线缆节构计算及节距.pdf

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..,主要是根据线材的有关标准,结合本厂的生产能力,,,计算出各种材料的用量,:导体在结构上有实心及绞线两种,,对于不同的线材选用这些导体材料时,基于下面几个方面::导电率,:绞线中绞合节距大小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,CSATR-4系列对导体的节距有要求,需根据标准设计),,:..~~~~~~~~~: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::----单根导体直径ρ—导体密度N---导体绞合根数λ---导体绞入系数注:用量计算为单芯时导体用量,,可在导体绞合时,加BAT或DOP油(如电源线,透明线)。押出部分有关的设计与计算:,在押出过程中,,绝缘押出采用挤压式,内护:..,:设计过程中押出料的选择主要根据胶料的用途、耐温等级、光泽性、软硬度、可塑剂耐迁移性、:D2=D+2*TD------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,:采用不同的押出方式,=(S成品截面-S缆芯内容物)*ρρ-----,现期线缆企业一般采用下面计算方法.:..W=3,14159**T*(2*D+T)*ρ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、、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::对绞线的等效外径:D=(,),sometimesD=﹕D=﹕,芯线外径选取.:..:绞合外径当芯线根数不多时,:芯数芯线排列外径比中芯空隙面外层空隙面(M=D/d)++++++++++:..176+++6++6++7++8++8++8++8++9++9++9++9++10++10++11++11++11++12++12+:..371+6+12++7+12++6+12++7+12++7+13++8+13++8+14++8+14++9+15+,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15~,,:对于某一绞线层,: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,: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)绞合的绞合外径)节圆直径为D’D’=D0+d绞合外径为DD=D’+:芯线绞合的绞入系数为1+(圆周率X绞合外径/绞合节距)--------,对于多芯并芯线分层的情况,虽然为束绞,,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。:..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::整数部分D-----------、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,、,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。:斜包节距根据斜包前外径大小选择,一般按下面优化节距选取(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:..d<<=d<<=d<<=d<<=d<<=d<<=d<:斜包的绞入系数为1+(圆周率X斜包后外径/斜包节距)--------:d----斜包导体直径ρ斜包导体密度N----斜包导体根数λ---斜包导体绞入系数斜包方向选择.:..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。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。: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度,与斜包、铝箔相比具有以下特点:,,屏蔽效果可达100%.:编织角正切:编织系数::..:编织用量:h-------------------:,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)(,,)。: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、:..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;,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::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W=单根重量*N*λλ-----: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:..PP带(如SISC)工艺方式在分隔层的制造过程中,为了节约工时,.(=40-60;纵包时角度α=90).物料用量n------------------:m-----------------: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常数进行计算。方法(1):ε-介质的材料的等效介电常数P-发泡度%,它表示泡沫介质内,(2)::..D泡沫-----泡沫介质的比重D材料-----介质材料本身的比重εe-----实心绝缘的介电常数ε------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::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:,=R直+R交:..R交=R邻+R集+R金λ----总的绞入系数ρ----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σ----为电导率有关H(X)F(X)G(X):..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,,所以相应于内磁通与外磁通有内电感L内与外电感L外,总电感为L=L内+,对称电缆屏蔽回路,除了有电感L内与电感L外,:(H/Km)λ----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σ----为电导率有关Q(X):(H/Km):..λ----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σ----为电导率有关Q(X),,此电荷的电量Q与两导电线芯间的电位差U之比,为该回路的电容,即C=U/,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,:(工作电容为部分电容所组成).:..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,-两导体的中心距(mm)d-中心导体的直径(mm)εe-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/mλ----绞合系数φ----校正系数,:..a-------对称电缆导体的中心距D----屏蔽层内径(mm)Sd2-----对绞后的外径(mm)d1-----绝缘芯线的外径(mm),~:G=G0+G~G~=ω*Ctg(δ)G0------直流损耗G~------交流损耗ω------电流频率C-------工作电容tg(δ)---,它包括特性阻抗ZC,衰减常数α,及相移常数.:..,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)﹕欧欧屏蔽对称电缆(STP)﹕欧欧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K3为编织影响的经验修正系数,~,导体结构修正系数K!与导体根数之间的关系::..:衰减是射频电缆的最重要的参数之一,:::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εe--绝缘的等效介电常数tg(δ)---绝缘的等效介质损耗角正切Kp1-----------------------------~:同轴电缆的一个回路是同轴对,(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,这样所构成的线对称同轴对。同轴电缆可用于开通多:..,也可用同轴电缆传输高数码的数据信息(如UL2919屏幕线):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..有效电阻,.(2).电感随频率的增大而减小,随内外导体直径比增大而增大.(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,::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):,当内外导体都是铜时,回路的电感为:(亨/公里)﹕:..,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-同轴线外导体内径(mm)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~=ωCtg(δ)G0------直流损耗G~------交流损耗ω------电流频率:..C-------tg(δ)---: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α,﹕,铝箔纵包可近似看作是理想外导体,计算如下:,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----::..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,外导体是编织时:db/---------导体结构修正系数ε-----绝缘介电常数K-----绞线引起射苹电缆电阻增大的系数,K=-----编织引起射苹电缆电阻增大的系数BDw----编织外导体中的单线直径K,K-分别表示内,:m----为编织的锭数n-----为每锭编织线中的导线根数β-----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)tgσe----等效介质损耗角正切εe-------﹕延时是指信号沿电缆传输时,,-----信号在电缆中的传播速度εe----等效介电常数.