Кабель EXALAN

Е. К. Запорощенко, кандидат технических наук

Поводом для написания данной статьи послужили отклики специалистов по структурированным кабельным системам (СКС), занимающихся проектированием, закупкой и монтажом сетевых медных кабельных решений для ЛВС – основной технологии, применяемой сегодня в СКС, о российском производстве и качестве продукции.

Основным аргументом специалистов, отзывающихся негативно об отечественных медных кабелях для ЛВС, служит мотивированное обоснование низкого качества производимой продукции. Зачастую, увидев информацию по соответствию электрических характеристик отечественных кабелей для СКС Международным стандартам, многие из них говорят, что все это не что иное, как маркетинговый трюк, предназначенный для увеличения продаж производимого оборудования.

«Адваком», учрежденная в сентябре 2001 г.– это производственная европейская компания, расположенная в г. Дубне, Московской области. В числе ее акционеров Европейский банк реконструкции и развития (EBRD) и шведские предприниматели. Система управления компанией, процессами и качеством продукции изначально ориентирована на соответствие требованиям международного стандарта качества ISO–9000.

Штат компании «Адваком» составляют компетентные сотрудники, имеющие опыт работы в области структурированных кабельных систем и технологий их производства.

Еще с момента технологической подготовки производства компания «Адваком» начала сертификацию своей кабельной продукции в европейском сертификационном центре «Дельта» (Дания). Специалисты «Адваком», занимающиеся аттестацией кабеля на соответствие Международному стандарту, прошли в нем обучение. Подтверждением высокого качества продукции ЗАО «Адваком» могут служить сертификаты соответствия и пожарной безопасности, полученные в начале сентября этого года в центре «Дельта».

Производственный процесс медного кабеля непрерывный — 24 часа в день, 5 дней в неделю. Его можно условно разделить на два принципиально важных этапа:

1. Изготовление изолированного провода;
2. Изготовление непосредственно кабеля.

Рассмотрим эти производственные этапы подробнее.

Производственный процесс изготовления изолированного провода изображен на Рис.1. Сырьем для производства изолированного провода служит медная проволока диаметром 1,76 мм, которую ЗАО «Адваком» покупает у российского производителя ООО «Элкат».

Из медной проволоки в процессе волочения, термической обработки и экструзии получают медный провод AWG 24, изолированный полиэтиленом (ПЭ).

Рис. 1. Схема процесса производства изолированного провода.

Это выполняется в процессе волочения и отжига (Рис.2). В результате диаметр медного провода будет уменьшен до 0,55 мм с микронными отклонениями на волочильной машине NIEHOFF (Германия), а затем на оборудовании для термической обработки немецкой фирмы MEIBACH, медный провод приобретает конечный диаметр 0,543 мм, имея все те же микронные отклонения в размерах, но высокое качество поверхности и заданную мягкость (определяемую по относительному удлинению при разрыве).

Рис. 2. Волочение и отжиг.

Рис. 3. Экструзия.

Для нанесения изоляции и получения изолированного ПЭ провода используют процесс экструзии. Перед входом в оборудование немецкой фирмы MEILLEFER (на рис. 3 показан шкаф управления оборудованием), медный провод предварительно нагревают до температуры 120—140(С. Затем процесс нанесения изоляции протекает в камере экструдера, где на провод наносят изоляцию из полиэтилена фирмы BOREALIS. Инструментом для нанесения изоляции служит головка экструдера австрийской фирмы UNITEK (на Рис. 4 показаны детали головки) – высокоточное оборудование (внешний диаметр провода 0,95 мм с сотыми и тысячными долями мм в отклонениях по диаметру, овальности и эксцентриситету), способное работать при скоростях экструзии 400-600 м/мин и больше. Для нанесения цветных меток на полиэтиленовую изоляцию белого цвета, в работу подключают соэкструдер.

Рис. 4. Детали головки экструдера.

К процессу экструзии в «Адваком» относятся с большим вниманием, поскольку именно на этом этапе будут заложены такие важные параметры будущего кабеля, как диаметр изоляции, емкость и сопротивление изоляции, активное сопротивление медной жилы. Поэтому в процессе изготовления, все технологические параметры производственного цикла и самого изолированного провода подвергаются строжайшему контролю на оборудовании производственных измерений SIKORA (Рис.5). Дополнительно в процессе изготовления измеряется активное сопротивление медной жилы, относительное удлинение медной жилы при разрыве и другие геометрические параметры провода. Все контролируемые параметры заносятся в базу данных для последующего производственного контроля в процессе изготовления кабеля.

Рис. 5. Система измерений SIKORA.

Нагретый изолированный провод охлаждается до температуры окружающей среды. Дополнительно производится непрерывный контроль ПЭ изоляции медного провода на пробой при напряжении 2,5 кВ. Готовый изолированный провод наматывается автоматическим намоточным устройством на катушки по 30-35 км.

Следующим этапом будет производство самого кабеля, схема которого приведена на Рис. 7. Этот этап включает в себя следующие производственные процессы:

1. Свивку изолированных проводов в пары;
2. Свивку пар в сердечник;
3. Нанесение оболочки кабеля;
4. Упаковку кабеля в коробки.

Рис. 6. Схема производства кабеля.

Свивка пары сводится к группированию изолированных медных проводов по цвету, принятому в Международном стандарте и их запуск в линию по изготовлению (свитию) пары на оборудовании французской фирмы SETIC (Gauder Group) (Рис.8).

Рис. 7. Свивка пары.

Процесс свивки пары жестко контролируется в процессе производства. Каждая пара свивается с собственным шагом скрутки (конструктивно они лежат в диапазоне от 12 до 23 мм), который устанавливается оборудованием. Точность свивки (+/- 0,2 мм) обеспечивается как механическим путем (установкой различных шестерней), так и электронным процессом управления свивкой. Микрокомпьютер производственного цикла обеспечивает контроль натяжения изолированных проводов с разницей не более 1Н, что дает высокостабильный шаг скрутки проводов в пары. Дополнительно несколько датчиков, подключенных к персональному компьютеру, обеспечивают слежение за стабильностью процесса свивки. Информация по текущему значению натяжения проводов выводится на экран в графическом и символьном виде. Процесс свивки пар является для ЗАО «Адваком» технологией Now-How, поскольку именно он определяет стабильность многих электрических характеристик кабеля при последующем тестировании. Свитая пара наматывается на катушки примерно по 10 км.

Рис. 8. Намотка свитой пары на катушки.

Свивка пар в сердечник (Рис.9) – следующий этап в процессе кабельного производства. Для этой цели в ЗАО «Адваком» используют производственную линию испанской компании CABALLE. Здесь следует отметить, что данное оборудование позволяет выполнять прецизионную свивку пар в сердечник с установкой в него витой пластиковой крестовины, которую обычно устанавливают в кабели Категории 6 компонентов СКС. Дополнительно, поточная линия может быть запрограммирована на выпуск кабеля семейства FTP в оболочке из фольги или STP в проволочной оплетке. Специалисты «Адваком» уверенно смотрят в будущее, надеясь уже к началу следующего года начать выпуск кабелей Категории 6, соответствующих Международному стандарту.

Рис. 9. Свивка пар в сердечник.

Свивка в сердечник не менее точный процесс, чем свивка в пары. Шаг свивки сердечника на этом этапе составляет величину около 100 мм, что тоже является Now-How «Адваком».

Готовый свитый сердечник наматывается на катушки по 10 км.

Одним из самых важных технологических процессов в кабельном производстве является нанесение оболочки из поливинилхлорида (ПВХ) на кабельный сердечник (Рис.10). В настоящий момент на ЗАО «Адваком» используют отечественный ПВХ. Это гарантирует не только отличные характеристики при экструзии оболочки в производственной линии французской компании MAPRE (Gauder Group) (Рис.11), но и делает кабель менее дорогим в сравнении с применением импортного ПВХ.

Рис. 10. Линия нанесения оболочки.

Рис. 11. Экструдер оболочки кабеля.

Стабильность протяжки сердечника в процессе экструзии (скорость около 150 м/мин) гарантируется при использовании специального тянущего устройства французской компании POURTIER. Данная скорость протяжки гарантирует сохранение равномерности процесса экструзии кабельной оболочки и сохранения постоянства его электрических характеристик. Несмотря на довольно высокую скорость протяжки, специалисты-технологи «Адваком» намерены в дальнейшем увеличить скорость до 200 м/мин.

Готовый кабель в оболочке подвергается непрерывному процессу тестирования ПВХ оболочки на пробой при напряжении 6 кВ (Рис.12). Такой тест позволяет контролировать непрерывность оболочки и выявлять скрытые дефекты в сердечнике, подтверждая стабильность процесса.

Рис. 12. Проверка оболочки кабеля на пробой.

Согласно рекомендациям Международного стандарта ISO/IEC 11801, кабель для СКС должен быть промаркирован на оболочке. Дополнительно на него должны быть нанесены метровые метки. Для этого в производственном цикле применяют специальный принтер (Рис.13), позволяющий выполнять печать на горячей ПВХ кабельной оболочке. Печать на горячей кабельной оболочке увеличивает износостойкость нанесенной надписи. Готовый кабель наматывается автоматическим устройством на катушки по 5 км.

Рис. 13. Печать текста на оболочке.

Перед тем как направить готовый кабель на линию упаковки, его подвергают тщательному тестированию. Тестирование кабеля выполняется согласно Международному стандарту ISO/IEC 61156-5.

Подвергаются тестированию следующие основные электрические характеристики кабеля:

• Волновое сопротивление (Impedance);
• Затухание (Attenuation);
• Параметры NEXT, FEXT, ELFEXT и их суммарные значения PSNEXT, PSFEXT, PSELFEXT;
• Возвратные потери (Return Loss);
• Задержка распространения сигнала (Propagation Delay);
• Неравномерность задержки распространения сигнала (Delay Skew).

По полученным результатам тестирования вычисляется значение отношения затухания к перекрестной помехе (ACR) и его суммарное значение PSACR.

Для сертификации кабеля на соответствие данной категории (в данном случае Категории 5 е компонентов СКС) в производственном процессе проводятся измерения указанных выше параметров. Нормальный производственный тест в «Адваком» (с полной проверкой параметров) проводится однократно для 100 м выборки из партии кабеля. Тест должен обязательно проводиться для каждой партии кабеля. За партию в производственном цикле принимают длину кабеля, равную 30 км. Специалисты ЗАО «Адваком» пошли по пути улучшения стандартной процедуры тестирования, выполняя контроль для выборки из каждой 5 км партии кабеля.

Автор данных строк лично участвовал в процессе проведения производственного тестирования. С некоторыми результатами измерений электрических параметров кабеля можно ознакомиться здесь.

На заключительной стадии производства готовый протестированный кабель подвергается укладке в коробки по 305 м на линии упаковки (Рис.14).

Рис. 14. Контроль натяжения кабеля при укладке в коробки.

В заключение, приведем аргументы, свидетельствующие в пользу российского производства и распределения продукции, основываясь на опыте ЗАО «Адваком».

Несомненно, самым главным из них будет тот факт, что ЗАО «Адваком» — это иностранное предприятие, расположенное в России, имеющее уникальную систему производства. Приведем дополнительные аргументы:

1. производимая продукция дешевле, так как применяются сырье и материалы, изготовленные в России;
2. качество произведенной продукции высокое, поскольку в производственном цикле используют технологии и методы тестирования, соответствующие Международным стандартам и применяемые повсеместно во всем мире;
3. налицо оперативность и гибкость работы.