История электротехники - Коллектив авторов

Параллельно с разработкой и развитием новых пластмасс в области кабелей связи проводились работы по замене этими материалами оболочек кабелей из дефицитного и тяжелого свинца. Переход на пластмассовые оболочки сопровождался заменой гигроскопичной бумажной изоляции в основном на полиэтиленовую и частично на изоляцию из поливинилхлоридного пластиката. Результатом широкого внедрения пластмасс явилась организация под руководством ВНИИКП производства городских телефонных кабелей на заводах «Ташкенткабель», КЗКС, «Одесскабель», «Электрокабель» (г. Кольчугино). Революционным шагом в организации высокопроизводительного производства таких кабелей стало создание и внедрение в промышленность полуавтоматических линий по изготовлению жил телефонных кабелей с пластмассовой изоляцией, первая из которых, разработанная ВНИИКП, начала эксплуатироваться на КЗКС в 1961 г. Следует отметить, что в 60–70-е годы на базе полученного опыта была создана целая гамма полуавтоматических линий подобного назначения, в том числе для изготовления жил не только телефонных, но и сигнально-блокировочных, шахтных, контрольных кабелей, установочных проводов и т.д.

В начале 80-х годов на заводе «Одесскабель» финской фирмой «Нокиа» совместно с ВНИИКП было организовано первое в мире автоматическое производство городских телефонных кабелей в сочетании с автоматическим складированием полуфабрикатов и готовой продукции.

В эти же годы на смену традиционным кабелям связи приходят волоконно-оптические [10.40]. В этих кабелях взамен медных жил используются кварцевые волокна, способные передавать на дальние расстояния огромные объемы информации. В 1985 г. в СССР был создан, а в 1987 г. реорганизован межотраслевой научно-технический комплекс (МНТК) «Световод», головной организацией которого стало научно-производственное объединение «ВНИИКП». Научным руководителем МНТК «Световод» был лауреат Нобелевской премии, академик A.M. Прохоров. На заводах в г. Гусь-Хрустальный и С.-Петербург удалось организовать производство заготовок для оптического волокна, а на кабельных заводах «Электропровод», «Одесскабель», «Севкабель», «Экспокабель» и ОКБ КП (г. Мытищи) — производство оптического волокна для кабелей волоконно-оптической связи внутри городов, областей и магистральных систем связи, в также волоконно-оптических кабелей специального назначения. Эти кабели предназначались для работы на длинах волн 850, 1300 и 1550 нм, в том числе со смещенной дисперсией. В целом эти кабели (так называемого второго поколения) соответствовали предъявляемым в то время требованиям, и с 1986 г. объем их производства ежегодно увеличивался примерно вдвое. После распада СССР при переходе к рыночной экономике, сопровождавшемся гиперинфляцией, производство оптических кабелей в первый же год упало на 40% и сохранилось практически только на заводе «Электропровод». Однако затем это производство начало вновь интенсивно развиваться, и в 1997–1998 гг. было организовано производство волоконно-оптических кабелей на заводах «Москабельмет», «Воронежтелекабель» (г. Воронеж), в «Самарской кабельной компании» и на фирме «Оптика-кабель» (г. Москва).

В России в настоящее время выпускаются волоконно-оптические кабели различных конструкций. Основные конструкции имеют в своем составе, как правило, шесть-восемь модулей с оптическим волокном, скрученных вокруг центрального силового элемента из стеклопластика или стального троса. Каждый модуль может содержать не только одно, но и большее число волокон. Кабели должны иметь требуемый заказчиком уровень затухания, в частности не более 0,22 дБ/км на длине волны 1550 нм, а также иметь герметизацию по всем элементам. Типичная конструкция волоконно-оптических кабелей для зоновых и магистральных линий связи показана на рис. 10.7.

В последние годы в мире интенсивно развивается производство оптических кабелей, применяемых для подвески на линиях электропередачи. Эти кабели имеют различную конструкцию, но чаще всего используется ввод оптического кабеля в грозотрос (рис. 10.8). Однако в ряде диапазонов частот продолжают широко применяться традиционные кабели связи и передачи информации, и замена их на волоконно-оптические кабели либо планируется в будущем, либо проблематична.

Так, в конце 70-х годов ВНИИКП была создана серия гофрированных эллиптических волноводов для передачи электромагнитной энергии СВЧ-диапазона частот, производство было организовано на заводе «Экспокабель» [10.41]. Такие металлические гофрированные волноводы (рис. 10.9) применяются в различных радиотехнических устройствах, в системах радиорелейной, космической и тропосферной связи. Применение гибких эллиптических волноводов позволило существенно улучшить параметры фидерных трактов дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн. Гибкие эллиптические волноводы продолжают выпускаться АО «Экспокабель» в г. Подольске.

Важное место среди различных типов кабельной продукции занимают до сих пор радиочастотные кабели, начало создания которых было положено в 1938–1940 гг., когда на заводе «Севкабель» впервые были изготовлены коаксиальные кабели с изоляцией из фарфоровых колпачков. Появление новых электроизоляционных материалов, таких как полиэтилен, обладающий высокими диэлектрическими и технологическими характеристиками, знаменовало своего рода революционный переворот в области производства коаксиальных кабелей. Уже в годы Великой Отечественной войны была разработана первая серия радиочастотных кабелей с полиэтиленовой изоляцией для радиолокационных установок, а после окончания войны в ОКБ КП под руководством Т.М. Орловича была создана широкая гамма радиочастотных кабелей, в том числе нагревостойких, миниатюрных, нагревостойких импульсных и т.д. Отдельную группу радиочастотных кабелей составили фазостабильные кабели, которые сохраняют свои характеристики как при тепловых воздействиях, так и при воздействии других эксплуатационных факторов. Важным моментом в усовершенствовании радиочастотных кабелей явилось применение для их изоляции фторопластов, позволяющих эксплуатировать кабели вплоть до температур порядка 250 °С.

Одним из наиболее старых производств в кабельной промышленности является производство гибких кабелей и проводов с применением резин. Такие производства существовали на всех кабельных заводах еще до революции, а затем после появления новых классов каучуков и других ингредиентов резиновых смесей заняли постоянные позиции в промышленности. Кабели с резиновой изоляцией и оболочкой незаменимы в угольной и горнорудной промышленности, судостроении, в бытовой технике, медицине, при проведении строительных работ, в сельском хозяйстве. Первые кабели такого типа основывались на использовании натурального каучука, а по мере создания синтетических каучуков происходила не только замена ими натурального каучука, но и существенно расширялась номенклатура выпускаемой продукции.

Особое внимание уделялось созданию шахтных кабелей, и пионером в этой области является киевский завод «Укркабель». Затем уже после окончания войны центр работ по шахтным кабелям переместился в Сибирь, где Томский НИИКП (сейчас ТомНИКИ) и завод «Том-кабель» создали новые серии кабелей для бурильного инструмента и для опережающего отключения. Внедрение в производство кабелей с использованием гибких электропроводящих экранов привело к существенному повышению уровня электробезопасности в шахтах.

На заводе «Камкабель» выпускаются высоковольтные экскаваторные кабели с изоляцией на основе этилен-пропиленовой резины на напряжение 6 кВ. Эти кабели имеют экраны, жилы больших сечений, обладают повышенным сроком службы в тяжелых условиях эксплуатации, например при добыче угля открытым способом.

В судостроении, несмотря на появление в последние годы широкой гаммы кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой, кабели с применением резины во многих случаях остаются неизменными, и их выпуск успешно освоен на таких крупнейших заводах, как «Азовкабель», «Амуркабель», «Рыбинсккабель». Применение для изоляции судовых кабелей кремнийорганической резины, не распространяющей горение, позволило резко снизить вероятность возникновения пожаров на судах. Особо следует отметить исключительную надежность судовых кабелей с такой изоляцией: даже в случае возникновения пожара кабели позволяют энергетической системе на судне функционировать в течение 6 ч, что дает возможность ликвидировать очаг загорания и доставить судно в ближайший порт [10.42].