电缆结构设计与物料用量计算A

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1、电 缆 结 构 设 计 与 物 料 用 量 计 算 主 講 :張 明 电 缆 结 构 设 计 是 把 线 材 各 组 成 部 分 参 数 书 面 化 .在 设 计 过 程 中 ,主 要 是 根据 线 材 的 有 关 标 准 ,结 合 本 厂 的 生 产 能 力 ,尽 量 满 足 客 户 要 求 .并 把 结 果 以书 面 形 式 表 达 出 来 ,为 生 产 提 供 依 据 . 物 料 用 量 计 算 是 根 据 设 计 线 材 时 选用 的 材 料 及 结 构 参 数 ,计 算 出 各 种 材 料 的 用 量 ,为 会 计 部 计 算 成 本 及 仓 储发 料 提 供 依 据 . 電 線 設

2、 計 教 育 訓 練 教 材 导 体 部 分 有 关 设 计 与 计 算 : 导 体 在 结 构 上 有 实 心 及 绞 线 两 种 ,而 其 成 份 方 面 有 纯 金 属 .合 金 .镀 层 及 漆 包 线等 .在 设 计 过 程 中 ,对 于 不 同 的 线 材 选 用 这 些 导 体 材 料 时 ,基 于 下 面 几 个 方 面 : 1.线 材 的 使 用 场 所 及 后 序 加 工 方 式 . 2.导 体 材 料 的 性 能 :导 电 率 ,耐 热 性 .抗 张 强 度 .加 工 性 .弹 性 系 数 等 . 1.导 体 绞 合 节 距 设 计 : 绞 线 中 绞 合 节 距 大 小

3、 一 般 根 据 绞 合 导 体 线 规 选 取 (主 要 针 对 UL电子 线 系 列 , 电 源 线 ,UL444系 列 ,CSA TR-4系 列 对 导 体 的 节 距 有要 求 ,需 根 据 标 准 设 计 ),有 时 为 了 改 善 某 种 性 能 可 选 其 它 的 节 距 .如通 信 线 材 为 了 降 衰 减 选 用 小 节 距 ,为 了 提 供 好 的 弯 曲 性 能 选 用 较 小的 节 距 .下 面 的 节 距 表 选 择 表 是 针 对 UL电 子 线 . 美 制 线 规 对 应 截 面 积 及 绞 线 节 距 美 制 线 规 标 称 截 面 积 最 小 截 面 积 节

4、 距 30 0.0507 0.0497 68 28 0.0804 0.079 911 26 0.128 0.126 1113 24 0.205 0.199 1416 22 0.324 0.314 1619 20 0.519 0.509 2124 18 0.823 0.807 2732 16 1.31 1.27 3238 14 2.08 2.02 3947 2.多 根 绞 合 导 体 绞 合 外 径 计 算 : 导 体 绞 合 采 用 束 绞 方 式 进 行 ,绞 合 外 径 采 用 下 面 两 种 方 法 计 算 : 方 法 1: 方 法 2: d-单 根 导 体 的 直 径 D-绞 合 后

5、绞 合 导 体 外 径N-导 体 根 数 上 述 两 种 方 法 中 ,方 法 2比 较 适 合 束 绞 方 式 导 体 绞 合 外 径 计 算 ： 3.导 体 用 量 计 算 : 1.单 根 导 体 2.绞 合 导 体 d-单 根 导 体 直 径 导 体 密 度 N-导 体 绞 合 根 数 -导 体 绞 入 系 数 注 :用 量 计 算 为 单 芯 时 导 体 用 量 ,当 多 芯 时 须 考 虑 芯 线 绞 合 时 的 绞 入 系数 . 4.导 体 防 氧 化 . 为 防 止 导 体 氧 化 , 可 在 导 体 绞 合 时 , 加 BAT或 DOP油 （ 如 电 源 线 ， 透 明 线 ）

6、 。 押 出 部 分 有 关 的 设 计 与 计 算 : 押 出 部 分 包 括 绝 缘 押 出 .内 被 押 出 及 外 被 押 出 ,在 押 出 过 程 中 ,因 对 线 材 要 求 不 同 采 用 押 出 方 式不 同 .一 般 情 况 下 ,绝 缘 押 出 采 用 挤 压 式 ,内 护 层 与 外 护 层 采 用 半 挤 管 式 .有 时 为 了 满 足 性 能 要求 采 用 挤 管 式 .其 具 体 选 择 方 法 ,参 照 押 出 技 术 . 1.押 出 料 的 选 择 : 设 计 过 程 中 押 出 料 的 选 择 主 要 根 据 胶 料 的 用 途 、 耐 温 等 级 、 光

7、泽 性 、 软 硬 度 、 可 塑 剂 耐 迁 移 性 、无 毒 性 能 等 来 选 择 . 2.押 出 外 径 : D2=D+2*T D-押 出 前 外 径 D2-押 出 后 外 径 T-押 出 厚 度 押 出 厚 度 (T)主 要 根 据 线 材 有 关 标 准 ,结 合 厂 内 设 备 生 产 能 力 尽 量 满 足 客 户 要 求 . 3.胶 料 用 量 : 采 用 不 同 的 押 出 方 式 ,押 出 胶 料 用 量 计 算 公 式 也 有 不 同 . 挤 管 式 挤 压 式 W=(S成 品 截 面 -S缆 芯 内 容 物 )* -胶 料 密 度 . 考 虑 到 线 材 的 公 差

8、, 现 期 线 缆 企 业 一 般 采 用 下 面 计 算 方 法 . W=3,14159*1.05*T*(2*D+T)* 芯 线 绞 合 有 关 设 计 与 计 算 : 芯 线 绞 合 国 内 称 为 成 缆 ， 是 大 多 数 多 芯 电 缆 生 产 的 重 要 工 序 之 一 。 由 若 干 绝 缘 线 芯 或 单 元 组绞 合 成 缆 芯 的 过 程 称 芯 线 绞 合 。 其 原 理 类 似 如 导 体 绞 合 ， 芯 线 绞 合 的 一 般 工 艺 参 数 计 算 及 线芯 在 绞 合 过 程 中 的 变 形 与 绞 线 相 似 。 芯 线 绞 合 根 据 绞 合 绝 缘 线 芯

9、直 径 是 否 相 同 分 为 对 称 绞 合和 不 对 称 绞 合 。 因 为 芯 线 在 绞 合 过 程 中 有 弯 曲 变 形 ,有 些 较 粗 绝 缘 芯 线 在 绞 合 过 程 采 用 退 扭 。如 UL2919、 CAT.5、 IEEE1394、 DVI芯 线 及 其 它 高 发 泡 绝 缘 芯 线 。 以 下 分 几 个 方 面 叙述 芯 线 绞 合 的 工 艺 参 数 计 算 : 1.对 绞 : 对 绞 线 的 等 效 外 径 : D=1.65d或 1.71d (软 质 用 1.65d,硬 质 用 1.71d),sometimes D=1.86d 复 对 绞 线 等 效 外 径

10、 D=2.6d 多 对 数 绞 线 等 效 外 径 对 绞 节 距 . 根 据 对 绞 组 对 数 ,芯 线 外 径 选 取 . 2. 多 芯 绞 合 : 绞 合 外 径 当 芯 线 根 数 不 多 时 ,按 正 规 绞 合 计 算 .见 下 表 . 芯 线 排 列 方 式 及 芯 线 绞 合 外 径 计 算 可 根 据 下 表 : 芯 数 芯 线 排 列 外 径 比(M=D/d) 中 芯 空 隙 面 积Xd2 外 层 空 隙 面 积Xd2 芯 数 芯 线 排 列 外 径 比(M=D/d) 中 芯 空 隙 面 积Xd2 外 层 空 隙 面 积Xd2 2 2 2 0 1.571 24 2+8+1

11、4 6 0 2.975 3 3 2.154 0.04 1.248 25 3+8+14 6.154 0.04 3.285 4 4 2.414 0.215 1.22 26 3+9+14 6.154 0.04 3.285 5 5 2.7 0.543 1.259 27 3+9+15 6.154 0.04 2.801 6 6 3 1.025 1.329 28 4+9+15 6.414 0.215 3.282 7 1+6 3 0 1.329 29 4+9+16 6.414 0.215 2.806 8 1+7 3.3 0 1.39 30 4+10+16 6.414 0.215 2.806 9 1+8 3.7

12、 0 1.679 31 5+10+16 6.7 0.543 3.319 10 2+8 4 0 2.276 32 5+11+16 6.7 0.543 3.319 11 3+8 4.154 0.04 2.593 33 5+11+17 6.7 0.543 2.864 12 3+9 4.154 0.04 2.039 34 6+11+17 7 1.025 3.398 13 4+9 4.414 0.215 2.553 35 6+12+17 7 1.025 3.398 14 4+10 4.414 0.215 2.025 36 6+12+18 7 1.025 2.927 15 5+10 4.7 0.543 2

13、.578 37 1+6+12+18 7 0 2.927 16 5+11 4.7 0.543 2.071 38 1+7+12+18 7.3 0 3.458 17 6+11 5 1.025 2.641 39 2+6+12+18 8 0 4.705 18 6+12 5 1.025 2.137 40 2+7+12+19 8 0 4.254 19 1+6+12 5 0 2.137 41 2+7+13+19 8 0 4.254 20 1+6+13 5.154 0 1.944 42 2+8+13+19 8 0 4.254 21 1+7+13 5.3 0 2.257 44 2+8+14+20 8 0 3.77

14、4 22 1+8+13 5.7 0 4.442 45 3+8+14+20 8.154 0.04 4.042 23 2+8+13 6 0 3.598 48 3+9+15+21 8.154 0.04 2.867 当 芯 线 根 数 较 多 并 线 径 较 小 的 情 况 下 ,可 按 束 绞 近 似 计 算 (导 体 绞 合 外 径 计 算 公 式 )绞 合 节 距 一 般 绞 合 节 距 取 绞 合 外 径 的 1520倍 .有 时 为 了 改 善 线 材 性 能 ,可 选 择 合 适 的 节 距 .如 为 了 改 善 线 材 的 弯 曲 性能 降 低 绞 合 节 距 .USB电 缆 为 了 减

15、 小 芯 线 变 形 ,采 用 大 节 距 . 3. 有 关 绞 合 中 的 基 圆 直 径 .节 圆 直 径 .绞 合 外 径 基 圆 直 径 :对 于 某 一 绞 线 层 ,绞 线 前 芯 线 直 径 称 基 圆 直 径 . 节 圆 直 径 :单 线 绞 合 在 直 径 为 D0的 圆 柱 体 上 ,以 单 线 轴 线 至 绞 线 轴 线 的 距 离 为 半 径 的 圆 为 节 圆 ,其 直 径 为 节 圆 直 径 . 绞 合 外 径 :该 层 绞 线 的 外 接 圆 直 径 为 绞 线 外 径 . 图 中 对 于 第 三 层 绞 合 : 基 圆 直 径 为 D0(即 第 二 层 (1+6

16、)绞 合 的 绞 合 外 径 ) 节 圆 直 径 为 D D=D0+d 绞 合 外 径 为 D D=D+d 4.绞 入 系 数 : 芯 线 绞 合 的 绞 入 系 数 为 1+(圆 周 率 X绞 合 外 径 /绞 合 节 距 )的 二 次 方 . D-绞 合 外 径 . H-绞 合 节 距 . 在 绞 线 过 程 中 ,对 于 多 芯 并 芯 线 分 层 的 情 况 ,虽 然 为 束 绞 ,各 层 芯线 绞 入 系 数 并 不 相 同 .为 了 保 守 起 见 ,增 大 安 全 系 数 ,并 且减 化 计 算 ,所 以 在 上 述 绞 入 系 数 的 计 算 中 D采 用 芯 线 绞 合 的

17、绞 合 外 径(理 论 上 ,各 层 的 绞 合 系 数 应 为 节 圆 直 径 代 入 上 式 计 算 ). 斜 包 有 关 的 设 计 与 计 算 斜 包 在 线 材 中 主 要 起 屏 蔽 作 用 ， 有 时 作 为 同 轴 电 缆 的 外 导 体 。 屏 蔽 目 的 是 将 外 界 干 挠 消 除 ， 对 于 同 轴 电 缆 ， 由 于 有 屏 蔽 层 而 使 阻 抗 得 以 匹 配 ,降低 信 号 或 传 输 能 量 之 损 失 。 从 屏 蔽 效 果 来 讲 ， 斜 包 不 如 编 织 ， 其 屏 蔽 效 果 具 有 方 向 性 ， 弯 曲 时 屏 蔽 特 性 发 生变 化 但 其

18、 具 有 完 成 外 径 小 、 线 材 柔 软 、 价 格 也 比 较 低 特 点 。 适 用 于 低 频 屏 蔽 。 以 下从 几 个 方 面 叙 述 斜 包 结 构 设 计 : 1.斜 包 的 铜 线 根 数 近 似 计 算 : 整 数 部 分 D-斜 包 前 外 径 . d-斜 包 铜 线 的 直 径 . 如 果 是 二 、 三 芯 绞 合 ， 绞 合 后 不 圆 整 ， D(斜 包 前 )外 径 为 等 效 外 径 。 此 设 计 中 的 D斜 包 前 外径 ， 相 当 绞 线 中 基 圆 直 径 。 从 理 论 计 算 上 讲 ,要 达 到 100%斜 包 D应 采 用 节 圆 直

19、 径 ， 但 为 了 防 止有 时 因 节 距 选 取 较 少 及 其 它 因 素 而 产 生 过 满 (容 易 起 股 )。 所 以 D采 用 斜 包 前 外 径 (基 圆 直 径 )。 在实 际 生 产 中 ， 因 斜 包 铜 丝 一 般 为 0.10mm、 0.12mm的 细 线 ， 其 值 在 上 述 计 算 中 忽 略 影 响 不大 。 采 用 上 面 公 式 计 算 ， 其 斜 包 满 度 可 达 90%以 上 ， 对 线 材 的 性 能 影 响 很 少 。 2.斜 包 节 距 的 选 择 : 斜 包 节 距 根 据 斜 包 前 外 径 大 小 选 择 ， 一 般 按 下 面 优

20、化 节 距 选 取 (此 优 化 节 距 考 虑 到 成 本 、附 着 力 、 外 观 等 方 面 ， 并 通 过 长 时 间 生 产 验 证 )。 成 品 外 径 斜 包 节 距 d1.0m m 15.5m m 左 右 1.0=d1.2m m 18m m 左 右 1.2=d2.0m m 22m m 左 右 2.0=d2.2m m 25m m 左 右 2.2=d2.4m m 27m m 左 右 2.4=d3.0m m 32m m 左 右 3.0=d3.5m m 36m m 左 右 3.绞 入 系 数 : 斜 包 的 绞 入 系 数 为 1+(圆 周 率 X斜 包 后 外 径 /斜 包 节 距

21、)的 二 次 方 . D-斜 包 后 外 径 . H-斜 包 节 距 . 4.斜 包 铜 线 的 用 量 : d-斜 包 导 体 直 径 斜 包 导 体 密 度 N-斜 包 导 体 根 数 -斜 包 导 体 绞 入 系 数 5.斜 包 方 向 选 择 . 斜 包 一 般 采 用 与 成 缆 的 反 方 向 ： 斜 包 线 材 生 产 过 程 中 ， 斜 包 铜 丝 与 斜 包 前 线 材 转 动 方 向 相 反 ，如 果 斜 包 方 向 与 成 缆 方 向 相 同 时 ， 斜 包 过 程 中 会 先 把 成 缆 线 材 先 反 扭 ， 使 线 材 松 散 ， 以 致 斜 包 易出 现 不 良

22、。 不 过 采 用 反 方 向 斜 包 线 材 相 对 较 硬 ， 弯 曲 性 能 差 。 对 于 那 些 成 缆 芯 线 少 ,芯 线 线 径 较大 ， 没 有 隔 离 层 的 线 材 只 能 采 用 与 成 缆 反 方 向 。 6.斜 包 线 材 外 被 押 出 : 斜 包 线 材 在 外 被 押 出 前 需 通 过 倒 轴 ， 防 止 断 丝 在 过 押 出 眼 模 时 引 起 断 线 编 织 有 关 的 设 计 与 计 算 编 织 与 斜 包 相 似 ， 在 线 材 中 主 要 起 屏 蔽 作 用 ， 防 止 外 界 电 场 与 磁 埸 的 影 响 ， 提 高 线 材 的 干 挠 防卫

23、 度 ， 与 斜 包 、 铝 箔 相 比 具 有 以 下 特 点 ： 1.屏 蔽 无 方 向 性 . 2.高 频 屏 蔽 特 性 良 好 ,适 用 于 高 频 屏 蔽 . 3.通 过 多 层 屏 蔽 ,屏 蔽 效 果 可 达 100%. 4.弯 曲 时 屏 蔽 特 性 无 变 化 . 1.编 织 有 关 的 计 算 公 式 : 编 织 角 正 切 : 编 织 系 数 : 编 织 密 度 : 编 织 用 量 : h-编 织 节 距 . d-编 织 单 线 直 径 . a-编 织 半 绽 子 数 . n-编 织 并 线 根 数 . 编 织 角 2.编 织 各 参 数 的 确 定 : 1.根 据 缆

24、 芯 外 径 大 小 ， 及 编 织 密 度 大 小 选 定 编 织 机 类 型 (16锭 或 24锭 高 低 速 编 织 机 ) 2.选 定 适 应 编 织 机 的 编 织 单 根 铜 线 (镀 锡 或 裸 铜 线 0.08mm, 0.10mm, .12mm)。 3.密 度 M.编 织 角 度 .节 距 H的 确 定 . 注 :每 锭 中 的 根 数 应 在 3-9根 的 范 围 内 ， 因 为 根 数 少 编 织 易 断 线 ， 而 根 数 太 多 使 得 编 织 层 同 层 内的 铜 线 重 叠 ， 编 织 角 度 通 常 在 50-70的 范 围 内 ， 为 提 高 生 产 效 率 则

25、 编 织 角 度 去 接 近 70的 值 ，由 上 述 公 式 预 算 各 参 数 ， 采 用 凑 算 法 确 定 的 适 当 的 编 织 根 数 、 编 织 角 度 、 编 织 节 距 、 编 织 密 度 。计 算 部 分 中 的 编 织 计 算 便 是 采 用 上 述 公 式 ， 采 用 枚 举 法 计 算 得 出 其 它 结 构 设 计 与 计 算 : 在 线 缆 设 计 中 ， 有 时 为 了 改 善 线 材 质 量 需 加 入 其 它 的 材 料 。 为 了 使 线 材 圆 整 ， 在 芯 线 绞 合 时 加 入填 充 物 ； 为 了 防 止 导 体 氧 化 在 导 体 绞 合 时

26、表 面 涂 B.T.A为 了 改 善 线 材 附 着 力 绝 缘 押 出 时 在 导 体 表面 涂 DOP或 硅 油 ， 外 被 押 出 时 在 芯 线 表 面 拖 滑 石 粉 或 云 母 粉 。 下 面 根 据 其 作 用 不 同 分 类 叙 述 : 1.填 充 物 设 计 与 计 算 : 填 充 物 主 要 有 棉 纱 线 和 PP绳 ， 设 计 时 主 要 根 据 填 充 空 隙 大 小 、 线 材 性 能 要 求及 材 使 用 场 所 ， 选 择 填 充 棉 纱 、 PP绳 或 其 它 。填 充 物 根 数 计 算 N=(S空 隙 /S单 根 填 物 )整 数 部 分填 充 物 用 量

27、 W=单 根 重 量 *N* -为 芯 线 绞 合 的 绞 入 系 数 . 2.隔 离 层 的 设 计 与 计 算 : 隔 离 材 料 的 选 择 ： 纸 带 在 线 材 中 只 起 分 隔 作 用 ； 铝 箔 在 线 材 中 有 分 隔 作 用 与 屏蔽 作 用 。 当 线 材 只 需 分 隔 开 时 ， 选 用 纸 带 ； 否 则 选 用 铝 箔 。 有 时 在 一 些 高 性 能 的通 信 线 中 隔 离 层 采 用 无 纺 布 或 发 泡 PP带 (如 SISC) 工 艺 方 式 在 分 隔 层 的 制 造 过 程 中 ,为 了 节 约 工 时 ,可 根 据 情 况 采 用 绕 包 .

28、拖 包 .纵 包 三 种 不 同 方式 .(注 绕 包 .拖 包 时 角 度 =40-60;纵 包 时 角 度 =90). 物 料 用 量 n-为 隔 离 层 数 . t-为 隔 离 带 厚 度 . -为 隔 离 材 料 密 度 . k-为 隔 离 带 重 叠 率 . 3.有 关 的 绞 入 率 计 算 : m-为 节 径 比 . h-为 节 距 . d-线 材 的 绞 合 外 径 .说 明 1:上 面 的 绞 入 系 数 计 算 都 为 一 个 工 序 的 计 算 ,在 实 际 计 算 物 量 时 ,应 考 虑 整 个 个 生 产 过 程 ,所 以总 的 绞 入 系 数 可 能 为 多 个

29、工 序 的 绞 入 系 数 的 乘 积 . 说 明 2: 设 计 计 算 时 应 取 节 距 范 围 的 下 限 值 ,以 在 定 额 中 争 取 最 大 之 绞 入 系 数 (而 生 产 中 采 用 接 近 最大 之 节 距 值 ,则 既 利 于 提 高 效 率 ,又 可 减 低 正 常 生 产 中 的 材 料 消 耗 ). 电 气 性 能 计 算 部 分随 当 代 电 气 通 信 事 业 的 飞 速 发 展 ， 传 输 信 号 用 的 电 线 电 缆 电 气 性 能 要 求 也 越 来 越 高 ， 所 以 在 通 信 线 材 结构 设 计 时 ， 线 材 的 电 气 性 能 应 为 重 点

30、 考 虑 对 象 ， 下 面 部 分 主 要 介 绍 常 用 的 通 信 线 材 基 本 的 电 气 性 能 理 论计 算 方 法 ： 发 泡 绝 缘 的 等 效 介 电 常 数 的 计 算 公 式 :发 泡 绝 缘 是 一 种 组 合 绝 缘 ， 主 要 是 为 了 降 低 绝 缘 介 质 的 等 效 介 电 常 数 ， 提 高 线 材 的 电 气 性 能 。 发 泡 绝 缘介 质 的 等 效 介 电 常 数 介 于 空 气 绝 缘 与 塑 料 绝 缘 的 介 电 常 数 之 间 ， 在 设 计 的 过 程 中 可 采 用 下 面 两 种 方 法 对发 泡 绝 缘 介 质 的 等 效 介 电

31、 常 数 进 行 计 算 。 方 法 (1): -介 质 的 材 料 的 等 效 介 电 常 数P-发 泡 度 %,它 表 示 泡 沫 介 质 内 ,所 有 小 气 泡 的 体 积 与 绝 缘 总体 积 之 比 . 方 法 (2): D泡 沫 -泡 沫 介 质 的 比 重 D材 料 -介 质 材 料 本 身 的 比 重 e- 实 心 绝 缘 的 介 电 常 数 - 发 泡 绝 缘 的 介 电 常 数 对 称 电 缆 的 结 构 计 算 : 对 称 通 信 电 缆 是 由 许 多 绝 缘 线 芯 ， 经 绞 合 成 电 缆 芯 后 再 包 以 护 层 所 组 成 ， 电 缆 一 对 或 多 对

32、具 有 相同 外 径 及 相 同 结 构 的 两 根 绝 缘 线 芯 对 地 对 称 的 排 列 ， 因 此 称 为 对 称 电 缆 。 对 称 电 缆 的 导 电 线 芯 是 用来 引 导 电 磁 波 传 输 方 向 的 ， 因 此 首 先 要 求 导 电 性 能 好 ， 要 有 良 好 的 柔 软 性 和 足 够 的 机 械 强 度 ， 同 时也 应 考 虑 其 加 工 ， 敷 设 及 使 用 上 的 方 便 。 下 面 分 一 次 传 输 参 数 与 二 次 传 输 参 数 来 叙 述 对 称 电 缆 的 主 要 电 气 性 能 ： 1.一 次 传 输 参 数 R.L.C.G称 为 电

33、缆 线 路 的 一 次 传 输 参 数 ： 这 些 参 数 与 传 输 电 磁 波 的 电 压 和 电 流 的 大 小 无 关 ， 而 与电 缆 的 材 料 结 构 及 电 流 的 频 率 有 关 ： 1.1有 效 电 阻 . 有 效 电 阻 就 是 当 交 流 流 过 对 称 回 路 时 的 电 阻 ,包 括 直 流 电 阻 和 由 通 过 交 流 而 引起 的 附 加 电 阻 . R有 =R直 +R交R交 =R邻 +R集 +R金 -总 的 绞 入 系 数 -导 电 线 芯 的 电 阻 率 欧 姆 *平 方 毫 米 /米 l-电 缆 长 度 米 s-导 电 线 芯 的 截 面 积 平 方 毫

34、 米 d-导 电 线 芯 的 直 径 毫 米 a-回 路 两 导 体 中 心 间 距 离 毫 米 K-为 涡 流 系 数 u-为 磁 导 率 -为 电 导 率 有 关 H(X) F(X) G(X) K的 计 算 详 见 通 信 电 缆 50页 1.2对 称 电 缆 的 电 感 当 回 路 通 以 交 流 电 后 ,则 在 回 路 的 导 电 线 芯 中 和 回 路 周 围 产 生 磁 通 ,在 导 电 线 芯 内 的 称 为 内 磁通 ,在 导 电 线 芯 外 的 称 为 外 磁 通 .而 电 感 为 磁 通 与 引 起 磁 通 的 电 流 之 比 ,所 以 相 应 于 内 磁 通 与 外磁

35、通 有 内 电 感 L内 与 外 电 感 L外 ,总 电 感 为 L=L内 +L外 .当 对 称 电 路 有 屏 蔽 层 时 ,对 称 电 缆 屏 蔽 回路 ,除 了 有 电 感 L内 与 电 感 L外 ,还 有 屏 蔽 体 给 传 输 回 路 带 来 的 附 加 电 感 . 1.2.1.无 屏 蔽 : -总 的 绞 入 系 数d-导 电 线 芯 的 直 径 毫 米a-回 路 两 导 体 中 心 间 距 离 毫 米 K-为 涡 流 系 数 u-为 磁 导 率 -为 电 导 率 有 关 Q(X)的 计 算 详 见 通 信 电 缆 54页 1. 2.2.有 屏 蔽 : (H/Km) -总 的 绞

36、入 系 数d-导 电 线 芯 的 直 径 毫 米a-回 路 两 导 体 中 心 间 距 离 毫 米 K-为 涡 流 系 数 u-为 磁 导 率 -为 电 导 率 有 关 Q(X)的 计 算 详 见 通 信 电 缆 54页 . 1.3对 称 电 缆 的 电 容 电 缆 回 的 电 容 与 一 般 电 容 器 的 电 容 相 似 .两 根 导 电 线 芯 相 当 于 两 个 电 极 ,导 电 线 芯 间 的 绝 缘 相 当 于 电 容 器 极 板 间 的 介 质 . 当 回 路 两 导 电 线 芯 带 有 等 量 异 性 电 荷 时 ,此 电 荷 的 电 量 Q与 两 导 电 线 芯 间 的 电

37、位 差 U之 比 ,为该 回 路 的 电 容 ,即 C=U/Q. 对 称 电 缆 回 路 的 电 容 是 比 较 复 杂 的 ,因 为 电 缆 中 往 往 包 括 很 多 线 对 ,而 且 外 面 又 有 屏 蔽 层 或 金属 套 ,所 有 任 何 相 邻 的 线 芯 间 或 线 芯 与 屏 蔽 层 .金 属 套 都 会 有 电 容 的 存 在 .回 路 间 的 电 容 指 各 部 分之 和 . 对 称 电 缆 回 路 的 电 容 有 两 种 : 工 作 电 容 和 部 分 电 容 .一 次 传 输 参 数 中 的 电 容 指 工 作 电 容 (工 作电 容 为 部 分 电 容 所 组 成 )

38、. 无 屏 蔽 对 称 电 缆 (UTP)的 电 容 可 按 下 式 计 算 F/m 适 用 于 两 导 体 相 互 平 行 ， 并 且 周 围 无 其 它 线 对 的 理 想 情 况 . a-两 导 体 的 中 心 距 (mm) d-中 心 导 体 的 直 径 (mm) e-绝 缘 材 料 的 等 效 介 电 常 数 对 于 多 对 结 构 的 对 称 电 缆 ， 应 考 虑 线 对 绞 合 的 影 响 以 及 邻 近 线 对 等 因 素 , 其 电 容 计 算 公 式 为 F/m -绞 合 系 数 -校 正 系 数 ,考 虑 邻 近 线 对 或 线 对 屏 蔽 层 对 于 电 容 的 影

39、响 . 校 正 系 数 与 各 结 构 参 数 之 间 的 关 系 . 屏 蔽 对 绞 组 无 屏 蔽 对 绞 组 a-对 称 电 缆 导 体 的 中 心 距 DS-屏 蔽 层 内 径 (mm)d2-对 绞 后 的 外 径 (mm)d1-绝 缘 芯 线 的 外 径 (mm) 1.4.对 称 电 缆 的 绝 缘 电 导 . 绝 缘 电 导 G这 个 参 数 说 明 电 缆 线 芯 绝 缘 层 的 质 量 和 电 磁 能 在 线 芯 绝 缘 中 的 损 耗 情 况 .绝 缘 电 导 是 由 绝 缘介 质 的 特 性 决 定 的 ,也 就 是 由 绝 缘 介 质 的 体 积 绝 缘 电 阻 系 数

40、和 介 质 损 耗 角 正 切 来 决 定 的 .绝 缘 电 导 G是由 直 流 绝 缘 电 导 G0和 交 流 电 导 G组 合 的 .计 算 公 式 如 下 : G=G0+GG= *Ctg( )G0-直 流 损 耗G-交 流 损 耗 -电 流 频 率 C-工 作 电 容tg( )-介 质 损 耗 角 正 切 2.二 次 传 输 参 数 二 次 传 输 参 数 是 用 以 表 征 传 输 线 的 特 性 的 参 数 ,它 包 括 特 性 阻 抗 ZC,衰 减 常 数 ,及 相 移 常 数 . 2.1特 性 阻 抗 特 性 阻 抗 是 电 磁 波 沿 均 匀 电 缆 线 路 传 播 而 没 有

41、 反 射 时 所 遇 到 的 阻 抗 ,其 值 仅 与 线 路 的 一 次 传输 参 数 和 电 流 的 频 率 有 关 ,而 与 线 路 的 长 度 无 关 ,也 与 传 输 电 压 及 电 流 的 大 小 及 负 栽 阻 抗 无 关 : 无 屏 蔽 对 称 电 缆 (UTP) 屏 蔽 对 称 电 缆 (STP) 当 对 称 电 缆 的 中 心 导 体 是 绞 线 结 构 ， 屏 蔽 为 编 织 时 ,公 式 为 欧 欧 欧 欧 欧 K3为 编 织 影 响 的 经 验 修 正 系 数 ,取 值 为 0.980.99K1为 导 体 修 正 系 数 ,导 体 结 构 修 正 系 数 K!与 导

42、体 根 数 之 间 的 关 系 : 绞 线 内 导 体 的 导 线 根 数 N 1 3 7 12 19 内 导 体 结 构 的 修 正 系 数 K1 1 0.871 0.939 0.957 0.97 绞 线 内 导 体 的 导 线 根 数 N 27 37 50 70 90 内 导 体 结 构 的 修 正 系 数 K1 0.976 0.98 0.983 0.986 0.9882.2衰 减 : 衰 减 是 射 频 电 缆 的 最 重 要 的 参 数 之 一 ,它 反 映 了 电 磁 能 量 沿 电 缆 传 输 时 损 耗 的 大 小 .电 缆 的 衰减 表 示 电 缆 在 行 波 状 态 下 工

43、作 时 传 输 功 率 或 电 压 的 损 耗 程 度 . 对 称 电 缆 在 射 频 下 的 衰 减 可 按 高 频 简 化 公 式 如 下 计 算 : 2.2.1.无 屏 蔽 对 称 电 缆 : 2.2.2.有 屏 蔽 对 称 电 缆 : f-频 率 de-绞 合 导 体 的 电 气 等 效 直 径 d-绞 合 导 体 外 径 Ds-屏 蔽 内 径 a-对 称 电 缆 导 体 的 中 心 距 e-绝 缘 的 等 效 介 电 常 数 tg( )-绝 缘 的 等 效 介 质 损 耗 角 正 切 Kp1-导 体 的 射 频 电 阻 系 数 见 射 频 电 缆 结 构 设 计 中 表 4.5Kp2

44、-屏 蔽 的 射 频 电 阻 系 数 见 射 频 电 缆 结 构 设 计 中 表 4.5 Ks-绞 线 导 体 的 电 阻 系 数 1.25 KB-编 织 屏 蔽 的 电 阻 系 数 2.0 K3-编 织 对 阻 抗 影 响 的 系 数 0.980.99 同 轴 电 缆 的 电 气 参 数 计 算 : 同 轴 电 缆 的 一 个 回 路 是 同 轴 对 ,它 是 对 地 不 对 称 的 .在 金 属 圆 管 (称 为 外 导 体 )内 配 置 另 一 圆 形导 体 (称 为 内 导 体 ),用 绝 缘 介 质 使 两 者 相 互 绝 缘 并 保 持 轴 心 重 合 ,这 样 所 构 成 的 线

45、 对 称 同 轴 对 。同 轴 电 缆 可 用 于 开 通 多 路 栽 波 通 信 或 传 输 电 视 节 目 ,也 可 用 同 轴 电 缆 传 输 高 数 码 的 数 据 信 息(如 UL2919屏 幕 线 ) 1.一 次 传 输 参 数 : 同 轴 电 缆 的 一 次 传 输 参 数 主 要 随 电 流 的 频 率 及 电 缆 结 构 尺 寸 D/d变 化 而 变 化 . (1).有 效 电 阻 ,随 频 率 的 增 大 而 增 大 .而 与 内 外 导 体 直 径 比 没 直 接 的 关 系 . (2).电 感 随 频 率 的 增 大 而 减 小 ,随 内 外 导 体 直 径 比 增 大

46、 而 增 大 . (3).电 容 与 频 率 无 关 ,随 直 径 比 的 增 大 而 减 小 . (4).电 导 与 频 率 基 本 上 成 正 比 ,随 直 径 的 增 大 而 减 小 . 具 体 计 算 公 式 如 下 : 1.1.有 效 电 阻 : 同 轴 电 缆 的 有 效 电 阻 包 括 内 导 体 的 有 效 电 阻 及 外 导 体 的 有 效 电 阻 ,当 内 外 导 体 都 是 铜 导 体 时 ,总的 有 效 电 阻 为 : (欧 姆 /公 里 ) 1.2有 效 电 感 : 同 轴 回 路 的 电 感 由 内 .外 导 体 的 内 电 感 和 内 外 导 体 之 间 的 外

47、电 感 组 成 ,当 内 外 导 体 都 是 铜 时 ,回路 的 电 感 为 : (亨 /公 里 ) 1.3同 轴 电 缆 电 容 同 于 同 轴 电 缆 无 外 部 电 场 ,所 以 同 轴 对 的 工 作 电 容 就 等 于 同 轴 对 内 外 导 体 间 的 部 分 电 容 ,电 容 计 算可 按 圆 柱 形 电 容 器 的 电 容 公 式 来 计 算 : Dw-外 导 体 结 构 的 修 正 系 数 (理 想 外 导 体 Dw=0,非 理 想 外 导 体 Dw=编 织 外 导 体 中 的 单 线 直 径 ) K1-内 导 体 结 构 的 修 正 系 数 , D1-同 轴 线 外 导 体

48、 内 径 (mm) 1.4绝 缘 电 导 : 同 轴 对 的 绝 缘 导 体 G由 两 部 分 组 成 : 一 是 由 绝 缘 介 质 极 化 作 用 引 起 的 交 流 电 导 G,另 一 个 部 分是 由 于 绝 缘 不 完 善 而 引 起 的 直 流 电 导 G0: G=G0+G G= Ctg( )G0-直 流 损 耗 G-交 流 损 耗 -电 流 频 率C-工 作 电 容 tg( )-介 质 损 耗 角 正 切 2.二 次 传 输 参 数 : 二 次 传 输 参 数 是 用 以 表 征 传 输 线 的 特 性 参 数 ,它 包 括 特 性 阻 抗 ZC,衰 减 常 数 ,及 相 移 常

49、 数 . 2.1.同 轴 电 缆 特 性 阻 抗 2.1.1.对 于 斜 包 ,铝 箔 纵 包 可 近 似 看 作 是 理 想 外 导 体 ,计 算 如 下 : 2.1.2.编 织 外 导 体 ,绞 线 内 导 体 计 算 如 下 : D-外 导 体 外 径 d-内 导 体 外 径 Dw-编 织 导 体 直 径 K1-导 体 结 构 修 正 系 数 2.2同 轴 电 缆 衰 减 的 计 算 公 式 : R-导 体 电 阻 损 耗 引 起 的 衰 减 分 量 ,导 体 衰 减 (电 阻 衰 减 )当 内 外 导 体 都 为 圆 柱 形 导 体 时 : db/km 当 内 导 体 是 绞 线 ,外

50、 导 体 是 编 织 时 : db/km D.d-外 导 体 内 径 .内 导 体 外 径 K1-导 体 结 构 修 正 系 数 -绝 缘 介 电 常 数 K S-绞 线 引 起 射 苹 电 缆 电 阻 增 大 的 系 数 ,KS=1.25KB-编 织 引 起 射 苹 电 缆 电 阻 增 大 的 系 数Dw-编 织 外 导 体 中 的 单 线 直 径KP1,KP2-分 别 表 示 内 ,外 导 体 与 标 准 软 铜 不 同 时 引 起 射 频 电 阻 增 大 或 减 小 的 系 数 . 编 织 系 数 KB还 可 用 如 下 计 算 方 法 求 出 : m-为 编 织 的 锭 数 n-为 每

51、 锭 编 织 线 中 的 导 线 根 数 -为 编 织 角 (编 织 导 线 的 方 向 与 电 缆 轴 线 方 向 之 间 的 夹 角 ) G-介 质 损 耗 而 引 起 的 衰 减 分 量 ,称 为 介 质 衰 减 (电 导 衰 减 ) tg e-等 效 介 质 损 耗 角 正 切 e-等 效 介 电 常 数 2.3延 时 延 时 是 指 信 号 沿 电 缆 传 输 时 ,其 单 位 长 度 上 的 延 迟 时 间 . 同 轴 电 缆 的 延 时 与 电 缆 尺 寸 无 关 ,仅 仅 取 决 于 介 质 的 介 电 常 数 . 秒 /米 V-信 号 在 电 缆 中 的 传 播 速 度 e-

52、等 效 介 电 常 数 . END 產 品 流 程 -各 工 程 簡 介 ： 伸 線 工 程 : 大 拉 -中 伸 -細 伸 鍍 錫 工 程 :熱 鍍 絞 銅 工 程 :將 單 根 銅 線 絞 成 束 芯 線 工 程 :導 體 上 包 覆 一 層 絕 緣 材 料 對 絞 工 程 :兩 條 單 芯 線 絞 在 一 起 成 對 集 合 工 程 :單 條 多 芯 線 或 對 線 絞 成 束 包 帶 工 程 :包 帶 材 料 以 橫 卷 或 直 放 方 式 包 紮 於 電 線 上 纏 繞 工 程 :單 根 銅 線 以 螺 旋 狀 纏 繞 於 電 線 上 編 織 工 程 :銅 線 以 交 叉 方 式 編 織 於 電 線 上 外 被 工 程 :PVC或 其 它 絕 緣 材 料 被 覆 於 在 製 品 上 裁 包 工 程 :將 成 品 裁 成 條 或 卷 ,並 包 裝附 件 ： 產 品 流 程 -製 程 工 段 簡 介伸線絞銅芯線絕緣押出纏繞編織對絞集合包帶二 次 押 出編織外被檢 驗 裁 包檢 驗入 庫出 貨鍍錫銅線膠粒棉紙鋁箔麥拉不織布地線排線押出檢 驗