ТЕМАТИЧЕСКИЕ НОМЕРА

Эффективное решение при производстве герметичных кабелей парной скрутки

Проникновение сетевых решений в различные отрасли техники приводит к расширению требований, предъявляемых к кабелям парной скрутки для компьютерных сетей, зачастую эти требования значительно шире, чем требования серии стандартов МЭК 61156.
К таким требованиям следует отнести требования по стойкости кабеля к воздействию гидростатического давления до 60-100 атм. Для обеспечения указанного требования на НПП «Спецкабель» была разработана оригинальная технология применения низкомолекулярного синтетического каучука холодной вулканизации. Особенность применения состоит в том, что находящийся первоначально в жидком состоянии состав вводится в межэлементное пространство кабеля. При нормальной температуре, за счет присутствия в смеси отвердителя, происходит вулканизация смеси с образованием прозрачной эластичной массы, заполняющей все пустоты.

Используемая технология позволяет получить значительные преимущества по сравнению с традиционно используемыми в кабельной отрасли вязкими герметиками:
- при разделке кабеля не требуется специальных технологических приемов, герметик легко удаляется руками или ветошью, что существенно сокращает время монтажа кабельных сетей;
- отсутствует вытекание герметизирующего состава и соответственно перемещение герметика внутри конструкции при вертикальной прокладке кабеля, в том числе и при воздействии повышенных температур до 100оС;
 - воздействие гидростатического давления, вплоть до 100 атм. не оказывает существенного влияния на электрические характеристики кабеля, в частности наблюдается 1,5-2 % уход волнового сопротивления в парах и сохранение затухания в пределах погрешности измерения с полным восстановлением характеристик кабеля после снятия давления;
- отсутствуют остаточные деформации после различного рода механических воздействий на кабель.

К положительным свойствам выбранного материала, помимо широкого диапазона температур, от -60 +300оС относится свойство состава не вызвать коррозию алюминия и его сплавов, оловянных покрытий и меди. Это существенный фактор, так как в качестве экрана, в кабелях парной скрутки, традиционно  используется ламинированная алюминиевая лента и луженая медная проволока. Все указанные элементы в конструкции кабеля контактируют всей своей поверхностью с герметизирующим составом, поэтому названное свойство герметика очень важно и обеспечивает высокую надежность разрабатываемого кабеля при отсутствии разрушающего воздействия кислорода на металлические элементы кабеля. Кроме того, являясь материалом высокого класса теплостойкости, герметик позволяет значительно повысить и стойкость кабеля к повышенным температурам. В частности используемый герметик позволяет существенно сократить время проведения испытаний кабеля на надежность в ускоренных режимах.

Применение двухкомпонентного синтетического каучука в конструкции кабеля с медными жилами, с полиолефиновой изоляцией и экраном из фольгированной полимерной лены позволило увеличить срок службы кабеля до 30 лет.

К кабелям, стойким к воздействию гидростатического давления, зачастую предъявляются повышенные требования по безопасности:
- нераспространение горения;
- нетоксичность материалов при эксплуатации и в условиях пожара, в том числе отсутствие галогенов, т.к. в случае даже незначительного возгорания в замкнутом обитаемом пространстве возможно выделение веществ, вызывающих удушье, а выделяемые при горении галогены, и их соединения, могут вызвать поражение металлов в жизненно важных приборах и аппаратуре;
- низкое дымо-газовыделение, так как при любом пожаре видимость выхода является существенным фактором сохранения жизни.

Помимо этого, для российских климатических условий важнейшим свойством кабельных изделий является стойкость к воздействию пониженной температуры среды при эксплуатации до минус 60оС.
Все выше перечисленные требования должны обеспечиваться применением соответствующих материалов для оболочки кабеля.
Из традиционно используемых материалов ни один не соответствует всему комплексу предъявленных требований. Например, полиэтилен горюч, хотя и удовлетворяет всем остальным требованиям. Композиции поливинилхорида (ПВХ) достаточно огнестойки, есть материалы низко дымные, не распространяющие горение, но даже при тлении выделяют галогены.
При выборе материала оболочки были использованы результаты работы, проведенной во ВНИИ КП по исследованию материалов, выпускаемых различными фирмами, в том числе зарубежными, что позволяет значительно расширить возможности создания новых, современных, безопасных конструкций кабелей.
В частности, для обеспечения перечисленных выше требований был выбран безгалогенный термоэластопласт на основе простых полиуретанов. Такой материал с успехом заменяет резину различных марок (а в некоторых случаях и металлы), благодаря таким свойствам, как износостойкость, кислотостойкость, маслобензостойкость, озоностойкость, а также возможность работы при высоких давлениях, в широком температурном диапазоне.

На мировом рынке существует множество марок полиуретанов: адипрены, вулколланы, вулкопрены. Отечественные марки СКУ ПФЛ-100, НИЦ-ПУ 5 и другие, полученные на основе отечественных полиэфиров, не уступают, а по некоторым характеристикам даже превосходят импортные аналоги, но они горючи.
Поэтому, на основании рекомендаций ВНИИ КП, для оболочки кабеля использовался термопластичный эластомер на основе полиуретана Elastollan®, (торговое название) производства фирмы Elastogran (Германия), марки 1185 10А FHF, содержащий добавку, снижающую токсичность материала при возгорании и препятствующую распространения огня.
За счет того, что Elastollan обладает высочайшими физико-механическими характеристиками: относительное удлинение до 800%, прочность при растяжении не менее 25 МПа, его применение в сочетании со свойствами синтетического каучука холодной вулканизации позволяют создать серию надежных кабельных изделий для различных отраслей техники, обладающих комплексом высоких эксплуатационных характеристик.

О.М Ковалева,
кандидат технических наук
А.В. Лобанов,
г. Москва, НПП «Спецкабель»

По материалам сборник тезисов докладов научно-технической конференции «Инновации в кабельной промышленности — ключ к прогрессу в важнейших отраслях народного хозяйства», посвященной 60-летию образования ОАО «ВНИИ КП», Москва 15-16 ноября 2007.

ВНИИ КП, www.vniikp.ru