ОКБ Кабельной промышленности

Публикации

 

"Четырехпарный симметричный теплостойкий кабель"



"Кабели и провода". Специально к 50-летию предприятия, 2006 г.

При проектировании Международной космической станции (МКС) было предусмотрено создание на ней информационной компьютерной сети.

Одним из основных элементов этой сети является четырехпарный симметричный теплостойкий кабель (LAN-кабель), разработанный ОАО «ОКБ КП».

Кабель имеет отличающиеся по цвету скрученные в пары изолированные многопроволочные токопроводящие жилы, волновое сопротивление -100 Ом, диапазон рабочих температур от -150 °С до +200 °С и соответствует стандарту МЭК 61156-5.

Первый макетный образец кабеля был выполнен с токопроводящими жилами, скрученными из семи медных посеребренных проволок диаметром 0,18 мм, имел изоляцию из неокрашенного фторопласта марки Ф-4МБ с наружным диаметром 1,14 мм. Четыре пары изолированных жил были скручены с шагами 22,7, 28,6, 36,1 и 43,1 мм. Поверх скрученных в сердечник пар были наложены экран в виде оплетки из медных луженых проволок диаметром 0,15 мм и оболочка из фторопласта Ф-4МБ с наружным диаметром 6,4 мм.

Этот образец кабеля имел волновое сопротивление в пределах 103,6-107,2 Ом, переходное затухание на ближнем конце соответствовало требованиям МЭК 61156-5 для категории 5, однако коэффициент затухания превышал заданные параметры.

Второй образец кабеля был выполнен с токопроводящими жилами, скрученными из семи медных посеребренных проволок диаметром 0,23 мм, изоляцией из неокрашенного фторопласта Ф-4МБ с наружным диаметром 1,41 мм, общим экраном из медных луженых проволок и оболочкой из фторопласта Ф-4МБ с наружным диаметром 7,5 мм. У этого образца кабеля волновое сопротивление было в пределах 104,2-107,7 Ом, коэффициент затухания и переходное затухание на ближнем конце соответствовали требованиям МЭК 61156-5, однако некоторые значения переходного затухания на ближнем конце имели выпады.

Чтобы выполнить заданные требования по расцветке пар кабеля, был изготовлен вариант кабеля с токопроводящими жилами из медных посеребренных проволок диаметром 0,23 мм и с использованием для изоляции окрашенного фторопласта Ф-4МБ, однако, это привело к резкому ухудшению коэффициента затухания, что, по-видимому, связано с увеличением неоднородности толщины изоляции при переходе с одного цвета на другой.

Для снижения коэффициента затухания и стабилизации переходного затухания было решено увеличить диаметр проволок в жиле до 0,26 мм, ввести уплотнение скрученной жилы до диаметра 0,74-0,75 мм, наложить изоляцию из окрашенного фторопласта Ф-4МБ с наружным диаметром 1,5 мм, установить шаги скрутки четырех пар 18,7, 22,7, 28,6 и 35,1 мм, ввести поясную изоляцию в виде обмотки каждой пары и скрученных в стержень пар фторопластовой лентой.

В итоге был разработан четырехпарный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом, отвечающий требованиям МЭК по коэффициенту затухания и переходному затуханию на ближнем конце. В окончательном варианте кабель содержит токопроводящие жилы, скрученные из семи медных посеребренных проволок диаметром 0,26 мм с уплотнением по диаметру до 0,74-0,75 мм. Каждая токопроводящая жила имеет изоляцию в виде сплошного покрытия из неокрашенного или окрашенного фторопласта Ф-4МБ. Каждая скрученная пара изолированных токопроводящих жил отличается по цвету и имеет поясную изоляцию в виде обмотки из фторопластовой пленки Ф-4. Поверх скрученных в сердечник пар наложена поясная изоляция в виде обмотки из фторопластовой пленки Ф-4. Кабель имеет экран в виде оплетки из медных луженых проволок диаметром 0,15 мм с поверхностной плотностью 85 % и оболочку из фторопласта Ф-4МБ с наружным диаметром 8,1 мм.

Разработанному кабелю присвоена марка 4РД 100-3-21

Основные технические характеристики кабеля марки 4РД 100-3-21 представлены в таблице.

Параметры

В состоянии поставки

На период эксплуатации и хранения

Волновое сопротивление, Ом

100 ± 15

100 ±20

Коэффициент затухания пар кабеля, дБ/км, не более, при частоте
10 МГц
16 МГц
62,5 МГц
100МГц


66
82
171
220

73
90
188
242

Переходное затухание на ближнем конце между двумя любыми парами, дБ, не менее, при частоте
10МГц
16МГц
62,5 МГц
100 МГц

47
44
35
32

42,3
39,6
31,5
28,8

Сопротивление связи при частоте 10 МГц, МОм/м, не более

200

200

Испытательное напряжение переменного тока частоты 50 Гц, В

3000

1500

Электрическое сопротивление изоляции, МОм • м, не менее

1 • 106

1 • 104

Максимальная рабочая температура, °С

+200

+200

Минимальная температура эксплуатации, °С

-150

-150

Минимальная наработка кабеля, ч,
в том числе при температуре:
200 °С
150°С
70 °С

 


10000

1000
9000
100000

Минимальный срок сохраняемости, лет

 


25



Согласно классификации МЭК, разработанный кабель марки 4РД 100-3-21 соответствует категории 5е стандарта МЭК 61156-5 (кабели с однопроволочной жилой) и превосходит по коэффициенту затухания кабели категории 5е по требованиям стандарта МЭК 61156-6 (кабели с многопроволочной жилой). Широкий диапазон рабочих температур позволяет использовать кабель в компьютерных сетях как в наземных условиях, так и в аппаратуре, функционирующей в космосе. К информационной сети МКС, созданной на основе кабеля марки 4РД 100-3-21, подключены не только российские, но и американские аппаратура и компьютеры.

Эксплуатация кабеля на МКС с начала ее функционирования до настоящего времени показала стабильную надежность и высокие электрические характеристики разработанного кабеля.

Г. М. Дьяков

А. Г. Ионов

В. К. Турук







Возврат к списку