Марка кабеля 16кч9п представляет собой специализированный кабель связи с кордельно-полиэтиленовой изоляцией жил, предназначенный для стационарной прокладки в грунтах всех категорий (кроме подверженных мерзлотным деформациям), в кабельной канализации, блоках, тоннелях, по мостам и эстакадам, а также по дну водоемов при отсутствии опасности повреждения якорями и драгами. Его основное функциональное назначение – организация высокочастотных каналов дальней связи, первичных сетей междугородной, зоновой и местной связи, а также магистральных линий для передачи данных. Расшифровка маркировки 16кч9п следующая: «16» – номинальное число четверок (групп) в кабеле; «к» – кабель; «ч» – четверочная скрутка; «9» – тип защитных покровов (двойные бронепокровы из стальных оцинкованных лент с наружным полиэтиленовым шлангом); «п» – полиэтиленовая изоляция жил.
Конструкция кабеля является многослойной и сложной, что обеспечивает его высокие электрические характеристики и механическую прочность. Рассмотрим каждый элемент конструкции последовательно от центра к периферии.
Жилы изготавливаются из медной проволоки диаметром 1.2 мм. Медь выбрана ввиду ее высокой электропроводности, пластичности и стабильности параметров. Диаметр обеспечивает оптимальное соотношение затухания сигнала и гибкости кабеля.
Каждая жила изолируется сплошным слоем полиэтилена высокого давления (ПВД) или стабилизированного полиэтилена. Толщина изоляции стандартизирована. Полиэтиленовая изоляция обеспечивает высокие диэлектрические свойства, низкие диэлектрические потери на высоких частотах, устойчивость к влаге и агрессивным средам.
Изолированные жилы скручиваются в четверки (звездные четверки). Это фундаментальный элемент конструкции для кабелей высокочастотной связи. В четверке четыре изолированные жилы скручены с определенным шагом. Они образуют две рабочие пары: жилы 1-2 и 3-4. Скрутка жил в четверки и дальнейшая скрутка четверок в сердечник выполняются с переменным шагом для минимизации переходных влияний между цепями. В кабеле марки 16кч9п имеется 16 таких четверок, что в сумме составляет 64 токопроводящие жилы.
Скрученный сердечник из 16 четверок обматывается поясной изоляцией, обычно из полиэтиленовой или лавсановой ленты. Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медной ленты или алюмополиэтиленовой комбинации. Экран служит для защиты передаваемых сигналов от внешних электромагнитных помех и для ограничения излучения электромагнитной энергии от кабеля.
Конструкция защитных покровов типа «9» является одной из самых надежных. Она включает последовательно:
Кабель 16кч9п рассчитан на работу в диапазоне частот до 252 кГц (иногда, в зависимости от модификации, параметры нормируются до 1 МГц и выше для цифровых систем передачи). Его ключевые параметры регламентируются техническими условиями (ТУ) и ГОСТами.
| Наименование параметра | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Число четверок | 16 | Основная емкостная единица |
| Диаметр медной жилы | 1.2 мм | Сопротивление постоянному току ~15.95 Ом/км |
| Волновое сопротивление | 120 ± 10 Ом (на верхней частоте спектра) | Для рабочей пары в четверке |
| Рабочая емкость четверки | Не более 28.5 нФ/км | Измеряется при частоте 800-1000 Гц |
| Переходное затухание на дальнем конце (Аз) | Не менее 8.0 + 10*lg(N) дБ/км (на 252 кГц) | N – количество четверок в кабеле (16). Критичный параметр для многоканальной связи. |
| Затухание сигнала (α) | Определяется по формуле или таблицам, зависит от частоты. Пример: ~1.8 дБ/км на 252 кГц. | Увеличивается с ростом частоты. |
| Допустимое рабочее напряжение (постоянный ток) | До 500 В (между жилой и землей) | Для питания удаленного оборудования (УУП – устройств уплотнения и питания) |
| Испытательное напряжение переменного тока | 2000 В, 50 Гц, в течение 2 мин. | Между жилами и между жилами и броней. |
| Наименование параметра | Примерное значение | Комментарий |
|---|---|---|
| Наружный диаметр кабеля | 45-50 мм | Зависит от производителя и толщины оболочек. |
| Масса 1 км кабеля | 4500-5500 кг/км | Значительный вес обусловлен медью и стальной броней. |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров (~900-1000 мм) | Критично для сохранения целостности изоляции и экрана. |
| Диапазон рабочих температур | От -40°C до +60°C | Полиэтилен сохраняет свойства в этом диапазоне. |
| Допустимое растягивающее усилие | До 70 кН (7 тонн-сил) | Обеспечивается стальной броней. |
Кабель 16кч9п исторически использовался для аналоговых систем высокочастотного уплотнения типа К-1920П, К-3600, способных организовать сотни и тысячи телефонных каналов по одной паре. В современной цифровой энергетике и связи его применение трансформировалось:
Прокладка кабеля 16кч9п требует соблюдения строгих правил ввиду его конструкции и стоимости.
Кабель 16кч9п является развитием кабелей типа МКС (медь-кордель-свинец). Замена свинцовой оболочки на полиэтиленовую и алюминиевую фольгу (в экране) снизила вес и повысила коррозионную стойкость. По сравнению с оптоволоконными кабелями (ОК), 16кч9п проигрывает в пропускной способности и дальности связи без регенерации, но выигрывает в возможности дистанционного питания активного оборудования (по медным жилам) и в абсолютной устойчивости к электромагнитным помехам, что критично для цепей РЗА. Прямым аналогом с другими типами защитных покровов являются марки 16кч1п (без брони, в полиэтиленовом шланге) или 16кч7п (одна бронелента, полиэтиленовый шланг), применяемые в менее жестких условиях.
Четверка – это четыре изолированные жилы, скрученные вместе с определенным шагом. Она образует две симметричные рабочие пары (1-2 и 3-4). Преимущество четверочной скрутки – лучшая защита от внешних и внутренних переходных помех за счет геометрической симметрии и возможности использования схемы «двух пар на один приемопередатчик» в некоторых системах передачи.
Прямое назначение – прокладка в грунт и канализации. Для воздушной прокладки требуется дополнительный несущий трос (стальной канат), к которому кабель должен быть подвешен с помощью бандажей. При этом необходимо учитывать значительный собственный вес кабеля и ветровые нагрузки. Чаще для ВОЛС используют специальные самонесущие кабели.
Обязательный контроль включает: измерение сопротивления изоляции каждой жилы относительно всех остальных, соединенных с броней (должно быть не менее 5000 МОм*км); проверку целостности и правильности скрутки жил (прозвонка и проверка цветовой маркировки); измерение рабочей емкости четверок; при возможности – измерение переходного затухания на дальнем конце на контрольной частоте.
Применяются соединительные муфты типа МС (муфта соединительная) – МС-70, МС-100 (цифра означает максимальный диаметр соединяемых кабелей в мм). Также используются разветвительные муфты (МР) и концевые муфты (кабельные вводы). Внутри муфты жилы соединяются с помощью модулей или коробок с винтовыми зажимами, сохраняя шаг скрутки.
Это мера влияния одной рабочей пары на другую, расположенную в той же четверке или соседней. Характеризует уровень перекрестных помех. Чем выше значение Аз в децибелах, тем меньше влияние и больше число каналов связи можно организовать в одном кабеле без взаимных помех. Для многоканальных систем (1920, 3600 каналов) это ключевой параметр.
Питание подается по жилам, не используемым для передачи сигнала (резервным), или по сигнальным жилам с использованием схемы разделения постоянного тока и высокочастотного сигнала с помощью дросселей и конденсаторов (системы с дистанционным питанием). Напряжение питания постоянного тока может достигать 500 В или 1000 В в зависимости от системы.
Расчетный срок службы при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствии внешних повреждений составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы многих проложенных кабелей превышает 40-50 лет, что обусловлено высокой стабильностью материалов (медь, полиэтилен, оцинкованная сталь).