全塑电缆的构造及电气特性

通信电缆线路本章内容1.全塑电缆的分类、型号及主要电气特性2.全塑电缆的结构与色谱3.自承式电缆、特殊结构电缆第2章全塑电缆的构造及电气特性通信电缆线路本章重点掌握全塑电缆的型号、电气性能、结构及色谱本章难点全塑电缆的电气参数和色谱通信电缆线路学习本章的目的和要求1.掌握电缆的规格型号、电气参数、结构及色谱2.技能方面会正确识别电缆型号并准确进行线序编排通信电缆线路第2章第1讲全塑电缆的分类和型号2.1全塑电缆的分类和型号2.1.1全塑电缆的分类2.1.2全塑电缆的型号通信电缆线路2.1全塑电缆的分类和型号从事通信电缆工程设计、施工和维护，首先对通信电缆产品要有清晰、准确的认识。本节主要介绍全塑电缆的分类和型号。通信电缆线路2.1.1全塑电缆的分类全塑市内通信电缆无论是芯线绝缘还是成缆后的包层和护套，均采用聚烯烃塑料制成。全塑市内通信电缆的常见类型为：1.按电缆结构类型分——非填充型和填充型。2.按导线材料分——铜导线和铝导线；3.按芯线绝缘结构分——实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫／实心皮绝缘；4.按线对绞合方式分——对绞式和星绞式；5.按芯线绝缘颜色分——全色谱和普通色谱；通信电缆线路6.按缆芯结构分——同心式（层绞式）、单位式、束绞式、SZ绞；7.按屏蔽方式分——单层涂塑铝带屏蔽、多层铝及钢金属带复合屏蔽，而屏蔽带又分绕包和纵包；8.按护套分——单层塑料护套、双层塑料护套、综合护套、粘接护套、密封金属／塑料护套和特种护套；9.按外护层分——单层、双层钢带铠装和钢丝铠装塑料护层；10.按用途分——传输模拟信号和传输数字信号；11.按敷设方式分——架空、管道、直埋、水底电缆等。通信电缆线路2.1.2全塑电缆的型号电缆型号是识别电缆规格程式和用途的代号。按照用途、芯线结构、导线材料、绝缘材料、护层材料、外护层材料等，分别用不同的汉语拼音字母和数字来表示，称为电缆型号。按照原邮电部行业标准(YD2001—92)，全塑电缆型号的表示方法和意义为：1.类别H一一市内通信电缆；HP一一配线电缆；HJ一一局用电缆。通信电缆线路2.绝缘Y一一实心聚烯烃绝缘；YF一一泡沫聚烯烃绝缘；YP一一泡沫／实心皮聚烯烃绝缘。3.屏蔽护套A——涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套；S一一铝、钢双层金属带屏蔽聚乙烯护套；V—聚氯乙烯护套。通信电缆线路4.特征(派生)T一一石油膏填充；G一—高频隔离；C一一自承式。电缆同时有几种特征存在时，型号字母顺序依次为T、G、C。5.外护层23一一双层防腐钢带绕包铠装聚乙烯外护层；32一一单层细钢丝铠装聚乙烯外护层；43一一单层粗钢丝铠装聚乙烯外护层；53一一单层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层；553一一双层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层。通信电缆线路全塑市内通信电缆型号中各代号的排列次序如图2—1所示，各代号的意义如表2—1所示。图2—1电缆型号构成通信电缆线路表2—1电缆型号中各代号的含义通信电缆线路[示例]HYA—100×2×0.5HYA—100×2×0.5表示铜芯、实心聚烯烃绝缘、涂塑铝带粘接屏蔽、容量100对、对绞式、线径为0.5mm的市内通信全塑电缆。通信电缆线路本讲小结●全塑市内通信电缆是指电缆芯线的绝缘、扎带、缆芯包层和护套材料均采用塑料制成的市内通信电缆。一般分填充型和非填充型两大类，其中非填充型为当前全塑市内通信电缆的主流。●全塑市内通信电缆型号用汉语拼音字母和数字表示，表达电缆的类别、绝缘、屏蔽、护套、特征和外护层等内容。通信电缆线路习题z简述全塑市内通信电缆的型号z写出下列电缆的全称：1.HYA100×2×0.52.HYFA50×4×0.63.HYPA200×2×0.44.HYAT53400×2×0.4通信电缆线路第2章第2讲全塑电缆的主要电气特性2.2全塑电缆的主要电气特性2.2.1全塑电缆的一次参数2.2.2全塑电缆的二次参数2.2.3全塑电缆的主要电特性指标通信电缆线路2.2全塑电缆的主要电气特性本节首先介绍全塑市内通信电缆的一次参数和二次参数，然后归纳出全塑市内通信电缆的主要电气特性。2.2.1全塑电缆的一次参数全塑市内通信电缆的一次参数——回路有效电阻R、电感L、电容C、绝缘电导G。1.回路有效电阻R全塑市内通信电缆回路的有效电阻R，由直流电阻R0和交流电阻R~组成。通信电缆线路~0RRR+=（2—1）全塑市内通信电缆常用于5000Hz以下，电缆回路的有效电阻R近似等于回路的直流电阻R0，计算公式为kmdRR/800020Ω=≈πλρ（2—2）式中ρ——导线的电阻系数，在20℃时，铜和铝的电阻系数分别为0.0175和0.0238；d——导线直径（mm）；λ——电缆芯线总绞合系数，即扭绞电缆芯线的实际长度与电缆标称长度之比，一般总绞合系数为1.005～1.070。通信电缆线路当环境温度不是20℃时，回路电阻可用下式换算：[]kmtRRt/)20(120Ω−+=α式中Rt——温度为t℃时的回路电阻；R20——温度为20℃时的回路电阻；α——导体的电阻温度系数（铜为0.00393，铝为0.00410）；t——计算时的环境温度t℃。（2—3）2.回路电感L电缆回路的电感决定于导线的相对位置、材料和形状等。全塑电缆传输音频信号时，回路电感的近似值可用下式计算：通信电缆线路kmHddaL/1012lg2.94−×⎥⎦⎤⎢⎣⎡+−≈λ式中a——两导线中心间的距离（mm）；d——线径(mm)；λ——电缆芯线总绞合系数。（2—4）3.回路电容C电缆回路两根导线相当于电容器的两个极板，线间绝缘相当于介质，电缆芯线间的电容是均匀分布的，回路电容分为工作电容和部分电容（分布电容），一次叁数中的电容是指工作电容，因为任何相邻芯线间和芯线与屏蔽间都会有分布电容存在。通信电缆线路a、b线间电容为部分电容，而a、b线间总的分布电容之和为工作电容，它是决定传输质量的重要参数之一，全塑市内通信电缆的工作电容可按下式计算：kmFdDCr/10lg836−×≈αεεr——绝缘媒质的相对介电常数；α——由于芯线扭绞形式而决定的校正系数，对绞0.94、星绞0.74；D——两根芯线间的距离（mm）；d——芯线直径（mm）。（2—5）通信电缆线路4.绝缘电导G电缆芯线虽然包有绝缘，但任何绝缘物质都不可能绝对不导电，因此回路上总存在着一定的漏电通道，漏电回路是并联的，并联电导相加，所以用电导参数。电缆回路的绝缘电导由直流电导G0和交流电导G~组成，可用下式表示：kmSGGG/~0+=G0——是由于介质的绝缘不完善对直流造成泄漏而引起的，G~则是由于介质产生循环极化而引起的。实际上G0G～，直流绝缘电导G0忽略不计，因此绝缘电导可按下式计算:（2—6）通信电缆线路kmCtgGG/~Ω=≈σω式中ω——传输信号的角频率（1／S）；C——回路电容（F／km）；tgσ——介质损耗角的正切。（2—7）从上式可知，G与传输信号的频率f、电缆回路工作电容C和绝缘介质的介质损耗角的正切tgσ成正比。全塑市内通信电缆验收时经常测试每根绝缘导线与其余导线和屏蔽地之间的绝缘电阻和绝缘（耐压试验）。通信电缆线路全塑电缆回路的一次参数R、L、C、G随频率及两导线之间的距离a和导线直径d而变化，其关系如图2—2，图2—3、图2—4所示。图2—2一次参数与频率的关系通信电缆线路RR、L、C、GCGLa图2—3一次参数与两导线间距离的关系R、L、C、GCRGLd图2—4一次参数与两导线直径的关系通信电缆线路2.2.2全塑电缆的二次参数二次参数由一次参数确定，它是一次参数的函数。二次参数有特性阻抗ZC、传输常数γ（衰减常数α和相移常数β）。现分述如下：1.特性阻抗ZC电磁波在终端匹配的均匀回路中传播时，回路上电压波幅与电流波幅的比值叫做特性阻抗。特性阻抗可用下式表示:CjGLjRZCωω++=（2—8）通信电缆线路可见，特性阻抗只与电缆回路的一次参数和传输信号的频率有关，而与回路的长度无关，也就是说，一定型式的电缆线路在某个频率下具有一定的特性阻抗。由于市内通信电缆一般在音频范围内使用，800Hz时市内通信电缆回路的RωL、ωCG，因此(2—8)式中的jωL和G两项可以省略得：CjRZCω=（2—9）通信电缆线路2.传输常数γ（衰减常数α和相移常数β）由于回路上存在着回路电阻、电感、电容和电导，电磁能在回路上传播时，其能量逐渐减小，电压和电流的振幅逐步减小，相位也逐步滞后。电磁能沿着无反射均匀回路传播1km时，其电压或电流振幅的衰减和相位的变化称为该回路的传输常数，可以用下式表示：βαωωγjCjGLjR+=++=))((（2—10）通信电缆线路从（2—10）式中可以看出传输常数是复数，它的实部α称为衰减常数，表示每公里回路对传输信号引起的衰耗，单位为dB／km；它的虚部β为相移常数，表示每公里回路对传输信号引起初相角的变化，单位是rad／km。2.2.3全塑电缆的主要电特性指标表2—2邮电部部颁标准规定的全塑电缆主要电气特性（a）原邮电部部颁标准规定的全塑电缆主要电气特性见表2—2（a、b、c）通信电缆线路表2—2邮电部部颁标准规定的全塑电缆主要电气特性（a）通信电缆线路表2—2邮电部部颁标准规定的全塑电缆主要电气特性（b）通信电缆线路表2—2邮电部部颁标准规定的全塑电缆主要电气特性（c）通信电缆线路本讲小结●全塑市话电缆的一次参数R、L、C、G是随着频率、两导线之间的距离和导线直径而变化的，二次参数ZC、γ随着一次参数的变化而变化，其中γ分为衰减常数α和相移常数β，分别反映回路对所传送电信号一公里后的幅值衰减和相角变化。●全塑电缆主要电气特性见表2—2（a、b、c）通信电缆线路习题全塑市内通信电缆的一次参数与频率f、两导线间的距离a和直径d有什么关系？通信电缆线路第2章第3讲全塑电缆的缆芯结构和色谱及传输端别2.3全塑电缆的结构2.3.1缆芯结构2.3.2色谱2.3.3全塑市内通信电缆的端别2.3.4电缆屏蔽层2.3.5电缆护套和外护层通信电缆线路2.3全塑电缆的结构全面认识全塑市内通信电缆，必须对其结构特别是芯线和扎带色谱要有准确的认识。本节主要介绍全塑市内通信电缆的缆芯结构、色谱、端别、屏蔽层、电缆护套和外护层。2.3.1缆芯结构全塑市内通信电缆的缆芯主要由芯线、芯线绝缘、缆芯绝缘、缆芯扎带及包带层等组成。通信电缆线路1.芯线芯线由金属导线和绝缘层组成。导线是用来传输电信号的，要求具有良好的导电性能、足够的柔软性和机械强度，同时还要求便于加工、敷设和使用。导线的线质为电解软铜，铜线的线径主要有0.32、0.4、0.5、0.6、0.8mm等五种。导线的表面应均匀光滑，没有毛刺、裂纹、伤痕和锈蚀等缺陷。芯线绝缘层简称绝缘，芯线绝缘的优劣对于信号传输及使用是十分重要的。理想的电缆芯线绝缘应具有介电常数低、介质损耗小和绝缘强度高；并具有一定的机械强度、耐老化和性能稳定等特点。通信电缆线路图2—5全塑市内通信电缆芯线绝缘（1）绝缘材料全塑市内通信电缆的芯线绝缘主要采用高密度的聚乙烯、聚丙烯或乙烯一丙烯共聚物等高分子聚合物，称为聚烯烃塑料。优点是对各种溶剂具有较好的稳定性、防潮性能好、机械强度高、有较好的弹性和延展性、加工方便。（2）绝缘结构全塑市内通信电缆芯线绝缘主要有：①实心聚烯烃绝缘如图2—5（1）所示；②泡沫聚烯烃绝缘如图2—5（2）所示；③泡沫／实心皮聚烯烃绝缘如图2—5（3）所示。通信电缆线路图2—6芯线扭绞芯线扭绞常用对绞和星绞两种。如图2—6所示。通信电缆线路2.芯线扭绞全塑市内通信电缆线路为双线回路，因此必须构成线对（组），为了减少线对之间的电磁藕合，提高线对之间的抗干扰能力，便于电缆弯曲和增加电缆结构的稳定性，线对（或四线组）应当进行扭绞。扭绞是将一对线的两根导线或一个四线组的四根导线均匀地绕着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵向长度称为扭绞节距。通信电缆线路要求对绞式的钮绞节距（简称扭距）在任意一段3m长的线对上均不超过155mm，相邻线对的扭距均不相等，电缆制造时要适当搭配，使线对间串音昀小。星绞式的扭绞节距平均长度一般不大于200