся по формулам: волновое сопротивление: коэффициент затухания:

Технология изготовления ленточных проводов Изготовление жилы (Прямоугольные) – 0,02–0,35 мм2 изготавливается из круглых жил методом плющения путем пропускания провода через вальцы цилиндрической формы; – 0,35–6 мм2 выполняются методом резки металлической фольги с помощью специальных дисковых ножей с последующим калиброванием и обработки торцов (скругление ребер и удаление заусенцев);

Изготовление жилы 10–95 мм2 - выполняются многопроволочными методом плетения из медных и медных луженых проволок, с последующим вальцеванием для предания окончательной формы. Если при эксплуатации требуется высокая механическая прочность, медная жила армируется волокнами вольфрама

Наложение изоляции Наложение изоляции. Из термопластичных материалов накладывается методом экструзии. При этом – дорн, выполняется с количеством отверстий n, равных количеству ТПЖ, на расстоянии равных шагу укладки); – экструзионная линия должна иметь кассетные отдающие и приемные устройства, при этом количество отдающих устройств должно соответствовать количеству ТПЖ.

Наложение изоляции При изготовлении проводов с ленточной изоляцией - методом подклейки; - термоконтактной сваркой.

Наложение изоляции Метод подклейки применяется при наложении однородных полимерных лент, температура плавления таких лент высока, поэтому соединение лент с жилой возможно за счет покрытия контактных поверхностей пленок клеящим составом.

Термоконтактная сварка применяется для дублированных пленок основана на разогреве термопластичного материала до вязкотекучего состояния с одновременным его сдавливанием и последующим склеиванием вокруг ТПЖ.