SpaceWire – телекоммуникационная сеть, основанная на части стандарта соединения IEEE 1355. Её использование изначально началось в проектах Европейского космического агентства ESA, и на данный момент она используется в международных космических агентствах NASA, JAXA, которыми она совместно координируется. Некоторые проекты NASA, использующие её, включают: Космический телескоп имени Джеймса Вебба, Burst Alert Telescope для Swift, Лунный орбитальный зонд, Космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров и прочие [1].

По сути, это сетевая технология передачи данных для космических аппаратов, совмещающая в себе простоту и низкую цену реализации наравне с высокой производительностью и гибкостью архитектуры. Она использовалась в более 30 миссиях и является доминирующей для бортовых систем малых космических аппаратов, посадочных модулей и т.п. Длительное время основной технологией, применяемой в космическом и авиационном оборудовании, была коммуникационная шина MIL-STD 1553. Однако в условиях растущих требований MIL-STD 1553 уже не справляется с поставленными задачами, поскольку его средняя скорость передачи данных в 1 Мбит/с и шинная топология накладывают серьёзные ограничения. Поэтому для передачи данных в бортовых сетях сейчас переходят на стандарт SpaceWire, а ввиду необходимости в малых спутниках, посадочных модулях и т.п. резко возросли возможности его использования [2].

На физическом уровне в SpaceWire используется низковольтная дифференциальная передача сигналов (LVDS) вместо устаревшей PECL, предусмотренной стандартом IEEE 1355 DS-DE. В SpaceWire также используются 9-штырьковые разъёмы типа Micro-D, применяемые в космической отрасли.

В сети SpaceWire узлы соединяются при помощи недорогих последовательных соединений типа точка-точка, обладающих малыми задержками и работающих в дуплексном режиме, и коммутационными роутерами, осуществляющими маршрутизацию способом коммутации каналов. SpaceWire охватывает два (физический и канальный) из семи уровней сетевой модели OSI для коммуникаций. SpaceWire использует асинхронное соединение и обладает пропускной способностью на уровне от 2 Мбит/с до 400 Мбит/с. Также SpaceWire обладает очень низким уровнем ошибок, определением состояния системы, а также относительно простой цифровой электроникой [1].

Разработка технологии SpaceWire базировалась на трёх стандартах: IEEE 1355–1995, TIA/EIA–644 и IEEE Standard 1596.3–1996. Стандарт IEEE 1355–1995 предназначался для построения высокопроизводительных масштабируемых модульных параллельных вычислительных систем. Другие два слагаемых SpaceWire – стандарты TIA/EIA–644 и IEEE 1596.3–1996 – описывают метод передачи данных дифференциальными сигналами с малым напряжением LVDS (Low Voltage Differential Signalling).

Драйвер LVDS (Рис. 1) формирует ток, который проходит по физической линии связи (кабель, проводники на плате) и через резистор 100 Ом на принимающей стороне.

LVDS интерфейс обладает рядом важных достоинств. Дифференциальные сигналы малочувствительны к внешним помехам (если наводка и возникает, то практически одинаковая в обоих проводах дифференциальной пары, и на входе приёмника это составляющая взаимно вычитается). В свою очередь, уровень электромагнитных помех, излучаемых LVDS системами, также низок, поскольку равные по величине и противоположные по знаку токи в близко расположенных проводниках создают взаимно компенсирующие электромагнитные поля. [6]

Рис. 1. LVDS -метод передачи сигналов

Нормативно физический и канальный уровень технологии SpaceWire описываются стандартом ECSS-E-ST-50-12C Rev.1 [3], обновленным в 2019 году, а требования к конструкции и эксплуатационным характеристикам применяемых кабелей описаны в стандартах ESCC No. 3902/003 [4] и ESCC No. 3902/004 [5] – оба 2014 года.

Постановка задачи и конечный результат

Данная работа предусматривала замещение применяемых отечественными предприятиями импортных кабелей для SpaceWire, по которым были разработаны стандарты [4] и [5].

В общем виде ставилась задача по разработке высокочастотного симметричного кабеля парной скрутки с индивидуальным и общим экранами, удовлетворяющего требованиям бортовой сети Spacewire (достаточно жёстким с точки зрения симметрии, согласования и ослабления передаваемого сигнала) и способного функционировать в условиях открытого космоса и бортов летательных аппаратов.

В результате были разработаны кабели со встроенными распределёнными и параллельными информационно-вычислительными и управляющими комплексами, работающие в реальном времени с использованием технологии SpaceWire, с унифицированным исполнением по стойкости к внешним воздействующим факторам 6У ГОСТ РВ 20.39.414.1.

Кабели обеспечивают передачу цифровых и аналоговых сигналов с частотой до 600 МГц (1000 МГц) и скоростью от 2 до 400 Мбит/с при рабочем переменном напряжении до 200 В (350 В постоянного тока). Конструкция и основные параметры кабелей приведены на Рис. 2, 3 и в таблице.

Рис. 2. Конструкция кабелей марок СК-КФФ 4×2×0,38, СК-КФФ 4×2×0,48

Рис. 3. Конструкция кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40

Таблица - Основные параметры разработанных кабелей для стандарта SpaceWire

Примечание:
ПФА – сополимер тетрафторэтилена с перфторалкилвиниловый эфир,
ФЭП – фторэтиленпропилен,
ПТФЭ – политетрафторэтилен

Принципиально конструкция кабеля исполнения 3, которая негласно имела определение «облегчённой» ввиду требования по наименьшей из установленных массе кабеля – 55 г/м (или по возможности – 42 г/м, как у прототипа), отличается от двух других отсутствием оболочек поверх индивидуальных экранов пар. Это обусловлено тем, что по новой схеме монтажа, описанной в [3], и общий, и индивидуальный экраны кабеля соединяются между собой в общей точке – корпус-«земля» соединителя. Устаревшая схема подключения, не рекомендуемая для применения в новых проектах, предполагала раздельное попарное подключение экранов кабелей с разных концов кабельной сборки [11, 12].

Критичные функциональные параметры кабелей

Стандарт ECSS-E-50-12A регламентирует скорости передачи по каналу SpaceWire от 2 до 400 Мбит/с на расстояния до 10 м, но практические исследования показали, что дальность передачи также можно увеличить на десятки метров с пропорциональным уменьшением скорости передачи: 200 Мбит/с – на 20 м, 100 Мбит/с – на 30 м и т.д. И наоборот, при длине линий связи в пределах 1÷2 м (короткий кабель, плата) можно достигнуть 600÷700 Мбит/с. Для передачи на максимальных скоростях на такие расстояния стандарт задаёт ряд требований к параметрам кабеля.

Фазовое рассогласование распространения сигналов (разница в приходе фронтов сигналов, skew) между проводами симметричной пары не должно превышать 0,1 нс/м, а между разными витыми парами – не более 0,15 нс/м. Практика подтверждает, что ухудшение этих показателей приводит к снижению скорости устойчивой передачи данных по каналу SpaceWire [6].

Для обеспечения согласованности и минимизации потерь на отражение между линией связи и приёмником сигнала среднее значение волнового сопротивления (импеданса) кабеля в частотном диапазоне до 600 МГц должно иметь весьма узкие допуска, а именно оставаться в пределах (100±6) Ом, что примерно в 2,5 раза жёстче, чем для стандартных кабелей СКС. Данная норма также справедлива и при оценке импеданса по длине кабеля импульсным методом с помощью временного рефлектометра.

Важным критерием оценки качества цифрового сигнала, передаваемого с определённой скоростью (числом последовательных битов в единицу времени) на определённое расстояние является характеристика, называемая джиттер (от англ. jitter – дрожание). Смысл джиттера иллюстрирован на Рис. 4 так называемой глазковой диаграммой – наложением последовательности импульсов, проходящих через канал связи и получающих искажение исходных фронтов за счёт распределённых параметров кабеля (R , L , C).

В абсолютном измерении джиттер представляет собой полный временной сдвиг относительно временных границ импульса. В относительном исчислении джиттер определяется формулой [7]:

(1)

где
t_ui – длительность единичного интервала (одного бита в начале линии);
t_tcs - полный временной сдвиг относительно временных границ импульса.

Иными словами, джиттер – кратковременное отклонение фазы значимых составляющих цифрового сигнала от идеального положения во времени (Рис. 5).

Рис. 4. Общий вид «глазковой» диаграммы

Рис. 5. Графическое пояснение «джиттера»

При передаче данных в виде цифрового сигнала от источника до приёмника джиттер возникает в результате ряда причин (Рис. 6), которые зависят от передатчика (источника), линии передачи (кабельной линии) и приёмника. В рамках данной статьи наибольший интерес представляют причины возникновения джиттера, относящиеся к кабельной линии: тепловой шум, вносимые потери, обратные потери, влияние соседних линий (или перекрёстные помехи внутри кабеля (Xtalk)), а также рассогласование импеданса (волнового сопротивления) в линии.

Рис. 6. Составляющие джиттера

Самым простым методом оценки джиттера является построение «глазковых» диаграмм, которые создаются путём наложения перепадов друг на друга. Глазковая диаграмма представляет собой суперпозицию трёх битов, когда накладываются всевозможные логические состояния (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Любые искажения сигнала, собранные в понятие джиттер (дрожание), будут приводить к «закрытию глазка» [8].

Требование к джиттеру в данном случае совпадает с требованием по разнице во времени задержки сигнала между двумя жилами в паре – не более 0,1 нс с тем отличием, что джиттер показывает стабильность максимальной разницы задержек в течение определённого времени (числа измерений) на всей длине кабельной линии.

Конструктивно-технологическая реализация требований

Проволока для токопроводящих жил

Одна из первичных задач по выполнению требований заключалась в обеспечении уникальных для отечественной кабельной промышленности физико-механических характеристик многопроволочных токопроводящих жил разрабатываемых кабелей, а именно:

• относительное удлинение (Δl) и прочность (σ) при разрыве отдельных проволок жилы – не менее 6% и 330 Н/мм² соответственно;
• удельное объёмное электрическое сопротивление материала проволок (r) – не более 0,020 мкОм×м (ввиду требования к электрическому сопротивлению постоянному току жил).

Данные параметры определены требованиями стандарта к токопроводящим жилам. Для достижения данных требований была выбрана наиболее распространённая в технологии изготовления бортовых проводов и кабелей бронзовая проволока марки БрХЦрК, которая в исходном состоянии имеет: Δl – ≈(2÷5)%, σ – ≈600 Н/мм², r – ≈0,018 мкОм×м.

С целью получения на БрХЦрК требуемых значений параметров Δl и σ было использовано оборудование, новое с точки зрения применяемой в отечественной практике технологии очистки и отжига проволоки, а именно линия плазменного отжига проволоки (рис. 7).

Рис. 7 Линия плазменного отжига проволоки

Данная линия предназначена для термической обработки различных тонких проволок диаметром от 0,06 до 0,50 мм из меди или медных сплавов с покрытием (серебром, золотом или никелем; за исключением цинка и олова из-за низкой температуры их плавления) или без покрытия. Основным преимуществом данной технологии является возможность отжига проволоки из медных сплавов с параметрами, не достижимыми традиционными способами.

Линия состоит из установки плазменного отжига проволоки, отдающего и приёмного устройств. В плазменном модуле установки отжига проволока подвергается нагреву и отжигу за счет плазменной обработки, а затем охлаждается в среде нейтрального газа (азота). Обработка плазмой приводит к трём эффектам: нагреву материала, очистке материала (удаление оксидной плёнки, удаление смазки) и полировке поверхности (при небольших шероховатостях).

Плазменная обработка не повреждает поверхности материала, при условии, что на материал не воздействует повышенная и неоправданно мощная плазма. Производственная скорость плазменного процесса зависит прежде всего от заданных целевых свойств проволоки, массы пропускаемого через систему материала и конструкции машины. Во время процесса входная мощность установки отжига (плазмы) и температура (интенсивность) плазменной обработки выбираются автоматически, подстраиваясь пропорционально изменению линейной скорости линии во время её разгона и остановки, не вызывая при этом деградации физико-механических свойств обрабатываемого материала, обеспечивая в то же время поддержание их равномерности по длине проволоки.

Остатки загрязняющих веществ, эмульсии, смазки и слои окислов разрушаются в плазменной камере или испаряются при высокой температуре. Зольные остатки скапливаются на дне камеры или в вакуумных фильтрах. Осадки на поверхности, смазки, удаляемые с поверхности при обработке плазмой, и летучие компоненты остаточных веществ, испаряющиеся в процессинговый газ (азот), отсасываются из плазменной камеры вакуумной системой и выбрасываются через выпускную трубу.

Скрутка жилы

Для скрутки токопроводящих жил была использована линия сигарного типа, предназначенная в основном для скрутки проволок из меди и медных сплавов с покрытием или без него.

Особенность и преимущество линии скрутки сигарного типа заключаются в том, что при скрутке на данных машинах скручиваемые проволоки не получают закрутки, в результате чего скручиваемые элементы на всем протяжении скручиваемой длины формируют сердечник, в котором отсутствуют избыточные (или остаточные) механические напряжения. Это обеспечивается тем, что катушки с проволокой, располагаемые в «люльках», которые подвешены в теле «сигары», сохраняют своё пространственное положение, также не придавая сходящим с них проволокам крутящих усилий. Такая скрутка особенно важна при изготовлении токопроводящих жил из проволок, сплавов с малым значением относительного удлинения.

В противоположность обычной (например, двойной) и так называемой «дикой» (одновременная закрутка всех проволок в пучок) скрутке, жила, сформированная повивами на сигарной машине, не приобретает упругости, приводящей к перекручиваю или наоборот ослаблению контактов между проволоками при дальнейших операциях. Кроме того, не происходит миграции проволок из повива в повив по длине жилы, в результате чего не возникает дополнительных потерь полезного сигнала в кабеле.

В итоге при правильной скрутке в готовом кабеле сохраняется равномерность электромагнитного поля, положительно сказывающаяся на частотных параметрах передачи кабеля, таких как волновое сопротивление и коэффициент затухания.

Изоляция токопроводящих жил

Следующей задачей, вытекающей из требований стандарта, являлась разработка высокотемпературной, то есть обеспечивающей функционирование кабеля в диапазоне высоких температур, например до 200 °С, облегчённой высокостабильной изоляции токопроводящих жил.

Для наложения изоляции использовалась экструзионная линия (Рис. 8), способная перерабатывать фторополимеры.

Рис. 8. Экструзионная линия физического вспенивания и ошлангования фторопластом

Линия позволяет накладывать сплошную изоляция и оболочку толщиной от 0,1 мм и диаметром до 8 мм, а также высокотемпературную пористую изоляцию токопроводящих жил. Образование пористой изоляции производится путём впрыска инертного газа в расплав гранулированного полимера с введёнными в гранулы порообразующими добавками. Порообразующие центры при контакте с газом образуют замкнутые равномерно распределённые в толще изоляции микропоры.

Благодаря вспениванию достигается снижение потерь в диэлектрике на высоких частотах (следовательно, и снижение электрической ёмкости и затухания сигнала в рабочих парах), уменьшение массогабаритных параметров кабеля, равномерность частотных характеристик электрических параметров передачи, влагостойкость, сохранение свойств при хранении и надёжность эксплуатации.

Принципиальная схема экструзии с физическим вспениванием материала показана на Рис. 9.

Рис. 9. Принципиальная схема экструзии с физическим вспениванием материала

При изготовлении кабелей для стандарта SpaceWire поверх вспененного слоя накладывается сплошной слой толщиной несколько десятков микрон из фторполимера той же основы, что у вспениваемого материала и с близким с ним по значению показателем текучести расплава. Данный слой придаёт изоляции дополнительную твёрдость, стабильность её диаметру по длине, защиту от влаги, а также соответствующие электрические параметры и возможность окрашивания изоляции в нужный цвет. На Рис. 10 показан поперечный срез изоляции кабеля СК-КФФ 4×2×0,38 диаметром 0,92 мм и степенью вспенивания изоляции 30%.

Рис. 10. Срез изоляции кабеля СК-КФФ 4×2×0,38

В качестве материала, обладающего всеми необходимыми для кабелей СК-КФФ и СК-КФ свойствами, был выбран вспенивающийся фторопластовый компаунд, причём в двух базовых вариантах – на основе сополимера ПФА и ФЭП.

ПФА обладает очень широким диапазоном рабочих температур (от –200 до +260 °С) наряду с исключительными высокочастотными диэлектрическими показателями (диэлектрическая проницаемость e и тангенс угла диэлектрических потерь tgd), сопоставимыми со значениями у ПТФЭ, а также меньшей, чем у ПТФЭ, хладотекучестью, что имеет значение при постоянной механической нагрузке на кабель при его длительной эксплуатации в кабельных жгутах.

В свете рассматриваемых требований по совокупности характеристик ФЭП практически ничем не уступает ПФА за исключением несколько более высокого значения tg d. Тем не менее рассчитанная конструкция кабелей позволила применить и этот материал, поскольку значение коэффициента затухания не вышло за установленный предел. Но при этом ФЭП – материал, имеющий в несколько раз более высокую радиационную стойкость, прежде всего по таким критериям как электрическое сопротивление и относительное удлинение изоляции жил кабеля, которое, впрочем, не является критичным параметрам для рассматриваемых слаботочных кабелей передачи данных.

Заполняющие кордели

Для выполнения требований по электрическим параметрам, а также максимальной симметрии и устойчивости рабочих пар к внешним механическим воздействиям было необходимо уплотнить пространство вокруг скрученных пар заполняющими элементами. Они должны состоять из высокотемпературного материала, обладающего электрическими свойствами, близкими к свойствам изоляции токопроводящих жил. При этом также должно было выполняться требование по минимальной потере массы и выделению летучих конденсирующих веществ при вакуумно-тепловом воздействии.

В качестве материала была выбрана лента из ПТФЭ пониженной плотности 0,7–0,9 г/см³. Чтобы обеспечить возможность укладки такой ленты в пространство между изолированными жилами пары, была применена её закрутка в спираль на линии двойной скрутки, с предварительным пропусканием через формующий калибр, внутренний диаметр которого на 15–20% меньше диаметра изолированных жил.

Скрутка элементов конструкции

Операции скрутки элементов конструкции – проволок токопроводящих жил, изолированных жил в пары и рабочих пар в сердечник кабеля – осуществлялись в противоположных друг относительно друга направлениях с тем, чтобы избежать избыточных напряжений в элементах готового кабеля. Скрутка рабочих пар изолированных токопроводящих жил совместно с заполняющими корделями производилась на специализированной линии звёздно-четвёрочной скрутки с откруткой скручиваемых элементов.

Скрутка сердечника, состоящего из четырёх экранированных пар и центрального корделя, производилась также на специализированной линии скрутки с откруткой, позволяющей избежать перекручивания самих пар и токопроводящих жил в парах.

Экраны пар и общий экран

Индивидуальным экраном каждой пары является оплётка проволоками или обмотка металлической лентой, обеспечивающие в совокупности с общим экраном эффективность экранирования.

В качестве основного решения для индивидуального экрана каждой из четырёх пар исполнения кабелей 1 и 2 была выбрана оплётка посеребрёнными медными или алюмомедными круглыми или плоскими проволоками. Установленная масса кабеля «облегчённого» исполнения 3 обусловила особое исполнение экранов пар, сочетающее пониженную удельную массу с достаточной экранирующей способностью. Поэтому основным вариантом стала оплётка посеребрёнными алюмомедными круглыми или плоскими проволоками.

Вместе с тем температурный диапазон эксплуатации кабеля исполнения 3 позволил использовать в качестве индивидуального экрана пар ламинированную алюминиевую фольгу, наложенную спирально с перекрытием кромок слоем алюминия наружу для обеспечения непрерывного контакта с общим оплёточным экраном.

Оболочки экранированных пар и оболочка кабеля

В качестве оболочки экранированных пар кабелей исполнения 1 и 2, а также общей оболочки кабелей всех исполнений был применён отечественный ФЭП марки 4МБ.

Наложение оболочки пар и общей оболочки осуществляется на той же специализированной линии, на которой производится изолирование токопроводящих жил. При этом маркировка данных элементов выполняется с помощью специального струйного принтера, работающего на краске, предназначенной для нанесения на поверхность фторопластового элемента, предварительно разогретую до температуры 300 °С блоком плазменной обработки поверхности.

Кабель исполнения 3 оболочек пар не имеет, поскольку, как было отмечено ранее, необходимо обеспечить электрический контакт между индивидуальными и общим экранами по всей длине кабеля.

Кабель облегчённой конструкции

Разработанный кабель марки СК-КФ 4×2×0,40является самым малогабаритным и лёгким кабелем парной скрутки для технологии SpaceWire. Этот кабель превзошёл зарубежный аналог по основным эксплуатационным параметрам:

• вес 1 метра – 40,7 г (у аналога – 42 г);
• наружный диаметр – 5,7 мм (у аналога – 6,5 мм);
• коэффициент затухания на 600/1000 МГц – 0,85/1,11 дБ/м (у аналога – 1,4 дБ/м на 1 ГГц).

Что же позволило изготовить такой компактный и легкий кабель ? Прежде всего, это применение в качестве индивидуального экрана пар ламинированной алюминиевой фольги, которая в сравнении с оплеткой из посеребрённых алюмомедных проволок позволяет снизить массу кабеля более, чем на 10 г/м, а наружный диаметр кабеля – на 0,5 мм. Это в итоге приводит к уменьшению общей массогабаритной характеристики более, чем на 12%.

Измерительная аппаратура и оценка критических параметров передачи

К критически важным параметрам для любых кабелей связи, в том числе и кабелей SpaceWire, относятся коэффициент затухания, волновое сопротивление, разность времён задержки сигнала между парами кабеля. Исходя из высоких требований к качеству сигнала в сети SpaceWire, к перечисленным параметрам добавляются ещё два: разность времён задержки сигнала между жилами кабеля и джиттер.

В качестве оборудования для измерения электрических параметров кабелей как радиочастотных, так и симметричных в частотной области, наилучшим образом подходят векторные анализаторы цепей, а также системы, построенные на их основе [9]. Векторный анализатор цепей (VNA) – прибор, измеряющий параметры отражения и передачи (S-параметры) активных и пассивных устройств и элементов электрических цепей в частотной области.

Измерения в частотной области

Подход к измерениям симметричных кабелей связи с помощью VNA основывается на преобразовании сигнала с коаксиального выхода (50 Ом) на симметричный (100 Ом) с помощью симметрирующих трансформаторов (baluns). Таким образом, с помощью оснастки, включающей в себя симметрирующие трансформаторы, осуществляется подключение симметричных кабелей к VNA.

Для измерения коэффициента затухания, волнового сопротивления кабеля, а также разности времён задержки сигнала между рабочими парами в кабеле в частотном диапазоне использовалась измерительная система компании AESA Contraillod Gmbh., построенная на базе VNA и используемая для измерения параметров стандартных кабелей СКС до частот 1200 МГц. Результаты измерений кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40 показаны на Рис. 11, 12, 13.

Рис. 11. Частотная зависимость волнового сопротивления кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40

Рис. 12. Частотная зависимость коэффициента затухания кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40

Рис. 13. Частотная зависимость разности времён задержки сигнала между парами кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40

Измерения во временной области

Для оценки симметричности передаваемого дифференциального сигнала во временной области был приобретён цифровой стробоскопический осциллограф DCA-X с опцией TDR (time domain reflectometry)/TDT (time domain transmission) фирмы KeySight, а также специальное коммутационное устройство (Рис. 14), обеспечивающее соединение осциллографа с каждой из восьми жил кабеля. Данный прибор позволяет измерять электрические параметры как во временной, так и в частотной областях.

Рис. 14. Измерение кабеля СК-КФ 4×2×0,40 на цифровом осциллографе

Разность времён задержки сигнала между жилами кабеля представляет собой разницу по времени между фронтами синфазного сигнала проходящего по каждой жиле и отражённого от конца кабеля.

Суть метода измерения этого параметра – сигнал (вида «перепад») подают на каждую из токопроводящих жил кабеля. Временная разность между перепадами отражённого от конца кабеля обратного сигнала будет являться разностью времён задержки сигнала между жилами. Результаты измерений для кабеля СК-КФ 4×2×0,40 приведены на Рис. 15. Применяемое оборудование и программное обеспечение позволяют наглядно наблюдать формы волн синфазных сигналов сразу нескольких жил (до 16) и измерять разность времён задержки сигнала между двумя любыми токопроводящими жилами.

Рис. 15. Разность времен задержки сигнала между жилами в паре кабеля марки СК-КФ 4×2×0,40 во временной области

Метод TDR также применим для оценки волнового сопротивления по (времени) длине кабеля (во временной области). Однако в настоящее время этот метод имеет некоторые ограничения, которые касаются измерения волнового сопротивления протяжённых устройств, к которым и относятся кабели. Данные ограничения связаны со следующими эффектами.

1. Переотражения – неизбежный эффект при TDR-измерениях. Часть волны, отражённая от неоднородности, сталкивается с предыдущей неоднородностью и переотражается. Таким образом возникают множественные переотражения. На данный момент, приборы оснащены опцией peeling (алгоритм учёта переотражений), позволяющей частично снять этот эффект. Однако peeling имеет недостаток: не учитывает вносимые потери, а при больших вносимых потерях точность расчётов уменьшается. Самая точная неоднородность – первая.
2. Маскинг. При существенной неоднородности обнаруживается снижение точности измерения за счёт того, что амплитуда падающей волны напряжения, приходящей на следующую неоднородность, меньше первоначальной. Следовательно, величина отклика снижается. На сегодняшний день алгоритм компенсации не реализован.

Результаты измерения волнового сопротивления во временной области приведены на Рис. 16. На характеристике можно наблюдать легкую тенденцию к росту, которая и объясняется описанными эффектами. Чем больше длина кабеля, тем они ярче выражены, так как величина вносимых потерь, количество неоднородностей и вероятность попадания на существенные неоднородности с увеличением длины возрастают. Тем не менее, оценка стабильности импеданса по длине представляется возможной.

Рис. 16. Волновое сопротивление рабочей пары кабеля СК-КФ 4×2×0,40 во временной области

Стоит упомянуть, что рефлектометрия – прямой метод, позволяющий оценивать профиль импеданса устройств. Существуют также и другие методы, например математическое преобразование частотной характеристики импеданса во временную с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ).

Результаты измерения джиттера приведены на Рис. 17. Методика измерения джиттера в кабеле включает в себя следующие шаги:

• измерение S-параметров кабеля в требуемом диапазоне частот;
• моделирование входного цифрового сигнала (до 400 Мбит/с);
• формирование выходного сигнала. Наложение измеренных S − параметров кабеля (шаг 1) на входной сигнал с помощью математического моделирования (имитация прохождения заданного цифрового сигнала через кабель с измеренными S − параметрами);
• получение глазковой диаграммы, формируемой смоделированным выходным сигналом (шаг 3);
• измерение величины джиттера.

Рис. 17. Джиттер кабеля СК-КФ 4×2×0,40, построенный методом глазковой диаграммы

Заключение

Разумеется, охватить в одной статье то немалое количество нюансов, сложностей и технологических решений, которые возникли по ходу данной работы, невозможно. Поэтому в статье представлены основные моменты, связанные с этой интереснейшей темой.

Перспектива применения кабелей для технологии SpaceWire не ограничивается космической техникой, но так же получает всё большее распространение на наземных объектах. Кроме того, «космические» технологии дали толчок для разработки модификации разработанных кабелей для структурированных кабельных сетей (СКС). Разрабатываемая в настоящее время серия кабелей обеспечивает экранирование рабочих пар свыше 100 дБ, а сам кабель соответствует нормам кабеля для СКС по ГОСТ Р 54429–2011 с диапазоном нормируемых параметров до 1000 МГц.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Википедия. SpaceWire. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/SpaceWire.
2. Шейнин Ю.Е., Оленев В.Л., Лавровская И.Я., Дымов Д.В., Кочура С.Г. Разработка, анализ и проектирование транспортного протокола СТП-ИСС для бортовых космических сетей SpaceWire // Исследования наукограда. – 2016. – № 1–2 (15–16). – С. 21–30.
3. ECSS-E-ST-50-12C Rev.1. «Space engineering. », май 2019
4. ESCC Detail Specification No. 3902/003. «CABLE, “SPACEWIRE”, ROUND, QUAD USING SYMMETRIC CABLES, FLEXIBLE, -200 TO +180°C», 2014
5. ESCC Detail Specification No. 3902/004. «CABLE, LOW MASS, “SPACEWIRE”, ROUND, QUAD USING SYMMETRIC CABLES, FLEXIBLE, -100 TO +150°C», 2014
6. Шейнин Ю., Солохина Т., Петричкович Я. Технология SpaceWire для параллельных систем и бортовых распределительных комплексов // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. – 2006. – № 5. – С. 64–75.
7. Кузнецов Р.Г. Кабели для современных сетей промышленной автоматизации // Автоматизация в промышленности. – 2005. – № 8. – С. 19–24.
8. Джонсон, Говард В., Грэхем, Мартин. Высокоскоростная передача цифровых данных: высший курс черной магии. Пер. с англ. – М.: ООО И.Д. «Вильямс», 2016. – 1024 с.
9. Хренков Н.Н., Лобанов А.В. Радиочастотные кабели. Глава 6.4. – М.: Де'Либри, 2019. – 244 с.
10. Дансмор Джоэль П. Настольная книга инженера. Измерения параметров СВЧ – устройств с использованием передовых методик векторного анализа цепей. – М.: Техносфера, 2018. – 736 с.

Статья опубликована в журнале «Кабели и провода» № 2 (338) за 2021 год

]]> https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2021/1503/ https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2021/1503/ Mon, 12 Apr 2021 12:15:00 GMT Решением Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) словесному обозначению «КСБ» предоставлена правовая охрана в отношении кабельных изделий. Исключительные права на использование словесного обозначения «КСБ» согласно свидетельству Российской Федерации от 22.03.2021 № 799765 принадлежат ООО НПП «Спецкабель».

Указанное событие является результатом положительной оценки государственным органом деятельности ООО НПП «Спецкабель» по производству и продвижению кабелей КСБ, а также деятельности компании по правовой защите своей продукции на товарном рынке.

Статус товарного знака предоставляется государством не любому обозначению. Статья 1483 Гражданского кодекса Российской Федерации (далее ГК РФ) запрещает предоставление правовой охраны словесным обозначениям, не обладающим различительной способностью, а именно – представляющим собой отдельные буквы и сочетания букв, которые не воспринимаются как слово. Правовая охрана не предоставляется также словесным обозначениям, являющимся общепринятым наименованием товаров, заявленным на регистрацию для обозначения этих товаров, например, «телевизор», «холодильник», «кабель». Кроме того, нельзя зарегистрировать в качестве товарного знака словесные обозначения, указывающие на вид, качество, количество, свойство, назначение, ценность товаров, а также на время, место и способ их производства или сбыта, т.е. обозначения, характеризующие товары.

Вместе с тем, закон разрешает регистрацию вышеприведенных обозначений при условии, что эти обозначения приобрели различительную способность в результате их использования. Чтобы понять смысл приведенной правовой нормы, давайте разберемся, что означает понятие «различительная способность обозначения».

Согласно статье 1477 ГК РФ, товарный знак – это обозначение, служащее для индивидуализации товаров юридических лиц или индивидуальных предпринимателей. Таким образом, товарным знаком может быть только обозначение, которое у потребителей способно выделить товары (услуги) одного производителя из товаров (услуг) других производителей. Данное свойство и называется различительной способностью обозначения. Если потребители знают, что одно и то же обозначение используется или использовалось несколькими производителями в отношении их товаров (услуг), то такое обозначение не обладает различительной способностью.

Способность обозначения индивидуализировать товар (услугу) предполагает также однозначное восприятие потребителями этого обозначения. Обозначение, имеющее различительную способность, не может быть перепутано с обозначениями других производителей. По этой причине закон накладывает ограничения на использование в качестве товарного знака словесных обозначений в виде отдельных букв и сочетаний букв, которые не воспринимаются как слово.  Например, слова «сорт», «рост», «торс» состоят из одних и тех же букв, но означают для потребителя разные понятия. Поэтому у потребителей они не будут смешиваться. Наоборот, словесные обозначения «срт», «рст», «трс» потребителю будет трудно различить и запомнить, если он с данными обозначениями не имел дела в достаточно большом количестве случаев.

Таким образом, для регистрации словесного обозначения «КСБ» в качестве товарного знака необходимо было доказать, что названное обозначение воспринимается потребителями как обозначение кабельных изделий, произведенных исключительно заводом «Спецкабель». А это представлялось достаточно трудным делом, так как на момент подачи заявки на товарный знак имели место арбитражные споры по использованию компанией «Спецкабель» обозначения «КСБ» при маркировке своей продукции.  При этом оппоненты ООО НПП «Спецкабель» утверждали, что обозначение «КСБ», используемое в маркировке кабеля, в силу положений ГОСТ 15845-80 и ГОСТ 18690-12, указывает на тип изделия и его конструкцию, т.е. указывает на характеристики кабелей, маркированных данным обозначением.

В Роспатент были представлены в качестве доказательств многочисленные и объемные материалы, подтверждающие продолжительное и активное использование заводом «Спецкабель» обозначения «КСБ» при продвижении и реализации своей кабельной продукции. Кроме документов, подтверждающих существенный объем реализованной продукции, маркированной обозначением «КСБ», Роспатенту были представлены многочисленные каталоги компании, журнальные статьи о кабелях КСБ, письма контрагентов, материалы с выставок, документы, подтверждающие широкую географию поставок кабелей КСБ, материалы с сайтов spcable.ru и spetskabel.ru.

Кроме того, заводом «Спецкабель» в Роспатент было представлено 3аключение от 23.11.2018 № 413-2018 по результатам социологического опроса, проведенного ФГБУН «ФНИСЦ РАН» в отношении товарных знаков «Спецкабеля» по свидетельствам № 519438 и № 588675. Данные товарные знаки представляют комбинированные обозначения, содержащие словесный элемент «КСБ».

Несмотря на большой объем представленных заводом «Спецкабель» доказательств, экспертиза Роспатента посчитала его недостаточным для предоставления ООО НПП «Спецкабель» охраны словесному обозначению «КСБ». В соответствии с действующим законодательством ООО НПП «Спецкабель» направило в Роспатент возражение на отказ в регистрации словесного обозначения «КСБ» в качестве товарного знака в отношении кабельных изделий. В дальнейшем судьба поданной «Спецкабелем» заявки на товарный знак решалась на заседании Палаты по патентным спорам.

На заседании Палаты по патентным спорам в дополнение к уже имеющимся доказательствам завод «Спецкабель» представил вступившие в законную силу судебные акты по арбитражным делам.

Коллегия Палаты по патентным спорам, рассмотрев в совокупности представленные доказательства, пришла к выводу о приобретении словесным обозначением «КСБ» различительной способности в отношении кабельных изделий.

В своем Заключении коллегия отмечает, что, согласно вступившему в законную силу постановлению Суда по интеллектуальным правам от 23.12.2019 по делу № A41-79730/2017, материалами дела и судами первой и апелляционной инстанций установлено, что ООО НПП «Спецкабель» в 2009 году разработал и приступил к серийному производству интерфейсных кабелей (кабелей связи) серии «КСБ». Согласно техническим условиям на данные кабели при обозначении кабелей в начале наименования марки указывается аббревиатура «КСБ», которая выбрана заводом «Спецкабель» для индивидуализации его продукции относительно других производителей кабельной продукции.

В Заключении коллегии указано, что вопрос об использовании заводом «Спецкабель» обозначения «КСБ» уже исследовался Роспатентом при рассмотрении иных административных дел. Так, в постановлении президиума Суда по интеллектуальным правам от 25.02.2020 по делу № СИП-290/2019 отмечено, что Роспатентом приняты во внимание факты, установленные вступившими в законную силу судебными актами, о том, что выпускаемая до даты приоритета товарного знака по свидетельству № 519438 кабельная продукция завода «Спецкабель» была уникальной и обозначение «КСБ» не использовалось иными производителями. В том же постановлении указано, что, исследовав представленные НПП «Спецкабель» материалы, Роспатент пришел к выводу о длительном и интенсивном использовании обществом НПП «Спецкабель» словесного обозначения «КСБ» при маркировке кабелей начиная с 2009 года, а также о том, что в результате такого использования спорный товарный знак (№ 519438) ассоциируется у потребителей с НПП «Спецкабель».

Коллегией Палаты по патентным спорам было учтено, что в ходе рассмотрения арбитражного дела № СИП-290/2019 суд первой инстанции, оценивая доказательства, в том числе ГОСТ 15845-80 и Технические условия НПП «Спецкабель», пришел к обоснованному выводу о том, что обозначение «КСБ» не указывает на характеристики маркируемых им товаров. При этом суд первой инстанции также правомерно учел имеющиеся во вступивших в законную силу судебных актах по делам № А40-622/2015, № А40-204076/2015 и № А40-112942/16 выводы, согласно которым обозначение «КСБ» не связано ни с типом изделия, ни с его конструкцией, ни с материалами кабеля, не относится ни к одному отраслевому стандарту, указанное обозначение призвано индивидуализировать товары этого лица и выделить их среди аналогичных товаров других производителей.

Коллегия Палаты по патентным спорам также отмечает, что аналогичные выводы содержатся в постановлении президиума Суда по интеллектуальным правам от 25.02.2020 по делу № СИП-291/2019.

В своем заключении коллегия Палаты по патентным спорам ссылается также на постановление президиума Суда по интеллектуальным правам от 28.02.2020 по делу № СИП-734/2019, которым кассационная жалоба оппонента ООО НПП «Спецкабель» о признании действий завода «Спецкабель» по регистрации товарного знака по свидетельству № 519438, в том числе по подаче заявки на регистрацию товарного знака, злоупотреблением правом и недобросовестной конкуренцией, была оставлена без удовлетворения. В названном постановлении было также отмечено, что ООО НПП «Спецкабель» с 2009 года осуществляло хозяйственную деятельность по производству и введению в гражданский оборот кабельной продукции, маркируемой, в том числе, обозначением «КСБ». Там же изложено: как усматривается из судебных актов по делу № А41-79730/2017, а также из имеющихся в материалах дела судебных актов по делам № А40-622/2015, № А40-204076/2015, № А40-112942/2016, из процессуальных документов, исходящих от общества НПП «Спецкабель» в рамках данного дела, буквосочетание «КСБ» не связано ни с конструктивными особенностями кабеля, ни с его назначением, ни с материалами, из которого он изготавливается, не отражено в отраслевых стандартах, а призвано индивидуализировать кабели, выпускаемые обществом НПП «Спецкабель».

Коллегия также приняла во внимание, что решением Арбитражного суда Московской области от 11.01.2018 по делу № А41-79730/17, оставленном в силе постановлением Суда по интеллектуальным правам от 23 декабря 2019 года, действия конкурента ООО НПП «Спецкабель» по введению в гражданский оборот кабелей, содержащих в маркировке обозначение «КСБ», были признаны недобросовестной конкуренцией в части создания условий по смешению товаров производителей-конкурентов и введения в заблуждение потребителей.

Также коллегией было учтено мировое соглашение, заключенное между сторонами спора по делу № СИП-881/2018 и утвержденное определением Суда по интеллектуальным правам от 27 ноября 2020 года. Согласно названному мировому соглашению, оппонент завода «Спецкабель» отказывается от каких-либо притязаний по использованию заводом «Спецкабель» товарного знака по свидетельству № 519438 и обязуется не использовать в своей хозяйственной деятельности в отношении кабельной продукции словесное обозначение «КСБ».

Кроме того, Судом по интеллектуальным правам в рамках данного дела определено, что использование одной Стороной в маркировке кабельной продукции обозначения, уже используемого другой Стороной в качестве средства индивидуализации своей продукции с предоставленной ему правовой охраной, либо без таковой, может ввести в заблуждение потребителей не только относительно производителя названной продукции, но также относительно свойств, назначения и, соответственно, безопасности названной продукции.

С учетом выводов вышеприведенных судебных актов коллегией было рассмотрено представленное заводом «Спецкабель» 3аключение от 23.11.2018 № 413-2018 по результатам социологического опроса, проведенного ФГБУН «ФНИСЦ РАН».

В заключении Палаты по патентным спорам отмечено, что коллегия приняла во внимание результаты вышеприведенного социологического исследования, которые касаются приобретения различительной способности буквосочетания «КСБ», вне ассоциации с зарегистрированными комбинированными товарными знаками НПП «Спецкабель».

Коллегия Палаты по патентным спорам установила, что, согласно результатам этого социологического исследования, большинство потребителей считает, что тестируемое обозначение «КСБ» используется одной конкретной компанией, а значительная часть опрошенных отметила, что обозначение «КСБ» ассоциируется у них с компанией-производителем ООО НПП «Спецкабель».

Таким образом, именно совокупность представленных ООО НПП «Спецкабель»  материалов, свидетельствующих об интенсивности и масштабности использования им словесного обозначения «КСБ», а также представленных многочисленных судебных актов, подтверждающих правомерность использования заводом «Спецкабель» словесного обозначения «КСБ» в качестве средства индивидуализации, позволили Роспатенту прийти к заключению о приобретении обозначением «КСБ» на территории Российской Федерации различительной способности в результате длительного и интенсивного использования ООО НПП «Спецкабель» данного обозначения в отношении кабельной продукции. 

На основании вышеприведенного заключения Роспатент принял решение о предоставлении словесному обозначению «КСБ» правовой охраны в отношении кабельных изделий и регистрации названного обозначения в качестве товарного знака ООО НПП «Спецкабель» по свидетельству Российской Федерации от 22.03.2021 № 799765.

]]> https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2021/1496/ https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2021/1496/ Thu, 08 Apr 2021 13:00:00 GMT Представлено теоретическое и экспериментальное обоснование необходимости учета влияния при СВЧ на параметры передачи коаксиальных и симметричных кабелей непроводящих, электропроводящих и полупроводящих пленок, образующихся на поверхности проводников в результате возможных экстремальных условий эксплуатации. Даны необходимые пояснения правомерности вывода и применимости расчетных зависимостей для определения, в частности, коэффициента затухания кабелей в зависимости от свойств поверхностного покрытия проводников. Полученные результаты могут быть использованы для оценки изменения параметров специальных кабелей, в том числе, огнестойких при работе в экстремальных условиях.

Условия эксплуатации специальных кабелей, в зависимости от назначения, могут предполагать воздействия экстремальных факторов, приводящих к необратимым изменениям их параметров. Этот вопрос приобретает особую актуальность, когда необходимо обеспечить работоспособность телекоммуникационных кабелей в системах безопасности во время пожара, а, в отдельных случаях, и после него. Расширение частотного диапазона работы таких кабелей в сторону СВЧ приводит к необходимости учета влияния таких факторов, наличие которых ранее не учитывалось. Так, при воздействии высоких температур проводники кабелей могут покрываться окисной пленкой. Например, поверхность медных проводников будет покрываться слоем закиси меди Cu₂O, а в условиях выгорания изоляции в огнестойких кабелях на поверхности проводников может образовываться пленка из сажи, образуя полупроводящий поверхностный слой из углерода. В общем случае сочетание различных внешних воздействующих факторов приводит к появлению на поверхности проводников пленок с широким спектром электрофизических свойств. И, если эти образования на поверхности проводников силовых кабелей практически не сказываются на передаче электрической мощности, то для высокочастотных кабелей эти факторы могут приводить к существенному ухудшению параметров передачи в СВЧ диапазоне, когда глубина проникновения электромагнитной волны в проводниках уменьшается до единиц микрометра.

Таким образом, целью данной статьи является теоретическое и экспериментальное исследование влияния на потери в высокочастотных кабелях различных типов покрытий поверхности проводников.

Так, при передаче высокочастотных сигналов используются коаксиальные и симметричные кабели, для которых существует основной тип волны. Такую симметричную волну электрического типа , не имеющую критической частоты, называют квази-Т-волной («квази» означает, что в отличие от обыкновенной Т-волны имеется продольная составляющая электрического поля) [1].

Продольная составляющая электрического поля в коаксиальном или симметричном кабеле возникает при наличии значительных потерь в проводниках, что также искажает поперечную структуру электромагнитного поля.

Для расчета параметров передачи в таких кабелях обычно пользуются методом теории цепей с распределенными параметрами, где учитывают наличие E_z и, следовательно, потери в проводниках, но конфигурацию электромагнитного поля полагают такой, как в линии без потерь. Теория цепей справедлива при выполнении следующих условий:

1) Токи смещения в проводниках много меньше токов проводимости [2]

(1)

2) Характеристическое сопротивление диэлектрика (Z₀) много больше по величине,

3) чем поверхностное сопротивление проводника (R_S) [3]

/ 1;

(2)

4) Длина волны в кабеле значительно больше его поперечных размеров (условие поперечной квазистационарности) [3].

В противном случае, точное решение задачи заключается в нахождении решений для продольных составляющих полей отдельно в проводнике и диэлектрике и согласования их на границе раздела.

Поскольку в общем случае, изменение свойств поверхностного слоя предполагается в весьма широком диапазоне, то условия (1) и (2) могут не выполняться. Поэтому параметры передачи необходимо искать непосредственно из решения уравнений Максвелла.

В дифференциальной форме записи для однородной изотропной среды и гармонических колебаний уравнения имеют следующий вид:

	(3)
	(4)

где  – удельная проводимость среды, и  – абсолютная диэлектрическая и магнитная проницаемости среды,  – комплексная диэлектрическая проницаемость, равная

(5)

Используя уравнения (3) и (4) можно получить следующие векторные уравнения:

	(6)
	(7)

где ² – оператор Лапласа.

Уравнения (6) и (7) называют волновыми уравнениями.

Модель электромагнитного поля в коаксиальном или симметричном кабелях удобно представлять в цилиндрической системе координат.

Волновое уравнение в цилиндрической системе координат имеет вид:

(8)

где F – составляющая электрического поля, K – поперечный волновой коэффициент.

Для анализа влияния поверхностного слоя на поверхность проводников рассмотрим модель коаксиального кабеля, представленную на рис. 1, с поверхностным слоем у внутреннего проводника. Любая составляющая поля определяется решением соответствующего дифференциального уравнения. Учет влияния слоя на поверхности внешнего проводника принципиально не дает новой информации в рассматриваемом вопросе и, поэтому, нами не учитывался.

Рис. 1. Поперечное сечение коаксиального кабеля

1 – внутренний проводник;
2 – поверхностный слой или покрытие;
3 – изоляция;
4 – внешний проводник

.

Компоненты поля в цилиндрических координатах найдены в работе [4]. Для симметричных поперечных волн, в частности, для квази-Т-волны, составляющие поля  и  во внутренних точках: для каждой из сред распространения – внутреннем проводнике, слое на поверхности проводника и изоляции кабеля, определяются уже известным образом. При этом, в получаемых для  и  соотношениях, поперечный волновой коэффициент будет иметь следующий вид:

(9)

где

m указывает на принадлежность к среде, в которой распространяется волна (см. рис. 1),  – постоянная распространения в среде,

(10)

 – постоянная распространения волны в кабеле,  и  – абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды,
 – удельная электрическая проводимость среды,  – циклическая частота.

Составляющие поля, при отсутствии отражений, изменяются вдоль оси z по экспоненциальной зависимости, т.е.

(11)

Опуская промежуточные выкладки, приведем конечное трансцендентное уравнение, позволяющее определить постоянную распространения волны в кабеле:

(12)

В уравнение (12) входят функции Бесселя от аргумента, величина которого определяется параметрами слоя.

Нахождение величины  в общем случае может быть осуществлено с помощью численных методов. Однако, при расчете детерминанта или при поиске численного значения непосредственно из уравнения (12), возникают значительные трудности, связанные с ограниченной точностью расчета функций Бесселя и их произведений.

Задача значительно упрощается и сводится к аналитическому выражению для  в предположении, что слой обладает свойствами металла ( или диэлектрика (, т.е. когда аргумент  достаточно велик или достаточно мал.

Таким образом, для кабеля с металлическим поверхностным слоем на внутреннем проводнике с учетом потерь в изоляции выражение для коэффициента затухания , найденные из уравнения (12), имеет следующий вид:

(13)

где

 – глубина проникновения волны в среду слоя, м,
 – толщина слоя, м,
 – тангенс угла диэлектрических потерь в изоляции,
и  – активное поверхностное сопротивление внутреннего и внешнего проводников, Ом:

, ,  – удельная электрическая проводимость внутреннего проводника, слоя и внешнего проводника, Ом/м.

Величина   является коэффициентом, показывающим изменения активного поверхностного сопротивления внутреннего проводника при введении поверхностного слоя с отличной от основного металла проводимостью, т.е.

где
 – активное сопротивление поверхности проводника со слоем.

Коэффициент затухания   кабеля с диэлектрическим слоем на внутреннем проводнике имеет следующее выражение:

(14)

где

 – тангенс угла диэлектрических потерь слоя.

Расчет параметров кабеля с полупроводящим слоем на поверхности проводников, когда , проблематичен из-за технических трудностей, связанных с недостаточной точностью расчетов значений функции Бесселя от аргумента порядка единицы. Однако на СВЧ, когда глубина проникновения волны в поверхностный слой становится гораздо меньше радиуса кривизны поверхности, можно не учитывать профиль поперечного сечения проводников. Замена цилиндрических проводников на плоские при решении полевых задач позволяет перейти от функций Бесселя к гиперболическим, что значительно облегчает расчеты. По данным [5] такая замена дает достаточно хорошее приближение при величине отношения радиуса проводника к глубине проникновения  не менее 7ч8. Используем данное положение для расчета параметров передачи радиочастотных кабелей с полупроводящей пленкой на поверхности проводников. Тогда проводник с поверхностным слоем может быть представлен, как показано на рис. 2, в виде сплошного плоского проводника практически бесконечной толщины, электрические и магнитные свойства которого в общем случае характеризуются тремя параметрами - ,  и , проводник покрыт слоем другого материала толщиной △ с параметрами - ,  и , среда, занимающая остальную часть полупространства, имеет параметры ,  и .

Рис. 2. Сплошная металлическая плоскость с поверхностным слоем.

1 – металл;
2 – поверхностный слой или покрытие;
3 – диэлектрическая среда.

Пусть данная плоскость является направляющей для распространяющейся вдоль ее поверхности волны. Из-за потерь в слое и проводнике, поле имеет  составляющую. Образующееся в этом случае поле представляет поверхностную волну типа , структура которой вблизи плоскости будет идентична квази-Т-волне в коаксиальном кабеле [6].

Поверхностный импеданс направляющей металлической плоскости с тонким поверхностным слоем, равный

(15)

определяется путем отыскания составляющих поля в каждой из сред и согласования их на границе раздела.

Будем рассматривать три составляющие поля - ,  и . Если отсутствует зависимость составляющих в направлении оси у, то для однородной изотропной среды можно записать уравнения (3) и (4) в следующем виде:

	(16)

Откуда получаем волновое уравнение относительно

Экспоненту изменения составляющих поля вдоль оси z, как это будет в дальнейшем видно, удобно записать в виде:

(17)

Учитывая, что   =   и  , получим уравнение:

(18)

где
.

Решение уравнения (18) в общем случае имеет форму равенства

(19)

Для основного проводника отрицательная экспонента должна отсутствовать, т.к. при  составляющая поля , т.е. постоянная . Рассуждая аналогично для диэлектрической среды получаем . Таким образом, получаем:

	(20)

В решении для материала слоя присутствуют оба экспоненциальных члена, для удобства они записаны с помощью гиперболических функций.

Используя последнее уравнение из (16), запишем выражения для продольных составляющих напряженности электрического поля:

	(21)

Постоянные коэффициенты могут быть определены из условия непрерывности касательных составляющих поля на границе раздела сред:

  при ;      при  (22)

Из (20) и (21) с учетом (22) получаем трансцендентное уравнение:

(23)

Поверхностный импеданс из (15) с учетом (20) и (21):

(24)

Для проводника 1  и , откуда  . Если слой металлический, то для материала 2 аналогично имеем =.

Т.о., при  из (23) и (24) получаем выражение для поверхностного импеданса

(25)

где

  и  , Ом – активные поверхностные сопротивления проводника без слоя и проводника, целиком состоящего из материала слоя.

При рассмотрении полупроводящего и диэлектрического слоев, решение уравнения (23) усложняется тем, что  и  становятся соизмеримыми величинами, и пренебрегать  при расчете поперечного волнового числа , как это делалось в случае металлического слоя, уже нельзя. Поэтому уравнение (23) решалось численно относительно  с помощью программы Wolfram Mathematica [7]. Однако найденное таким образом значение  является постоянной распространения волны вдоль плоскости и не может быть напрямую использовано для нахождения коэффициента затухания в коаксиальном кабеле. Вместо этого используем для  известное выражение для коэффициента затухания в коаксиальном кабеле, модифицированное с учетом активного поверхностного сопротивления, вносимого слоями на внутреннем и внешнем проводниках:

(26)

где

.

Таким образом  выражается через активную составляющую поверхностного импеданса проводников ,  и  – активное и реактивное поверхностное сопротивление. Значение  может быть найдено из выражения (24) или (25).

На рис. 3 представлены графики относительного изменения коэффициента затухания коаксиального кабеля с гладкими медными проводниками, полученного по формуле (26), в зависимости от свойств поверхностного слоя. Здесь и в дальнейшем для построения графиков использовалось только выражение (24) для  и значение , находимое численно из уравнения (23). Следует отметить, что значения коэффициента затухания, получаемые по формулам (13) и (14) для случаев металлического и диэлектрического слоя, практически совпадают в соответствующих областях с вычислениями по формуле (26).

Рис. 3. Зависимость относительного коэффициента затухания кабеля для толщин поверхностного слоя 0,1 и 0,5 мкм при частотах 10 и 30 ГГц
(0,45 мм;  мм; ; ;

Более полное представление о характере потерь в проводниках дает рельеф поверхности , построенный в координатных осях частоты и проводимости поверхностного слоя (рис. 4). Линии максимумов потерь, как видно из рис.4, в полупроводящей и проводящей областях растут и сближаются с увеличением частоты. Если их продолжить, то на частотах порядка 10¹⁵÷10¹⁶ Гц (световые волны) мы будем иметь один пик потерь с максимумом в проводящей области (проводник не может служить направляющей системой для световых волн).

Рис. 4. Зависимость относительного активного поверхностного сопротивления медного проводника от удельной проводимости слоя и частоты. Толщина слоя 1 мкм,

Приведенные, как частный случай решения уравнений Максвелла, математические зависимости в совокупности с современными прикладными программами расчетов, позволяют проводить необходимые инженерные расчеты возможных изменений параметров высокочастотных кабелей в процессе их эксплуатации. С точки зрения оценки полученных результатов, наибольший интерес представляют исследование влияния полупроводящих пленок.

Для оценки влияния полупроводящего слоя Cu₂O на величину коэффициента затухания радиочастотных кабелей, использовались результаты испытаний среднегабаритных полужестких кабелей с ленточной изоляцией из фторпласта-4. Измерение коэффициента затухания проводились в стадии поставки и после циклов испытаний на наработку при температуре 200°C. Испытывались образцы кабелей с диаметром по изоляции 4,6 и 5,6 мм с медным и медным посеребренным внутренними проводниками (по 25 образцов). Увеличение коэффициента затухания кабелей с медными посеребренными проводниками после наработки 2000 час. при +200°C в диапазоне частот 10 ÷15ГГц в среднем составило 5,5%, а более подробные исследования потерь в кабелях с медными проводниками показали наличие максимума роста относительных потерь в диапазоне частот 1ч16,7 ГГц. На рис. 5 представлены зависимости величины относительных потерь, построенные по предложенной авторами методике, с нанесенными на них экспериментальными точками. Закись меди Cu₂O является полупроводником р-типа и ее проводимость зависит от концентрации акцепторных уровней. Акцепторными центрами в Cu₂O являются атомы кислорода. Поскольку в кабеле закись меди уже не в чистом виде, точно соответствующем химической формуле Cu₂O, в зоне примесной проводимости полупроводника удельную проводимость слоя можно взять примерно равной 1,3 Cм/м [8]. По той же причине относительная диэлектрическая проницаемость бралась равной 9,5. Коэффициент затухания кабелей с медными проводниками для различных степеней окисленности поверхности рассчитывается по формуле (26) с помощью частотной зависимости коэффициента относительного активного поверхностного сопротивления K_R  для толщин окисного слоя △=0,5÷1.8мкм, представленной на рис. 6. Результаты оценки роста потерь в сопоставлении с расчетными зависимостями позволяют установить примерную зависимость роста слоя закиси меди на поверхности проводников. Так, после 2000 час. испытаний на наработку при температуре 200° толщина слоя Cu₂O на поверхности проводников кабелей со сплошной фторопластовой изоляцией должна составлять около 0,6 мкм; после 3,5 тыс. час., соответственно – 0,8 мкм; после 6 тыс. час. – 1,6 мкм и после 10 тыс. час. – 1,8 мкм.

Рис. 5. Частотная зависимость роста относительных потерь в радиочастотных кабелях
с медными проводниками в процессе испытаний на наработку при температуре 200 C° 
Сплошные линии – расчетные кривые при разных толщинах слоя,
точки – экспериментальные значения при различной длительности наработки.

Рис. 6. Частотная зависимость относительного акти вного поверхностного сопротивления окисленного медного проводника при различных толщинах слоя закиси меди Cu₂O на его поверхности.

Из полученных зависимостей рис. 5 видно, что максимум роста потерь в радиочастотных кабелях  с окисленными медными проводниками находится в районе 3 ГГц и после 10 тыс. час. испытаний на наработку достигает 17ч21%. При прогнозировании роста потерь в радиочастотных кабелях следует также иметь в виду, что коррозия проводников способствует увеличению шероховатости поверхности, которая будет влиять на потери в более высокочастотной области.

Таким образом, впервые расчетным путем было оценено и экспериментально подтверждено влияние полупроводящей окисной пленки медных проводников на потери в радиочастотных кабелях.

Полученные результаты могут быть использованы для расчета параметров передачи при СВЧ высокочастотных кабелей с учетом возможных полупроводящих образований на поверхности проводников, возникающих в результате экстремальных условий эксплуатации.

Список литературы.

1. Иларионов Ю.А., Раевский С.Б., Сморгонский В.Я., Расчет гофрированных и частично заполненных волноводов. «Сов. Радио» М., 1980, с.146-163.
2. Carson J.R. The guided and radiated energy in wire transmission, J. of the AIEE, 1924, Vol. 43, No. 10, pp. 908-913.
3. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны, М., «Сов. Радио», 1957, 581 с.
4. Стреттон Д.А. Теория электромагнетизма. М., Гостехиздат, 1948, с.460.
5. Рамо С., Уиннери Дж. Поля и волны в современной радиотехнике. М., Гостехиздат, 1950, с.239-253.
6. Семенов Н.А. Техническая электродинамика. «Связь», М., 1973, 480 с.
7. Wolfram Research, Inc., Mathematica, Version 12.1, Champaign, IL (2020).
8. Деккер А. Физика электротехнических материалов. Пер. с англ. ГЭИ, 1962, с. 206-209.

Статья опубликована в журнале «Кабели и провода» № 1 (387) за 2021 год

]]> https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1359/ https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1359/ Mon, 19 Oct 2020 14:35:00 GMT В 2017 году завод «Спецкабель» произвел изменение технических условий ТУ 16.К99-015-2003 на кабели комбинированные для систем видеонаблюдения.

Изменены обозначения прежних марок комбинированных кабелей, а также привнесены в ТУ новые исполнения кабелей, в том числе не распространяющих горение и не выделяющих галогенсодержащих кислот при их горении и тлении – «нг(С)-HF».

Конструктивно линейка кабелей по ТУ 16.К99-015-2003 содержит кабели, состоящие из заключенных под общую оболочку элементов: коаксиального радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом (РК 75-3,7-3…) и нескольких проводов питания (2 и более).

В конструкции комбинированных кабелей по ТУ 16.К99-015-2003 используются:

• кабели марок РК 75-3,7-35ф, РК 75-3,7-36ф и РК 75-3,7-331фнг(С)-HF, изготавливаемые по ТУ 16.К99-006-2001;
• провода питания сечением 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5 мм² с рабочим напряжением до 600 В переменного тока.

Материал изоляции проводов питания соответствует материалу общей оболочки комбинированного кабеля и исполнению комбинированного кабеля в целом.

Маркообразование комбинированных кабелей по ТУ 16.К99-015-2003 имеет следующий вид:

СПЕЦКАБЕЛЬ (X + N×S) Z

где элементы X, N, S, Z и основные конструктивные исполнения кабелей приведены в Таблице 1.

Таблица 1 – Описание элементов в структуре марки комбинированного кабеля по ТУ 16.К99-015-2003

Наименование элементов	Описание элементов в структуре марки кабеля
X	Марки радиочастотных кабелей: РК 75-3,7-35ф; РК 75-3,7-36ф; РК 75-3,7-331фнг(С)-HF.
N	Обозначение количества проводов питания: - 2*.
S	Обозначение номинального сечения токопроводящих жил в проводах питания, мм² – 0,5; 0,75; 1,0; 1,5, 2,5.
Z	Исполнение кабеля, включающее марку радиочастотного кабеля, материал изоляции проводов питания, материал общей оболочки комбинированного кабеля: PE – для кабеля радиочастотного с оболочкой из полиэтилена светостабилизированного (РК 75-3,7-36ф), с двумя проводами питания с изоляцией из пластиката поливинилхлоридного, в общей оболочке комбинированного кабеля из полиэтилена светостабилизированного; PVC – для кабеля радиочастотного с оболочкой из пластиката поливинилхлоридного (РК 75-3,7-35ф), с двумя проводами питания с изоляцией из пластиката поливинилхлоридного, в общей оболочке комбинированного кабеля из пластиката поливинилхлоридного; нг(С)-HF – для кабеля радиочастотного с оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF), с проводами питания с изоляцией из полимерной композиции, не содержащей галогенов, в общей оболочке комбинированного кабеля из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
* по согласованию с заказчиком допускается изготавливать кабель с другим числом проводов питания. При этом толщина общей оболочки и наружный размер комбинированного кабеля оговаривается при заказе.

Из ТУ 16.К99-015-2003 исключены и более не выпускаются следующие марки кабелей:

• РК 75-2-13 + 2НВМ-0,5 В;
• РК 75-2-13 + 2НВМ-0,5 П;
• РК 75-2-13 + 2НВМ-0,75 В;
• РК 75-2-13 + 2НВМ-0,75 П;
• РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,5 П;
• РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,5 П;
• РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,5 В;
• РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,75 В.

Добавлены конструкции кабелей с сечением токопроводящих жил проводов питания – 1,0; 1,5; 2,5 мм2 и допущено для заказа большее число проводов питания в комбинированном кабеле.

В Таблице 2 приведено соответствие прежних марок комбинированных кабелей актуальным маркам по ТУ 16.К99-015-2003.

Таблица 2 – Соответствие замененных и актуальных марок кабелей по ТУ 16.К99-015-2003

Замененная (прежняя) марка кабеля	Актуальная марка кабеля
РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,5 В	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-35ф + 2×0,5) PVC
РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,75 В	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-35ф + 2×0,75) PVC
РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,5 П	Не предусмотрена
РК 75-3,7-35ф + 2НВМ 0,75 П	Не предусмотрена
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-35ф + 2×1,0) PVC
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-35ф + 2×1,5) PVC
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-35ф + 2×2,5) PVC
РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,5 П	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-36ф + 2×0,5) PE
РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,75 П	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-36ф + 2×0,75) PE
РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,5 В	Не предусмотрена
РК 75-3,7-36ф + 2НВМ 0,75 В	Не предусмотрена
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-36ф + 2×1,0) PE
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-36ф + 2×1,5) PE
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-36ф + 2×2,5) PE
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF+ 2×0,5) нг(С)-HF
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF+ 2×0,75) нг(С)-HF
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF+ 2×1,0) нг(С)-HF
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF+ 2×1,5) нг(С)-HF
–	СПЕЦКАБЕЛЬ (РК 75-3,7-331фнг(С)-HF+ 2×2,5) нг(С)-HF

]]> https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1355/ https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1355/ Thu, 15 Oct 2020 12:45:00 GMT Как мы сообщали ранее https://spetskabel.ru/about/news/2019/1102/, заводом СПЕЦКАБЕЛЬ был разработан стандарт ГОСТ Р 58416-2019 «Кабели радиочастотные. Общие технические условия», утвержденный приказом № 214-ст от 22 мая 2019 года по Федеральному Агентству по техническому регулированию и метрологии (Росстандарту) и вступивший в силу 01.10.2019.

Данный стандарт разработан на замену ГОСТ 11326.0-78 «Кабели радиочастотные. Общие технические условия», который устарел и не соответствовал современному уровню развития техники по ряду требований.

Подробнее требования нового ГОСТ изложены в статье Генерального директора завода «Спецкабель» А.В. Лобанова и ведущего специалиста предприятия В.В. Бычкова – https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2019/1101/.

В связи с выходом нового стандарта «Спецкабель» произвел пересмотр технических условий ТУ 16.К99-010-2004 на кабели марок:

• РК 50-7-35, РК 50-7-36, РК 50-7-37нг(А)-HF;
• РК 50-7-38, РК 50-7-39, РК 50-7-310нг(А)-HF;
• РК 50-7-311, РК 50-7-312, РК 50-7-313нг(А)-HF;
• РК 50-7-314, РК 50-7-315, РК 50-7-316нг(А)-HF

с целью их актуализации и приведения в соответствие с новым ГОСТ Р 58416.

Важным изменением стало то, что показатель категории нераспространения горения кабелей при групповой прокладке исполнения «нг(…)-HF» для кабелей с оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов, повышен с «С» до «А», а класс пожарной опасности данных кабелей изменен на П1б.8.1.2.1 соответственно. При этом был получен новый сертификат соответствия требованиям пожарной безопасности на данные кабели, о чем мы сообщали в этой новости – https://spetskabel.ru/about/news/2020/1347/.

В соответствии с ГОСТ Р 58416 были внесены требования и поправки по:

• коэффициенту овальности изоляции и оболочки;
• затуханию отражения;
• сопротивлению связи и затуханию экранирования с соответствующим им классом экранирования;
• испытательному напряжению изоляции постоянного тока;
• относительному удлинению и прочности при разрыве оболочки после старения;
• изменению значений относительного удлинения при разрыве и прочности при разрыве оболочки после старения;
• содержанию сажи в оболочке из светостабилизированного полиэтилена;
• усадке оболочки из светостабилизированного полиэтилена и изоляции;
• потере массы оболочки из поливинилхлоридного пластиката после теплового воздействия;
• стойкости к растрескиванию оболочки из поливинилхлоридного пластиката при повышенной температуре;
• относительному удлинению и прочности при разрыве внутреннего однопроволочного проводника;
• адгезии изоляции к однопроволочному внутреннему проводнику.

Поскольку кабели по ТУ 16.К99-010-2004 выпускаются заводом уже более 15 лет, то ГОСТ Р 58416 на изменение маркировки кабелей не повлиял (новые марки кабелей должны содержать букву, соответствующую классу экранирования кабеля по ТУ).

]]> https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1354/ https://spetskabel.ru/about/experts/articles/2020/1354/ Wed, 14 Oct 2020 10:40:00 GMT Кабельный завод «Спецкабель» является постоянным поставщиком кабельной продукции для объектов повышенной опасности, к которым относятся и атомные электростанции (АЭС). Сотрудники «Спецкабеля» разрабатывают, испытывают и выпускают кабели для атомных электростанций с 2006 года.

В Российской Федерации реализуется государственная программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса». Цель программы – развитие сферы, поддержание российской экономики и безопасного использования атомной энергии. Также программа призвана сохранить геополитические позиции России в условиях режима нераспространения ядерных материалов и технологий.

В 2018 году «Спецкабелю» было продлено разрешение (лицензия) Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на конструирование и изготовление оборудования для атомных станций сроком до 2023 года включительно. При этом с 2019 года периодические испытания поставляемых кабелей проводятся совместно со специализированными организациями, аккредитованными в «Росатоме».

Продукция предприятия поставляется на Смоленскую, Кольскую, Балаковскую, Калининскую, Ленинградскую, Нововоронежскую, Ростовскую и прочие отечественные АЭС, а также в Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» и АО «ОКБМ Африкантов».

В зарубежных проектах кабели нашего завода нашли применение на Белорусской АЭС и индийской «Куданкулам». Заводом получено разрешение на поставку кабелей для АЭС «Руппур» в республике Бангладеш, для чего был разработан большой пакет документов, и поставки уже начались. Планируется получение разрешения (сертификат ТАЕК) на поставку кабелей для АЭС «Аккую» (Турция). Кабели «Спецкабеля» включены в номенклатуру КПП для применения на «Аккую», предоставленную холдингом «Титан-2». Такая продукция выпускается только под зарегистрированными товарными марками и не может производиться другими компаниями.

Отчетным документом по оценке соответствия продукции при поставке кабелей с классом безопасности 2÷3 по НП-001 является План качества.

Объемы поставок за прошедшую пятилетку по классам безопасности 2, 3, 3H составили:

• 2016 г. – 190,0 км;
• 2017 г. – 131,7 км;
• 2018 г. – 174,7 км;
• 2019 г. – 277,5 км;
• 2020 г. – ожидается ≈ 250 км.

С учетом поставок кабелей по классам безопасности 4, 4H, по которым поставка осуществляется с приемкой ОТК и без составления Планов качества, объем поставок кабельной продукции завода «Спецкабель» на АЭС с 2016 года составит свыше 1000 км.

В Таблице 1 представлены номенклатурные группы кабелей, поставляемые на объекты использования ядерной энергии.

Таблица 1 – Кабели завода «Спецкабель», разрешенные к поставке на АЭС

Марки кабелей и их назначение	Технические условия	Применяемый класс безопасности по НП-001	Применение в гермозоне
КИПЭнг(А)-HF; КИПвЭнг(А)-HF; КИПЭКГнг(А)-HF; КИПвЭКГнг(А)-HF; КИПЭКнг(А)-HF; КИПвЭКнг(А)-HF; КИПЭБнг(А)-HF; КИПвЭБнг(А)-HF Для систем распределенного сбора данных, использующих промышленный интерфейс RS-485 по стандартам ГОСТ Р ИСО 8482, EIA RS-485 (TIA/EIA-485-A) [1], предназначенные для работы при напряжении до 300 В включительно.	ТУ 16.К99-025-2005 «Кабели симметричные для интерфейса RS-485 с низким дымо- и газовыделением»	3, 3H, 4, 4H	Не допускается
КПСЭнг(А)-FRHF; КПСЭСнг(А)-FRHF; КПСнг(А)-FRHF; КПССнг(А)-FRHF; КПСЭнг(А)-FRLS; КПСЭСнг(А)-FRLS; КПСнг(А)-FRLS; КПССнг(А)-FRLS Для систем охранно-пожарной сигнализации, систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) и передачи данных, для работы при напряжении до 300 В включительно переменного тока частотой 50 Гц.	ТУ 16.К99-036-2007 «Кабели для систем пожарной сигнализации огнестойкие»	2, 3, 3H, 4, 4H	Не допускается
КСБнг(А)-FRHF; КСБКнг(А)-FRHF; КСБКГнг(А)-FRHF; КСБСнг(А)-FRHF; КСБСКГнг(А)-FRHF; КСБСКнг(А)-FRHF; КСБнг(А)-FRLS; КСБКнг(А)-FRLS; КСБКГнг(А)-FRLS; КСБСнг(А)-FRLS; КСБСКнг(А)-FRLS; КСБСКГнг(А)-FRLS Для сигнализации, передачи данных и связи в различных системах безопасности, системах промышленной автоматизации, в том числе, использующих стандарты RS-485, Profibus, системах охранной и пожарной сигнализации, для работы при напряжении до 300 В переменного тока частотой 50 Гц.	ТУ 16.К99-037-2009 «Кабели симметричные для систем безопасности огнестойкие»	2, 3, 3H, 4, 4H	Допускается
СПЕЦКАБЕЛЬ 2х1,0+4х2х0,60 нг(В)-HF; СПЕЦКАБЕЛЬ 2х1,0+1х2х0,75 нг(В)-HF; СПЕЦКАБЕЛЬ 4х1,5+1х2х0,75 нг(В)-HF Для автоматизированных систем управления технологическими процессами, в том числе перегрузочных машин по интерфейсу RS-485 и протоколу Profibus DP, для работы при напряжении до 300 В переменного тока частотой 50 Гц.	ТУ 16.К99-045-2010 «Кабели комбинированные для автоматизированных систем управления технологическими процессами»	2, 2Н, 3, 3H, 4, 4H	Допускается
СПЕЦЛАН UTP-3нг(А)-FRHF; СПЕЦЛАН UTP-5нг(A)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-3нг(А)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-5нг(A)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-3КГнг(А)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-5КГнг(A)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-3Кнг(А)-FRHF; СПЕЦЛАН FTP-5Кнг(A)-FRHF Для стационарной эксплуатации в структурированных кабельных сетях категории 3 и 5, разработанных с учетом стандартов IEC 61156-2, ISO/IEC 11801, для работы при номинальном переменном напряжении до 50 В.	ТУ 16.К99–048–2012 «Кабели парной скрутки для структурированных кабельных сетей огнестойкие»	2, 3, 3H, 4, 4H	Не допускается
СПЕЦЛАН U/UTP Cat 5e ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/UTP Cat 5e ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН SF/UTP Cat 5e ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН U/UTP Cat 6 ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/UTP Cat 6 ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/FTP Cat 6А ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН S/FTP Cat 6А ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/FTP Cat 7 ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН S/FTP Cat 7 ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/FTP Cat 7А ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН S/FTP Cat 7А ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН F/FTP Cat 7А ZHнг(A)-HF; СПЕЦЛАН S/FTP Cat 7А ZHнг(A)-HF Для структурированных кабельных систем в соответствии с ГОСТ Р 54429 и ISO/IEC 11801 (каналы класса D, E, EА, F, FА соответственно).	ТУ 16.К99-058-2014 «Кабели симметричные парной скрутки категорий 5e, 6, 6А, 7, 7А для структурированных кабельных систем»	3, 3H, 4, 4H	Не допускается

С целью подтверждения возможности использования кабелей на АЭС на заводе «Спецкабель» проходят Межведомственные комиссии с участием таких организаций, как НИЦ «Курчатовский институт», ОАО «ВНИИКП», АО «Атомэнергопроект» и ФГУП ВО «Безопасность» по проведению приемочных испытаний головного образца кабелей по соответствующим техническим условиям.

Кабели, поставляемые на АЭС, подтверждают свое соответствие обязательным требованиям, установленным в СТО 1.1.1.07.001.0675-2017 «Атомные станции. Аппаратура, приборы, средства систем контроля и управления. Общие технические требования», среди которых: стойкость к дезактивирующим растворам, сейсмическим воздействиям до категории I, плесневым грибам, горюче-смазочным материалам, солнечному излучению, механическим вибрациям и ударам.

Среди кабелей, представленных в Таблице 1, особую гордость вызывает кабель марки СПЕЦКАБЕЛЬ 2х1,0+4х2х0,60 нг(В)-HF. Данный кабель эксплуатируется в цепи управления перегрузочной машиной, осуществляющей загрузку и выгрузку ядерного топлива в условиях гермозоны АЭС. Данный кабель уже нашел свое применение в составе перегрузочных машин, работающих на Белорусской, Ростовской, Нововоронежской, Ленинградской, Белоярской, Кольской АЭС.

Также стоит отметить, что в запатентованной конструкции кабелей серии КСБ, разработанных специально для применения в системах безопасности АЭС, в том числе в условиях воздействующей радиации гермозоны и возможных аварийных условиях «малой» и «большой» течи, применена специальная защита изоляции токопроводящих жил из керамообразующей кремнийорганической резины за счет наложенной особым образом радиационностойкой полиимидной пленки. Полиимидная завертка обеспечивает сохранение высокого уровня сопротивления изоляции жил на протяжении всего срока службы и поддержание целостности резиновой изоляции при воздействии накопленного радиационного излучения до 40 Мрад.

]]>