Поясная изоляция и кабель, содержащий такую изоляцию

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в конструкциях экранов кабелей связи и кабелей предназначенных для передачи аудиосигналов. Предлагается поясная изоляция кабеля, содержащая спиральную, по меньшей мере, четырехслойную спиральную обмотку, выполненную лентами диэлектрического полимерного материала, в которой смежные внутренние слои имеют противоположные направления повивов, при этом между их витками имеется зазор, а внешняя обмотка выполнена с перекрытием. Технический результат - повышение диэлектрических характеристик изоляции, в уменьшении электродинамическихх шумов, в снижении уровня шумов, обусловленных механическим воздействием на кабель.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в конструкциях экранов кабелей связи и кабелей предназначенных для передачи аудиосигналов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен экран кабеля, содержащий спиральную двухслойную обмотку с зазором, выполненную металлическими лентами с одинаковыми направлениями повивов, в котором витки обмоток расположены в шахматном порядке внахлест (патент США 6583361, выбранный в качестве ближайшего аналога).

Недостатком данного экрана является то, что в нем происходит механическое взаимодействие между слоями под воздействием внешних нагрузок, из-за чего существенно повышается уровень внутреннего акустического шума.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание изоляции, обеспечивающей высокую гибкость кабеля, низкий уровень шумов, обусловленных механическим воздействием на кабель и высокие диэлектрические характеристики.

Технический результат состоит в повышении диэлектрических характеристик изоляции, в уменьшении электродинамическихх шумов, в снижении уровня шумов, обусловленных механическим воздействием на кабель.

Технический результат достигается благодаря тому, что поясная изоляция кабеля, содержащая спиральную, по меньшей мере, четырехслойную обмотку, выполненную лентами диэлектрического полимерного материала, в которой смежные внутренние слои имеют противоположные направления повивов, при этом между их витками имеется зазор, а внешняя обмотка выполнена с перекрытием.

Следует понимать, что в настоящем тексте выражение «поясная изоляция кабеля» означает, что поясная изоляция предназначена для использования в кабелях, а не в том смысле, что поясная изоляция каким-то образом неявно содержит кабель.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, низкий уровень шумов, обусловленных механическим воздействием на кабель, обеспечивается за счет малого взаимного трения слоев лент, а также зазоров между ними, которые позволяют лентам в соседних слоях свободно смещаться при перегибах и увеличивают рассеивание волн упругой деформации, распространяющихся вдоль кабеля. Воздушные зазоры, располагающиеся, по меньшей мере, в трех слоях, улучшают диэлектрические характеристики кабеля, повышают устойчивость к электродинамическому шуму, снижают погонную емкость. Наличие именно трех внутренних слоев с противоположно направленными повивами практически гарантирует отсутствие сквозных отверстий (в случае двух повивов остаются отверстия в виде ромбов, в случае трех - они могут быть полностью закрыты третьим повивом). Выполнение внешнего слоя с перекрытием позволяет исключить попадание внешней среды в зазоры между лентами, что могло бы со временем ухудшать характеристики кабеля.

Вышеупомянутые зазоры между витками могут меняться в широких пределах, в частности, могут составлять от 5 до 10% от общей площади слоя, или от 10 до 15% от общей площади слоя, или от 15 до 20% от общей площади слоя, или от 20 до 25% от общей площади слоя, или от 25 до 30% общей площади слоя, или от 30 до 35% от общей площади слоя, или от 35 до 40% от общей площади слоя. Обычно, по мере увеличения требуемой гибкости провода зазор следует увеличивать. При этом, нежелательно увеличивать площадь зазора до 50 и более %, так как с увеличением зазора повышается вероятность того, что третий повив не будет закрывать сквозные отверстия, образованные пересечением двух внутренних повивов.

Объем пространства, ограниченного зазорами, и слоями, может составлять (но не обязательно), по меньшей мере, 10% от общего объема, или, по меньшей мере, 15% от общего объема, или, по меньшей мере, 20% от общего объема, или, по меньшей мере, 25% от общего объема. С увеличением объема пространства, ограниченного зазорами, гибкость кабеля увеличивается, а его масса уменьшается, что может оказаться полезным в определенных случаях.

Ленты могут быть изготовлены из любых диэлектрических полимеров, предпочтительно из полиэтилена или полипропилена, или поливинилхлорида или фторопласта. Особенно хорошо подходят полимеры, имеющие низкий коэффициент трения поверхности и низкую адгезию.

Соотношение между шириной ленты и периметром поперечного сечения изоляции может варьировать в широких пределах. В частности, оно может составлять (но не обязательно) составляет, по меньшей мере, 0,2, или, по меньшей мере, 0,5, или, по меньшей мере, 0,7, или, по меньшей мере, 0,9, или, по меньшей мере, 1,1.

Угол намотки может варьировать в широких пределах, в частности, от 30° до 60°. Изменяя соотношение между шириной ленты и периметром поперечного сечения изоляции, а также угол намотки можно добиваться желаемого уровня гибкости кабеля.

Витки внешней обмотки не должны расходиться при перегибах кабеля, поэтому требуемая степень перекрытия витков может меняться в широких пределах в зависимости от диаметра и требуемой гибкости кабеля, в частности, внешняя обмотка может быть выполнена, по меньшей мере, с 15% перекрытием, предпочтительно, по меньшей мере, с 25% перекрытием, особенно предпочтительно, по меньшей мере, с 35% перекрытием, даже еще более предпочтительно, по меньшей мере, с 45% перекрытием, еще более предпочтительно, по меньшей мере, с 55% перекрытием.

Технически результат также достигается благодаря тому,, что кабель, содержит в себе скрученные изолированные многопроволочные токопроводящих жилы и вышеописанную изоляцию.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

На чертеже представлена поясная изоляция кабеля в соответствии с настоящей полезной моделью. При этом на чертеже приняты следующие обозначения: 1 и 2 - изолированные токопроводящие жилы, 3 - первый слой, 4 - второй слой, 5 - третий слой, 6 - четвертый слой.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Заявленную изоляцию формируют следующим образом: на сердечник, образованный изолированными токопроводящими жилами 1 и 2 навивают с зазором и под углом к оси указанной жилы 1 ленту из фторопласта, образуя первый внутренний слой обмотки 3. Затем на полученный внутренний слой в противоположном направлении с зазором навивают второй слой обмотки, образующей второй слой 4 из того же материала. Далее поверх слоя 4 в противоположном направлении навивают с зазором под углом к оси указанной жилы 1 ленту третьего слоя 5, выбирая шаг и смещение таким образом, чтобы закрыть отверстия, в слоях 3 и 4. Сверху на третий слой навивают с перекрытием наружный четвертый слой.

При эксплуатации кабеля, включающего заявленную поясную изоляцию, его приходится подвергать многочисленным изгибам, кроме того кабель подвергается другим внешним нагрузкам, например, акустическим шумам, создаваемым работающей аудио аппаратурой, а также вибрационным нагрузкам возникающим при движении транспортного средства, если кабель используется в указанном транспортном средстве. При этом слои свободно перемещаются друг относительно друга, не сминаются, плохо проводят продольные волны деформации, обеспечивают высокий уровень электрической изоляции.

1. Поясная изоляция кабеля, содержащая спиральную, по меньшей мере, четырехслойную обмотку, выполненную лентами диэлектрического полимерного материала, в которой смежные внутренние слои имеют противоположные направления повивов, при этом между их витками имеется зазор, а внешняя обмотка выполнена с перекрытием.

2. Изоляция по п. 1, в которой вышеупомянутые зазоры между витками составляют от 5 до 10% от общей площади слоя, или от 10 до 15% от общей площади слоя, или от 15 до 20% от общей площади слоя, или от 20 до 25% от общей площади слоя, или от 25 до 30% общей площади слоя, или от 30 до 35% от общей площади слоя, или от 35 до 40% от общей площади слоя.

3. Изоляция по п. 1, в которой объем пространства, ограниченного зазорами и слоями, составляет, по меньшей мере, 10% от общего объема, или, по меньшей мере, 15% от общего объема, или, по меньшей мере, 20% от общего объема, или, по меньшей мере, 25% от общего объема.

4. Изоляция по п. 1, в которой вышеупомянутые ленты выполнены из полиэтилена, или полипропилена, или поливинилхлорида, или фторопласта.

5. Изоляция по п. 1, в которой соотношение между шириной ленты и периметром поперечного сечения изоляции составляет, по меньшей мере, 0,2, или, по меньшей мере, 0,5, или, по меньшей мере, 0,7, или, по меньшей мере, 0,9, или, по меньшей мере, 1,1.

6. Изоляция по п. 1, в которой угол намотки составляет от 30° до 60°.

7. Изоляция по п. 1, в которой внешняя обмотка выполнена, по меньшей мере, с 15%-ным перекрытием, предпочтительно, по меньшей мере, с 25%-ным перекрытием, особенно предпочтительно, по меньшей мере, с 35%-ным перекрытием, даже еще более предпочтительно, по меньшей мере, с 45%-ным перекрытием, еще более предпочтительно, по меньшей мере, с 55%-ным перекрытием.

8. Кабель, характеризующийся тем, что он содержит в себе скрученные изолированные многопроволочные токопроводящие жилы и изоляцию по любому из пп.1-7.