Скрутку жил применяют для уменьшения взаимных электромагнитных влияний. Она также снижает влияние внешних электромагнитных полей на кабельные цепи, облегчает взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспечивает ему более устойчивую и круглую форму. Жилы в многожильных кабелях скручивают концентрическими повивами (слоями), смежные повивы—в противоположных направлениях. Изолированные жилы скручивают в группы несколькими способами.
Простую кабельную скрутку применяют только в многожильных кабелях, состоящих из одинаковых изолированных жил, используемых в однопроводных цепях. В этом случае жилы укладываются концентрическими слоями или повивами вокруг центральной жилы.
Сложную кабельную скрутку выполняют из жил, предварительно скрученных в элементарные группы симметричных кабелей.
Существует несколько типов скруток жил.
Парная скрутка (П) — два изолированных провода (кабельные жилы) скручивают в пару с шагом скрутки не более 300 мм (рисунок 3.5, а).Скрученные в кабеле пары представляют собой взаимно скрещенные элементарные группы с расстоянием между крестами, равным шагу скрутки. Данную скрутку применяют преимущественно в телефонных кабелях местной связи.
Шагом скрутки называют расстояние по длине скрученной группы, которое соответствует полному обороту любой из жил вокруг оси скрутки. Так же определяют шаг скрутки групп, но при этом вместо обычной жилы рассматривают какую-либо из групп.
Четверочная, или звездная, скрутка (З) (рисунок 3.5 ,б)—четыре изолированные жилы, расположенные по углам квадрата, скручивают с шагом скрутки 150—300 мм. Разговорные пары в этой скрутке образуются из противоположных жил. Так, жила a и b образуют одну пару, а жилы c и d — другую, жила а — красного, b — желтого, с — синего, d — зеленого цветов.
Рисунок 3.5 – Виды скруток
Тройная скрутка — три изолированных жилы скручены или расположены параллельно в один ряд. Скрутка шестеркой скручена из трех пар.
Восьмерочная скрутка (В)—восемь жил группы (рисунок 3.5, в)располагают концентрически вокруг сердечника из изоляционного материала, например стирофлексного или полиэтиленового корделя. Из восьми жил могут быть образованы две четверки: нечетная и четная. Всего могут быть получены четыре основные и две фантомные пары с одинаковыми параметрами. Для уменьшения влияния между цепями систематически меняют взаимное расположение жил по длине (в муфтах).
При скрутке элементы кабеля с воздушно-бумажной изоляцией деформируются, изоляция обжимается и группы несколько западают друг в друга. Поэтому наряду с диаметром описанной вокруг группы окружности (расчетный диаметр) существует понятие об эффективном диаметре группы (фактическом). Например для парной скрутки dрп= 1,71 d, dэп = 1,65 d для звездной, dрз= 2,41 d, dэз= 2,2 d.
Наиболее экономичной, обеспечивающей лучшую стабильность электрических параметров, является звездная скрутка. Эта скрутка получила преимущественное применение в кабелях многоканальной связи, но она несколько уступает парной скрутке по взаимным влияниям между соседними цепями. При согласованных шагах звездной скрутки защищенность между цепями в разных четверках больше, чем между цепями внутри четверки. Эта скрутка обеспечивает вполне достаточную защищенность от взаимных помех между цепями. Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении местных (городских) кабелей.
Скрученные в группы изолированные жилы систематизируют по определенному закону и объединяют в общий кабельный сердечник. В зависимости от характера образования сердечника различают две системы скрутки: повивную и пучковую.
При повивной скрутке группы располагаются последовательными концентрическими слоями вокруг центрального повива из одной—пяти групп. Смежные повивы скручены во взаимно противоположных направлениях. Такое расположение повивов облегчает также отделение их друг от друга при монтаже кабеля.
При однородной кабельной скрутке для образования повивов в кабеле применяют пять различных форм скрутки с 1, 2, 3, 4 и 5 группами в центральном повиве. Диаметр центрального повива при различном числе групп определяют по формуле:
(3.1)
где d —диаметр группы; п —число групп в центральном повиве (две—пять).
Зная число групп (элементов) в центральном повиве, можно определить их число в последующих повивах. Так, если имеется какая-либо кабельная скрутка, у которой, считая от центра, повив имеет т групп, то в следующем повиве будет п групп, где п = т + 6. Следовательно, при повивной скрутке число групп (элементов) в каждом последующем повиве увеличивается на шесть по сравнению с предыдущим. Исключением из этого правила является второй повив в том случае, когда в первом (центральном) повиве имеется лишь одна группа. Тогда во втором повиве увеличение будет не на шесть, а на пять групп.
Так как группы каждого последующего повива накладываются на предыдущий по винтовой линии, то длина жил кабеля увеличивается по сравнению с длиной кабеля (рисунок 3.6). Удлинение жил кабеля учитывается через коэффициент укрутки, определяемый по формуле:
(3.2)
Параметр χ равен 1,02... 1,07.
Рисунок 3.6 – Наложение повивов в группы
При пучковой, скрутке группы (пары, четверки и т. п.) скручиваются в одну сторону и с одним шагом в пучки или пучок, из которых (которого) образуется сердечник. Пучки могут быть элементарными и главными.
Элементарные пучки состоят не более чем из 20 групп (пар, четверок и т. п.) и служат для образования скруткой их сердечника или главных пучков, из которых скручиванием формируется сердечник. В сердечнике главные пучки расположены повивами. В каждом повиве сердечника повивной или пучковой скрутки имеется одна счетная и одна направляющая группы (пары, четверки, пучки).
Направляющая группа, отличающаяся расцветкой изоляции хотя бы одной из жил (групп) от всех других групп (пар, четверок, пучков) повива, служит для определения направления, в котором должен быть произведен отсчет для нахождения искомой группы (как правило, красного цвета).
Счетная группа (пара, четверка, пучок), также отличающаяся расцветкой изоляции хотя бы одной из жил (групп) от всех других групп повива, служит для нахождения искомой группы (как правило, черного цвета).
Перечисленные системы скрутки относятся к сложным системам правильной повивной скрутки. При однородной скрутке все скручиваемые в сердечник группы одинаковы, а при неоднородной — сердечник формируется из разных групп, например с парами и четверками, с жилами разного диаметра и т. п.
Изолированные жилы могут скручиваться непосредственно в сердечник без предварительного формирования групп по системе простой правильной повивной скрутки (рисунок 3.7, а).При числе жил до семи они скручиваются в пары, тройки, четверки и повив из пяти, шести или семи жил. Если число жил более семи, они скручиваются повивами вокруг одной—пяти жил.
С применением системы простой правильной повивной скрутки (рисунок 3.7, а) изготавливаются кабели для сигнализации и блокировки без парной скрутки жил, контрольные и силовые кабели и др.
Сердечники пучковой скрутки (рисунок 3.7, б)формируют в основном при изготовлении городских телефонных кабелей.
Сердечники правильной повивной скрутки с парной (рисунок 3.7, в)и звездной скруткой жил применяются при изготовлении симметричных магистральных высокочастотных и низкочастотных кабелей, городских телефонных кабелей и др.
Рисунок 3.7 – Формирование групп