第二章 通信电缆的结构、类型及参数

第二章通信电缆的结构、类型及参数2.1通信电缆的分类及用途通信电缆的用途就是构成传递信息的通道，形成四通八达的通信网络。通信电缆可按敷设和运行条件、传输的频谱、电缆芯线结构、绝缘材料和绝缘结构以及护层类型等几个方面来分类。1.根据敷设和运行条件可分为：架空电缆、直埋电缆、管道电缆及水底电缆等；2.根据传输频谱可分为：低频电缆(10KHz以下)和高频电缆(12KHz以上)等。3.根据电缆芯线结构可分为：对称电缆和不对称电缆两大类。对称电缆指构成通信回路的两根导线的对地分布参数(主要指对地分布电容)相同的电缆，如对绞电缆；不对称电缆是指构成通信回路的两根导线的对地分布参数不同，如同轴电缆。4.根据电缆的绝缘材料和绝缘结构分为：实心聚乙烯电缆、泡沫聚乙烯电缆、泡沫/实心皮聚乙烯绝缘电缆以及聚乙烯垫片绝缘电缆等。5.根据电缆护层的种类可以分为：塑套电缆、钢丝钢带铠装电缆、组合护套电缆等。2．2全色谱全塑双绞通信电缆的结构与类型全色谱全塑双绞通信电缆是现在本地网中广泛使用的电缆，所谓“全塑”电缆是指：凡是电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用高分子聚合物——塑料制成的电缆。全塑市话电缆属于宽频带对称电缆，现已广泛用来传送电话、电报和数据等业务电信号。由于全塑电缆具有电气特性优良、传输质量好、重量轻、运输和施工方便、抗腐蚀、故障少、维护方便、造价低、经济实用、效率高及使用寿命长等特点，使它得到了很快的发展和推广，与之相配套的线路技术，如电缆的布放、接续，各种成端技术，新的线路网结构和配线制式，传输技术和维护测试技术等也得到了飞速的发展。2.2.1全色谱全塑双绞通信电缆的结构1.芯线材料及线径由纯电解铜制成，一般为软铜线，标称线径有：0.32mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm和0.8mm等5种。此外，曾出现过0.63mm，0.7mm和0.9mm的，现已逐渐减少。我国部颁标准中只规定了前述五种标称线径。1.2.芯线的绝缘①绝缘材料：高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯一丙烯共聚物等高分子聚合物塑料，称为聚烯烃塑料。②绝缘形式：全塑电缆的芯线绝缘形式分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心皮绝缘，如图2-1(a)(b)(c)所示，由绝缘层形成原则可知，三种绝缘形式的绝缘效果由好到差的排列顺序依次为(c)(b)(a)。当然，它们均能满足电话通信的需求。（a）实心绝缘（b）泡沫绝缘（c）泡沫/实心皮绝缘1.金属导线2.实心聚烯烃绝缘层3.泡沫聚烯烃绝缘层4.泡沫/实心皮聚烯烃绝缘层图2—1全塑电缆芯线绝缘形式3.芯线的扭绞绝缘好了以后的芯线大都采用对绞形式进行扭绞，即由a、b两线构成一个线组。线组内绝缘芯线的颜色分为普通色谱和全色谱两种。①普通色谱：标志线对为蓝／白，普通线对为红／白，这种电缆现在已使用不多，这里不作介绍。②全色谱：由十种颜色两两组合成25个组合，a线：白，红，黑，黄，紫；b线：蓝，桔，绿，棕，灰。其组合形式如表2-1所示，于是，在一个基本单位U(25对为一个基本单位)中，线对序号与色谱存在一一对应的关系，如第16对芯线颜色为黄／蓝，第20对芯线为黄／灰等等，给施工时的编线及使用提供了很大方便，这就是工程技术人员常讲的“芯线全色谱”。表2-1全色谱线对编号与色谱线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色ababababab12345白蓝桔绿棕灰678910红蓝桔绿棕灰1112131415黑蓝桔绿棕灰1617181920黄蓝桔绿棕灰2122232425紫蓝桔绿棕灰1.4.全塑电缆的缆芯：①同心式缆芯：其结构方式是由线对构成的一系列同心圆，当层数较多时这种成缆方式多有不便，故只用于部分小对数(50对以下)的全塑电缆中。②单位式缆芯：这是全塑电缆形成缆芯的主要方式。它主要由基本单位和超单位绞合而成。根据缆芯中芯线线对和单位扎带颜色的不同，单位式缆芯也有普通色谱和全色谱之分。我们学习的重点是全色谱单位式缆芯。a．普通色谱：普通色谱对扭单位式缆芯是由若干个层绞(同心式)的50对或100对为单位绞合而成的(其中，50P、l00P单位可由若干个线对直接绞合而成，也可由5对，8对，9对，12对，13对，25对等小单位绞合而成)其色谱是：每一层的第一个单位为标志单位，其余各单位为普通单位；标志单位中每层的第一个线对为标志线对，其色谱为红／白，其余普通线对的色谱为蓝／白；普通单位中每层的第一个线对为标志线对，色谱为蓝／白，普通线对色谱为红／白(正好相反)每个单位外都有白色扎带，以便于区分。因使用不多，在此不作进一步的介绍。b．全色谱对绞单位式缆芯：第一：形成缆芯的三种最常见单位一——基本单位U：每个U单位内含25对线，其色谱为由白／蓝——紫／灰的25种全色谱组合，如图2-2（a）所示，为了形成圆形结构，充分利用缆内有限的空间，也可将一个U单位分成由12对、13对或更少线对的“子单位”，为了区别不同的单位，每一单位外部都捆有扎带，U单位的“扎带全色谱”是由“白／蓝——紫／棕”的24种组合，所以U单位的扎带循环周期为25×24=600对，即从601对开始，U单位的扎带又变成白／蓝。U单位扎带颜色及序号如表2—2所示。表2-2U单位序号及扎带颜色线对序号U单位序号U单位扎带颜色1—2526—5051—7576—100101—125126—150151—1751234567白—蓝白—桔白—绿白—棕白—灰红—蓝红—桔176—200201—225226—250┇┇551—575576—6008910┇┇2324红—绿红—棕红—灰┇┇紫—绿紫—棕———超单位1——S超单位：S=U+U=25+25=50对，其排列结构如图2-2(b)所示，从1—25对为第一个U单位，从26—50为第二个U单位，为了形成圆形结构的缆芯，同一U单位内的芯线又被分成两束线，如1～12，13～25，但这两束线的扎带颜色仍然一致(即均为蓝／白)。S单位的扎带颜色为单色，即1～600为白色，601～1200为红色，1201～1800为黑色，1801～2400为黄色，2401～3000为紫色，尔后又重复白色，所以说S单位扎带颜色的循环周期为600X5=3000对，其线对序号、组合单位及扎带颜色如表2-3所示．表2-3S单位的线对序号，组合的单位及扎带颜色U单位序号U单位扎带颜色S单位序号及扎带颜色白红黑黄紫12白—蓝白—桔S—11—50S—13601—650S—251201—1250S—371801—1850S—492401—245034白—绿白—棕S—251—100S—14651—700S—261251—1300S—381851—1900S—502451—250056白—灰红—蓝S—3101—150S—15701—750S—271301—1350S—401901—1950S—512501—255078红—桔红—绿S—4151—200S—16751—800S—281351—1400S—411951—2000S—522551—2600910红—棕红—灰S—5201—250S—17801—850S—291401—1450S—422001—2050S—532601—26501112黑—蓝黑—桔S—6251—300S—18851—900S—301451—1500S—422051—2100S—542651—2700┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇1920黄—棕黄—灰S—10451—500S—221051—1100S—341651—1700S—462251—2300S—582851—29002122紫—蓝紫—桔S—11501—550S—231101—1150S—351701—1750S—472301—2350S—592901—29502324紫—绿紫—棕S—12551—600S—241151—1200S—361751—1800S—482351—2400S—602951—3000———超单位2——SD超单位SD=U+U+U+U=100对，如图2-2(c)其中U1-U4对应第一个SD单位即SD1；U5-U8为第2个SD单位即SD2，依此类推，每一规定的U单位的扎带颜色必须符合表2-2的规定。SD单位的扎带颜色和S单位一样，循环周期也为600X5=3000对，只不过是在相同电缆对数的前提下，若采用S单位形成缆芯，则扎带数量一定比用SD单位形成缆芯要多。见表2-4。为了帮助大家对这三种单位作对比，我们列成了总表2-5，请大家结合前述内容，弄清楚表中内容。表2-4SD单位的线对序号，SD单位扎带颜色及组成的1单位序号U单位序号U单位扎带颜色S单位序号及扎带颜色白红黑黄紫1234白—蓝白—桔白—绿白—棕SD—11—100SD—7601—700SD—131201—1300SD—191801—1900SD—252401—25005678白—灰红—蓝红—桔红—绿SD—2101—200SD—8701—800SD—141301—1400SD—201901—2000SD—262501—26009101112红—棕红—灰黑—蓝黑—桔SD—3201—300SD—9801—900SD—151401—1500SD—212001—2100SD—272601—270013141516黑—绿黑—棕黑—灰黄—蓝SD—4301—400SD—10901—1000SD—161501—1600SD—222101—2200SD—282701—280017181920黄—桔黄—绿黄—棕黄—灰SD—5401—500SD—111001—1100SD—171601—1700SD—232201—2300SD—292801—290021222324紫—蓝紫—桔紫—绿紫—棕SD—6501—600SD—121101—1200SD—181701—1800SD—242301—2400SD—302901—3000表2-5基本单位、越单位的序号及扎带的色谱第二：缆芯的形成原则相同对数的电缆由不同厂家生产出来时其缆芯结构不一定完全一致。因为在其各自成缆时考虑的角度不一样，那么形成缆芯究竟有哪些大的原则?原则一：“圆形原则”。大家都知道，电缆的截面是圆形的，为了有效地利用缆内这一有限的空间，缆芯必须是圆形的，即：当电缆对数大于25对却小于50对时，同一U单位的线对可分成2～3束线，这些线束的扎带颜色必须相同(因为它们属于同一U单位)；同一U单位分出来的相邻线束间，线号必须连续；使用线对时必须用完第一个U单位的线对后才能用第2个U单位的线对。如图2一3所示为30对电缆缆芯形成示意图，从图中可以看出，从1—25为第一个U单位，它分成三束线，第一束为1～8号线对，第二束为9～16号线对，第三束为17～25号线对，其中8与9，16与17为衔接线对，同时这三束线的扎带颜色均为蓝／白，第二个U单位中的5对线为第四束，扎带为白／桔。图2-330对电缆芯线排列图2-4900对、1200对缆芯排列原则二：100对以上电缆按以下原则成缆：——先内后外：缆芯排列时，先从中心层开始排起，中心层排满以后，接着排第二层、第三层，直到排完为止，因此相邻两层单位的序号是连续的。——同一层中单位序号在A端是顺时钟方向排列的，且单位序号按顺时钟方向依次增大，序号彼此衔接。——各层排列的起始单位应对齐，如图2-4所示的1200对电缆，由24个S单位构成，分三层，第一、二、三层排列的起始单位分别为S1、S4和S12（图中阴影部分），它们必须对齐；——缆芯由两种以上单位形成时，单位序号按“替代等价”的原则来编。如图2-4所示的900对电缆，中间是4个S单位，外层是7个SD单位，其单位序号按SD单位(即大单位)序号来编，所以外层是SD3—SD9，中心层是S1—S4，相当于取代了SD1和SD2。其实，当我们学会了上述缆芯形成原则后，要正确地画出各种全塑电缆的端面图仍然比较困难，难点是：用一种单位来形成缆芯？还是用两种或三种单位来形成缆芯？用两种以上单位时，各种单位分别用多少来形成等等。国家标准对这个问题还没有统一的规定。有时甚至是用户与厂家订立合同解决的。因此，我们把国内生产厂家形成缆芯的方法列成表2-6，以