Конструктивный расчет кабеля
Конструктивный расчет кабеля заключается в расчете размеров всех элементов, входящих в состав кабеля.
Прежде всего, по заданному значению диаметра внутреннего проводника и исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв=75 Ом, определяется внутренний диаметр внешнего проводника.
где e - эквивалентная относительная диэлектрическая проницаемость изоляции;
d - диаметр внутреннего проводника, мм;
D - внутренний диаметр внешнего проводника, мм.
Значение D определяется из приведенного выше уравнения (6.1) при значении волнового сопротивления Zв=75 Ом по формуле:
Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника равен:
Для коаксиальных пар среднего размера применяется шайбовая полиэтиленовая изоляция, для малогабаритных КП применяется баллонно-полиэтиленовая изоляция.
Наружный диаметр КП среднего размера определяется по формуле:
где t - толщина внешнего проводника, мм;
tэ - общая толщина экрана из двух стальных лент, мм;
tи - толщина изоляционного слоя поверх экрана, мм.
Для КП среднего размера t=0,3 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0,15 мм каждая, изоляция выполнена из двух лент бумаги К-120 толщиной по 0,12 мм каждая. Таким образом, наружный диаметр КП среднего размера равен:
Поскольку выбранный нами кабель содержит малогабаритные КП, то после нахождения наружного диаметра КП среднего размера необходимо определить наружный диаметр малогабаритной КП из соотношения:
Затем, определим внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП.
Для малогабаритной КП толщина внешнего проводника t=0,1 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0,1 мм каждая, внешняя изоляция выполнена из поливинилхлоридной ленты толщиной 0,23 мм.
Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП равен:
Из выражения (6.1) при Zв=75 Ом и e=1,22 определим диаметр внутреннего проводника малогабаритной КП.
Диаметр скрученного сердечника, состоящего из четырех КП одинакового размера определяется по формуле:
Коаксиальный кабель типа МКТ-4 содержит пять симметричных групп. Диаметр симметричной группы кабеля, содержащего четыре КП одинакового размера будет составлять:
Затем определим диаметр изолированной жилы симметричной группы:
Диаметр токопроводящей жилы определяется как:
Поскольку do < 0,7 мм, то в качестве симметричной группы следует взять пару и тогда диаметр изолированной жилы симметричной пары будет:
Диаметр голой жилы симметричной пары
Толщина изоляции жилы симметричной пары
Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией определяется по формуле:
где n - число лент поясной изоляции;
Dn - толщина одной ленты, мм.
В качестве защитной оболочки кабеля применим выпрессованную алюминиевую оболочку, обладающую рядом преимуществ, таких как легкость, дешевизна и высокие экранирующие свойства. Для кабеля с алюминиевой оболочкой поясная изоляция выполняется из 6-8 лент кабельной бумаги К-120, толщиной 0,12 мм каждой ленты. Итак, диаметр кабельного сердечника равен:
По определенному по формуле (6.14) диаметру кабельного сердечника под оболочкой определим толщину гладкой алюминиевой оболочки из [1, табл. 3.5]. Толщина алюминиевой оболочки в нашем случае tоб=1,2 мм.
Поскольку алюминий подвержен электрохимической коррозии, алюминиевую оболочку надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.
В курсовом проекте для кабельной магистрали используются малогабаритные коаксиальные кабели трех типов:
голые, для прокладки в кабельной канализации в черте населенных пунктов;
бронированные стальными лентами, для прокладки непосредственно в грунт;
бронированные круглыми проволоками, для прокладки через судоходные реки.
Диаметр голого кабеля с алюминиевой оболочкой покрытой полиэтиленовым шлангом определяется по формуле:
где tоб - толщина оболочки голого кабеля, мм.
tш - толщина полиэтиленового шланга определенная из табл. 3.6[1]
tш=2,2 мм.
Диаметр бронированного кабеля можно определить как:
где tоб - толщина оболочки бронированного кабеля, мм;
tпод - толщина подушки под броней, мм;
tбр - толщина брони, мм.
Кабели могут иметь различные защитные покровы. Для кабеля бронированного стальными защитными лентами толщина алюминиевой оболочки tоб=1,2 мм.
Из [2, табл.1.27] выберем защитный покров типа БпШп с повышенной коррозионной стойкостью, который имеет подушку типа п толщиной tпод=2,5мм. Кабель бронирован двумя оцинкованными стальными лентами толщиной 0,5мм каждая. Таким образом tбр=1мм. Толщину наружного покрова по броне определим из [2, табл. 1.29]. В нашем случае она составляет tнар=1,7мм.
Диаметр кабеля бронированного стальными лентами
Для прокладки через судоходные реки применяется кабель бронированный круглыми проволоками диаметром 4 мм, tбр=4 мм. со свинцовой оболочкой. В этом случае диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией из 4 лент кабельной бумаги К-120 толщиной 0,12 мм будет равен
Применим защитный покров типа К с подушкой толщиной tпод= 2 мм, свинцовой оболочкой толщиной tоб=2 мм и наружным покровом толщиной tнар=2 мм.
Диаметр кабеля бронированного круглыми проволоками
Согласно номенклатуре приведенной в [2, табл.] при проектировании магистрали будут использованы кабели следующих типов:
МКТАШп-4 с малогабаритными коаксиалами с баллонной изоляцией в алюминиевой оболочке с защитным покровом типа Шп, для прокладки в кабельной канализации.
МКТАБпШп-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными лентами с защитным покровом типа БпШп, для прокладки в грунт.
МКТСК-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными проволоками в свинцовой оболочке, для прокладки через судоходные реки.
На рис. 6.1 показан поперечный разрез малогабаритного коаксиального кабеля типа МКТС-4.
