В своей деятельности метролог при проведении различных измерений должен по роду деятельности использовать различные кабели. Кабели крайне необходимо отличать друг от друга, поскольку последствия неправильного выбора могут привести к серьезным материальным (возможно и не только) потерям.

Кабель изобрели больше ста лет назад. За это время эта отрасль промышленности видела и взлеты и падения, претерпевала изменений, вызванных острой конкурентной борьбой, развитием прогресса и современных технологий. Поэтому производителей кабелей можно назвать аксакалами своего, довольно зрелого, дела.

Но потребителей прежде всего интересует соотношение цена – качество, и как правило, цена должна быть минимальной, а эксплуатационные характеристики должны максимально удовлетворять требования заказчика. 

Поэтому метрологи – не исключение, и должны разбираться в вопросах выбора кабелей на должном уровне.

Кабель состоит из следующих компонентов:

 -  проводник

 - внешняя оболочка кабеля

 - внутренняя изоляция

 - экранирование

 - бронирование.

Некоторые из компонентов присутствуют необязательно.

Материалами из которых изготавливают могут быть медь (обладает высокой проводимостью, хорошими механическими свойствами), лужёная медь (в добавок к вышесказанному обладает противокоррозионными свойствами), омеднённую сталь ( в основном используется для высокочастотных кабелей), алюминий (изготовления экранов и оплёток), никель и серебро (применяются для покрытия поверхностей высококачественных высокочастотных кабелей).

Классификация кабелей:

1) Одножильные и многожильные проводники:

одножильный кабель

Одножильный проводник образует одна монолитная проволока. Кабель с такими проводниками относительно жёсткий и используется при фиксированном монтаже, где существенные и частые изгибы исключены.

 

 

 

 

 

многожильный кабель

Многожильный провод включает в себя несколько монолитных проводников, свитых или собранных вместе. Чем больше в кабеле проводников, тем он гибче, тем меньше он оказывает сопротивление токам высоких частот и тем он, соответственно, дороже.

Многожильный провод может может быть скручен различными методами:

 

 

 

 - Скрутка проводников

скрутка проводников

Скрутка проводников тоже бывает разная. Самый дешёвый способ – это скрутка пучком. В этой скрутке отсутствует какой-либо геометрический рисунок. Положение каждого проводника случайно. В основном применяется в кабелях питания.

 - Концентрик.

При скрутке концентрик проводники располагаются слоями. Позиция каждого проводника по отношению к соседям контролируется, что исключает самораскручивание, и как следствие дополнительные помехи.

 - Юнилэй (unilay) - является более простым в изготовлении, а следовательно, и более дешёвым. Это тот же концентрик, но все проводники всех слоёв закручены в одну сторону – по часовой стрелке или против неё.

2) Витая пара

витая пара

Витая пара представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов.

 

 

 

Внешняя оболочка кабеля и внутренняя изоляция

оплетка кабеля

 

Оболочка защищает внутренние компоненты кабеля во время хранения, монтажа и эксплуатации, придаёт внешний вид и обеспечивает устойчивость к горению.

Внутренняя изоляция изолирует проводник в кабеле механически и электрически.

Внешняя оболочка и внутренняя изоляция во многом определяют электрические и механические характеристики кабеля, их стабильность во времени и характер деградации в процессе старения, срок службы кабеля.

Ниже приведены свойства самых популярных материалов:

ПВХ, или поливинилхлорид -  является наиболее традиционным изоляционным материалом, представляющим собой сложную смесь, свойства которой сильно зависят от состава. ПВХ – обычно эластичный и достаточно прочный материал, не горючий, однако имеет не слишком хорошие электрические параметры и используется в основном для кабельных оболочек. ПВХ не слишком хорошо сдерживает влагу и годится в основном для внутренней прокладки. Его температурный диапазон составляет от –20 до +60°С.

Полиэтилен (ПЕ, PЕ)

Полиэтилен имеет отличные электрические и механические параметры: он прочный и достаточно жёсткий, хорошо защищает от влаги, подходит для наружной прокладки, имеет широкий диапазон температур эксплуатации от –60 до +80°C – и всё это по вполне приемлемой цене. Но, к сожалению, полиэтилен очень хорошо горит.

Teflon (Фторопласт) является зарегистрированной торговой маркой фирмы Dupont. Тефлон – практически идеальный диэлектрик, обладающий исключительными электрическими параметрами, минимальными потерями в широчайшем диапазоне частот. Существует два вида тефлона: PTFE и FEP. Тефлон обладает хорошими механическими параметрами, отлично защищает от влаги, термостоек, имеет температурный диапазон от –70 до +200°C и даже до +260°С. PTFE практически не горит, является исключительно химически стойким, но сложен в производстве и обработке.

Галогены – это чрезвычайно ядовитые, летучие и химически активные вещества, вступающие в реакцию практически со всеми простыми веществами. В связи с тем что галогены, интенсивно выделяющиеся при горении полимеров, являются основной причиной тяжёлых отравлений при пожарах, существуют международные нормы, ограничивающие применение галогеносодержащих материалов в жилых и офисных помещениях.

бронирование кабеля

Бронирование – поскольку кабель должен иметь защиту не только от электрических воздействий, но и от механических повреждений при монтаже и эксплуатации. Дополнительную механическую защиту кабеля обеспечивает бронирование. Бронирование осуществляется двумя основными способами: либо добавлением слоя гофра из алюминия или стали, что принято в США, либо добавлением оплётки из стальных проволок, что характерно для Европы.

 

 

 

 

Какими свойствами должны характеризоваться качественные кабели

1. Долговечность.

2. Точность и чистота передачи сигналов.

3. Более высокая производительность.

4. Больший радиус покрытия сети.

5. Высокая конфиденциальность передачи информации.

6. Расширенная область применения.

 

Статья подготовлена по материалам журнала «СТА» («Современные технологии автоматизации»)