數字電纜是從市話電纜提高發(fā)展而來的。俗稱“數據電纜”和“網線”。根據所能傳輸的最高頻率作如下分類:
1類——傳輸音頻信號,是傳統(tǒng)的市話電纜。
2類——最高傳輸頻1MHZ,是市話開通載波技術用的電纜。
3類——最高傳輸頻率16MHZ。從3類起稱為“數字電纜”。
4類——最高傳輸頻率20MHZ。
5類——最高傳輸頻率100MHZ。
5E——最高傳輸頻率100MHZ,可以同時雙向傳輸。
6類——最高傳輸頻率250MHZ。
6A——最高傳輸頻率500MHZ。
7類——最高傳輸頻率600MHZ。
現在也有專家提出生產最高傳輸頻率1000MHZ(1GHZ)的電纜,還沒有結論,但生產高速數字線很多單位在進行,傳輸頻率要達到3GHZ以上。
以上電纜的阻抗都是100歐姆,另有一種阻抗是150歐姆的數字纜,其最高傳輸頻率為300MHZ,導線線徑為0.64,規(guī)格只有2對一種規(guī)格,主要是儀器儀表內用。
三. 數字電纜型號表示法:
1 2 3 4 5 — 6 — 7 8
1. 電纜類別,用字母表示:
HS——水平布線電纜。
2.導線材料,用字母表示:
T——銅,一般省略不表。
LT——銅包鋁
3.絕緣材料,用字母表示。
4.護套材料,用字母表示。
以下符號3、4通用
Y——聚烯烴塑料,包括低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙乙烯(PP)。
V——聚氯乙烯(PVC)。
Z——低煙無鹵阻燃聚烯烴塑料。(LSNHP)
W——聚全氟乙丙烯。(FEP)是聚四氟乙烯和聚六氟丙烯共聚物。
5.電纜的特征,用字母表示:
P——屏蔽。
T——阻水纜,包含油膏填充和包阻水帶。
C——自承式。
R——軟電纜。
B——平行式。
6.最高傳輸頻率,用電纜的分類表示:
如:“5”表示最高頻率為100MHZ、“6A”表示最高頻率為500MHZ、“150”表示是阻抗是150歐姆,最高頻率為300MHZ的電纜。
7.線對規(guī)格,用一組數學式表示:口×2×口
第一個數表示絞對線數量,第三個數表示導線線徑。
如:4×2×0.57;25×2×0.5等。
8.絞對線屏蔽:
P——有絞對線分別屏蔽
四. 數字電纜的結構
數字電纜結構特點是:小巧精致,結構簡單,元件數少。
數字電纜的生產流程:
導線拉絲→退火→預熱→擠包絕緣層→檢測→絞對→檢測→成纜→(包帶)→檢測→(包屏蔽層)→護套→成圈→成品檢測→打包。
1.導線:最多是用銅線,因為銅的導電性能好,導電率僅次于銀。導體一般用單根銅絲,軟電纜用多根細銅絲絞合組成導體。
為節(jié)省成本,現在也有用銅包鋁鎂合金絲的,用于5類、5E類電纜沒有大問題,可降低導線成本60%左右。在電氣性能方面只有衰減大一點,阻抗和串音都可以合格,因為數字電纜通信距離很短,衰減大一點無關大局。
2.絕緣單線,簡稱“單線”
導線擠包絕緣層后成為絕緣單線。絕緣材料要求絕緣性能好、介電常數小、不吸潮、生產方便。聚乙烯是理想材料,絕緣電阻系數達到1016—1017,介電常數為2.3,比聚氯乙烯(5.0)小一倍多。選用高密度聚乙烯,它的耐磨性更好。
單線分十種顏色:
a線: 白、紅、黑、黃、紫;
b線: 蘭、桔、綠、棕、灰。
白色線加色條是為防止施工時混線,數字電纜絞對節(jié)距很小,實際上施工中是不大可能混線的,所以不加色條也沒有關系,但用戶有要求我們還是加色條的。
絕緣一般用實心聚乙烯,但7類纜要用“皮—泡—皮”三層絕緣,中間一層用物理發(fā)泡,目的為減小電容。
3.絞對線
用兩根不同顏色的單線,按一定的節(jié)距絞合成一對,組成通信用的一個回路,生產廠稱之“絞對線”。數字電纜和市話電纜最大的不同是節(jié)距很小,最大節(jié)距只有20mm左右,目的就是為做得更加精致,可以最大限度地平衡電容偶合,減小串音。
絞對用的兩根單線顏色配合原則:a線一個色譜和b線五個色譜分別相結合,一共組成25個色譜,順序編1~25號,總共25個編號。(全世界統(tǒng)一)
1 白蘭、2 白桔、3 白綠、4 白棕、5 白灰、
6 紅蘭、7 紅桔、8 紅綠、9 紅棕、10 紅灰、
11 黑蘭、12 黑桔、13 黑綠、14 黑棕、15 黑灰、
16 黃蘭、17 黃桔、18 黃綠、19 黃棕、20 黃灰
21 紫蘭、22 紫桔、23 紫綠、24 紫棕、25 紫灰。
4.成纜線
把若干個絞對線按一定的規(guī)律絞合起來,就成為電纜芯,也稱“成纜線”。絞合目的:一是把多對絞對線固定起來,使它不松散;二是使電纜柔軟,便于彎曲。
數字纜中用得最多的品種是4對,而4對絞合屬于星絞,星絞結構最穩(wěn)定,電氣性能最好,所以大于4對的電纜盡量用4對作子單位。如:8對電纜用2個4對子單位做成8字型;16對電纜用4個4對子單位;25對電纜用6個4對子單位加1對單獨絞對線組成。
25對的纜芯又稱為“基本單位”。100對電纜可用4個基本單位,其絞對線編號用各子單位的扎帶區(qū)分,第一個基本單位用“白蘭”扎帶,線對編號為1~25號,第二個基本單位用“白桔”扎帶,編號為26~50號,第三個基本單位用“白綠”扎帶,編號為51~75號,第四個基本單位用“白棕”扎帶,編號為76~100號。25對以內的電纜中子單位不需要用扎帶區(qū)分編號,而是按色譜區(qū)分編號。
成纜線的A、B端之分:面對電纜端面,絞對線序號是順時針排列的為A端,反之為B端。
5.護套
成纜線擠包護套后才成了真正的電纜。
數字電纜的護套作用:一是保護纜芯,二是固定纜芯。所以要包得緊,把纜芯緊緊固定住。如果纜芯不固定住,電纜扭動一下電氣參數就會改變,而且越變越差。
護套材料目前用最多的是聚氯乙烯(PVC),因為聚氯乙烯比較軟,老化性能較好,有一定的阻燃性。但它容易吸潮,燃燒起來會釋放出大量的有毒濃煙。所以室外纜為了防潮氣而選用聚乙烯作護套料,聚乙烯的防潮性能比聚氯乙烯好二十多倍;如果需要綠色
環(huán)保電纜,必須選用低煙無鹵阻燃聚烯烴作護套料。
護套內加撕裂繩是浪費,不起任何作用。
6.屏蔽層
屏蔽的作用:一是防止外界電磁波對本電纜正常通信的干擾;二是阻止本電纜的傳輸信號外漏而泄密。
有兩種屏蔽:一.成纜后總屏蔽;二.絞對線分別屏蔽后成纜,成纜后有總屏蔽和無總屏蔽兩種。
屏蔽形式:
1. 單屏蔽:一層鋁塑復合帶。另需要加一根線不小于φ0.5mm的銅質導
線作為排流線,鋁塑復合帶內襯一層塑料帶保護纜芯。
2. 雙屏蔽:一層鋁塑復合帶+一層金屬絲編織層。
3. 四屏蔽:重復以上步驟組成:鋁塑復合帶+編織層+鋁塑復合帶+編織
層,共四層金屬層組成一個屏蔽體系。
有編織層的不需要另加金屬排流線。
編織用金屬絲有鍍錫銅絲和鋁鎂合金絲兩種,其屏蔽效果差不多,成本前者
比后者高3倍多。
五.質量要求和主要電氣參數:
數字電纜的電氣性能最主要的是“衰減、阻抗、串音”三項。
1.衰減是指電信號在傳輸過程中的衰耗。因為數字電纜的通信距離很短,所以衰減這一指標不是最重要的,即使大一點也不影響通信質量。因此用銅包鋁作導線雖然衰減大一點,但不會影響正常通信,而導線成本卻有很大的下降。
2.阻抗是一項重要指標,阻抗好比自來水管和水籠頭的規(guī)格,水管和籠頭的規(guī)格不配套,裝上了也漏水;如果電纜的阻抗和終端機的阻抗不匹配,傳輸的電信號就產生反射,稱之“反射波”或“回波”,會嚴重干擾正常通信。數字電纜規(guī)定阻抗是100±15Ω,在這個范圍內是合格的,可以正常通信;如果超出這個范圍就需看回波損耗,回波損耗就是消除回波的能力,如果回波損耗合格,說明這根電纜對回波的抵抗能力是好的,還是可以正常通信,當然這根電纜仍然是合格的,所以回波損耗是越大越好。這是數字電纜設計時加的雙重保險,因為數字電纜的確不容易生產。
3.串音是另一項重要指標,當傳輸頻率增高后串音增加更大,將嚴重影響正常通信,市話電纜長期不能突破串音這個關,所以長期只能開通音頻信號。數字電纜的偉大之處就是突破了這一關,使傳輸頻率達到幾百MHZ。串音會造成誤碼,破壞正常通信。衡量串音好引好的指標是“串音損減”,它越大越好。
4.時延和時延差:在普通通信中影響不大,也容易做合格,但在高科技領域,如導彈發(fā)射、衛(wèi)星通信、神舟飛船、遙控等,是絕對不能馬虎的。用油膏填充的阻水電纜的時延比不填充電纜的時延要大,不能用普通數字電纜的標準作指標,比普通數字纜大約需增大3%~5%。
數字電纜的質量要求很高,一般用戶都比較重視,但在驗收產品質量方面由于一些不規(guī)范的方法,往往會發(fā)生一些誤會和扯皮,造成不必要的矛盾和糾紛。
如:導線線徑規(guī)定是Φ0.5mm,按國家標準公差±0.005mm,就是在Φ0.495mm和Φ0.505mm之間都是符合標準的,但在成品中抽測導線線徑比較困難,因為絞對節(jié)距小,銅絲扭曲厲害,不容易抹直,而如果抹不直,測出的外徑就不正確,而如果用勁抹直了,銅絲又被拉細了,這就扯不清了。正確的方法是測直流電阻,既簡單也不會扯皮。Φ0.5mm銅絲的標準電阻在20℃時≤95Ω/㎞。
還有的用戶測銅絲的伸長率,是沒有道理的。因為生產廠家都會盡量使銅絲軟一點,銅絲軟的好生產,導線在絞對成纜時不會扭斷,電阻也小,硬銅絲比軟銅絲電阻大3%左右。但也是因為節(jié)距小,生產過程中被反復扭曲伸長率變小,1019標準中規(guī)定的成品電纜導體伸長率≮15%,它不是出廠要求,而是企業(yè)的自控標準。這一項檢測更麻煩,更容易扯皮,因為測伸長率必須首先把試品拉直,而用手工把彎彎曲曲的銅絲拉直的過程中,銅絲已經伸長了不少了,再測出的伸長率肯定不正確了。
在護套外觀上的看法也不一樣,用戶往往說廠家生產的電纜皮包骨頭不好看,甚至批評廠家偷工減料,這是個極大的誤會。數字電纜必須皮包骨頭,才能把纜芯固定住,保證電氣性能的穩(wěn)定,另外數字電纜護套標準壁厚薄,里面沒有包層,要包的緊肯定會在外表顯現出皮包骨頭。從護套料用量來講,皮包骨頭的電纜因為存在嵌隙系數,所以用料反而多一點。
數字電纜的衰減和溫度成正比,如果在夏天高溫下或者天雖不是很熱,但在太陽下曝曬后兩、三個小時內就檢測,衰減會很大。正確做法是,應放在室內四個小時后檢測,檢測儀表的溫度設置和存放電纜的環(huán)境溫度相同;如果檢測儀表沒有測試溫度設定,就要進行溫度換算,換算到標準溫度時的衰減值,標準溫度為20℃。
屏蔽電纜最好用電纜盤裝,如果用蜂窩式成圈,因為成圈時扭曲厲害,阻抗不合格率增加。我們做過試驗:用同一組電纜一部分箱裝、一部分盤裝,盤裝的合格率高于箱裝;也試驗過把箱裝的不合格屏蔽電纜拉出來放直后,重新測試就合格了。
1.室內電纜:屬于水平布線電纜,用量最大,護套常用聚氯乙烯塑料。現在也有用低煙無鹵阻燃聚烯烴塑料作護套料。
2.室外電纜:為了防潮,用防潮性能好的聚乙烯作護套材料。室外纜內加一層聚脂薄膜是為了防止單線和護套粘連,和性能無關,最好不加聚脂薄膜,因為加以后使纜芯固定不住。
3.阻水電纜:用油膏填充或繞包阻水帶的電纜。有縱向阻水、橫向阻水和雙向阻水三種方式。
4.
阻燃電纜:氧指數28以上的電纜;現在一般氧指數要32以上,高阻燃電纜的氧指數要38以上。
5.軟電纜和柔軟電纜為:軟電纜是導線用多根(一般用7根)細銅絲經束線組成導體,一般用作插頭線用。柔軟電纜,不僅導體要用更細的銅絲束制,絕緣料和護套料也要用彈性材料生產。
6.屏蔽電纜:有屏蔽層的電纜,包括總屏蔽和絞對線分別屏蔽。
7.環(huán)保電纜和
綠色環(huán)保電纜:普通的環(huán)保電纜是指它所用的聚氯乙烯護套料不含鉛和鎘兩種有害元素;而綠色環(huán)保電纜必須所有材料都要求無毒無害,現在一般絕緣用聚乙烯,護套用低煙無鹵阻燃聚烯烴。聚乙烯是無毒無害的,燃燒起來發(fā)煙量很小。
8.平行電纜:成品電纜外形為8字形或偏平形的電纜。2對和8對數字電纜最好制成8字形電纜。
9.自承式電纜:纜芯內或外增加有加強元件的電纜。加強元件俗稱“加強筋”,有金屬和非金屬加強筋,金屬加強筋用鋼絲、銅包鋼絲或鍍鋅鐵絲,非金屬加強筋常用芳綸。因為多增加一個金屬元件,電纜內就多出一組干擾因素,所以數字電纜的加強元件最好用非金屬元件。
10.
耐高溫電纜:不是一般的耐100℃左右的溫度,聚氯乙烯護套最高可耐120℃溫度。耐
高溫電纜是要能承受200℃甚至300℃以上的高溫。所以絕緣和護套都要用特別的材料,如聚全氟乙丙烯(FEP)。
11.防火電纜:在火中燒不著的電纜。用云母片、石棉繩、玻璃纖維等等材料做絕緣和護套。現在有一種材料,也屬于塑料,它能被火燒著,但燒過后結成一層硬殼,沒有外力不會破碎,仍可保護里面導體完成通信任務。
12.耐腐蝕電纜:該電纜敷設在特殊的環(huán)境內,需要耐某種化學或物理的腐蝕。這就需要廠家選用特殊的護套料,滿足這種要求。
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