通信电缆课程设计

1、聚烯烃绝缘聚烯烃护套室内通信电缆设计任务书一·设计任务及要求所设计的电缆型号及规格：HYA×1000×2×0.5(聚乙烯绝缘的介电常数为=2.3，tanɡ=2×10¯4)全色谱单位式结构工作电容52±2nf/km二·结构元件的选择：㈠铜导体的性能要求及公差铜导体采用3952—2008《电工用圆铜杆》规定的圆铜杆制造。制造绕组用的细铜线，应选用优质铜杆。其性能指标如下表：型号含氧量ppm含铜量伸长率电阻率ρ/nΩms质量电阻率/С-1TR1099.97%2017.2410.00393铜导体公差为±0.005mm其计算用物理参数：密度：8.89g/c㎡;线胀系数：17×10-60c-1㈡选用绝缘材料及性能要求：绝缘采用高密度聚乙烯，绝缘结构为实心聚烯烃，绝缘赢连续第挤包在导体上，并具有完整性，绝缘厚度应使成品电缆符合规定的电气要求，绝缘线芯应采用颜色识别标识，颜色应符合GB6995.2规定。绝缘线芯颜色应补迁移。㈢缆芯由若干个单位绞合而成。次单位或基本单位的排列应顺层顺序，第1个次单位或基本单位在最内层，顺序方向与基本单位绝缘线芯的顺序方向一致。采用100对单位，100对单位有4个25对。

2、基本单位星绞而成组成基本单位有25个线对通过同心式绞合而成。基本单位中所有线对的绞合节距应不相同。线芯应包覆非吸湿性的绝缘带，并可在外面用非吸湿性丝带扎紧，包袋应具有足够的隔热性能和机械强度，以防绝缘线芯粘结和变形、损伤。缆芯的结构形式为（2+10）×100基本单位绝缘线芯色谱符合下表线对序号12345678910111213绝缘颜色A线白白白白白红红红红红黑黑黑B线蓝桔绿棕灰蓝桔绿棕灰蓝桔绿线对序号141516171819202122232425绝缘颜色A线黑黑黄黄黄黄黄紫紫紫紫紫B线棕灰蓝桔绿棕灰蓝桔绿棕灰⑷线芯包带‘铝塑复合带外部护层结构及材料的选择线芯包带采用0.2mm后的聚乙烯薄膜，铝塑复合带的标称厚度为0.27±0.038mm，铝带应双带复合塑性聚合物薄膜，薄膜厚度0.058±0.038mm，复合带不轧纹，聚乙烯中应含有（2.6±0.25）%的碳黑，碳黑分布均匀。三·结构设计：⑴据导电线芯直径·工作电容以及电缆的有效直径（D=）确定标称绝缘厚度及公差：⑵设λ2=1.008λ3=1.008λ4=1.04D=32.24mm⑶λ=λλλ=1.005计算等效介电常数d;()=286。

3、.42；()=422.39；Εd=ψ=()();d2=2d1;d1=d+2;a=d+2=d1;经计算ψ=0.722工作电容С=-()=52×10-9⁄符合条件。同理可求得：当时С=49.52×10-9⁄当时С=54×10-9⁄所以：绝缘厚度mm2选择和计算队绞节距线组号色谱节距/mma线b线1白蓝50.902白桔95.603白绿63.004白棕119.65白灰78.006红蓝53.207红桔99.708红绿65.509红棕124.210红灰81.9011黑蓝55.7012黑桔104.313黑绿68.3014黑棕129.115黑灰85.0016黄蓝58.5017黄桔109.218黄绿71.2019黄棕134.520黄灰88.2021紫蓝60.7022紫桔114.723紫绿74.5024紫棕140.425紫灰91.803确定线芯尺寸及包带外径；线芯尺寸;D==32.24。包袋外径D0=32.24+2×0.2=32.64mm（包带采用0.2mm厚的聚酯薄膜）铝塑复合带外径D1=D0+2×0.27=33.58mm4确定护层尺寸和电缆外径；护层采用铝塑复合带标称直径为0.27mm，铝塑复合带不轧。

4、纹。护层采用低密度聚乙烯护套吗，厚度为0.3mm电缆外径为D2=D0+2×0.2+2×0.27=39.58mm。5电缆截面图（最小单位25对基本单位）；电缆截面图四．电缆传输参数的计算㈠一次参数计算；电阻RR=R0+R-;R0=2λρ（欧）R-=R集-+R金。回路有效电阻的计算公式；R=R0[()()()()()](Ω/KM)式中R0——回路直流电阻值(Ω/KM)d——导电线芯直径（mm）a——回路两导线中心间距离（mm）P─各种四线组的修正系数X─，k=为涡流系数F(X)G(X).H(X)─均为x的特定函数；频率fHz800340050k100k300k500k800k1024kK0.60121.2384.7946.71211.62915.06118.9920.63X0.120.24760.951.342.323.0123.7984.126F(X)0.00070.00310.007630.01920.14050.3180.60280.7248G(X)0.000003240.0007820.013760.05180.25080.4050.5490.605H(X)0.0000360.04。

5、180.05190.0790.2120.3480.4450.475R(Ω/km)295.02295.38295.98305.96357.88424.85522.22565.59电感对称电缆回路的总电感：L=[()]-4(H/KM)式中λ─总的绞合系数a——回路两导线中心间距离（mm）d——导电线芯直径（mm）Q(X)为x的特定函数电感的计算如下频率fHz8000340050k100k300k500k800k1024kK0.6021.2427.7946.71211.01915.06118.9920.63X0.120.24760.951.342.323.0123.7984.126Q(X)0.999990.99990.99720.99020.93020.8450.7190.668L(H/KM)-45.425.425.415.415.345.255.125.07电容；多芯电缆，工作电容计算公式；C=()（F/KM）式中λ---总的绞合系数；εD---组合绝缘介质的等效介质常数；a---回路两导线中心间距离（mm）d---导电线芯直径（mm）；ψ—由于接地金属套和邻近导线产生影响而引用的修正系数。

6、，当距离相当大时ψ=1，式中ψ=()()电容的计算如下52×10-9F/KM绝缘电导G;G=G0+G-;G0=绝可忽略；G-=ωC；绝缘电导的计算公式；G≈G-=ωC;(S/KM)式中ω---角频率，ω=2f，f为频率（hz）C---回路工作电容（F/KM）---组合绝缘介质的等效介质损耗正切值。=式中εK---空气的相对介电常数，等于1；Εg---介质的相对介质常数；SK----空气所占的截面积；SG----介质所占的截面积；----空气的介质损耗角正切值正切值，等于0；---介质的损耗角正切值。经计算=1.54频率f(HZ)800340050K100K300K500K800K1024KG(H/KM)4.02×10-81.70×10-72.50×10-65.02×10-61.507×10-52.514×10-54.02×10-55.15×10-5二次参数计算；波阻抗ZC;波阻抗ZC与一次参数及频率的关系可按下列式计算；ZC=||=√=√因此√Φc=φ1=;φ2=;1，在直流时（f=0）ZC=||=√;Φc=0；2，在音频时（f≤800hz）因频率较低，电缆回路中感抗较小相对于回路有效。

7、电路电阻可以忽略，同时因绝缘电导G与wc比较也可以不考虑，即R≧WL和G≦WC,这是ZC≈√=√;||≈√ψC≈-45o3，在高频时（f30khz）因频率高,回路的一次参数间存在下列关系;ωL≧R,ωC≧G.则ZC=||≈√;ψC≈0o;衰减常数和相移常数的计算衰减常数α=√[√()()()];相移常数β=√[√()()()]在直流时(f=0);α=,β=0;2.在音频时（f≤800khz）在此频率范围内，R≧ωl,G≧ωC,可略去ωl和G，则α=√;β=√;3.在高频时（ff30khz）在高频时，ωL≧R,ωC≧G所以α=√+√;β=ω;二次参数的计算结果如下频率f/hz800340050k100k300k500k800k1024kZC(Ω/KM)1.0625×1035197887881001009999φC(o)-45-43.77000000α0.1950.221.41.51.72.12.612.82(N/KM)606β(rad/KM)0.1950.221.663.339.916.3925.8739.94一．绝缘生产工艺要点；导电线芯的绝缘是为了防止电缆内各单位导电线芯之间的接触，。

8、保证电磁波的顺利传输，同时还可以使线芯的相互位置固定，减少回路之间的串音。绝缘材料要求有稳定而优良的电气性能，良好的柔软性和一定的机械强度，同时也要求易于加工。绝缘应连续地挤包在导体上，并且有完整性，绝艳厚度使成品电缆符合规定的电气性能要求。绝缘完整性采用直流火化实验检验，试验电压为1.5-6kv。每12km绝艳线芯上允许有一个小孔或类似的缺陷。当针孔或缺陷超过规定时，允许修复，修复后的绝缘线芯应满足条件规定。绝艳线芯应采用颜色识别标志。绝艳线芯颜色应补迁移。二．对绞生产工艺要点；对绞组；分别称作a线和b线的两根不同颜色的绝缘线芯均匀的绞合成线对.成品电缆中任意对的的绞合节距在3m长度上测得的算术平均值应不大于155mm。对绞节距的选择原则如下；1，最大节距应不大于155mm，最小节距应不小于30mm。2，相邻节距差要大，而且节距差要均匀。节距差的计算公式；，，。三成缆工艺要点①电缆端别规定；a除20对及以下的电缆外，电缆应分端别。面向电缆端头，如组成缆芯的单位或基本单位的色谱顺序为顺时针方向，则此端为A端，另一端为B端。b电缆A端端头应用红色标志，电缆B=端端头应用绿色标志。②撕断绳。

9、a根据双方的协议，可以在电缆内放置撕断绳。b撕断绳应不吸湿，不吸油，连续的贯穿整根电缆。为了保证开启护套时撕断绳裂伤不断裂，撕断绳应具有足够的强度。四护套生产工艺要点①铝塑复合带；a铝塑复合带的铝带标称厚度应为0.20mm，铝带应双面复合塑性聚合物薄膜。铝塑复合带可以轧纹也可以不轧纹。b铝塑复合带总包重叠部分宽度应不小于6mm。小直径（电缆直径9.5mm以及下）电缆的纵包重叠部分宽度应不小于履带中心线圈周长的20%。c铝塑复合带连续性；铝塑复合带可以接连。接续是，应先去除塑性聚合物，并净化金属表面，使铝带接头的机械，电气性能良好，其抗张强度应不小于相邻段同样长度无接续铝塑复合带抗张强度的80%，接续后应恢复接续出的塑性复合物层。②聚乙烯套a聚乙烯套应采用低密度或中密度聚乙烯。聚乙烯应含有（2.6）的炭黑，炭黑分布应均匀。b。聚乙烯套应粘附在铝塑复合带上，两者之间的剥离强度应不小于0.8N/MM.含非填充式电缆及有内护套的填充式电缆的铝塑复合带重叠部分。c。聚乙烯护套应表面光滑平整，不应有空洞，裂缝，凹陷等缺陷。d。聚乙烯套的机械物理性能应符合下表规定。六.原材料用量计算机每公里质量的计。

10、算（一）铜导体用量绞入系数λ=1.062；每公里单根铜导体的长度l=1000×1.062=1062m；600对铜导体总长度L=600×2×1062=1.27×106m；铜的总体积V=()×1.27×106=0.159m3铜的总重量M1=ρ.V=8.89×0.159×106×10-3=1.41×103kg（二）绝缘用聚乙烯用量绝缘采用的高密度聚乙烯；单根铜导体的聚乙烯绝缘长度与铜导体长度相同1062m；单根聚乙烯绝缘的横截面积S=()0.328×10-3m3；聚乙烯绝缘的总体积V=0.0.328×10-6×1062×2×900=0.627m3;聚乙烯绝缘的总重量为M2=ρ.V=0.941×0.627×106×10-3=0.59×103kg（三）铝塑复合带用量铝塑复合带宽度B=3.14×(D+t)×();式中B–铝塑复合带的宽度；D-绕包前的直径；t-复合带厚度Sin-绕包角度α的正弦值；K-绕包搭盖率（k）取α=35o；k=0.10t=0.27D=32.24+0.2×2=32.64mm；则B=()选用65.77mm宽的铝塑复合带；铝塑复合带长度为L=1000/sinα=1743.38m。