第二章通信电缆的结构、类型及参数.pdf
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1、1/31 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
2、,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。22 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
3、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 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。2/31 绝缘形式:全塑电缆的芯线绝
4、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 21 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。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。全色
5、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 a b a b a b a b a b 1 2 3 4 5 白 蓝 桔 绿 棕 灰 6 7 8 9 10 红 蓝 桔 绿 棕 灰
6、11 12 13 14 15 黑 蓝 桔 绿 棕 灰 16 17 18 19 20 黄 蓝 桔 绿 棕 灰 21 22 23 24 25 紫 蓝 桔 绿 棕 灰 1.4.全塑电缆的缆芯: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3/31 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。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
7、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(
8、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 2524=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 22所示。表 2-2 U 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 125 2650 5175 76100 101125 126150 151175 176200 1 2 3 4 5 6 7 8 白蓝 白桔 白绿 白棕 白灰
9、红蓝 红桔 红绿 4/31 201225 226250 551575 576600 9 10 23 24 红棕 红灰 紫绿 紫棕 超单位 1S 超单位:S=U+U=25+25=50 对,其排列结构如图 2-2(b)所示,从 125 对为第一个 U单位,从 2650 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 112,1325,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 1600 为白色,6011200 为红色,12011800 为黑色,18012400 为黄色,24013000 为紫色,尔后又重复白色,所以说 S 单位扎带
10、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 2-3 S 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 1 2 白蓝 白桔 S1 150 S13 601650 S25 12011250 S37 18011850 S49 24012450 3 4 白绿 白棕 S2 51100 S14 651700 S26 12511300 S38 18511900 S50 24512500 5 6 白灰 红蓝 S3 101150 S15 701750 S27 13011350 S40 190
11、11950 S51 25012550 7 8 红桔 红绿 S4 151200 S16 751800 S28 13511400 S41 19512000 S52 25512600 9 10 红棕 红灰 S5 201250 S17 801850 S29 14011450 S42 20012050 S53 26012650 11 12 黑蓝 黑桔 S6 251300 S18 851900 S30 14511500 S42 20512100 S54 26512700 19 20 黄棕 黄灰 S10 451500 S22 10511100 S34 16511700 S46 22512300 S58 28
12、512900 21 22 紫蓝 紫桔 S11 501550 S23 11011150 S35 17011750 S47 23012350 S59 29012950 23 24 紫绿 紫棕 S12 551600 S24 11511200 S36 17511800 S48 23512400 S60 29513000 超单位 2SD 超单位 5/31 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
13、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 2-4 SD 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 1 2 3 4 白蓝 白桔 白绿 白棕 SD1 1100 SD7 601700 SD13 12011300 SD19 18011900 SD25 24012500 5 6 7 8 白灰 红蓝 红桔 红绿 SD
14、2 101200 SD8 701800 SD14 13011400 SD20 19012000 SD26 25012600 9 10 11 12 红棕 红灰 黑蓝 黑桔 SD3 201300 SD9 801900 SD15 14011500 SD21 20012100 SD27 26012700 13 14 15 16 黑绿 黑棕 黑灰 黄蓝 SD4 301400 SD10 9011000 SD16 15011600 SD22 21012200 SD28 27012800 17 18 19 20 黄桔 黄绿 黄棕 黄灰 SD5 401500 SD11 10011100 SD17 1601170
15、0 SD23 22012300 SD29 28012900 21 22 23 24 紫蓝 紫桔 紫绿 紫棕 SD6 501600 SD12 11011200 SD18 17011800 SD24 23012400 SD30 29013000 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
16、 单位的线对可分成 23 束线,这些线束的扎带颜色必须相同(因为6/31 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 125 为第一个 U 单位,它分成三束线,第一束为 18 号线对,第二束为 916 号线对,第三束为 1725 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 2-3 30 对电缆芯线排列 图 2-4 900
17、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,
18、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 SD3SD9,中心层是 S1S4,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,以备查用。表 2-6 推荐的缆芯结构排列 电缆标称对数 电 缆 缆 芯 结 构 10 同心式或交叉式 20 同心式或交叉式 30
19、(8+9+8)+5 50 2(12+13)100 425 125+3(12+13)7/31 200 150+625 (1+7)25 (2+6)25 300(3+9)25 (1+5)50 400(1+5+10)25 1100+650 4100 600(3+9)50 (1+5)100 800(1+5+10)50 (1+7)100 900(1+6+11)50 450+750 1000(1+7+12)50 (2+8)100 1200(3+8+13)50 (3+9)100 1600(1+5+10)100 1800(1+6+11)100 2000(1+7+12)100 2400(3+8+13)100 27
20、00(3+9+15)100 3000(1+5+10+14)100 3300(1+6+11+15)100 3600(1+6+12+17)100 (1+6+11)200 第三:缆芯中的备用线对 备用线对在缆芯中处于“游离”状态,它们没有任何扎带缠绕,一般用“SP”表示,其色谱如表 2-7(a)所示;预备线对的数量一般为标称对数的 1%,但最多不超过 6 对。各中塑料绝缘形式的使用频带见表 2-7(b)以便于大家对比。表 2-7(a)全色谱单位式市话电缆预备线对序号与色谱 预备线对序号 颜色 a?线 b?线 SP1 SP2 SP3 SP4 SP5 SP6 白 白 白 白 红 红 红 黑 黄 紫 黑
21、黄 表 2-7(b)塑料绝缘心线适用的电缆和使用频带表 绝缘方式 适用的电缆 使用频带 聚氯乙烯 局用电缆、配线电缆、成端电缆、农村通信电缆 音 频 聚乙烯 市话电缆 音 频 泡沫聚乙烯 市话电缆、高低频长途对称电缆、综合音频至 252KHZ 8/31 同轴电缆各种高低频四线组等 聚乙烯绳管 高频长途对称电缆 同 上 聚乙烯鱼泡 同 上 同 上 聚苯乙烯绳管 同 上 同 上 5.缆芯包带层:为了保证缆芯结构的稳定和改善电气、机械、物理等性能,在全塑电缆的缆芯之外,重迭包复非吸湿性的电介质材料带(如聚乙烯或聚脂薄膜带等),包复方式可以是重迭绕包或重迭纵包(后者多见),并采用白色的非吸湿性丝带将包
22、带扎牢。缆芯包带层应具有很好的隔热性和足够的机械强度,以保证缆芯在形成屏蔽层、挤制塑料护套以及使用过程中,不至受到损伤、变形或粘接。1.6.屏蔽护套和外护套:屏蔽层:屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。全塑电缆的金属屏蔽层介于塑料护套与缆芯包带之间,其结构有纵包和绕包两种,类型有如下几种:a.裸铝带;b双面涂塑铝带;c铜带(少用);d钢包不锈钢带;e高强度硬性钢带;f裸铝、裸钢双层金属带;g双面涂塑铝、裸钢双层金属带。其中 a、b 两种是目前本地网中用得最多的屏蔽类型,其他类型均用于一些特殊场合。护套:全塑电缆的护套包在屏蔽层外面。材料是高分子聚合物塑料,这是这种电缆最明显的特点。全塑电缆
23、的护套主要有:单、双层护套,综合护套,粘接护套(层)和特殊护套(层)等。现分叙如下:a单层护套:它由低密度聚乙烯树脂加炭黑及其他辅助剂或普通聚氯乙烯塑料融合挤制而成的,主要特点是:加工方便,质轻柔软,容易接续等;黑色聚乙烯护套:分为 PE-HJ 和 PE-HH 两大类,前者用于一般场合,后者用于耐高温等条件苛刻的场合。聚氯乙烯护套:它是发展较早,应用较广泛的一种护套,具有耐磨、不延燃、耐老化、柔软等特点。一般局内、室内用电缆都采用这种护套,主要看重它的不延燃性。黑色聚乙烯护套的防潮性及机械强度比聚氯乙烯护套好,又能耐腐蚀,所以广泛使用在其他双护套、综合护套或粘接护套(层)中。b双层护套:双层护
24、套主要有两种:聚乙烯-聚氯乙烯双层护套和聚乙烯-黑色聚乙烯双层护套,结构如图 2-5 所示,前者由于聚乙烯和聚氯乙烯各有特点,这样可相互取长补短,从而使护套的使用性能更加完善,后者则能提高电缆的机械强度和防潮效果。9/31 图 2-5 双层塑料护套结构 图 2-6 铝-塑粘接护套(层)结构 以上几种护套均由单纯的高分子聚合塑料组成,称为“普通塑料护套”,它的主要缺点是具有一定的“透潮性”,因为高分子聚合物的分子比水分子大,所以当这类护套的电缆在湿度较大的环境下使用时,就会因为护套内外存在水汽浓度差,使得水分子从浓度较高的一侧透过高分子聚合物向浓度低的一侧“跃迁”,形成扩散(这种扩散不包括由于护
25、套缺陷所造成的进水现象),因此,普通塑料护套电缆,尽量不要在潮湿的环境中使用。c综合护套:通常将电缆金属屏蔽层与塑料护套组合在一起,称为电缆“综合护套”。几种典型的综合护套及其特点、用途分叙如下:铝聚乙烯(聚氯乙烯)护套,它有两层:先在缆芯包带外套一层0.152.0mm 厚的铝带,外面再套上一层黑色聚乙烯(或聚氯乙烯)护套构成。这种护套的电缆,主要适合于架空安装使用,铝带和护套可以分离。聚乙烯铝聚乙烯(聚氯乙烯)护套;这类护套主要有两种:一为聚乙烯铝聚乙烯护套;另一为聚乙烯铝聚氯乙烯护套。它是在缆芯包带外先挤包一层聚乙烯护套,然后再包上铝带屏蔽层,最后再挤包一层黑色聚乙烯或聚氯乙烯护套。这类护
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