> Техника, страница 50 > Кабель

Кабель

Кабель электрический, частный случай электрич. проводника, служащего для передачи на расстояние электрич. энергии (для электрич. освещения, распределения энергии, телефонии, телеграфии, электрической сигнализации ит. п.). Собственно электрич. К. называется или один проводник, составленный (б. ч. скрученный) из нескольких проводящих электричество метал-лическ. проволок и покрытый изолирующими и защитными оболочками (одножильный К.), или группа изолированных один от другого проводников, заключенная в одну или несколько защитных оболочек (м н о-гожильный К.). В русской практике одножильные проводники, скрученные в несколько проволок и покрытые резиновой изоляцией и защитными оболочками из волокнистого материала (торговые марки ПР, ПРН, ПРГН и друг.), называются, однако, проводами; проводники, скрученные из нескольких проволок и не снабженные изоляцией (торговая марка ГК),—г олыми К. По данным мировой статистики, на долю кабельного производства падает до 60% общего выпуска электротехнич. промышленности, а удельный вес стоимости кабельных сетей в крупных городских электростанциях доходит до 75% основного капитала предприятия.

Объекты кабельного производства следующие. 1) Голые изделия из цветных металлов для электрических проводов и К. и полуфабрикаты для электромашиностроительных з-дов. Сюда относятся: голые воздушные провода и К. из меди, алюминия, бронзы и др.; троллейные провода; шинная, коллекторная и фасонная медь; проволока высокого электросопротивления (реотан, Константин, манганин и др.); луженая медная проволока и ряд других изделий, непосредственно к кабельному делу не относящихся. 2) Силовые высоковольтные К. для передачи и распределения электрич. энергии подземными сетями. Эти К. почти исключительно изготовляются с пропитанной бумажной изоляцией. 3) К. слабого тока: телефонные, телеграфные, блокировочные и др. Наиболее экономически важной частью этого производства является производство телефонных К. с воздушно-бумажной изоляцией для городских сетей и быстро развивающееся за границей производство телефонных «дальнобойных» К. для междугородных сообщений. 4) Установочные провода, преимущественно с резиновой изоляцией. В виду специфических требований, предъявляемых к резиновой изоляции, кабельные заводы, почти как правило, имеют свои резиноделатель-ные отделы. Реже встречается производство К. с гуттаперчевой изоляцией, идущих исключительно для подводных телеграфных кабельных линий. 5) Динамомашинная проволока и провода с хл.-бум., шелковой или эмалевой изоляцией. 6) Шнуры слабого тока (коммутаторные, микротелефонные, кроссовые и др.), являющиеся чаще всего предметом специализации отдельных з-дов. 7) Кабельная арматура: соединительные и конечные муфты, кабельные ящики, установочные принадлежности, заливочная масса для муфт и тому подобное. В зависимости от производственного уклона отдельных з-дов сюда часто добавляются второстепенные производства: изоляционных материалов, в особенности связанных с употреблением каучука; стальных канатов и тросов; литья и штамповок из цветных металлов и тому подобное.

Кабель высоковольтный.

Классификация. По роду диэлектрика высоковольтные К. разделяются: а) на К. с пропитанной волокнистой изоляцией, б) К. с резиновой изоляцией, в) К. с кембриковой изоляцией и г) К. с изоляцией из вулканизованного битумена. Последние два рода изоляции почти исключительно применяются в Англии и С. III. А., причем битуменная изоляция служит только защитной оболочкой лежащей под ней изоляции из другого материала. Употреблявшаяся в конце 19 в изоляция из пропитанного джута сохранилась в настоящее время только как пережиток в телеграфных кабелях. По рабочему напряжению К. разделяются на: а) К. малых напряжений (до 3 000 V включительно), б) К. средних напряжений (от 6 до 12 kV включительно), в) К. больших напряжений (от 20 до 35 kV включительно) и г) К. высших напряжений (от 60 kV). В настоящее время практически осуществлен К. напряжением в 132 kV. Указанные границы являются условными. По форме проводящих жил различают кабели: а) со сплошными я

i

о в

2

«S3

я ш я я щ R

ЙоО

кн:я

<м

К

у а о а а а и

О .о а®“

а со а

“=а

«о к§*

2я§ О 2 л CL g Л ^м ft >, а о

g§

Р*г а я

Ей к я а£ч § Е й

=§с§а^вй

&о S ^{h й} ч -

“sft "³" - М Я <м^м К со ·

у а ί

I S S о

fc-l ft Я

jKgS

^go&g

R а к и ей Np 5

Oo«SK^h

Op,. R tr ^ a

°ORrtO_Bg

-« в а a и и Ен ь ed O 3 _nsWESoSg рак о о кО и arra

- о и. а я

(К Я S :К

--KSgBO

g р -S a i q

3 в e- w я ° -г о а а «в ы _л“яя r З^я e- r а о со а в а g в 2 а

О ί>>

К л

|1&|

^c«s£·

м 2 «я а а

§ о I 3 о&-з Olo К S О О ей. - а к 5, к о

5 >·

g к « а и £. e-ι а о«вИ

В,_а 2 а я н R в

gg*&

о в зм a r

ев

В « о Рн а о а я. а а л g в а s уа о

К а?

Н |-Н

оИ

в 2 S °Sg

„Ой

^И|о

S* -

оЕй

§g§

О ft О

oog EH ea

ρ*·β

в я :

! Щ

g а8н

Й Bo

“SG8

°Ssa

eh a a

R

a

p _м Л

r g a ce ® я g ao SStf ft >, к ® ft£ Д EH &

я

Sg

^я§|я

s Ο h

gsgg .o

^ ^ § о ^й а⁵®

§ i Э g £ I § §gl§g|| „t&ggg§

§1 и°§£

£ ^й S s « -s e g£*3gg,-£ о а в о о о Я р Я К ь Я а я о в к ° « о к ен и и а я ft а о з я а

КВееВовз о я а о к о ft а ^ о я я r о я а

2 « Р о

a η

а 2 ft

я з !л о§й >» в 9 _ а _

R а §1 ft.

2 «

|§

S о

~ S >а о а а

a R

ев g «? к., КО S§5 И

ю &R ь~ ° SK<eoH!g

i-Tcaco ю «о

Я н

5я

«

о

Я

В

ft

К

О, ев в Я а ’*

Я¹®

И«

R Й я а

sg

йа а

2 ^ ая и 2

а ^

RO

в ftj

Йй £ В я| и а а о р

Р.Я

в 2

a к“»

RO

5 «

Й я § и о и

Я ев йЁ

а

Л «в о я асв E s

а ^

RO Р ^К

и 2 я а о а в а

Mg

а и ft

I Й

·* е -н“ ев<^

а

н R га айв а а яка я g а в S ft

RftO ^ 2

^mgg

R Я я Я О ев а e-ι

К а в ев ^

а 2 я

•X нн а р

М§

М S

S g

1§ а р R ρ<

М в

^Ж ев а а й а

ft

ЙЯ

в В

1« з а ^m я в $

ев Й

а а о Э⁴ «§ в

Я я яд

S я а

«

О о а о я а

gs I Н s я я я ftO

я а

О И §^в SS

л о R ft

о а ев R а а и.

gK

В м О В а 2

а я а

gS

5 я а °

В ft ^ а « а о я в

СП В 2

^ я я а «

3^ в д ев

Р·α

Ен Я р

Я

ев О Я

в вд

gs«

§S“

* η β

в в g-

^K2g

ев

: я

В ев ев 3 я а И

ORB

а а в в ев в ® в

Я ев Е-< Я Я Я

а&|

а|1

а К к,

а 1 и г5£«

||3

К g 2 к о&2в я ^{н 03} кг

” _гр ев а о а в a r

Л «

R ев Я R Е- Я

В я в ая

«^GE

ав я р Н Я о Я

R « ⁰³ ао о

. в а я а а

3 я я

a w m

£ О Ен л « « 5 я я и -§ о g g·α и

S Я я ы я ^ ^Я 3 се а а

Л ^

§,а я

«в ^н§

1|

W А®

ев ^г р

Ен tC эн

, О О

“ЕН иё« g Я §

и5о ев ⁰⁵ 3

дяя о а

^KS

а я aR

Ен Я >>

а и ·

р 3 в a. а л ен

»в_и«я в я а,

R Е- И

а в g о я rc а в я

§“*

к

5^я

Ею а

¹ м и, Ί

к»а в а в

3 о и миллиметров о л л а в а а а в

«за

2 ев ев

gss

а я а 2 в За и я §

3 ° S ко я а !>»п δ аз Вию я о а - и. о g о ЕЗ

к к ь Я

-3

.-е|

Ка«^{й w} о ftft

ен «а

§2g

«gS

R ев S’

a ftg

ОЙ®

&о а

^^Н1

к м я

А ^ X

я

g* S а а _м

£§"

g|S

Sl§

В о j В g а в в а а а

а а г“»

а

(однопроволочными или многопроволочны- I ми) круглыми жилами (торговые марки САН, СГН, СБН и др.), б) с полыми круглыми жилами (исключительно специальные конструкции) и в) с секторными или сегментными жилами (торговые марки САСН, СГСН, СБСН и др.)· Кроме того, К. разделяются по роду применения, конструкции, роду защитных оболочек, металлу проводящих жил и тому подобное. С этих различий дана в таблице 1.

Конструкция К. Проводящая жила (теория скруток). Проводящая жила К. мелкого сечения делается как однопроволочной, так и многопроволочной, а К. крупных сечений, начиная с 16 миллиметров² (иногда с 25 миллиметров²) и выше всегда делается многопроволочной. Число проволок или их наибольший диаметр устанавливаются специальными нормами или стандартами, в зависимости о г требуемой степени гибкости К. Отдельные проволоки проводящей жилы обязательно должен быть скручены между собой, во избежание выпирания проволок при изгибах. Различают два рода скруток: а) дикая (или шнуровая) скрутка и б) правильная скрутка. Первая преимущественно применяется для осветительн. шну-

меняются 4 основные формы правильной крутки (фигура 1), различающиеся числом проволок в центре. Отдельные слои (повив ы) проволок крутятся в противоположные стороны. Общее же правило правильной крутки круглых жил из круглых проволок заключается в том,что число проволок каждого слоя на 6 больше числа проволок предыдущего слоя за исключением первого повива вокруг центральной проволоки в форме I, где увеличение равно 5 (для прямоугольной литцы соответствующее увеличение равно 8, в секторных также можно принимать 6). Строго математически это правило неверно, но оно пригодно для всех случаев практики. Основные конструктивные данные и ф-лы правильной крутки собраны в таблице 2. Из этой таблицы видно, что наиболее выгодной является форма I, а наименее выгодной—форма III.

а

Таблица 2.—Основные конструктивные данные и формулы правильной крутки.

	п =		1	2	3	4	5	6	7
м	2 — 6 (П - 1) =		1*	6	12	18	24	30	38
d	Z=Зп (η - 1) + 1 =		1	7	19	37	61	91	127
ft	D=(2д - l)d =		d	3d	6 d	7 d	9 d	lld	13 d
		(В %)						75	75
θ	9 (2п - 1)·		100	78	76	75	75
ьн	п =		1	2	3	4	5	6	7
Μ	z’ — Qn — 3 =		3	9	15	21	27	33	39
d	z=3 ?г“ =		3	12	27	48	75	108	147
	D=(2n + 0,15)d =		2,15d	4,15d	6,15d	8,15d	10,15d	12,15d	14,15d
О θ	Λ _ 3 η2	(В %)	64	69	71	72	73	73	74
	9 4 (П+ 0,08)·
>	η =		1	2	3	4	5	6	7
нн	z — Qn — 2 =		4	10	16	22	28	34	40
d	z=η (Зп + 1) =		4	14	30	52	80	114	154
S	D =(2n + 0.4)d =		2,4d	4,4d	6,4d	8,4d	10,4d	12,4d	14,4d
о e	n(3n + l) q 4 (η -1- 0 )2	(в %)	69	72	73	74	74	74	75
	η =		1	2	3	4	5	6	7
>	2=6Π - 1 =		5	11	17	23	29	35	41
d	z=n (3n + 2) =		5	16	33	56	85	120	161
ft	D=(2n+0,7)d =		2,7 d	4,7d	6,7 d	8,7 d	10,7d	12,7d	14,7d
e	n(3n -f 2) _ 9 (2n + 0,7)·	(В %)	69	73	74	74	74	74	75
n-	-число повивов; z—число проволок η-го ряда; z—число проволок в шиле; D—наружный								диам.
жилы; d—диам. отдельной проволоки; q— коэфф.				заполнения (отношение суммы сечении проволок к
площади круга, описанного вокруг жилы).
	Формула для z в данном	случае	не дает	правильной величины, это является исключением
(см.	также указание в тексте).

ров и только при тонких проволоках (обыкновенно не выше 0,30—0,35 миллиметров); при этой крутке проволоки в любом числе (иногда 100 и более) свиваются вместе в одну сторону. Жила при этой крутке не получает в сечении геометрически правильной формы круга, механически непрочна и требует для дальнейшей обработки обмотки пряжей или бумагой. Для правильной крутки число проволок определяется геометрии. соотношениями и должен быть вполне определенным. При-

Жилы для гибких кабелей, требующие очень большого числа проволок, при крупных сечениях крутятся из отдельных стренг, предварительно скрученных из нескольких проволок. Коэфф-т заполнения для таких жил особенно невыгоден, т. к. он получается как произведение .соответствующих коэффициентов для стренги и жилы. Поэтому иногда применяют [*³] скрутку таких жил со вкладными проволоками (фигура 2). В целях экономии в размерах иногда отступают от принципа скрутки повивов в разные стороны (только при мягко отожженной медной проволоке) и крутят все проволоки в одну сторону. На фигуре Здан подобный пример для 19-проволочной скрутки. В этом случае требуется составление жилы из проволок 3 различных диам., но взамен получается сокращение наружного диаметра жилы приблизительно на 5%; на такую же величину сокращается и вес оболочек К. Пример комбинации скрутки в разные стороны со скруткой в одну сторону дает фигура 4, где проволоки а скручены в одну сторону с проволоками Ь, а проволоки с—в сторону, противоположную проволокам а. Назначение этой конструкции — искусственное повышение диам. провода для снижения

Фигура 2.

Фпг. з. напряженности поля [ЗОкУ-ный кабель станции Клингенберг (в Берлине)]. Кроме этого приема, для искусственного увеличения диаметра проводящей жилы применяется ряд других: крутка со вкладным сердечником (например джутовым), опрессовка проводящей жилы свинцовой оболочкой и др.

Если требуется скрутить такое число изолированных проводников, к-рое не подходит под числа, указанные в таблице 2, или проводники разного диаметра (сечения), то применяют скрутку по принципам ненормальной жилы при увеличенных диаметрах или одного центрального проводника или нескольких центральных проводников. В табл. 3 даны конструктивные данные такой скрутки.

Таблица 3.—К о н с т р у к т и в н ы е данные ненормальной жилы.

Число проволок		Форма крутки	Число проволок в центре, получающих увеличение диаметра	Диаметр
всей жилы	в после-доват. повивах			каждой центральной проволоки	скру ченной жилы
8	1+ 7	I	1	1,3 4	3,34
9	1+ 8	I	1	1,7 4	В.Id
10	1+ 9	I	1	2,0 4	4,0d
11	1+10	I	1	2,3 4	4,3d
18	3 + 10	III	3	1,08 4	4,34 4
15	4+11	IV	4	1,12 d	4,7d
17	4+13	IV	4	l,40d	5,3d
18	4 + 14	IV	4	1,554	5,74
20	5 + 15	V	5	1,484	6.0d
21	1 + 7 + 13	I	1	1,34	5.34
23	1+8+14	I	1	l,7d	5 7d
25	1+9+15	I	1	2,04	6,04

Данные табл. 3 и аналогичные им вычисляются из ф-л: наружный диаметр скрученной жилы

D — z -f-1^ d,

диаметр центральной проволоки или центральной скрутки

)d.

Сегментные или секторные формы проводящих жил употребляются для сокращения наружного диаметра К., а следовательно, и для уменьшения его стоимости. Существуют следующие способы образования таких жил. 1) Одна или две центральные проволоки изготовляются с фасонным профилем; они образуют центральный фасонный сердечник, вокруг которого имеются один или несколько повивов круглой проволокой. 2) Скручивают, как обычно, круглую жилу из нормального числа проволок и при- Фигура 4.

дают ей фасонный профиль штамповкой на особом прессе (этот способ преимущественно распространен в Англии и С. III. А.). Чтобы избежать перебивания проволок, 2 наружных слоя в этом случае крутят в одну сторону. Способ этот дает очень экономные размеры жилы (3—5% уменьшения), но невыгоден в том отношении, что жестянит медь. 3) Пропускают без скрутки через крутильную машину ряд центральных, б. ч. разного диаметра, проволок или скрученных стренг и поверх этих проволок или стренг дают один или несколько повивов круглой проволокой. Этот способ наиболее распространен; он имеет очень большое число видоизменений. Пример такого образования секторной жилы сечением 120 миллиметров² для трехфазного кабеля дан на фигуре 5, где в центре расположена стренга, скрученная из 7 проволок, остальные же внутренние проволоки лежат без скрутки. Выбор конструкции секторных жил, а также направлений скруток жилы и К., вследствие особенностей скрутки секторных К. (они должны крутиться без открутки), требует особой осторожности. При конструировании такой жилы нужно соблюдать правило расположения внутренних проволок по нейтральному волокну и «правило качения» проволок вокруг сердечника [³¹].

Шаг крутхш (длина хода винта) влияет на механич. устойчивость жилы и на расход материала. Он обычно берется: для голых неизолированных К. в пределах 104-12,5 наружных диам. К., для К. с бумажной пропитанной изоляцией—164-18 наружных диам. медной жилы, для К. с резиновой изоляцией—134-16 диам. медной жилы и для скрутки 3 жил трехфазного К.—ок. 35 диам.

Изолирующие и защитные оболочки. Т0Л1Цины изоляции К. на рабочее напряжение до 20—30 kV почти во всех

странах нормированы. Для более высоких напряжений они определяются расчетом на электрич. прочность. Кроме толщины изоляции для К. с пропитанной бумажной изоляцией большинство стандартов нормируют т. н. нормальную конструкцию К., которая заключается в том, что две, три или четыре изолированные жилы скручиваются вместе, причем пустые места заполняются волокнистым материалом, а поверх скрутки накладывается общая изоляция такой же толщины, как и на жилах. В этой конструкции толщина изоляции между жилами равна толщине изоляции между жилой и свинцовой оболочкой. Иногда, и особенно часто в Англии и С. Ш. А., толщина общей изоляции уменьшается по сравнению с изоляцией по жилам, особенно в случае заземленной нейтрали. На фигуре 6 изображен К. нормальной конструкции с круглыми жилами, снабженный защитными оболочками (здесь 1—проводящая жила, 2—изоляция по жиле, 3—прокладка, 4—общая изоляция,

5—свинцовая оболочка, 6—джут и 7—ленточная броня).

Диаметр D изолированного К. нормальной конструкции под свинцовой оболочкой при равенстве толщин изоляции на жиле и общей изоляции м. б. вычислен по следующим формулам:

D=iz + Ώ.одножильный К.

D =6z + 2D.двухшильный К. с круг лыми жилами

D =6,3z + 2,15 D. трехшильный К. с. круглыми жилами

D=6,86z + 2.43 D’. .четырехжильный К. с круглыми жилами

D =6,0z + l,85 -j/q. .двухжильный К. с сегментными жилами

D=6,3z + 2,4 Vq. .трехжильный К. с секторными жилами

D=G.86Z + 2,65 ] Q. четырехжилышй К. с секторными жилами

Фигура 6.

где: D—диам. проводящей жилы, Q—сечение каждой жилы и z—половина табличной толщины изоляции (радиальная изоляция), взятой из норм I Всесоюзного энергетич. съезда (ВЭС) или VDE. В виду большого разнообразия конструкций секторных и сегментных жил результаты вычислений по этим ф-лам для секторных кабелей могут давать отклонения в 1—2 миллиметров; для вполне точного определения диам. нужно знать точную конструкцию сектора.

Толщины свинцовых оболочек также нормируются соответствующими стандартами. Они б. ч. ставятся в линейной зависимости от диам. изолированного К. и назначаются не ниже 1,1—1,2 миллиметров, обусловливаемых пределом надежной работы свинцовых прессов. К. в голой свинцовой оболочке называется голым освинцованным К. (марка СГН или СГСН для случая изоляции из пропитанной бумаги). Такие К. особенно распространены в Америке, где они прокладываются в канализации (доктах). К., прокладываемые в станционных помещениях, получают поверх свинцовой оболочки слой специального состава, один или два слоя бумажной ленты и обмотку пропитанным джутом; такой К. называется асфальтированным (торг, марка САН или САСН). К., прокладываемые непосредственно в земле, отличаются от асфальтированного К. тем, что поверх пропитанного джута они имеют броню из 2 железных лент (торг, марка СБН или СБСН) или из плоских железных проволок (торг, марка СПН или СПСН), покрытую оболочкой из пропитанного джута и слоем мелового раствора (для предупреждения слипания на барабане). Подводные кабели имеют броню из круглых толстых железных проволок (от 4 до 8 миллиметров в диаметре) или из профильных проволок, а иногда две проволочные брони; комбинация из ленточной и проволочной брони теперь оставлена. Оставлено также и опрессование подводных К. двойной свинцовой оболочкой, часто прежде употреблявшееся, так как простая свинцовая оболочка, даже несколько меньшая суммы двух оболочек, гораздо прочнее и надежнее.

Толщины защитных оболочек также б. ч. нормируются. При ленточной броне лента верхнего слоя должна перекрывать ленту нижнего слоя примерно на ¹/₃ ширины. Ширина брони зависит от шага брони, выбираемого в зависимости от диам. К. и расстояния между краями ленты на К. (отрицательной перекрыши); обычно она приближается к величине покрываемого диаметра. Число круглых проволок брони вычисляется по формуле:

_п=₍₁₎

где D—диаметр К. под броней и d—диаметр проволоки.

Веса и строительные длины. Из за удобства обращения при прокладке и транспорте предпочитают не превосходить 3 000—3 500 килограмм нетто К. на строительную длину. Практика установила наружный диам. К. в 100—110 миллиметров и вес в 30 килограмм на п. м как пределы, выше которых прокладка становится очень неудобной. Обусловливаемая вышеуказанным предельным весом строительная длина К. в случае надобности м. б. значительно превзойдена; так, в 1922 году фирмой Сименс-Шуккерт для норвежских фиордов были изготовлены подводные К. на 22 kV, вес отдельной строительной длины у которых достигал 65 тонн Можно считать, что кабельные з-ды без особых затруднений могут давать кабели весом в 7 000—8 000 килограмм в одном конце.

Современные специальные К. Нормальная конструкция К. обладает рядом недостатков, делающих ее непригодной для напряжений выше 25—30 кУ. Наиболее существенные недостатки этого К.— тангенциальная электрич. напряженность диэлектрика и остаточные деформации после расширения свинцовой оболочки, вызываемого циклами нагрева или механич. усилиями. На фигуре 7 изображено электрич. поле этого К.; из фигура видно, что частично слои бумажной изоляции получаются тангенциально напряженными, а диэлектрич. проч-

ность бумаги в тангенциальном направлении значительно ниже, чем в радиальном. В прокладке между жилами К. нормальной конструкции легко образуются пустоты, в

Фигура 7.

к-рых возникает ионизация, чему менее под-вержены К. описанных ниже специальных конструкций. К такому же результату ведет и остаточное расширение свинцовой оболочки, получающееся после ряда циклов нагрева К. током из-за ее малой эластичности.

Наиболее распространенным из специальных высоковольтных К. является К. с металлизированными жилами, так называемым Н-ка-бель (Г. П.—Гехштетера). Идея этого К. заключается в том, что каждая изолированная жила обматывается сверху металлизированной (преимущественно алюминием) и перфорированной(для возможности пропитки) бумагой. Три такие жилы скручиваются вместе с джутовой или бумажной прокладкой, а затем обматываются полотном, протканным медными тонкими проволоками (для контакта между свинцовой оболочкой и металлизирован, бумагой), затем после сушки и пропитки К. впрессовывается общей свинцовой оболочкой [⁴¹]. На фигуре 8 показано сечение этого К., где 1—проводящая жила, 2—кабельная бумага, 3—металлизированная бумага, 4—прокладка, 5— полотно, протканное медными проволоками,

6—свинец, 7—ленточная броня и 8—джут.

Фигура 9.

На фигуре 9 показано электрич. поле этого К.; оно сводится к полю одножильного К. Такие К. делаются трехжильными для напряжений от 10 до 60 kV, а опытные К. даже до 100 kV. Принцип металлизации жил часто прилагается также и к одножильным К.

Ту же задачу стремится решить так называемым

S-L-кабель. На фигуре 10 дано сечение этого К. В нем каждая изолированная жила 1 отдельно опрессовывается свинцовой оболочкой 2, после чего жилы скручиваются вместе с прокладками 3 из джута и покрываются общей броней 4. Имеются установки: кабельное кольцо вокруг Ленинграда на 35 kV, кабельная сеть для электрификации пригородного сообщения в Берлине на 30 kV (изготовление завода Фогеля, длина около 20 км) и опытные участки в Англии на 44 kY [16,4°] _

Проблема К. на напряжение выше 60 kV в настоящее время практически решается системой трех одножильных К. Наиболее известным из таких К. является кабель Пи-релли (Ит. патент—Л. Эмануелли), изображенный на фигуре 11 (2—опорная спираль,

4—изоляция, 5—броня из медных лент, назначение к-рой—укрепление свинцовой оболочки). Этот К. резко отличается от всех

2

Фигура 10. Фигура 11.

прежних К. как способом его установки, так и производством. Внутри проводящей жилы 1 К. имеет полое пространство 3, где циркулирует масло, находящееся под давлением, создаваемым при помощи резервуаров, устанавливаемых рядом с муфтами. Пропитка, в отличие от остальных К., производится жидким минеральным маслом, типа трансформаторного. Наличием канала внутри жилы и малой вязкостью пропиточной массы достигается полное устранение влияния термич. расширения и сокращения как масла, так и свинцовой оболочки 6. Кабельная бумага применяется разной плотности, а именно: вблизи проводящей жилы идет особо уплотненная, затем—менее уплотненная и последние слои—нормальная кабельная бумага; т. о., соблюден т. н. принцип градации, заключающийся в расположении изоляции с наибольшей диэлектрич. постоянной (и обладающей большей электрич. прочностью) в наиболее напряженных частях К., чем достигается выравнивание электрич. напряженности изоляции. Как сушка, так и пропитка этого К. производятся, в отличие от прочих К., после опрессования К. свинцовой оболочкой. Помимо опытного участка в Италии, К. этот установлен в кольцевых сетях Ныо Иорка и Чикого на напряжение 132 kV—максимальное пока рабочее напряжение в установленных К. [⁴³,⁸³].

Немецкие К. для высших напряжений бывают двух конструкций—Маурера и Зильбермана; оба проложены на опытной линии в Нейнаре, с рабочим напряжением НО kV. Сечение К. сист. Маурера дано на фигуре 12.

Фигура 8.

Его проводящая жила разбита на две части: внутреннюю скрутку 1 и наружный слой 2 из плоских проволок, разделенных слоем пропитанной бумажной изоляции 3 и соединяющихся вместе в муфтах К. Разделение это мотивируется необходимостью искусственного увеличения диаметра проводящей жилы для получения наивыгоднейшего диаметра К. Изоляция 4 поверх верхнего слоя

Фигура 12. Фигура 13.

проволок наложена по принципу градации, как и в К. сист. Пирелли. К. бронирован поверх свинцовой оболочки 5 проволоками из немагнитного материала 6 [^9!]. К. сист. Зильбермана (фигура 13), являясь развитием старой идеи Цапфа, представляет собою другое очень интересное решение вопроса о выравнивании электрической напряженности диэлектрика одножильного К. Внутреннее пространство проводящей жилы 1, рассчитанное по диам. на наивыгоднейший наружный диаметр, Зильберман использует для включения добавочного конденсатора в форме слоев проволоки, разделенных изоляцией 2, чем он разгружает наиболее напряженные слои последней. В муфтах добавочные конденсаторы и жилы соответствующим образом (5) соединяются [³⁵].

Идея подразделения изоляции на секции использована в английск. К. сист. Тейлора, предназначенном для 150 kV; этот К. требует, однако, специальных трансформаторов и практически не выполнен.

Для прокладки в почвах, подверженных сильным смещениям, оплывам и тому подобное., в последнее время создан тип так называемым расширительного K.(Dehnungs-kabel) [³⁶]. Проводящая жила 1 кельнского К.скручена из проволок, наложенных на мягкий джутовый сердечник ,8 (фигура 14); кроме того, между проволоками имеется зазор 3, а шаг крутки почти вдвое меньше обычного. Благодаря этому К. без вреда м. б. растянут на 1% своей длины, что совершенно не было достижимо при старом методе устройства сложных соединений в специальных расширительных муфтах. К. завода в Дуйсбурге устроен так, что в нем изолированные жилы скручиваются на мягком сердечнике. Эти новые К. строятся теперь до 35 kV как по нормальной конструкции, так и (для высоких напряжений) по конструкции Н-кабеля.

К. сист. Липро и Пфанкуха строятся для специальных целей селективной защиты.

Конструкция их приноровлена к схемам селективной защиты, и особенности заключаются в том, что у К. сист. Липро имеется в центре проводящей жилы изолированный сердечник, а в К. сист. Пфанкуха проволоки наружного слоя изолированы через одну р⁸].

Для воздушных линий при напряжениях от 220 kV и выше создан ряд конструкций т. н. полого К. Наиболее известные из них полые К. сист. Фельтен и Гильома, Сименс-Шуккерта, Анаконда и др. [«*].

Производство К. Почти все европейские з-ды имеют свои волочильные отделы для волочения проволоки до требуемых размеров; большинство з-дов имеет также и прокатные станы для прокатки медных вайер-барсов в катанку. Однако, производство проволоки не является характерным для кабельного производства и поэтому здесь не описывается. Чисто кабельное производство начинается с размотки проволоки и крутки проводящей жилы.

Крутка. На фигуре 15 дана схема крутильной машины для правильной крутки проволок. Машина имеет полые оси а для пропуска центровой проволоки или отдельн. повивов. Машины строятся на 1, 2, 3 и даже на 4 клети, могущие вращаться как в одну,

так и в разные стороны, по желанию. Все движение машины идет от одного мотора М. Тяга скрученной жилы осуществляется тяговым колесом D, за которым на специальном приемнике стоит приемный барабан для жилы. Ролики с с намотанной на них проволокой имеют не показанные на схеме тормоза для натяжения проволоки, идущей через

А

Фигура 16.

розетку Ь в калибр Л с отверстием по диам. скрученной жилы. Машины имеют эксцентрично насаженные колеса В, связанные кривошипами с иохами (ярмо) е, на которые ставятся ролики с. Благодаря эксцентрическому колесу В иохи е, а вместе с ними и ролики с за каждый оборот машины поворачиваются на 360° в сторону, обратную направлению вращения клети (крутка «с от-круткой»). Цель такого устройства заключается в предупреждении неизбежного закручивания каждой проволоки вокруг своей оси на 360° при каждом обороте клети, чем избегаются остаточные скручивающие напряжения в проволоке и самораскручивание жилы. Машины этого типа—тихоходные и дают около 1 000—1 500 метров за 8 ч.

На фигуре 16 дана схема быстроходной крутильной машины, в русской практике называемой «сигарой». Ролики с с проволокой

посажены в иохи а, имеющие полые оси и опирающиеся на шариковые подшипники Ь; эти ролики во время вращения тела сигары А остаются параллельными своему исходному положению, чем осуществляется принцип" открутки. Проволока с роликов идет через полые оси иохов по телу сигары и по направляющим роликам к розетке В и калибру D, а затем к тяговой шайбе и приемному барабану. Машины преимущественно строятся на 6 роликов для 7-проволочяой крутки (от мелких сечений до 50 миллиметров²). Для крутки в 19 проволок строятся сигары, имеющие два тела А, стоящие на одной оси и вращающиеся в разные стороны. Однако, 19-проволочная крутка на сигарах пока возможна только для мелких сечений, т. к. внутренняя 7-проволочная заготовка должна пройти по стенкам второго тела сигары, где она неизбежно подвергается острым изгибам, и потому крутка идет плохо. Недавно выпущен новый 13-ро-ликовый тип сигары, где внутренняя

7-проволочная заготовка ставится на переднем ролике, имеющем увеличенные размеры, чем до некоторой степени ослабляются недостатки 19-прово-лочной сигары. Производительность сигар в 5—3 раз выше тихоходной машины.

Дикая (шнуровая) скрутка осуществляется простыми и легкими машинами, т. н. крыльчатками, имеющими много разновидностей. Одна из разновидностей изображена на фигуре 17. Пучок тонких проволок а, сматывающийся с катушек или роликов, расположенных вне машины, проходит через ось Ь, вращающуюся вместе с телом крыльчатки А. Скрученный пучок через тяговой ролик с и автоматич. водилку е наматывается на приемный барабан В, расположенный внутри крыльчатки.

Имеется также ряд типов вертикальных крутильных машин как с от круткой, так и без открутки, предназначенных для правильной крутки мелких сечений.

Изолированные жилы скручиваются в К. на т. н. трехфазных машинах; схема одного из больших типов таких машин дана на фигуре 18. Вся машина получает движение от

Фигура 17.

Фигура 18.

мотора М. Ролики А с намотанной изолированной жилой ставятся на иохи, укрепленные между шайбой машины В и венцом С. Шайба В имеет набор переставляемых зубчатых колес, позволяющих удобно крутить как с откруткой, так и без открутки. К трехфазной машине почти всегда ставятся и изолировочные аппараты D, где К. получает кольцевую изоляцию или обматывается лентой для механич. прочности. Тяга К. осуществляется тяговой шайбой Е, после которой К. идет на приемный барабан,

устанавливаемый на приемнике Н. Удобное переключение для крутки с откруткой и без открутки очень важно для этих машин, так как секторные К. можно крутить только без открутки.

Изолировка К. Кабели с изоляцией из пропитанной бумаги изолируются почти всегда до пропитки. Исключение представляет способ Бивера, в к-ром К. изолируется уже пропитанной бумагой и под изолирующим маслом (применяется в Англии только на одном заводе). Ширина бумажной ленты (смотрите схему обмотки лентой на фигуре 19) выбирается по формуле:

7, _ (P + i)

т и“ + я“<Р

Величина перекрытия I выбирается различными з-дами по-разному. Теоретически правильно брать 1=0, но тогда при изгибах К. могут страдать кромки бумаги, поэтому часто дают положительное перекрытие, а иногда—отрицательное [³⁰]. Схема наиболее распространенной изолировочной машины дана на фигуре 20. Она имеет полые оси а,

Фигура 19.

А. 1			1=-
	сЖЧ		У			44—	Г*

Фигура 20.

Фигура 21.

через которые проходит изолируемая жила b. Машина состоит из одного или нескольких обмоточных аппаратов А, могущих вращаться в одну и в разные стороны. Тарелки с с кружками нарезанной бумаги могут переставляться как под углом к движению жилы, так и вдоль ее движения. Число тарелок с в одной машине при нескольких аппаратах может доходить до 100. Ώ—тяговая шайба. Другой часто встречающийся тип изолировочной машины—это тип венского завода Демут. Машина состоит из отдельных спинеров с тремя тарелками на каждом. Хотя машина получается очень длинной, зато через каждые 3 ленты бумаги можно менять направление обмотки, что прежде очень ценилось.

В описанных выше типах машин получается не совсем равномерное натяжение кромок бумаги, вследствие чего трудно получить т. н. «деревянную» обмотку, необходимую для К. на очень высокое напряжение. В последнее время развился новый тип т. н. тангенциальной изолировочной машины. На фигуре 21 показан принцип тангенциальной обмотки так, как он выполняется герм, фирмой Нигауз. Фирма Фр. Крупп строит такие же машины с роликами бумаги, расположенными не перпендикулярно, а параллельно обматываемой жиле. При обмотке, во избежание сморщивания бумаги и ослабления тем самым электрической прочности кабеля желательно брать насколько возможно более узкие ленты.

Резиновая изоляция накладывается одним из 3 способов: обмотка, горячая прессовка н холодная прессовка. Первый способ, самый старый, теперь редко применяют. В этом способе на обмоточных машинах, аналогичных вышеописанным, медная луженая жила обматывается одной или несколькими прока-ландрованными и разрезанными на кружки резиновыми лентами и сверху обматывается прорезиненной лентой. Схема горячего пресса (шприц-пресса) изображена на фигуре 22, а на фигуре 23 дана головка пресса (в к-ром, однако, опрессовываемая проволока проходит не через шнек, а перпендикулярно к нему). Резиновая смесь в форме колбасок или лент закладывается в отверстие а и затем

Фигура 22. Фигура 23.

вращающимся шнеком с подается в кольцевое отверстие между дорном b и матрицей т. Опрессовываемая проволока d под действием тягового аппарата проходит через полый шнек в кольцевое отверстие, где покрывается резиновой оболочкой. Пространства е обтекаются или паром или водой для регулирования 4° смеси. Головка к может вывинчиваться для смены дорна и матрицы. В головке на фигуре 23 дорн можно центрировать винтами р. На шприц-прессах можно накладывать изоляцию только в один слой, т. к. при вторичном опрессовании трудно получить изоляцию, которая не расслаивалась бы. Для изоляции в два и более слоев служат продольные (или холодные) прессы. На этих прессах проволоки проходят через одну, две или три пары вальцов, подобных изображенным на фигуре 24; к этим же вальцам с кружков подходят сверху и снизу две резиновые ленты, которые вальцами плотно прижимаются к проволокам и одновременно простым давлением склеиваются и режутся.

Обмотку прорезиненной лентой провода получают б. ч. на особых лентообмоточных машинах, а иногда на обмоточных аппаратах, пристроенных к продоль-Фигура 24. ному прессу. Вулканизации провода подвергаются уже после обмотки прорезиненной лентой в особых котлах, т. и. вулканизаторах. Вулканизатор представляет собою котел со змеевиком, в к-ром на железных барабанах, на больших железных тарелках или в бухтах закладывается подвергающийся вулканизации провод; через котел проходит пар при давлении 40 — 45 фн/дм². Время вулканизации зависит от состава резиновой смеси.

Необходимая для покрытия изоляцией резиновая смесь доставляется из резиноделательного отдела з-да, являющегося в виду особенности предъявляемых к изоляционной резине требований необходимой принадлежностью каждого кабельного з-да, выпускающего резиновые провода и К. В суще

ственном оборудование этих отделов не отличается от оборудования резиновых з-дов.

Сушка и пропитка. Процесс сушки и пропитки К. является одной из наиболее ответственных операций, определяющих качество диэлектрика К. Как сушка, так и пропитка ведется обычно в одной и той же аппаратуре. Схема одной из таких установок дана на фигуре 25. Изолированный К., намотанный на железные барабаны А или смотанный в специальные железные корзины, погружается в вакуум-аппарат В, где он в течение некоторого времени (обычно 1—2 час.) нагревается, благодаря паровому змеевику (или рубашке), имеющемуся в аппарате. После этого при помощи насоса С воздух эвакуируется, а К. продолжает нагреваться под вакуумом. Продолжительность процесса сушки в зависимости от вакуума, толщины изоляции, веса бумаги, степени сушки и от установившихся методов завода колеблется в весьма широких пределах: от полного отсутствия сушки до 6 суток, обычная же продолжительность—от 24 часов до 3 суток [⁶⁵,⁶⁷]. Контроль сушки почти всегда производится при помощи конденсатора Е путем наблюдений за выходом конденсата и наличием «росы» в смотровом стекле конденсатора. Для получения вполне удовлетворительного кабеля требуется очень высокий вакуум; лучшие з-ды в настоящее время достигают практически абсолютного вакуума (до 1—2 миллиметров Hg и ниже), употребляя при конце процесса насосы почти лабораторного типа. После окончания сушки К. немедленно пропитывается путем открытия вентилей, дающих доступ пропиточной массе в вакуум-аппарат из сборного тенкса D (пропитка под вакуумом). Процесс пропитки б. ч. ведется так: несколько часов (2—4 ч.) после впуска пропиточной массы К. продолжает обогреваться, а затем пар закрывается, и К. или остывает в том же котле или же переносится в другой холодный котел с массой, где он и остывает. Темп-ры как сушки, так и начала пропитки колеблются в пределах 110-у130°. Хорошо сделанный К. должен опрессовываться свинцовой оболочкой, будучи охлажденным до 4—6° выше окружающей ί° (некоторое превышение требуется для устранения отпотевания). Если это не сделано, то вследствие теплового сокращения объёма массы, К. получит внутрь воздух. Описанный ход сушки и пропитки иногда значительно усложняется, а именно: применяется нагрев жил током или электризация постоянным током высокого напряжения, а также продувание углекислотой или другим нейтральным газом, для того чтобы газовые включения, почти неизбежные в К., не содержали кислорода и тому подобное.

В последнее время для установления режимов сушки и пропитки К. применяется способ контроля путем электрич. измерений емкости или угла потерь во время самого процесса. Характер кривых, получающихся

при таких измерениях, дан на фигуре 26 [⁵⁹]. Подобного же рода немецкие исследования описаны П. Юниусом [²⁷, ²⁶]. Освинцевание и бронирование К. делается так же, как телефонного К.

Теория К. Са-м о и н д у к ц и я К. играет для высоковольтных К. незначительную роль.

Коэфф. самоиндукции при нормальных частотах м. б. для трехфазного скрученного К. вычислен из ф-лы:

L=Ϊ (о,05 + 0,46 lg 1(Г³ Н/км, (3)

где D—расстояние между центрами проводящих жил К., d—диаметр проводящей жилы и I—длина каждой жилы на 1 км.

Емкость К. Емкость одножильного К. на 1 км длины высчитывается по ф-ле:

С=^е10~_д F/км, (4)

9 · 4,6 lg

где R—внутренний радиус свинцовой оболочки, г — радиус проводящей жилы, ε— диэлектрич. постоянная. Рабочая емкость трехжильного К. при трехфазном токе м. б. вычислена по ф-ле:

С=--F/K“, (5)

где R—радиус свинцовой оболочки, d—расстояние от центра К. до центра проводящей жилы, г—радиус проводящей жилы, ε— диэлектрич. постоянная (для пропитанной бумажной изоляции в пределах 3,0—4,2). Если все провода будут находиться при потенциале одного знака (например грозовой разряд), емкость будет:

С«“----°ътгт.Р/«· (6)

18-4,6 lg

__

3 d⁵r

Ф-лы (5) и (6) могут давать ошибку до 10%.

Между частичными емкостями трехфазного К. и емкостью при трехфазном токе имеются следующие соотношения: емкость провода относительно двух других и свинцовой оболочки=С₁₀+2С₁₂, емкость 3 проводов относительно свинцовой оболочки=ЗС₁₀, емкость при трехфазном токе=С₁₀ + ЗС₁₂, где С₁₀ — емкость одного провода относительно свинцовой оболочки, С₁₂—емкость одного провода относительно другого. Отсюда для вычисления емкости при трехфазном токе необходимо сделать 2 измерения, а именно: емкости одной жилы относительно двух других и свинцовой оболочки и емкости 3 жил относит, свинцовой оболочки, откуда вычисляется емкость при трехфазном токе.

Различают: а) статич. емкость, получаемую при помощи измерения методом сравнения при постоянном токе, б) эффективную емкость, получаемую вычислением из отсчетов по амперметру и вольтметру при переменном токе, в) действительную емкость, получаемую при переменном токе из отношения свободного заряда Q_max к Е_тах при обработке осциллограмм тока и напряжения [⁷⁷]. Для ί° К., не превышающих t° перехода пропиточной массы из густого в разжиженное состояние (ок. 40°), величины действительной и статич. емкости близко совпадают; при более высоких t° величина статич. емкости быстро возрастает, действительная емкость при этом на 4—5% уменьшается, вследствие уменьшения диэлектрич. постоянной. Эффективная емкость, практически наиболее важная, в высокой степени зависит от формы кривой тока. При синусоидальной форме эта емкость хорошо согласуется с действительной емкостью, при сильно заостренных формах кривой тока эффективная емкость увеличивается (увеличение может достигать 50%), при тупых формах, наоборот, уменьшается.

Эле к тр и ч. напряженность изоляции одножильного кабеля. Йз фигура 9 видно, что электрич. поле одножильного К. обусловливает неодинаковую напряженность разных слоев изоляции; наиболее напряженными получаются слои, непосредственно прилегающие к проводящей жиле. Классической ф-лой для расчета максимальной напряженности изоляции у поверхности провода является формула О Тормена:

<5=—= Υ/мм, (7)

2.3 >-ig -

где <3—градиент потенциала у поверхности провода, V—разность потенциалов между жилой и свинцовой оболочкой, R—радиус К. под свинцом, г—радиус проводящей жилы. При заданных δ ii v можно из этой ф-лы найти г, к-рому соответствует минимальный

R, а именно: при г= ’’ этот R будет теоретически наивыгоднейшим. Градиент принято выражать в эффективных V. Формула О Тормена выведена в предположении, что проводящая жила имеет поверхность гладкого цилиндра, в действительности же она большей частью скручена из нескольких проволок. Формула, учитывающая увеличение градиента от проволочности жилы, дана В. Дейтшем [⁴⁶]:

_0.4343 V Λ

^r(¹Sy + ^,tey·)

(8)

где v—число проволок в верхнем слое мед-

_. π

1 + v sin -

ной жилы, а λ =-—. При К. с нор-

sin-

V

мальным числом проволок поправка на проволочность жилы достигает 25—30%; поправка тем выше, чем тоньше проволоки. При обычных расчетах, однако, эта поправка включается очень редко, ибо практически важно получить лишь сравнимые результаты.

Опыты с пробоем К. не подтверждают полностью формулу О Тормена; а именно: установлено, что при малых диам. проводящих жил пробивающий градиент получается более высоким, чем при больших. В связи с этим имеется ряд предложений изменений этой ф-лы. Прежде всего нужно упомянуть теорию минимальной напряженности Фер-ни [⁴⁷], согласно которой пробой между кон-

центрич. электродами зависит не от максимального -градиента у поверхности провода, а от минимального—у слоев, непосредственно прилегающих к свинцовой оболочке,

U

Т. Э. m. IX.

при чем допускается, что часть диэлектрика около пробоя м. б. перенапряжена выше своего предела электрич. прочности. Формула О Тормена в этом случае преобразовывается таким образом:

(5 =

V

2.3К lg ^R

Г

(9)

Продифференцировав эти выражения по R и приравняв производную нулю, получим: —=е=2,72, то есть минимум минимальной напряженности для всяких напряясе-ний получается при известном соотношении диаметров провода и изолированного К. Т. о., с точки зрения этой теории увеличивать толщину изоляции выше известного предела не только не выгодно, но даже вредно. Контрольные опыты не подтвердили и этой теории, и был сделан еще ряд попыток найти более правильную зависимость. Укажем на последнюю работу в этом направлении П. Л. Гувера [¹⁸], к-рый, исходя из теории и экспериментальных работ К. В. Вагнера об электрич. пробое, дал для градиента напряжения следующее выражение:

2 π · 175 · Г 4 π² г² + 0,1

I

Р ’

(10)

где г—радиус провода, а I—ток в тА через диэлектрик К. на 1 сантиметров длины. Согласно этой теории, распределение градиента вдоль радиуса К. зависит от материала диэлектрика и от приложенного напряжения, причем максимальный градиент совпадает с поверхностью проводящей жилы только при ниж-них напряжениях, а при пробое максимальный градиент получается приблизительно в центре, посредине между жилой и свинцовой оболочкой.

Электрическая напр яж енноеть изоляции трехфазного К. Формулы для вычисления градиента напряжения трехфазного К. нормальной конструкции не м. б. выведены так же легко и просто, как для одножильного К., и их приходится выводить с некоторыми допущениями, обусловливающими часто большие ошибки. Существует ряд таких формул, дающих очень несходные ;>езультаты. Наиболее наделшой и простой ф-лой является формула В. Аткинсона [**], выведенная путем экспериментального исследования поля трехфазного К.:

<5 =

V 3 rl|

0,434»_

2 r+ d ’

(11)

1/3.

где V—междуфазное напряжение, d—тол щина изоляции между жилами, г—радиус провода, δ—градиент напряжения у поверхности провода в точке, лежащей на линии, соединяющей центр провода с центром К., где градиент получается максимальным. Поправка на проволочность жилы в формулу Аткинсона не включена; величина этой поправки по его опытам близко согласуется с результатами вычислений из формулы Дей-тша. В виду неоднородности строения диэлектрика трехфазного К. и возникающих тангенциальных напряжений изоляции, пробойные градиенты трехфазного К. нормальной конструкции б. ч. получаются меньше, чем у одножильного К.

Расчет градиента напряжения трехфазных К. специальных конструкций — Н-кабеля,

S-L-кабеля сводится к расчету одножильного К. Величина допускаемого градиента в К. на большое напряжение из-за ограниченности наружных размеров неизбежно берется более высокой, чем у К. на малое напряжение, в которых толщина изоляции обусловливается главн. обр. механич. прочностью самой изоляции. Толщины изоляции К. по нормам VDE подсчитаны так, что градиент напряжения нигде не превосходит 3 000 V„ff/мм (для 25 kV рабочего напряжения) ; для К. в 6 kV градиент не превосходит 1 850 Y/мм. Для К. на высшее напряжение эти величины значительно больше; например, одножильные К. для кольца вокруг Парижа, работающие при 60 kV между фазами, имеют градиент 4 350 Y/mm. За границей фирмы часто гарантируют пробойный градиент: в Америке—15 к Y/мм, в Германии—20 и далее 25 к Y/мм. Повышение градиента в высоковольтных К. должно компенсироваться улучшением качества изоляции как путем выбора соответств. сырья, так и методом фабрикации и конструкцией К.

Нагревание К. Нагрев К. при работе обусловливается теплом Джоуля, потерями в диэлектрике, в свинцовой оболочке и броне. Для К. на напряжение до 25 kY потери в диэлектрике играют незначительную роль; потери в свинцовой оболочке и броне могут иметь значение только для одножильных К. при переменном токе, поэтому расчет допустимой нагрузки для К. нормальной конструкции ведут поф-леТейх-мюллера (или по ее видоизменениям), учитывающей только тепло Джоуля [®°]. В общем виде эта формула гласит:

1 =

ι/ί

2=1/·

• е_т у hi

А/»

‘ Dh

+ Hlg.

(12)

где I—допустимая нагрузка в А на каждую-жилу; п—число проводящих жил в К.;: ρ_τ—удельное сопротивление в Ω материала проводящей жилы, отнесенное к 1 метров и 1 миллиметров² при ί°, соответствующей повышению на т° над окружающей t°; Q—площадь поперечного сечения в миллиметров²; к—удельн. тепловое сопротивление К. в электрических единицах (разница в °С между противоположными, сторонами см², вызывающая переход 1 W тепла); Н—то же для почвы; I—глубина прокладки в миллиметров;

т. _ Р Фя /~ D},. + (П — 1) 1-> f-.

~ D,D~, У nD_e ’

D_h—диам. круга, описанного из центра К. касательно к наружным поверхностям проводящих жил, в миллиметров; Ώ_α—внешний диам. К. в миллиметров; Ώ_χ и ί>₂—внутренний и наруяшый диам. свинцовой оболочки в миллиметров; D_a и D₄— внутренний и наруясн. диам. ягелезн. брони в миллиметров; D_e—диам. проводящей жилы в миллиметров.

В практике нормирования нагрузки входящие в формулу величины принимаются в следующих пределах, а) Рабочая ί° принимается от ί=85°—Е, где Е—kV рабочего напряжения (б америк. нормах А. I. E. Е.), или до 15°+25^о=40° (в герман. нормах VDE). Англ, нормы В. E. А. М. А. принимают ί°=60° и 50°, русские ВЭС—50°. б) Тепло-

вое удельное сопротивление К. в нормах VDE принимается 7с=550 (в W, °С, см³); в англ, нормах В. E. А. М. А. /с=550 для К. среднего и высокого напряжения и fc=750 для К. малого напряжения. Американцы не дают нормированной таблицы нагрузок и пользуются для вычислений величинами к=1 0004-1 200. Экспериментальные работы [⁷⁶] показывают, что к для свежеизгото-вленных К. колеблется в пределах от 300 до 1 300. Величина к тем меньше, чем лучше пропитка К.; присутствие влаги его понижает; чем выше ί°, тем меньше к. в) Тепловое сопротивление почвы в нормах YDE принято Н=40; англ, нормы принимают Ιί=180, давая в то же время поправочные коэфф-ты для % содержания в почве влаги и для характера почвы. Величина Н варьирует по разным нормам от 40 до 380.

Ф-ла Тейхмюллера прилоясима к К. нормальной конструкции с круглыми жилами. К. с секторными жилами позволяют увеличить нагрузку на 4—10%. Специальные Н-кабели и S-L-кабели допускают увеличение нагрузки на 15—20%. Исследование теплового поля этих К. было сделано К. Фельдманом [⁵²], Ф. Фокком [⁶³] и др. Прокладка нескольких К. в одной траншее или в одном канале, а также при других неблагоприятных условиях, уменьшает допустимую нагрузку; поэтому современные нормы вводят таблицы понижения допустимой нагрузки для различных родов прокладки. Интересные исследования влияния нагрева от соседних К. произведены Р. Делакуром и Л. Русселем [“].

Свойства диэлектрика К. Сопротивление изоляции прежде считалось единственной характеристикой, определяющей качество диэлектрика К. В настоящее время эта характеристика считается второстепенной, в особенности для К. с пропитанной бумажной изоляцией. Эта характери-етика сильно меняется от ί°, влажности, времени приложения напряжения и его величины, состава пропиточной массы (в частности содержания гарпиуса), геометрии. размеров К., а также от наличия заряда в диэлектрике. Величина сопротивления изоляции ни в каком отношении к основному свойству К.—прочности на пробой—не стоит.

Потери в диэлектрике. С измерением потерь в диэлектрике К. связана вся новая история развития высоковольтного К. Из исследований ряда экспериментаторов, в особенности М. Гехштедтера [⁷⁷,⁷⁸], выяснилось, что активные потери в диэлектрике можно выразить ф-лой:

А=а N E² cos φ=Е²д, (13)

где а—коэфф., зависящий от Г и материала, N—число пер/ск., Е—амплитуда напряжения и ψ—угол между током и напряжением при холостом ходе. Величина потерь сильно зависит от ί°; характер этой зависимости показан на фигуре 27, где минимум потерь соответствует точке перехода пропиточной массы из густожидкого в жидкое состояние. Абсолютная величина потерь имеет очень скромное значение для К. на напряжение до 20 kV включительно; свыше этого напряжения она может оказывать большое влияние на нагрев К. и входит заметной частью в общие потери в линии [²¹]. До введения точных методов измерения потерь величина cos<p, а следовательно, и угла потерь <5, считалась постоянной величиной; к такому заключению пришел, например, в 1910 году М. Гехштедтер [”]. После работ Гехштедтера в литературе встречались указания на изменяемость cos φ в зависимости от напряжения, но особое значение эти указания получили после работ Кларка и Шенклина [⁸⁸] и Шеиклина и Матсена, опубликованных в 1917—19 гг. Эти исследователи показали, что величина эффективного сопротивления изоляции К. постоянно уменьшается после достижения определенного градиента напряжения, который они определили в 1 950 Υ/мм. Это понижение эффективн. сопротивления объяснялось ими тем, что после достижения известного градиента пузырьки воздуха или газа, заключенного в изоляции К., ионизируются, становятся проводящими и пробиваются один за другим.

Понижение эффективного сопротивления продолжается до тех пор, пока все пузырьки воздуха не будут пробиты,после чего сопротивление становится опять почти постоянной величиной. Ионизация заключенного в К. воздуха должна вызвать образование озона, азотистых соединений и тому подобное., а следовательно, и более или менее медленное разрушение изоляции, влекущее за собой гибель К. Теперь по этому вопросу существует обширная литература, и первоначальные взгляды до некоторой степени подверглись пересмотру; в частности величина градиента в 1 950 Ύ/мм совсем не имеет того значения, какое ей приписывалось Кларком и Шенклином. Однако, по современным воззрениям характер зависимости cos φ (коэфф.мощности) или тесно связанной с ним величины tg δ от напряжения является одним из важнейших критериев для суждения о качестве К., причем выдвигают требование, чтобы точка ионизации была выше рабочего напряжения К. Здесь следует упомянуть о предложенном голландцами методе исследования К. на ионизацию, как о попытке создать рациональные нормы испытания [⁷⁹]. В настоящее время выяснено, что К. нормальной конструкции обладают неустойчивой характеристикой ионизации, вследствие остаточных деформаций свинцовой оболочки после повторных циклов нагрева током и вследствие присутствия прокладки между жилами, где легко образуются воздушные мешки. Этим определяется для таких К. верхняя граница рабочего напряжения в 25—30 kV. Значительно более устойчивыми характеристиками обладают одножильные К., S-L-кабели и особенно Н-кабели, благодаря экранирующему влиянию металлизированной бумаги [⁸¹]. Схе-матич. картина поведения разных К. при снятии характеристик ионизации показана на фигуре 28. Здесь кривая А представляет типичную характеристику зависимости коэфф.

Фигура 27.

мощности от напряжения для трехфазного К. нормальной конструкции; в точке а начинается ионизация. Кривая В представляет характеристику ионизации того же К. после нагрева и последующего охлаждения до первоначальной t°; видно, что ионизация начинается (Ь) при меньшем напряжении и проходит более энергично; в точке d ионизация закончена, кривая повышается с меньшим уклоном, характеризующим ионизацию мелких пустот. Кривая С представляет типичную форму характеристики ионизации Н-кабеля, в котором обычно нет начала ионизации до очень высоких напряжений. Кривая D—характеристика того же Н-кабеля после нагрева и охлаждения. Кривые А ж В представляют примеры неустойчивых характеристик, кривые С и Ώ—устойчивых.

Электрическая прочность на пробой. Испытания К. напряжением наиболее важны при определении пригодности данного куска К. Однако, до сих пор в нормировании испытательных напряжений и условий испытания имеются глубокие разногласия, вызываемые поведением К. под напряжением и трудностью нахождения критерия для суждения о качестве и надежности К. в эксплуатации по результатам его испытания напряжением. Совершенно обычное явление, что К., выдержавший очень серьезные испытания на з-де, пробивается при относительно низких рабочих напряжениях в эксплуатации. На величину пробивающего напряжения оказывает влияние род тока, частота, форма кривой напряжения, время выдержки под напряжением. Ф. В. Пик для отношения Е пробивающего напряжения (при длительно приложенном напряяшнии) к моментальному дает ф-лу:

Е=а +, (14)

/т где Т—время в ск., а—постоянная для данного типа К. Под моментальным пробивающим напряжением понимается такой пробой, когда К. пробивается в 30 ск. или менее. По В. Дельмару и К. Ф. Гансену [⁵⁹], для америк. К. а=0,42. Если в формуле Пика принять Т=со, то 12=0,42, то есть величина, при которой К. никогда не пробивается, выражается 42% от величины моментального пробоя. В действительности практика этого вывода вполне не оправдывает, т. к. с течением времени при высоком напряжении начинают действовать другие факторы, разрушающие изоляцию (ионизация, влияние внутреннего вакуума, деформация свинцовой оболочки и т. д.). В настоящее время в Америке усиленно разрабатывается типовой метод испытания К. на ускоренный срок службы путем испытания К. приложением различных напряжений, причем определяется характеристика «напряжение—время». На фигуре 29 приведена схема характеристик, получаемых при такого рода испытаниях, заимствованная у Ф. М. Фармера [⁶⁹]. Прямая М представляет рабочее напряже ние, на к-рое предназначен К., линии я и Ь—испытательное напряжение. Если в К. имеется слабое место, к-рое в зависимости от времени приложения напряжения давало бы кривую А, то К. при приложении умеренного испытательного напряжения а был бы пробит. Если дефект менее интенсивен, так что он дает характеристику «напряжение— время» в виде кривой В, то испытательное напряжение а не обнаружит его в у времени, испытательное же напряжение b исключило бы его моментально. На кривой С показана характеристика другого возможного повреждения. Кабель без дефектов может иметь ха-рактеристикуЕ7или |

D; первая, конеч- | но, предпочтитель- | нее, поэтому луч- ¹ шие кабелидолжны иметь возможно более плоскую характеристику «напряжение—время». Понятно, что испытания эти требуют значительного расхода испытуемого К. и могут производитьсятолько как типовые.

За последнее время обращено внимание на появление внутреннего вакуума в К. как на причину пробоев, в особенности в длинных линиях. В. Дельмар [⁷²] указывает, что вследствие примерно в 10 раз большего коэфф. теплового расширения у пропиточной массы по сравнению с металлами К. при изменениях t° с 20 до 0° объём пропиточной массы сократится на ~ 2,5%, то есть при 400 фт. длины К. ок. 10 фт. должен быть полностью освобождены от массы. Это обстоятельство влечет за собой образование в К. внутреннего вакуума; отсюда—возникновение ионизации и сокращение срока службы. В этом направлении имеется в настоящее время ряд интересных работ, например:

В. Н. Эдди [⁷⁵], Т. Ф. Петерсена [⁷⁴], А. Смурова и Л. Машкиллейсона [¹⁹, ⁷³] и др. На основе понятия о внутреннем вакууме получили распространение муфты с консерваторами, принимающие в себя масло при нагреве К. и отдающие его обратно во время охлаждения. Имеются даже примеры повышения рабочего напряжения проложенных линий путем введения консерваторов. Успех К. сист. Пирелли в значительной степени основан на устранении возможности появления внутреннего вакуума. Это же явление объясняет причину появления большинства пробоев в зимнее время и в ранние утренние часы, когда нагрузка бывает очень небольшой.

Америк, стремления получить К. с наименьшими потерями и устранить наиболее подверженную разложению при ί° 80—120° составную часть пропиточной массы—гарпиус—повели к выяснению еще одной, ранее неизвестной причины пробоев, а именно образования т. н. воска×[", ⁷²]. Оказа-. лось, что при отсутствии гарпиуса пропиточная масса довольно легко образует более плотное вещество—воск X, которое, будучи хорошим диэлектриком, дает, однако, повод к образованию пустот и ведет к пробою К. Воск×образуется гл. обр. в присутствии

сильного электрич. поля; массы с при&еЬью канифоли менее склонны к его образованию. См. Муфты кабельные, Электрические измерения.

Лит.: ¹) Войнаровский П. Д., Теория электрич. кабеля, СПБ, 1912 (устарело); ²)Б р и к Г., Провода и кабели, Берлин, 1923; ’) А л е б с e е н к о-С е р б и н Т. М., Технология электропроводов и кабелей, М., 1928; ·) В aur С., Das elektrische Kabel, 2 Aufl., В., 1910; ⁵) B e a v e r C. J., Insulated Electric Cables, part 1—Materials a. Designs, L., 1926; ·) D e 1 M a r W. A., Electric Cables. Their Design, Manufacture a. Use, N. Y., 1924; ) R u li 1 i n g T. C., Underground Systems for Electric Light a. Power, N. Y., 1927; ^β) M e у e г E. B., Underground Transmission a. Distribution for Electric Light a. Power, N. Y., 1916; ^s) Stobbings G. W., Underground Cable Systems, L., 1929; «) Wachter M., Die Fabri-kation d. Gummidrahte u. Kabel, В., 1911;“) M a t-this A. B., Des essais des fils et cables isolte au caoutchouc,?., 1923;^la) Apt R., Isolierte Leitungen u. Kabel, 3 Aufl., B., 1928; ^ls) L u d e w i g P., Auskunfts-buch f. Kabeltechnik, T. 1, Lpz., 1925; “J Klein M., Kabeltechnik. Die Theorie, Berechnung und Herstel-lung d. elektrischen Kabels, Berlin, 1929;^IS) Яковлеве. А., Современное развитие подземных кабельных сетей, «Электричество», М.—Л., 1924, 1, стр.

14; “) Браг и н С. М., 35-киловольтный трехфазный кабель для Ленинграда, там же, 1925, I, стр. 13; ”) его ше, К расчету трехфазного электрич. кабеля, там ше, 6, стр. 288; “) е г о ж е, Тепловой расчет кабелей сильного тока, там же, 1927, 4, стр. 120; ¹³) Смуров А. А. и М а ш к и л л е и с о н Л. Е., Исследование влияния внутреннего вакуума и ионизации на срок службы изолированных бумагой высоковольтных кабелей, там ше, 1928, 4; ^!°) Лебедев В. Д., К расчету трехфазного кабеля, там же, 1926, 2, стр. 90; ’Чего ж е, О величине допустимых потерь в диэлектрике кабеля, там же, 1926, 11, стр. 465— 478;^!ϊ) Горшков Π. Н., К вопросу о надежности высоковольтных кабелей в эксплуатации, там же, 1928, 17—18, стр. 378; ”) его ж е, Современное состояние техники кабелей высокого напряжения, там же, 1929,11—12; ³‘) ЛиандерР. Р., Кабельное производство за десятилетие после революции, там же, 1927, 11, стр. 401; ^гъ) Чернышев А. А., Явления, наблюдающиеся в 35-киловольтыом кабельном кольце г. Ленинграда, там ше, 1928, 4; ^а*) С ο-κο ль ский Η. М., К вопросу о стандартизации трехфазных кабелей, там же, 4, стр. 210; ^s7) Junius P., «ΕΤΖ», 1928, Н. 2, р. 59; ^8S) Junius Р., ibid., Н. 16,р. 604; ”) F i s с Ь e г H.W., «Electrical World», Ν. Ύ., 1926, ν. 87, p. 195; ⁸») M ii 1 1 e r H„ «ETZ»,

1926, H. 6—9, p. 145; ³¹) M ii lier Ii., ibid., H. 51, p. 1508;”) Muller H., ibid., 1927, H. 12, p. 388; ”) Dunsheatb P. a. T u n s t a 11 H. A., «JAIEE», 1928, v. 66, p. 280; «) Ludin A., «ETZ», 1926, H. 39, p. 1143;^3S) S i 1 b e r m a η n S. ibid., H. 45, p. 1339; >·) H z m, ibid., 1927, II. 8, p. 243; "IKirch E., «AEG Mitteilungen», 1926, H. 3; ^as) Walter-Erstorff, «ETZ», 1922, H. 32; ”) M c r c i e r E., «JAIEE», 1927, y. 65, p. 199; ") D u n s h e a t h P., ibid., v. 65, p. 469; ⁴¹) К ο n s t a n t i η о w s k y. «EuM», 1927, H. 52, n. 661; ‘⁸) Fuchs A., «Z. d. VDI»,

1927, B. 71, 29, p. 1014; *³) I о r c h i 0 P., Emanuc-li L., Clark W. S., Kehoe A. H., Schaw C.H., N о e J. B. a. R о p e r D. W., «JAIEE», 1928, p. 118; “) Atkinson R. W., «Ргос. A. I. E. E.», 1919, y. 38, p. 815; “) Middleton W. I., Dawes

G. L. and Davis E. W., «JAIEE», 1922, p. 572; “) Deutsch W., «ETZ», 1911, p. 1175; ") Fernie F., Insulating Materials, «BEAMA», L., 1920, p. 224; ^,!) Hoover P. L., «JAIEE», 1926, p. 824, 1927, p. 70; ⁴") Donald M. Simons, ibid., 1923, p. 525; “) T el chmii 1 ler J., «ΕΤΖ», 1904, p. 933, 1907, p. 500; ^S1) DelacourR. et Russel L., «RGE», 1927, t. 21, p. 943; ^5!) Feldmann C., «ΕΤΖ», 1922, H. 51; ^H) F о c k V., «Archiv f. Elektrotechnifo, 1926, B. 16, p. 332; “) Dieterle R. u. E g g e-I i n g G., «ΕΤΖ», 1924, H. 50, p. 1366; ··) D г о s t e

H. W., ibid., 1927, H. 24, p. 841; “)WisemaiR.S., «JAIEE», 1923, v. 42, p. 165; ") H j r s h f i e 1 d C. F., Meyer A. A. a. Connell L. H., «Electr. World», N. Y., 192T, v. 90, p. 987; “) D e 1 Mar W. A., D avid-s e n W. F. a. Marvin R. H., «JAIEE», 1927, p. 1002; ") Del Mar W. A. a. Hansen C. F., ibidem, 1924, p. 950; “) H e n t s c h e 1 L., «Archiv f. Elektro-technik», B., 1925, B. 15, p. 138; “) Whitehead

J. B., Electrical World», 1926, v. 87, 1; *^!) Stein-metz Ch. P„ «JAIEE», 1924, p. 524; “) Gilson E. G., «Electrical World», 1926, v. 87,p. 297; **) Ema-nueli L., ibid., 1927, B. 90, p. 601; ^S5) Whitehea d J. B. a. Hamburger F., «JAIEE», 1927, p. 939; ··) Whitehead J. B., ibid., 1926, p. 1225; ") White

head J. B., Konwenhoven W. B. and Hamburger F., ibid. 1928, p. 565; ^6!) Davis E. W. a. E d d y W. N., ibid., 1929, p. 52; ··) F a r-m e r F. M., ibid., 1926, p. 454; ™) R о p e r D. W. a. II a 1 p e r i η H., ibid, p. 505, 1157; ⁿ) R i 1 e у T. N., «Electrical World», N. Y., 1928, v. 91, p. .137; "l D el Mar W. A., «JAIEE», 1926, p. 627, 1009; ^,3) S m о u-roff A. a. Mashklllelson L., ibid., 1928, p.29; ") Petersen T. F., «Electrical World», N. Y.,

1927, v. 90, 21; ^K) E d d y W. N., ibid., 1928, B. 91, p. 701; ”) R i 1 e у T. N. a. S c 0 11 T. R. «JAIEE»,

1928, v. 66, p. 805; ”) Hochstadter Μ., «ETZ»,

1910, H. 19—22; ’“)H6chstadter M., ibid., 1922, H. 17; ”) S t a v e г e n J. C., ibid., 1924, H. 8—9; ") B i r n b a u m H. W., ibid., Ы. 12, p. 229; ⁸¹) Planer V„ «EuM», 1928, H. 38, p. 936; ") Dawes Ch. a. Η о о v e r PI., «JAIEE», 1926, p. 336; “(Long R. J. a. Η о о k e R. &., «Electrical World», 1927, v. 90,p.57;“)Reploge D.E.a. Burkholder T. M., ibid., 1926, v. 88, p. 845: “) К a ss ο n C. L·., «JAIEE», 1927, p. 963, 1065; “) В о r m a η η E. u. S e i 1 e r J., «ETZ», 1925, H. 4, p. 114; ⁸⁷) B or m a η n E. u. S e 1 1 e r J. ibid., 1928, H. 7, p. 239; ⁸⁸) C 1 a r k W. S. a. S h a n k 1 i n G. B., «Transactions of the Amer. Institute of Electr. Eng.», N. Y., 1917, v. 36, p. 465; ^8ϊ) S e m m A., «Archiy f. Elektrotechnik», B., 1920, B. 9, p. 30; “)Meurer H., Проспект фирмы Feltcn u. Guillaume; “) M e u r e r H., Hochstspan-nungstagung Essen, 6 Vortrage, hrsg. y. Elektr. Verein d. Rheinisch-Westfalischen Industriebezirks, 1926, p. 47; ^,z) Vogel W., «Ztschr. f. techn, Physik», Lpz., 1927, 11; ^9:,)«Karlswerk-Rundscbau»,K61n—Miihlhausen, 1927, 2; ⁹‘) D a w e s C. L., R e i c h a r d H. H. and Humphries P. H., «JAIEE». 1929, 1, p. 3; «) V. H., «EuM», 1925, H. 25, p. 491; ⁸⁸) F 11, «ETZ», 1925, H. 45, p. 1700. В. Лебедев

Кабель связи.

Классификация и конструкция К. связи.

К. связи, служащие для передачи телеграфных знаков или человеческой речи при помощи электрич. энергии из одного пункта в другой, делятся на две основные группы: а) телефонные и б) телеграфные. Электрич. энергия телефонного разговора передается по двум проводам (по паре жил); поэтому конструкция телефонных К.—парная. Электрич. энергия телеграфной работы передается по одному проводу, другим проводом служит земля; поэтому конструкция сетей телеграфных—одножильная. В табл. 4 указаны главнейшие виды К. связи.

Телефонные кабели городских сетей. Применяющиеся в СССР городские телефонные К. имеют следующую конструкцию. Каждая жила К. состоит из медной проволоки, изолированной бумажной полоской так, чтобы между проволокой и бумагой образовался воздушный промежуток. Поверх бумажной изоляции накладывается редкой обмоткой хл.-бум. пряжа для предупреждения раскрывания изоляции. Две изолированные жилы.скручиваются вместе, в пару с шагом крутки не более 250 миллиметров. Обе жилы одной и той же пары должны отличаться одна от другой цветом изолирующей бумаги, причем одна жила должна иметь цвет натуральной бумаги, а другая—красный. Для возможности отделения пар одна от другой, каждая скрученная пара имеет сверху наложенную редкой обмоткой хлоп-чатобум. нитку. Все пары должен быть скручены в К. так, чтобы в каждом повиве была одна счетная пара, в которой изоляция одной жилы имеет синий цвет, вместо красного. Направления скрутки отдельных повивов PC. должны идти в противоположные стороны. Поверх каждого повива накладывается редкой обмоткой хл.-бум. нитка, чтобы можно было разделить отдельные повивы при разделке концов кабеля. К. на 50 пар должны

Группа

Наименование

Теле фонные

Теле графные")

Телефо но-теле графные

Городские

Междугород ные

Станционные

Распредели тельные

Трансатлант.

Междугород ные

Городские

Междугород ные

Диам.	Способ изоля-	Система	Колич.	Внешние	Род про-
в миллиметров	ции	скрутки	связей	оболочки	кладки
0.5 *	Воздушно-бу-	Парная	5—1200	Освинцованная	Воздушная,
0,7 *	мажная			или освинцованная и бронированная	подземная, подводная То же
0,9	Кордельно-бу-	D.M.; звезда;	2—700	Освинцованные,
1,3	мажн. или воз-	двойн.звезда		бронированные
1.4	душно-бумаж-
1,5	ная				В помещении
0,5—0,7	Волокнистая	Пучки в 2, 3,	5—100	Освинцованные
		4 жилы		или покрытые станиолевой
				лентой
0,5—0,7	»	Парная	5—20	Освинцованные	*
_	Гуттаперчевая	_	_	Двойная броня	Подводная
—	Бумажн. непро-	Концентрич.	—	Броня	Подземная
	питанная, бу-
	мажная пропитанная, воздушно-бумажная, кордельно-бу мажная				» Воздушная; подземная
0,9 1,3	Воздушно-бумажная, кор-	D. М.; звезда	2—700	Освинцованные |
1.4 1.5	дельно-бумаж ная			Бронированная|	Подводная; подземная

Размеры, употребительные в СССР; в большинстве других стран приняты большие диам. (0,7; 0,8; 0,9 миллиметров)

иметь одну запасную пару, а на 100 пар и выше—1% запасных пар. Скрученный К. обматывают миткалевой лентой (в заграничной практике употребляют ленту из кабельной бумаги) с перекрышей не менее 5 миллиметров. Подушка у бронированных К. между свинцом и броней делается из джута толщиной 1,5, 2 и 2,5 миллиметров. Точно такой же слой навивается поверх брони. Оба слоя джута пропитаны компаундом. У телефонных воздушных К., свинцовая оболочка должен быть покрыта обмоткой из 2 миткалевых лент, толщиной каждая 0,25—0,30 миллиметров, с перекрышей 5—10 миллиметров на сторону. Миткалевые ленты должен быть пропитаны массой, не влияющей на свинец и предохраняющей его от воздействия вредных газов, могущих быть в воздухе.

Телефонные К. для дальней телефонной связи применяются трех конструкций в отношении скруток проводящих жил: 1) скрутка в четверку по системе Дизельгрост-Мартина (D. М.); 2) скрутка в четверку звездочкой и 3) скрутка двойной звездой. Простой расчет показывает, что К. звездочкой выгоден для городских и уездных сетей и невыгоден для дальних связей, а К. сист. D. М., наоборот, выгоден для дальних связей. Обозначим через площадь сечения четверки, Q₁—площадь сечения К. сист. D. М., Q„—площадь сечения К. звездочкой, п—число четверок в К. Из практики известно, что площадь сечения четверки звездочкой =0,75 /_D-M. Кроме того известно, что для осуществления 3п разговоров по К. сист. D. М. требуется п четверок, а по К. звездочкой—1,5 и четверок; тогда

Q₃=0,75 · ·η -1,5. (15)

Но

Аэ.м. ^{П =} ’

подставляя в формулу (15), получим <3₂===1,12 Q Отсюда видно, что при использовании в четверке искусственной цепи в длинных связях выгоднее кабель системы D. М. Если работать на короткие расстояния, где искусственные цепи не используются, то выгоден кабель звездочкой, ибо тогда ζ)₂=0,75<9₁. В последнее время в Германии появился новый тип К. для междугородной связи—К. с круткой двойной звездой или, кратко,

D. St.-кабель. Расположение жил восьмеркой и расположение жил искусственной цепи этого К. показано на фигуре 30. В табл. 5 приведено сравнение между кабелями систем D. М. и D. St.

Из табл. 5 видно, что кабель системы

D. St. экономичнее сист. D. М. Недостатком этого К. является слишком большое число проводов в группе, а потому в мало-парн. К. крутка D. St. неприменима.

В К. дальней телефонной связи необходимо обратить особое внимание на изолировку жил бумагой, ибо это обусловливает равномерность емко- фигура зо. сти различных жил.

Существуют три способа изолировки: 1) общий слой бумаги наложен продольно, как у К. для городских сетей; поверх продольного слоя жила покрывается еще спиральным слоем бумаги, 2) два спирально слабо навитых слоя; 3) по медной жиле навивается к о р д е л ь (бумажный жгут), с шагом 5— 7 миллиметров, поверх корделя навивается спиральный слой бумажной ленты (кордельно-бу-мажная изоляция). За последнее время все больше завоевывает место третий способ изолировки телефонных жил междугородного кабеля. Кордель представляет собою бумажную крученую нитку, изготовляется из кабельной бумаги и бывает нескольких сор-

Название кабеля	В свинцовых сердечниках		В СЛОЯХ		1 И а и о « о а	сА Ин к Р А	5| "со 8	-т со“ 8 Р аЗ
	« а „ а ^ Ήρ	ЧИСЛО пар	^ Р	число нар	0 кабеля цом в миллиметров	о £ ч Е О а о Во О о Н р	« 05 S о а> PQ	!=Г а а Р о о Р> PQ
D. М. нормальный кабель А..	0,9	2	1,4; 0,9	40; 56	47,6	3,0	1 755	5 437
D. St. кабель А.	0,9	2	0,9	96	42	2,8	1 111	4 493
D. М. нормальный кабель В..	0,9	2	1,4; 0,9	40; 124	58,5	3,2	2 525	7 071
D. St. кабель В.	0,9	2	0,9	168	55	3,1	1928	6 450

Экономия в сист. D. St. в %, отнесенная к соответств. норм. К. сист. D. М.

60x0,8

1872 60x0.1 3 119

60x0,1 2 956

11,6

6,0

36,7

23,7

17,36

10,12

5,2

тов: скрученный из одной, двух и более ниток. Предпочтение отдается многониточному, так как он очень упруг и при изолировке жил бумагой не изменяет своей формы. Преимущества кордельно-бумажной изоляции следующие: 1) жила, изолированная таким способом, имеет по всей длине цилин-дрическ. форму, 2) при скрутке пар она не теряет своей формы, 3) скрученные пары с кордельно-бумажной изоляцией имеют очень равномерные емкости, поэтому асимметрия в таких кабелях мала, 4) К. с такого рода изоляцией поддаются точному математич. расчету, по заданным электрич. величинам.

За редкими исключениями междугородные кабельные линии выполняются в форме т. н. п у п и н и з ир о в а н н ы х К. Пу-пинизация, получившая свое название по имени американ. проф. Пупина, состоит в том, что через известные промежутки в К. включают катушки самоиндукции, имеющие назначением повысить самоиндукцию линии и тем компенсировать вредное влияние емкости. Введение усилительных станций за последнее время позволило значительно уменьшить диаметр проводящей жилы и тем самым снизить стоимость междугородных линий. Другим употребительным способом увеличения самоиндукции линии является способ датского инж. Крарупа, заключающийся в обмотке медной жилы тонкими проволоками из магнитных материалов. Краруповские кабели почти исключительно применяются для подводных линий; изоляция обычно гуттаперчевая, но часто применяется воздушнобумажная.

В настоящее время техника производства телефонных К. дальнего действия настолько продвинулась вперед, что можно уже говорить о связи Европы и Америки. Предполагаемая конструкция такого подводного К. показана на фигуре 31. Здесь а—джут,

б—33 стальных проволоки 0 2,5 мМ, в— свинцовая оболочка, г—8 фасонных проволок, д—медная жила 0 3,3 миллиметров с кордельно-бумажной изоляцией. Четыре жилы скручены в четверку звездой, ^"четверки—14,7 миллиметров, 0 четверки поверх фасонных проволок — 25 *“, вес 1 метров К.—4,35 килограмм. На фигуре 32 показан краруповский подводный К., проложенный между Англией и Голландией. Здесь а—джут, б—стальная проволока, в—джут, г—свинцовая оболочка, д—холостые жилы из бумажных жгутов, е—телефонная четверка, ж—внутренняя жила для телеграфной работы тональной частотой.

Телефонные станционные и распределительные К. делаются в 15—200 жил, из луженой медной проволоки. 0 жилы d==0,5 миллиметров. Жила обматывается двумя слоями шелка, причем толщина обмотки не меньше 0,08 миллиметров. Верхняя обмотка делается цветная. Жилы, изолированные т. о., свивают в пару,

Фигура 31. Фигура 32.

пары свивают в пучки (расцветка жил в пучках—по требованию заказчика), пучки—в К. с шагом повива не больше 20 диаметров К. Затем К. обматывают провощенной миткалевой лентой и освинцовывают. Толщина свинцовой оболочки—1 миллиметров, примесь олова—3%. Иногда такие К. не освинцовывают, а покрывают станиолевой лентой. Конструкция таких К. следующая. Скрученные в К. пучки обматывается миткалевой лентой, по миткалю идет слой кабельной бумаги по винтовой линии, по бумаге К. обматывается станиолевой лентой с перекрытием 5—7 миллиметров. Ширина ленты колеблется от 15 до 30 миллиметров и толщина от 0,1 до 0,15 миллиметров. На станиоль накладывают слой кабельной бумаги и затем оплетают хл.-бум. пряжей, пропитанной не-гигроскопич. составом. Телефонные распределительные К. изготовляются с 1, 5, 10, 15, 20 парами. Жилы—из медной нелуженой проволоки диам. 0,5 или 0,7 миллиметров. Изоляция жилы—из двух обмоток хл.-бум. пряжи, навитых в противоположном направлении и пропитанных изолирующим составом. Весь пучок кабельных жил обматывается лентой из бумажной пряжи, пропитанной изолирующим составом, затем освинцовывается.

Телеграфные К. с бумажной изоляцией строят с следующим количеством жил: 1, 2, 3, 7, 12, 19 и 27. Жила состоит из одной проволоки диам. 2 миллиметров или крутится из 7 проволок диам. <2_И=0,51 миллиметров, диам. жилы d_n= 1,5 миллиметров (допуск для d_n равен±2%). Жила изолируется несколькими слоями кабельной бумаги. Толщина изолированной жилы—3,5 миллиметров (±2%). Бумага, по желанию заказчика, м. б. пропитана изолирующими составами. Телеграфные жилы, скрученные в К., покрываются миткалем, затем свинцовой оболочкой и броней. Броня в зависимости от диаметра К. бывает из круглой или из сегментной проволоки. Подводные телеграфные К. покрываются обыкновенно двумя бронями в следующем порядке: свинцовая оболочка, джутовая подушка, первая броня, джутовая подушка, вторая броня. Последняя броня—из железных оцинкованных проволок диам. примерно б миллиметров.

Материалы для производства К. связи.

1) Проводящая жила изготовляется из медной луженой и нелуженой проволоки; проводимость меди >98%; удлинение при разрыве > 20%.

2) Телефонная кабельная бума-г а, служащая для изоляции жил, должен быть однородной, одинаковойп лотности, состоять из длинных волокон и не содержать метал-лическ. частиц и других вредных веществ. Лента такой бумаги длиной 150 миллиметров и шириной 5 миллиметров при подвешенном грузе 0,7 килограмм должна выдерживать 10 скручиваний на 180° в одном и том же направлении. Если ширина полоски больше 5 миллиметров, то бумага должна выдерживать те же 10 скручиваний с пропорциональным увеличением длины и веса подвешенного груза.

3) Свинцовая оболочка для голых освинцованных К. делается из технически чи-. стого свинца с присадкой 3% олова. Испытание на прочность свинцовой оболочки производится посредством осторожной насадки куска оболочки длиной 150 миллиметров на деревянный конус с отношением основания к высоте около 5; вколачивая конус в оболочку, растягивают ее до увеличения диам. в 1,3 раза, причем оболочка не должна давать трещин и разрывов.

4) Смолы и пропиточные массы, к-рыми пропитывают верхние защитные оболочки К., нанесенные поверх свинца, должны иметь нейтральную реакцию и не действовать химически на свинец и на железную броню кабеля.

5) Броня. Железная лента для брони должен быть из мягкого черного железа, без наруж-ных изъянов, раковин, ржавчины и тому подобное.; разрывное усилие—около 38 килограмм/мм²; железная проволока для проволочной брони как круглая, так и плоская доля-сна иметь временное сопротивление на разрыв от 37 килограмм/мм² и выше и должна быть покрыта сплошным слоем Zn, выдерживающим два погружения в 20%-ный по весу водный раствор CuS0₄.

6) Волокнистая изоляция, а) Шелковая пряжа. В кабельном производстве употребляется естественный шелк, т. н. т р а м, следующих «денье»: 11/13; 17/19; 28/30 (де-нье—весовая единица); шелкобозначается всегда двумя цифрами, в виду неравномерности по длине шелковой нити: если указано, например, 8/10, то это значит, что в мотке шелка длиной 500 метров м. б. и 8 и 10 денье. б) Хлопчатобумажная пряжа употребляется в кабельном производстве следующих номеров: от № 1 до № 24—т. н. ровных номеров, от № 26 до № 50—средних, и выше—тонких номеров. На кабельные заводы пряжа поступает однонитная в початках, а крученая в мотках и в бобинах. Прежде чем поступить на обмоточные машины, пряжа «тростится». Тросткой называют операцию, когда две или более нитки надеваются на одну катушку в виде ленты. Делается это для того, чтобы ускорить процесс изолировки проводов. в) Кордель—крученая из кабельной бумаги нитка. Кордель крутится из 1, 2, 3 и 4 ниток; предпочтение дается многониточному корделю, т. к. он очень упруг и при изоляции жилы не деформируется. Кордель бывает диам. от 0,4 до 0,5 миллиметров.

Расчет К. связи и главнейшие технические условия на них. При изготовлении телефонных городских и телеграфных К. наблюдают гл. обр. за тем, чтобы их емкость не превысила нек-рых определенных значений и сопротивление изоляции имело соответствующую величину. Таблица 6 дает перед ставление об этих величинах. Для междугородных К., кроме вышеприведенных величин, требуется еще соблюдение двух важнейших условий: 1) симметричность расположения элементов К.—пар в четверке и четверок в К. и 2) равномерность изоляции жил. При невыполнении этих условий появляются емкостные влияния (связи), то есть разговор по одной телефонной сети будет слышен на соседних сетях (подслушивание). Кроме емкостных влияний, в подслушивании играют большую роль магнитные влияния. В производстве борьба с этими явлениями ведется двумя путями. Магнитные

Таблица 6. — Электрические величины для некоторых кабелей (па 1 км длины).

		я α	i а а а	Электроемкость в μ-F
Наименование	а , s 1 и	Сопрш вление жилы :	Conpoi вление изолят; в М2	1 жилы	пары	четы рех
Телефонный городской.	0,5	89,5	1000	0,05—0,06
Междугородный D. М.	0,9	57,8	5 000		0,034	0,054
То же.	1,5	20.8	5 000	—	0,036	0,058
То же звездой.	0,8	73.2	5 000	—	0,037	—
Станционный освинцованный.	0,5	89,5	100
Станционный станиолевый.	Оф	89,5	15
Телеграфный гуттаперчевый.	7x0,73	5	520	0.23	_	_
То же.	7x0,66	7	500	0,24	—	—
То же, бумага не-пропитаршая. ·.	2	5,6	1000	0,2		_
То же, бумага пропитанная.	2	5,6	220	0,22	-	-

Число пар в К.	Коэфф. диа метра	Число пар в центре		Н	О м	е Р	а π о в и в а				п	0	п с	Р	Я д К		У
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
2	1.60	2
10	3.60	2	8
50	8.155	3	9	16	22
100	11.60	2	7	13	19	26	33
150	14,155	3	9	15	21	27	34	41
200	16,414	4	10	16	22	28	34	40	46
300	20,155	3	9	14	20	26	32	38	46	52	60
400	23,00	1	6	12	18	24	30	36	42	48	54	61	68
500	25.6	2	8	14	20	26	32	38	44	50	56	63	70	77
600	28,155	3	9	16	22	29	34	40	46	52	58	64	70	76	81	—	—	—	—
800	32.7	5	11	17	23	29	35	41	47	53	59	65	71	77	83	89	95	—.	—
1000	36.414	4	10	16	22	28	34	40	46	52	58	64	70	77	83	89	96	103	110

влияния сводят до минимума подоором шагов крутки, от которого зависит также длина пары, а следовательно, и омическое сопротивление. Емкостные влияния стараются уменьшить до некоторой минимальной величины путем подбора идущих на фабрикацию жилы материалов в смысле их равномерности. При расчете геометрич. размеров междугородного кабеля по электрич. заданиям пользуются ф-лой Люшена:

С =

36 In а

[aF/км.

Здесь С—емкость пары или четверки; ε— диэлектрическ. постоянная, для К. данного емкость двух таких цилиндров длиной 1 км определяется так:

10*

С=-

4,6 lg -

9· 10

j flF/km ;

13-

жилы в миллиметров типа равная 1,5; Ώ—средний диам. группы проводов (пары или четверки); d—диам. провода (жилы); а—коэфф. скрутки, равный для пары—0,94, для четверки звездочкой—0,75, для четверки сист. D. М.—0,65.

Расчет геометрич. размеров телефонного К. для городских сетей ведется по заданной техническими условиями емкости пары. Обозначим через D,^ диаметр кабеля под свинцом, р—диаметр изолированной пары, I—число слоев в кабеле, хр—диаметр пар, расположен -ныхв центре. Так как каждый слой увеличивает диаметр кабеля на р, то:

On_U=I 2р + хр=р {21 + х); (16)

при разных числах пар в центре х имеет следующие значения:

обычно r₁=r._Z) следовательно,

С=(jlF/kjh.

^Ig г“

Здесь ε — диэлектрич. постоянная для воздушно-бумажной изоляции, равная l,7-s-l,9. Величина а фактически меняется по длине, и в расчет принимается величина Ь, равная

Таблица 8.—3 начение коэффициента а.

0,1

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,27

1,676

2,0

2,46

2,34

Число пар в кабеле

50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
2,30	2,30
_	—	2,40	2,40	2,40	2,42	2,42	2,42	2.42	2,42	2,45
_	—	2,15	2,20	2,30	2,40	2,50	2,50
2,06	2,06	2,06	2,06	2,15	2,20
2,09	2,09	2,15	2,20
2,06	2,00	2,08
2,03	2,00	2,10
2,00	2,00
2,20	2,17
2,20
2,17

Число пар в центре. Значение для я.

1 2 3 4 5 6

1,0 2,0 2,155 2,414 2,7 3

На основании этих цифр и практич. данных составлена табл. 7; она показывает зависимость между числом пар в К. и числом пар по повивам—т. н. коэфф. диаметра или иначе (21+ж). Таблица 7 позволяет вычислить D„k в зависимости от р. Обозначим через

d—диам. голой проволоки, Ь=^=—диам.,

1/2

эквивалентный диаметру изолированной жилы, п—число пар в К., х—коэфф. диаметра; обыкновенно дано d, п и С. Пара изолированных жил представляет собою два параллельно лежащие цилиндра радиусов г, и г₂, лежащих на расстоянии а друг от друга;

эквивалентному диаметру жилы; тогда последняя формула выразится так:

„ 0,02416 -s’

С=—hi— V-F/KM.

В действительности здесь величина ε меняется в небольших пределах: 1) с величиной диам. жил и 2) с количеством пар в К.; обозначим ее ε=εχ. Тогда формула для емкости примет вид:

С =

0,01208 · εχ

[aF /км.

(17)

Величина εχ определяется из существующих конструкций и дается таблицей 8.

Таким образом, мы имеем все элементы для расчета.

Производство К, связи. Машины и аппараты для производства телефонного городского К. На фигуре 33 представлена машина для наложения продольной воздушно-бумажной изоляции. Две

Фигура 33.

траверсы τ и т_х укреплены на станине машины. Через них проходят две трубки о и о, на которых надеты диски а яр. Диск а неподвижен, а диск р вращается на трубке о, получая движение от главного вала машины; на диск р надевается катушка, или бобина, s с пряжей. На диске а имеется стойка с на которой укреплен ролик b с бумажной лентой. На том же диске имеется стойка d; к ней укреплен зажим к, в котог ром укреплен формирующий бумагу калибр т. Устройство этого калибра таково, что он свертывает бумагу трубкой,охватывая ей медную жилу. В сечении получается примерно треугольник, к-рый показан на фигуре 34, где а—медная жила и б—бумажная изоляция. Над трубками о и о имеется тяговая шайба, получающая движение от главного вала //f~ машины. Строятся такие машины А¹ на 6—10 концов в одной станине.

Принцип работы следующий. Про- Фигура 34. волока тянется тяговой шайбой и проходит через трубки о и о; по выходе из трубки опроволока входит в калибр то; в то лее время входит в него и бумажная лента с ролика b. Чтобы закрепить продольно наложенную изоляцию, ее обматывают хл.-бум. ниткой, пропуская через трубку о, на к-рую надет диск ниткообмотчика, и пряжа с бобины s с шагом 15—20 миллиметров обвивает жилу. Изолированные жилы скручивают в разговорную пару на машинах, показанных на фигуре 35. Две стойки ап а имеют наверху по подшипнику, в которых вращается клетка, состоящая из дуг с с и двух полых цапф. На эти цапфы свободно подвешена люлька с имеющая в середине ось d, на к-рую надевается барабан с изолированной жилой.

Другой барабан с изолированной жилой помещается на стойку Ь, где он может свободно вращаться на оси. Жила с этого барабана протягивается через трубку е. Далее жила направляется по одной из дуг с с к правому полому шипу и выходит через него к крутильной головке п. Жила с барабана, висящего на оси d, направляется через правый шип тоже к головке η. Т. к. головка вращается, а жилы имеют поступательное движение благодаря тяговой шайбе, то они скручиваются с известным шагом в пару. Шаг скрутки можно менять посредством скорости хода тяговой шайбы Т. По выходе из крутильной головки п скрученная пара проходит розетку к, и пары скрепляются ниткой. Движение машина получает через шкив у, крутильная головка получает вращение от валика г. Такие машины фирмы Hasse и Со. (Германия) при барабанах 250 миллиметров в диам. и 120 миллиметров ширины за 8 ч. производят ок. 20 000 метров.

Машины для крутки пар в К. строятся двух систем: с откруткой и без открутки.

Машины с откруткой употребляются в большинстве случаев для крутки телефонных К. с большим сечением жил, типа меясдугород-ных К., причем самые машины делаются более тяжелого типа. Машины без открутки, более легкого типа, употребляются для крутки телефонных К. для городских сетей. Схема такой машины показана на фигуре 36. Здесь N фундаментальная рама, на которой устанавливается любое число стоек о, о-, о и s, s, s. Первые стойки служат опорой для вращающихся дисков а, а, а, а вторые—для колец 1, 2, 3. Как кольца, так и диски получают вращение от шкивов χ,χ,χ и у, у, у, приводимых в движение при помощи ремней приводом, идущим вдоль фундаментальной рамы. Кольца 1,2, 3 имеют устройство, показанное на фигуре 37. Через стойку о проходит трубчатая ось w, на к-рую с одной стороны надет шкив ж, а с другой кольцо г. Кольцо г состоит из двух кон-центрич. железных колец из полосового железа, соединенных как показано на чертеже, и насажено наглухо на ось го. У оси w с обеих сторон кольца имеются ясе-лобчатые распределители пар. По окружности железных колец имеются шпильки то, проходящие по обе стороны кольца. На эти шпильки надеваются ролики к с парами.

Пары жил с роликов проходят через желобчатые распределители к геометрической оси колец. Здесь при вращении кольца все пары скручиваются в К. Сквозь полую ось w идет одна или несколько пар, которые служат сердечни-

ком кабеля. После каждого кольца установлены стойки о (фигура 36) с дисками а, на дисках а расположены катушки р с пряжей. К. проходит сквозь пустотелую ось вращающихся дисков а, и пряжа обвивает его с пологим шагом. Т. о. навивается один слой на другой. Шаг крутки зависит от поступательного движения скручиваемого пучка пар, получаемого от тяговой шайбы; последняя получает вращение от основного вала машины. Меняя шестерни шайбы, можно получить различные шаги крутки слоев К. Наконец, перед тяговой шайбой на стойке о помещается диск, на к-ром укреплен ролик с миткалевой лентой. Если выходящий из последнего кольца у К. является законченным по скрутке, то его обвивают миткалем, а если выходящий К.—только сердечник для дальнейшего навивания на него пар, то обвивают обычно пряжей; готовый К. с тяговой шайбы поступает на приемный железный барабан. Если крутка состоит из не

скольких слоев, то каждый слой, для уменьшения индукционных взаимодействий, навивается в разные стороны. В многослойном К. внутренние слои имеют шаг крутки более короткий, чем внешние; этим достигается выравнивание длины пар, а следовательно, и их электрических сопротивлений. При крутке пар в К. они укорачиваются, поэтому длину пар нужно брать с запасом. На з-дах принято прибавлять на каждые 100 ж разную длину пар в зависимости от числа скручиваемых пар. Припуск длин колеблется от 0,8 до 1%.

Сушка телефонных кабелей производится в сушильных вакуум-аппаратах. Устройство аппарата показано на фигуре 38. Здесь мы имеем ряд полок п, которые укреплены на шарнирах р и могут поворачиваться, то есть или входить в шкаф или выходить из него. Корзины с навитым К. помещаются на одну из таких полок, предварительно выдвинутую наружу; после этого полка с барабаном задвигается в шкаф. Под полками находятся змеевики з; пар, давлением 2—3 atm входит в змеевик в а и выходит в в; т. о., К. находится между двумя змеевиками и сушится как сверху, так и снизу. Вакуумная линия присоединяется к вакуум-аппарату посредством патрубка ш и идет через конденсатор К квоздушному насосу. Процесс сушки телефонных кабелей идет следующим образом. Когда все полки вакуум-аппарата заполнены, крышку затягивают болтами б. После этого пускают пар; t° внутри вакуум-аппа рата поднимается примерно до 110—120°. Когда пар дан, пускают вакуум-насос, который отсасывает горячий воздух, насыщенный парами воды, и создает разрежение. В хороших вакуум-аппаратах вакуум доводится до 95% в 15—20 мин. Процесс сушки телефонных кабелей идет довольно быстро. Повышение изоляции во время сушки показано на кривой (фигура 39), из к-”рой видно,

МВ

что повышение изоляции до 14 час. идет довольно быстро и затем кривая становится весьма пологой. К концу сушки кабель имеет сопротивление изоляции примерно

7—8 MSt/км при t° вакуум-аппарата равной 110°. По охлаждении до 20° К. будет иметь сопротивление изоляции 5·10³-ρ6·10³ М&./км. Количество часов сушки К. в зависимости от количества материала или, что то же, от длины К., для К. (900/2+11/2)0,50 показано на фигуре 40. Высушенный К. из вакуум-аппарата поступает на свинцовый пресс для опрессовки свинцовой оболочкой. Свинцовая оболочка защищает бумажную изоляцию телефонных К. от проникновения влаги, поэтому она должен быть без швов и каких-либо отверстий. На фигуре 41 показана внутренняя часть свинцового пресса.

Здесь Ь — корпус центральной части пресса, е — дорн,

/—матрица, h—регулирующее кольцо, а — штемпеля,

/г—камера, наполненная свинцом, с— Фигура 41.

держатель дорна,

КЬ—освинцовываемый К. Как видно из чертежа, дорн плотно привернут к своему держателю. Дорн—внутри полый, через него должен проходить опрессовываемый К., причем размер дорна выбирается таким, чтобы К. проходил, не нарушая своей целости. Матрица в своем гнезде держится свободно и при посредстве болтов м. б. центрирована по оси пресса. Кольцо h имеет овальную форму, его назначение — равномерно распределять поступающий из к свинец. Штемпеля а являются конечными насадками поршней гидравлич. пресса, которые создают давление в камере к.

Освинцование происходит следующим образом. В специальной ванне, которая находится над прессом, расплавляется свинец и посредством особых патрубков наливается в камеру к; затем одновременно с двух сторон, начинают давить штемпеля а, а; протянутый предварительно до дорна е кабель КЬ подхватывается выходящей через кру-

говой зазор между дорном и матрицей свинцовой трубой и получает поступательное движение; Г свинца в к—от 150 до 200°, а потому К. по выходе из пресса искусственно охлаждается водой и дальше в холодном виде поступает на приемный барабан. Для телефонных К. предусмотрено технич. условиями добавление к свинцу 3 весовых единиц олова. Добавление 3% олова повышает сопротивление свинца на разрыв на 50%.

Освинцованный К., если он предназначен для прокладки в земле, покрывается броней на бронировочных машинах. Схема бронирования показана на фигуре 42. Здесь к—бара-

Фигура 42.

бан с небронированным К., р—ролики с бумагой для обмотки свинца, с—аппараты с смоляным составом, д—аппараты для обмотки джутом, Бп—клеть для бронирования проволокой, Бл—аппарат для бронирования лентой, м—’аппарат для мелового молока (густая взвесь мела в воде), ш—тяговая шайба, бр—приемный барабан бронированного К., поставленный на вращающиеся ролики а. Телефонные К., в зависимости от диаметра, покрываются броней из железных лент или из круглых проволок.

Бронирование лентой производится сле-дующ. образом. К., получая поступательное движение от тяговой шайбы ш, проходит сквозь полые оси всех аппаратов. Диск с бумажными роликами р получает вращательное движение от главного вала вокруг своей геометрии, оси; бумага с роликов обматывает свинцовую оболочку К. по винтовой линии. Затем К., обмотанный бумажной лентой, попадает в аппарат с смоляным составом, покрывается смолой и проходит джутовый аппарат, где осмоленный К. обматывается подушкой из джута. Толщина подушки—примерно 2 миллиметров. Аппарат для обмотки джутом состоит из розетки, сидящей на полой оси; по периферии розетки насажены катушки с джутом; при вращении розетки джут, сматываясь с катушек, обматывает К. Обмотанный джутом К. проходит смоляной аппарат, где джут пропитывается смолой. Подготовленный т. о. К. идет на бронировочную машину, показанную на фигуре 43. Здесь а, а—полая ось, h, h—два ролика с железной лентой, к, к—зубчатки, передающие вращение от главного вала. Вокруг проходящего сквозь полую ось кабеля КЬ, как вокруг сердечника, вращаются ролики с железной лентой и обматывают К. по винтовой линии с перекрытием ок. 30%. Бронированный К. покрывается вторым слоем джута, проходит еще один смоляной аппарат и затем попадает в аппарат с меловым молоком. К. покрывают таким раствором для того, чтобы при высы хании не слипались отдельные витки его. Из аппарата с меловым молоком К. попадает на тяговую шайбу ш и дальше на приемный барабан бр. При бронировке проволокой К. проходит те же этапы, что и описанные при бронировании железной лентой, только после первой обмотки джутом и пропитки смоляным составом онпопадает в клеть, бронирующую железными проволоками.

Обыкновенно обе машины Бл и Бп с целью экономии подсобных аппаратов и места ставят одну за другой: если одна работает, то другая стоит; производству это совершенно не мешает, так как приходится только выключить соответствующую машину от главного вала.

Машины для производства телефонного междугородного К. На фигуре 44 показана машина для изолировки К. кор дел ем и бумагой. Она несколько напоминает машину для изолировки телефонных К. для городских сетей. Здесь о, о—патрубки с отверстиями, Б—барабан с

медной голой жилой, к—катушка с корде-лем, укрепленная на диске Д_г, р—ролик с бумажной лентой, укрепленный на диске Д₂, Т—тяговая шайба, с—трубка с прорезью д, служащая для направления полоски бумаги. Действие машины заключается в следующем. Медная голая жила проходит через отверстие о, затем обматывается корделем о катушки к, проходит через отверстия о и б трубки с и обматывается бумагой. Жила тянется тяговой шайбой и с нее поступает на приемный барабан Бп. Машина для крутки пар и четверок показана на фигуре 45. Здесь Бж~барабаны с изолированной жилой, %—фонарь, ш—штуцер, Т—тяговая шайба, Д—основной диск, з—главная зубчатка, шк—шкив, Бп—приемный барабан, з_г—зубчатка диска Д. Машина действует следующим образом. Барабаны с изолированными жилами помещаются в фонари к (всего машина имеет четыре фонаря), укрепленные на основном диске Д; последний приводится во вращение шкивом шк через

зубчатую передачу з-з_г. Четыре фонаря к вращаются вместе с диском, и т. к. тяговая шайба Т имеет вращательное движение только около своей оси, перпендикулярной к оси вращения диска, то четыре изолированные жилы скручиваются в четверку звездой. Эта же машина служит и для крутки пар и четверок по сист. D. М. При крутке пар работают только два фонаря. При крутке четверок сист. D. М. работают тоже два фонаря, только на барабанах намотаны не жилы, а скрученные пары. Перед тяговой шайбой обыкновенно ставятся два ролика с бумагой, на фигуре не показанные; они служат для обмотки четверок двумя слоями кабельной бумаги. Кроме описанных, употребляются еще машины с качающимися дисками. У этих машин основной диск имеет особое устройство, позволяющее ему во время крутки пар или четверок, если одна жила или пара сходит с опережением, менять наклон к оси; т. о., диск наклоняется в сторону опережающей жилы и выравнивает движение. За границей раньше были в большом ходу т. н. комбинированные машины; эти машины одновременно изолировали жилы и крутили их в четверку. В последнее время от таких машин отказываются. Это объясняется большими простоями комбинированных машин, а также и плохим качеством работы. После операции крутки готовые четверки поступают на телефонную машину для крутки в кабель.

Крутка в К. и все последующие операции ведутся на тех же машинах и аппаратах, какие были описаны в производстве кабеля для городских сетей. Схематическое расположение жил в четверках звездочкой (а) и сист.

D. М. (б) показано на фигуре 46.

Машины и аппараты для производства станционных и распределительных кабелей. Машины для изоляции жилы показаны на фигуре 47. Здесь о и О!—полые оси, Т_г и Т₂—траверсы, Б— барабан с голой жилой, ш—тяговая шайба, Бп—приемный барабан, куда поступает изолированная жила, кп—катушки с пряжей, шк—шкив для вращения катушки вокруг провода, с—сердечники катушек. Действует машина следующим образом. Голая медная жила получает движение, указанное стрелкой, от тяговой шайбы ш; ролик с катушкой получает движение от главного вала машины; ось вращения катушки совпадает с осью имеющего поступательное движение провода. Т. о., провод будет обматываться шелковой или хл.-бум. пряжей. Чтобы увеличить выпуск готового провода с такой машины, на катушки кп наматывается пряжа не в одну нитку, а трощенная в несколько нитей; тогда на провод при обмотке ложится целая ленточка из ниток, и потому можно увеличить скорость поступательного движения провода. Т. к. провод может иметь длину очень большую и одной катушки пряжи для изоляции не хватит, то на полую ось о_х надевают еще запасные катушки с пряжей кп₂,

Фигура 46.

Бп

Фигура 47.

кп₃, кщ. Когда катушка ,кп₁ израсходовалась, ее заменяют следующей, не разрывая провода; сердечники катушек с имеют по образующей прорезь, ширина которой соответствует толщине провода, а потому сердечник легко снимается с провода, г~ jj ;₇,

Такие же машины строят и ^

для обмотки сразу в два слоя; конструкция их такая же, только строят еще третью траверсу и на ней укрепляют еще ряд катушек с пряжей, которые и обматывают провод вторым слоем.

Крутка изолированныхжил в пару ведется на машинах, показанных на фигуре 35. Крутка в пучки и пучков в К. ведется на телефонной крутильной машине (фигура 36).

Обмотка бумажными и станиолевыми лентами ведется на машинах, показанных на фигуре 48. Такая машина состоит из стоек А, А, укрепленных на раме машины Р, Р. В стойках имеются подшипники, в которые укладываются цапфы Д, Д_х дисков Б, Б; на конце одной из цапф имеется шкив шк, к-рый получает движение от ременной передачи. Диски Б, Б соединены между собой тягами С, С; на тягах укреплены зажимы М с шарнирами н, о, и; на держатель п надевается круг р с миткалевой лентой, правильный спуск которой обеспечивается двумя дощечками, удерживающими круг. Такое же устройство имеют держатели т, у, к. На держателе шк закрепляется бумажная лента, на держателе у—станиолевая, на держателе к—снова бумажная лента. К. проходит сквозь пустотелые цапфы Д, Д_х по направлению, показанному стрелкой; вся машина вращается вокруг оси, совпадающей с осью К., причем К. последовательно обвивается миткалевой, бумажной, станиолевой и бумажной лентами.

Следует также упомянуть о производстве К. по сист. Крарупа. Медная жила, диам. 1—2 мМ, обвивается железной проволокой,

диам. которой берется от 0,3 до 0,5 миллиметров. Делается это для увеличения самоиндукции К. Обработанная т. о. жила изолируется или бумажной или гуттаперчевой изоляцией; если изоляция бумажная, то К. спрессовывается свинцовой оболочкой. Обвивка жилы железной лентой производится на машинах, аналогичных машинам, изображенным на фигуре 47, с той разницей, что конструкция их тяжелее и на место катушек с пряжей ставят катушки с железной проволокой.

Машины для производства телеграфного К. с бумажной изо-ля ц и е~ й. Все машины, кроме изолировочных, были уже описаны выше; машина для изолировки бумагой показана на фигуре49.

Здесь Бг—барабан с голой жилой, з, з!—зубчатки, Б— ролики с бумажной изолировочной лентой, Т — тяговая шайба, Бп—приемный барабан, шк— шкив, получающий движение или от отдельного мотора или от трансмиссии, к — коренной вал, с—стойки для дисков, и о, Οι — патрубки. Действие машины следующее. Голая жила, получая поступательное движение от тяговой шайбы (сама тяговая шайба получает движение от коренного вала, на фигуре не показанного), движется по направлению, указанному стрелками; три стойки с укреплены неподвижно на плите р; на каждой стойке укреплено по 4 ролика Б с бумагой; плита р связана в одно целое с зубчаткой з и вращается вокруг своей геометрич. оси о, о_х; т. о., стойки с с роликами Б также вращаются вокруг оси о, о, или, иначе говоря, вокруг поступающей жилы; бумага сматывается с роликов и изолирует жилу столькими слоями, сколько поставлено роликов. Изолированная жила идет в сушильный аппарат и после сушки на свинцовый пресс для опрессовки свинцовой оболочкой. Иногда такие К. по требованию заказчика пропитываются изолирующими составами. Пропитка делается для того, чтобы предохранить жилу К. от влаги, если, наир., свинцовая оболочка имеет где-либо дефект. Если бронированный К. предназначается для прокладки в земле, то он бронируется круглыми или сегментными проволоками.

К. с изоляцией из джутовой пряжи в настоящее время выходит из употребления и замещается К. с бумажной изоляцией. Жила такого К. обвивалась двумя слоями джутовой пряжи, причем один слой имел правую крутку,другой—левую. Изолированная т. о. жила поступала в пропиточные аппараты, откуда шла на свинцовый пресс и дальше— уже по знакомым нам ступеням обработки.

Лит.: Юрьев М. Ю., Телефонирование по кабелю на далекое, расстояние, М., 1927; Лапин Η. П., Кабельные линии связи, М., 1927; его ж е, Воздушные линии связи. Расчет, устройство, ремонт, содержание, М., 1927; см. также лит. к главе «Кабель высоковольтный». Г. Бацинин.