通信电缆课程设计（精）

1、聚烯烃绝缘聚烯烃护套室内通信电缆设计任务书 一·设计任务及要求 所 设计的电缆型号及规格：HYA×1000×2×0.5(聚乙烯绝缘的介电常数为，tan=2×10¯4)全色谱单位式结构工作电容52±2nf/km二·结构元件的选择： 铜导体的性能要求及公差 铜导体采用39522008电工用圆铜杆规定的圆铜杆制造。制造绕组用的细铜线，应选用优质铜杆。 其性能指标如下表：型号含氧量ppm含铜量伸长率电阻率/nms质量电阻率 /-1TR1099.97%20其计算用物理参数：c; 线胀系数：17×10-60c-1选用

2、绝缘材料及性能要求：绝缘采用高密度聚乙烯，绝缘结构为实心聚烯烃，绝缘赢连续第挤包在导体上，并具有完整性，绝缘厚度应使成品电缆符合规定的电气要求，绝缘线芯应采用颜色识别标识，颜色应符合GB6995.2规定。绝缘线芯颜色应补迁移。缆芯由若干个单位绞合而成。 次单位或基本单位的排列应顺层顺序，第1个次单位或基本单位在最内层，顺序方向与基本单位绝缘线芯的顺序方向一致。 采用100对单位，100对单位有4个25对基本单位星绞而成组成 基本单位有25个线对通过同心式绞合而成。基本单位中所有线对的绞合节距应不相同。 线芯应包覆非吸湿性的绝缘带，并可在外面用非吸湿性丝带扎紧，包袋应具有足够的隔热性能和机械强度

3、，以防绝缘线芯粘结和变形、损伤。 缆芯的结构形式为（2+10）×100基本单位绝缘线芯色谱符合下表线对序号12345678910111213绝缘颜色A线白白白白白红红红红红黑黑黑B线蓝桔绿棕灰蓝桔绿棕灰蓝桔绿线对序号141516171819202122232425绝缘颜色A线黑黑黄黄黄黄黄紫紫紫紫紫B线棕灰蓝桔绿棕灰蓝桔绿棕灰线芯包带铝塑复合带外部护层结构及材料的选择线芯包带采用0.2mm后的聚乙烯薄膜，铝塑复合带的标称厚度为0.27±0.038mm，铝带应双带复合塑性聚合物薄膜，薄膜厚度0.058±0.038mm，复合带不轧纹，聚乙烯中应含有（2.6±

4、0.25）%的碳黑，碳黑分布均匀。三·结构设计：1 据导电线芯直径·工作电容以及电缆的有效直径（D=d12nk）确定标称绝缘厚度及公差：2 设=0.18mm 1=1.005 2=1.008 3=1.008 3 =1234×1.008×1.008×1.04=1.062计算等效介电常数d;S1=4D2-2nd1mm2；S2=4d12-d2×2nmm2；d=1S1+2S2S1+S2=1.774=d1+d2-d2-a2d2+d1-d2+a2;d2=2d1; d1=d+2; a=d+2=d1;工作电容=D×106ln2ad36=52&

5、#215;10-9FKM符合条件。同理可求得：当=0.19时 =49.52×10-9FKM 当=0.17时=54×10-9FKM所以：绝缘厚度=0.19±0.02mm2选择和计算队绞节距线组号色 谱节距/mma线b线1白蓝2白桔3白绿4白棕5白灰6红蓝7红桔8红绿9红棕10红灰11黑蓝12黑桔13黑绿14黑棕15黑灰16黄蓝17黄桔18黄绿19黄棕20黄灰21紫蓝22紫桔23紫绿24紫棕25紫灰3 确定线芯尺寸及包带外径；线芯尺寸;D= d12nk=32.24。包袋外径D0=32.24+2×0.2=32.64mm（包带采用0.2mm厚的聚酯薄膜）铝塑复合

6、带外径D1=D04 确定护层尺寸和电缆外径；护层采用铝塑复合带标称直径为0.27mm，铝塑复合带不轧纹。电缆外径为D2=D0+2×0.2+2×=39.58mm。5 电缆截面图（最小单位25对基本单位）； 电缆截面图 四电缆传输参数的计算 一次参数计算；电阻RR=R0+R- ; R0=2ls（欧）R-=R集-+R金。回路有效电阻的计算公式；R=R01+FX+PGXda21-H(X)da2(/KM) 式中 R0回路直流电阻值(/KM) d导电线芯直径（mm） a回路两导线中心间距离（mm） P各种四线组的修正系数 Xkd2，k=为涡流系数F(X) G(X).H(X)均为x的特定

7、函数；频率f Hz800340050k100k300k500k800k1024kKXF(X)8G(X)H(X)R(/km) 电感对称电缆回路的总电感：L=4ln2a-dd+Q(X)×10-4(H/KM) 式中 总的绞合系数 a回路两导线中心间距离（mm） d导电线芯直径（mm） Q(X) 为x的特定函数 电感的计算如下频率f Hz8000340050k100k300k500k800k1024kKXQ(X)L(H/KM)×10-4电容；多芯电缆，工作电容计算公式；C = ×10-436ln2ad （F/KM） 式中 -总的绞合系数； D-组合绝缘介质的等效介质常数；

8、 a-回路两导线中心间距离（mm）d-导电线芯直径（mm）；由于接地金属套和邻近导线产生影响而引用的修正系数，当距离相当大时=1，式中=d2+d1-d2-a2d2+d1-d2+a2电容的计算如下52×10-9F/KM绝缘电导 G;G=G0+G-;G0=1R绝可忽略；G-=Ctan-1；绝缘电导的计算公式；GG-=Ctan-1;(S/KM)式中-角频率，=2f，f为频率（hz）C-回路工作电容（F/KM）tan-1-组合绝缘介质的等效介质损耗正切值。Tan-1=KSKtanK+GSGtanGKSK+GSG 式中K-空气的相对介电常数，等于1；g-介质的相对介质常数；SK-空气所占的截面

9、积；SG-介质所占的截面积；tank-空气的介质损耗角正切值正切值，等于0；tanG-介质的损耗角正切值。经计算tan频率f(HZ)800340050K100K300K500K800K1024KG(H/KM)×10-8×10-7×10-6×10-6×10-5×10-5×10-5×10-5二次参数计算；波阻抗ZC;波阻抗ZC与一次参数及频率的关系可按下列式计算；ZC=ZCe-i=R+JWLG+JWC=4R2+W2L2G2+W2C2e-i1-22因此ZC=4R2+W2L2G2+W2C2 c=1-22 1=tan-1WL

10、R; 2=tan-1WCR;1， 在直流时（f=0） ZC=ZC=RG;c=0；2， 在音频时（f800hz）因频率较低，电缆回路中感抗较小相对于回路有效电路电阻可以忽略，同时因绝缘电导G 与wc比较也可以不考虑，即RWL和GWC,这是ZCRJWC=RWCe-i45; ZRWC C-45o 3， 在高频时（f>30khz）因频率高,回路的一次参数间存在下列关系;LR,CG.则ZC=ZCLC;C0o;衰减常数和相移常数的计算衰减常数 =12R2+2L2G2+2C2 +RG-LC2;相移常数 =12R2+2L2G2+2C2 -RG-LC2在直流时(f=0);=RG ,=0;2.在音频时（f8

11、00khz）在此频率范围内，Rl,GC, 可略去l和G，则=WCR2;=WCR2;3.在高频时（ff>30khz）在高频时，LR,CG所以=R2C2+G2LC;=LC;二次参数的计算结果如下频率f/hz800340050k100k300k500k800k1024kZC(/KM)1.0625×1035197887881001009999C(o)-45000000(N/KM)606(rad/KM)一 绝缘生产工艺要点；导电线芯的绝缘是为了防止电缆内各单位导电线芯之间的接触，保证电磁波的顺利传输，同时还可以使线芯的相互位置固定，减少回路之间的串音。绝缘材料要求有稳定而优良的电气性能，

12、良好的柔软性和一定的机械强度，同时也要求易于加工。绝缘应连续地挤包在导体上，并且有完整性，绝艳厚度使成品电缆符合规定的电气性能要求。绝缘完整性采用直流火化实验检验，试验电压为1.5-6kv。每12km绝艳线芯上允许有一个小孔或类似的缺陷。当针孔或缺陷超过规定时，允许修复，修复后的绝缘线芯应满足条件规定。绝艳线芯应采用颜色识别标志。绝艳线芯颜色应补迁移。二 对绞生产工艺要点；对绞组；分别称作a 线和b线的两根不同颜色的绝缘线芯均匀的绞合成线对.成品电缆中任意对的的绞合节距在3m长度上测得的算术平均值应不大于155mm。对绞节距的选择原则如下；1， 最大节距应不大于155mm，最小节距应不小于30

13、mm。2， 相邻节距差要大，而且节距差要均匀。节距差的计算公式；=1h1-1h2，1h2-1h3，1h24-1h25。三 成缆工艺要点 电缆端别规定；a除20 对及以下的电缆外，电缆应分端别。面向电缆端头，如组成缆芯的单位或基本单位的色谱顺序为顺时针方向，则此端为A端，另一端为B端。b电缆A端端头应用红色标志，电缆B=端端头应用绿色标志。 撕断绳a 根据双方的协议，可以在电缆内放置撕断绳。b 撕断绳应不吸湿，不吸油，连续的贯穿整根电缆。为了保证开启护套时撕断绳裂伤不断裂，撕断绳应具有足够的强度。四 护套生产工艺要点铝塑复合带；a铝塑复合带的铝带标称厚度应为0.20mm，铝带应双面复合塑性聚合物

14、薄膜。铝塑复合带可以轧纹也可以不轧纹。b铝塑复合带总包重叠部分宽度应不小于6mm。小直径（电缆直径9.5mm以及下）电缆的纵包重叠部分宽度应不小于履带中心线圈周长的20%。c铝塑复合带连续性；铝塑复合带可以接连。接续是，应先去除塑性聚合物，并净化金属表面，使铝带接头的机械，电气性能良好，其抗张强度应不小于相邻段同样长度无接续铝塑复合带抗张强度的80%，接续后应恢复接续出的塑性复合物层。聚乙烯套a 聚乙烯套应采用低密度或中密度聚乙烯。聚乙烯应含有（±0.25）%的炭黑，炭黑分布应均匀。b。聚乙烯套应粘附在铝塑复合带上，两者之间的剥离强度应不小于含非填充式电缆及有内护套的填充式电缆的铝塑

15、复合带重叠部分。c。聚乙烯护套应表面光滑平整，不应有空洞，裂缝，凹陷等缺陷。d。聚乙烯套的机械物理性能应符合下表规定。六.原材料用量计算机每公里质量的计算（一）铜导体用量绞入系数；每公里单根铜导体的长度l=1000×1.062=1062m；600对铜导体总长度L=600×2××106m；铜的总体积V=40.4×102××106=3铜的总重量M1=×0.159×106×10-3×103kg（二）绝缘用聚乙烯用量绝缘采用的高密度聚乙烯；单根铜导体的聚乙烯绝缘长度与铜导体长度相同1062m；

16、单根聚乙烯绝缘的横截面积S= 4d12-d2=×10-3m3；聚乙烯绝缘的总体积×10-6×1062×2×9003;聚乙烯绝缘的总重量为M2=×106×10-3×103kg（三）铝塑复合带用量铝塑复合带宽度B=3.14×(D+t)×sin/(1-k);式中 B 铝塑复合带的宽度；D-绕包前的直径；t-复合带厚度Sin-绕包角度的正弦值；K-绕包搭盖率（k>0）取=35ot=0.27 D=32.24+0.2×2=32.64mm；则B=3.14×32.64+0.27×sin351-0.10=65.37mmmm宽的铝塑复合带；铝塑复合带长度为L=1000/sin=1743.38m；3铝的总质量M=.V=2.703×0.03×106×10-3=×103kg；PE的总体积V=1743.38×0.06577