以铜包铝线为内导体的CATV同轴电缆的特性(精)

有线电视传输线以铜包铝线为内导体的CATV同轴电缆的特性戴雅康大连铁道学院材料科学与工程系提要!铜包铝线是CATV同轴电缆纯铜线内导体的更新换代产品。本文阐述了铜包铝线的规格及对铜包铝线质量和性能的要求,介绍了国内用包覆焊接法生产的铜包铝线的特性,以及用国产铜包铝线制成的同轴电缆的特性。关键饲!CATV同轴电缆铜包铝线是在铝芯线上同心地包覆铜层并使铜铝界面形成金属结合的双金属复合导线。它是CATV同轴电缆纯铜线内导体的更新换代产品,具有合理利用自然资源、稳定传输电视信号、降低电缆生产成本、方便网络工程施工等优点。美国的CATV电缆早在七十年代就使用铜包铝线。近年来由于国产铜包铝线问世,我国生产的75-9、75-12和铜包铝线包覆焊接法540等CATV电缆也开始大量使用铜包铝线作内导体。随着我国信息产业的迅速发展,有线电视网络将不断兴建或更新,并将发展有线电视、电话和计算机三网合一的网络,使用铜包铝线的同轴电缆将有广阔的应用前景。为此,本文主要介绍铜包铝线的有关知识、国产铜包铝线的特性以及以铜包铝线为内导体的同轴电缆特性,供网络施工人员参考。1铜包铝线的规格及对其质量和性能的要求1.1铜包铝线的规格铜包铝线按铜层体积比(铜光纤专线与交行总行联网,利用交行本身的内部网络与各支行联网,大大节省联网的投资;(3)系统实现实时的数据同步更新,保证各收费点数据的一致性;(4)本系统按用户所在的片区、属第几号光机所覆盖对用户进行编号,当用户故障报修时,从用户输入的编号可方便确定故障的根源;(5)系统可方便扩展节目套数,每套节目可分别分类定价,并且系统管理员可对某些节目临时免费开通操作;(6)系统使用集中式的分级权限管理,各级权限分别对应系统管理员、一般维护人员、柜台操作人员,不同的权限级别对应的功能不同,充分保证了系统的安全性。(7)系统可详细记录收费过程中的流水账,供核对和查询;(8)系统按用户所需条件进行统计分析、生成各种统计报表;(9)语音子系统可实现自动电话催交、电话查询、电话报修等功能,既提高了服务质量,又减轻了工作人员的负担;(10)系统可按解扰器控制系统的数据要求输出控制数据,从而能及时开通、关闭用户对加密节目的收看;(11)系统预留了与其他子系统的接口,可方便地为系统扩展功能,如增加银行代收功能,点播节目收费及其他服务项目的收费。(收稿日期:19991126)140Radio&TVBroadcastEngineering/MAR.2000有线电视传输线层体积占铜包铝线体积的百分比)不同分为两种:铜层体积比在8~12%范围内的为10%级(简记为10);铜层体积比在13~17%范围内的为15%级(简记为15)。铜包铝线按软硬状态不同又分为两种:拉拔后未退火者为硬态(以H表示);拉拔后退火者为软态(以A表示)。因此,铜包铝线可分为四类:10H、10A、15H和15A。各类铜包铝线又可拉拔成不同的标称直径。铜包铝线以代号CCA(CopperC1adA1uminum)表示。其规格表示方法为:例如,对于直径为2.77、铜层体积比为15%的软态铜包铝线,其规格的标记为:CCA-15A-2.77。1.2对铜包铝线质量的要求(1)铜层厚度沿圆周方向分布应均匀。标准规定铜层沿圆周方向的最薄点,对于10A、10H铜包铝线不应小于导线半径的3.5%;对于15A、15H的不应小于导线半径的5%,否则将影响电视信号的传输。(2)铜层应有较好的密合性,保证使用过程中不开裂。可取一段铜包铝线,在其直径15倍处的两端夹紧,将其正向扭转三圈后再反向扭转三圈来检查。(3)铜层与铝芯界面上应形成原子间结合,即具有较好的铜铝粘合性。一般可通过将铜包铝线用任意方法弯断,观察其断口来检查。若断口上铜铝分层,表明两者没有粘合好。1.3对铜包铝线性能的要求(1)对抗拉强度和伸长率的要求。不同直径的硬态和软态铜包铝线的抗拉强度和伸长率有着广播与电视技术∀2000年第3期不同的要求,这在国外和我国铜包铝线标准中都有明确的数值规定。一般硬态铜包铝线的抗拉强度较高、伸长率较低;软态的则抗拉强度较低而伸长率较高。硬态和软态的选用主要取决于电缆生产厂家成缆时的要求。(2)对直流电阻率的要求。直流电阻率取决于铜村质量、铜层厚度、铜铝粘合性以及软化退火工艺,反映了铜包铝线材质和加工工艺水平。照片1通发铜包铝线的横截面形貌铜包铝线的工业主产模式及其产品的特性2.1铜包铝线的工业生产模式铜包铝线的工业生产模式主要有三种。(1)铝线镀铜法。是将铝芯线表面电镀铜层以获得铜包铝线的方法这种方法较简便,但镀铜层的成分不纯、性能较脆。并且镀铜层与铝芯线往往不同心,难以满足同轴电缆生产和使用要求目前国内己不再生产。(2)轧辊压接法。将经过清理并加热的两条铜带从上、下两个方向包覆铝芯线,利用轧辊的强大压力,将铜带与铝芯线压接在一起。然后将铜带接缝的两个凸耳切除,形2照片2通发铜包铝线的铜铝界面形貌照片3弯曲断口上铜铝无分层现象照片4通发铜包铝线退火金相阻织成线坯。再将线坯进行拉拔获得所需直径,通过热处理赋予所需性能。这种工艺较为复杂,轧压设备投资较大,因而产品的成本较高。(3)包覆焊接法。此法是通过包141有线电视传输线要求,以作比较。退火工艺对于软态铜包铝线的力学性能和电阻率有很大影响。铜包铝线在退火过程中,在铜和铝的边界上由于加热形成了一层白亮的金属化合物(CuAl2)层。这种化合物层性能很脆,当其厚度较大时,会降低铜包铝线的伸长率和导电性。从实际使用考虑,如果退火工艺恰当,化合物层的厚度小于2m,对铜包铝线的性能不会产生不良影响。照片4所示为通发铜包铝线的退火组织,测出其化合物层厚度在2m以内,表明对使用性能没有影响。注:表中仅列出与内导体有关项目的检测结果3以铜包铝线为内导体的同轴电缆的特性十分均匀的。因而铜层与铝芯线具有较好的同心度。(2)铜与铝界面的冶金结合。通发铜包铝线的铜铝界面在光学金相显镜下的形貌示于照片2。由于在包覆焊接前对铜带与铝芯线进行了彻底清理和严密保护的措施,在铜层与铝芯线的边界上不存在黑色的非金属夹杂物,为两种金属原子间的键合创造了条件。当将成品弯曲折断或拉断后,从断口上看不到包覆分层的现象(见照片3)。(3)铜包铝线的性能。通发铜包铝线的力学性能(抗拉强度和伸长率)及直流电阻率经电子工业信息传输线质量监督检测中心检验结果列于表1,在表中还给出了美国ASTMB566-93#铜包铝线标准规范∃及我国电子行业标准#铜包铝线∃(报批稿)中对铜包铝线力学性能及直流电阻率的珠海汉胜特种电线有限公司采用美国进口铜包铝线与大连通发公司的铜包铝线制成12C-FT/A同轴电缆,经国家广播电影电视总局有线电视系统质量监督检验测试中心按国家广播电影电视总局颁布的行业标准GY/T135-1998的要求进行了检测。测试结果列于表2。由表中的数据可见,以铜包铝线为内导体的同轴电缆的各项技术指标都优于行业标准中的要求;用通发铜包铝线制成的同轴电缆与用美国铜包铝线制成的相同,都是合格产品。各有线电视施工单位可以放心使用。必须指出,由于铜包铝线与纯铜线的力学性能不完全一样,在工程施工时应加以注意,并不断积累使用铜包铝线电缆的经验,为过渡到全部使用铜包铝线电缆打下基础。覆焊接装置,将经过清理的铜带逐步形成圆管状,包覆在清理过的铝芯线周围,采用氩弧焊将铜管的纵缝连续不断地焊接起来形成线坯。然后通过拉拔和热处理以获得所需的直径和性能。这种工艺模式较为简单,设备不太复杂,投资较少。所生产的铜包铝线质量较好,为国内目前主要的生产方法。此法所用的包覆焊接装置获得国家专利。大连通发新材料开发公司将包覆焊接法生产铜包铝线这一创新技术产业化、商品化,填补了国内空自。2.2包覆焊接法生产的铜包铝线的特性现以通发公司用包覆焊接法生产的铜包铝线为例,介绍其质量和性能。(1)铜包铝线的结构。通发铜包铝线横截面的结构形貌如照片1所示。铜层沿圆周方向的分布是142Radio&TVBroadcastEngineering/MAR.2000