浅谈数据电缆发展及生产过程中相关因素的控制-

1、浅谈数据电缆发展及生产过程中相关因素的分析控制王子纯随着网络技术的发展和多媒体技术的广泛应用,网络的应用越来越普及,用户也希望通过网络获得更加丰富多彩的信息服务,如:数据中心、高速工作站、网上购物、远程医疗(允许在全球传送医疗信息、远程办公和远程教学、电子商务、VOD点播、远程计费、学校和商业园区培训、VOIP、高清视频/声音电子邮件、数字视频会议等。网络资源的增加,以及音频和视频等多媒体信息在网络上的传输大大增加了网络通信量,这就对网络传输介质的电缆性能提出了更高的要求。随着要求的进一步提高,综合布线及线缆标准纷纷出台新的标准代替旧的标准。数据电缆到目前为止,有两种电缆;一种是美洲推行的10

2、0电缆,主要是针对非屏蔽类电缆;另一种是欧洲推行的150电缆,主要是针对屏蔽类电缆。数据电缆到现在为止,国际上的相关标准一般分为三类、五类、超五类、六类、6A类、7类、7A类,它们分别对应的传输带宽为16MHz、20MHz、100MHz、100MHz(支持全双工传输、250MHz、500MHz、600MHz 、800MHz,对于7A类、8类目前在国际标准上没有正式定义,只是各布线厂家的炒作而已;其实两个不同地区推行不同阻抗要求的电缆是基于他们推行不同的结构所产生的,美洲推行的100电缆,主要是美洲到目前为止都不太推行屏蔽结构,这是因为如有了屏蔽结构就会形成导体与屏蔽层之间的临近效应,改变导体的

3、电容和电阻等低频参数,另外在屏蔽层上也会有高频涡旋电流的产生。但不用屏蔽结构,线缆就没有抵抗外界干扰的能力且保密性差,而且如要实现500MHz以上的传输较困难,所以欧洲就实行了屏蔽结构,那么为了消除由屏蔽层带来的困扰,就只好通过增大阻抗,所以欧洲一般在推行150电缆。两种结构谁好谁坏还是要根据不同的应用环境来断定,所以现在国际上布线一般都是讲究两种布线方式的组合。但目前应用较广的还是非屏蔽结构,且由于信息化的发展,对传输带宽要求的跟进,目前较为流行的是6类和6A类屏蔽和非屏蔽数据电缆,下面就以此为重点来介绍一下该产品生产过程中相关因素的分析和控制:一、绝缘单线工序绝缘单线的均匀一致性是数据电缆

4、生产的基础,绝缘芯线的质量直接影响着能否成功生产出优质的数据电缆, 因此,为了保证绝缘线芯达到高度精密的几何尺寸和最佳质量,均应采用拉丝-退火-绝缘串联生产线。绝缘单线的生产主要应控制好以下六个方面:1、严格控制导体直径及伸长率的一致性。首先,优质的拉丝模具能保证铜线表面光洁,而铜线的圆整性完全取决于模具的精度和圆整性。另外,在生产过程中应注意定期检查拉丝模具的磨损及传动导轮的灵活情况,并及时更换拉丝模和导轮轴承,防止出现铜线的批量不合格;其次,铜线退火温度与导体的伸长率关系较大,退火温度过高,铜线会很软,过低,铜线会很硬。铜线过软和过硬均会增加后续工序加工难度,铜线退火电流的波动幅度越大,铜

5、线伸长率越不均匀。在生产过程中,必须对退火电流适时监控,及时调整;最后,放线张力由舞蹈轮控制,舞蹈轮配重不当,会导致铜线尺寸在长度上发生不均匀变化;通过对阻抗公式的分析得知:导体的波动比绝缘外径的波动影响更大,导体椭圆不宜大于0.002mm。因此,根据绝缘生产线的情况尽可能将导体波动控制在一个较小的范围内,对于6A类以上的对称电缆其波动本公司正常控制在±0.001mm以内。2、严格控制单线绝缘外径的均匀性、表面的光洁度、绝缘与导线的粘附力、绝缘发泡的均匀性、同轴电容的均匀性。影响绝缘不圆度的主要因素有:挤塑模盖孔不圆、挤塑温度过高,在冷却前热的塑料因重力作用下坠、绝缘芯线在过线轮上擦

6、伤、生产线速度、挤出机螺杆转速及生产线张力的稳定性都会影响绝缘线芯外径稳定性;在挤出过程中,预热温度不均匀或设置不当,会影响绝缘与导线的粘附力以及绝缘的发泡质量;当导体和绝缘不是理想的圆柱时会造成电场畸变,影响电场的分布,从而影响电缆的许多项电气性能指标。绝缘的最大椭圆不宜大于0.008mm。3、绝缘偏心会影响对称电缆的工作电容和电感从而引起阻抗的波动。通常情况下生产六类及以上电缆时同心度应在97%以上。造成绝缘偏心的主要因素有:模芯与导体间的间隙过大造成导线在模芯内晃动、挤塑温度过高,在冷却前热的塑料因重力作用下坠、模芯和模盖同心度不够等。在国外,通常采用一种特殊设计的可微调偏的自定心机头配

7、合在线偏心监测仪来调整同心度,其同心度可达98%以上。4、数据电缆的绝缘芯线的颜色分为单色线和带标志色(色环、色点和色条线两类。由于绝缘料中加入色母料后,常常会因为色母料内部有矿物质,它的不均匀分布会造成介电常数的不均匀,引发不同程度的反射波,同时也会增大介质损耗角正切值,故生产六类以上电缆时,最好采用表皮着色技术,并尽可能降低色母粒用量,从而减少色母料的不良影响。如果采用色环或色点作标志色时,宜在绝缘芯线未进入冷却水槽前用油墨着色,否则色环或色点易脱落。由于在高速度绝缘线上使用印色环或色点着色的成本高、技术难度较大,因此,应尽可能采用色条方式。5、严格控制绝缘附着力:导体与绝缘间的附着力过小

8、,会造成后工序加工时导体与绝缘间的分离而发生相对转动,造成微观上的不均匀,影响SRL值。因此,应根据电缆的具体情况确定附着力的控制范围并严格控制。二. 绞对工序众所周知,在数据电缆的生产过程中,绞对工序往往是受制约因素最多、最易受到破坏的工序。当最关键的工序(拉丝和绝缘生产出高质量的芯线后,如果不能正确地控制绞对工序,就会使之前所有的努力前功尽弃。因此,为了获得始终如一和可重复的质量,我们必须高度重视绞对工序并关注以下问题:1、由于绝缘偏心是不可避免的,因此在绞对工序应采取一定的措施确保导体中心距的波动周期小于电缆中最高传输频率电磁波波长的1/8。2、线对节距要尽量小,在生产过程中注意齿轮的正

9、确搭配,以确保线对节距的准确;另一方面。还需要随时注意节距的波动,确保生产过程中节距的稳定性。节距波动偏大会使单线结构不均匀,正负电磁感应耦合电流不能相互平衡,最终导致特性阻抗、串音和回波损耗不合格。3、要保证绞对线的高度对称性,严格控制放线张力的对称性和恒定性是十分必要的。张力过大或不均匀会引起线芯结构的变化,导致传输参数严重恶化,因此必须对其加强控制。绞对过程中保持两根芯线具有相同和合适的恒定张力是消除芯线缠绕现象,减小特性阻抗波动的重要措施。4、采取必要的措施以尽量减小或避免其它因素对线对结构的不良影响。如降低绞对速度或绞合前在绝缘芯线上涂抹减摩润滑油以减少芯线与绞弓间摩擦力对芯线的破坏

10、、采用闭合绞弓以减少绞对时风力对节距成型的影响;采用双轮牵引而不采用轮带式牵引以减少皮带对线对节距和芯线结构的破坏等。三. 成缆工序成缆绞合节距一般对串音和阻抗也有着较大的影响,首先要选择合适的成缆节距,通常情况下,成缆节距为缆芯直径的20倍左右。因为成缆节距太大,电缆弯曲性能变差,受力后传输性能中的回波损耗、特性阻抗有很大的影响;节距过小,容易引起衰减、工作电容的超标。在成缆生产过程中,牵引、运转速度须稳定;放线、收线张力控制均匀,以避免造成缆芯结构受损。四. 护套工序数据电缆护套生产线的特点是护套厚度较薄,一般只有0.5mm左右,通常采用聚氯乙烯或其他聚烯烃化合物。在挤出过程中,要使缆芯结

11、构保持其几何位置不变,故通常采用定心式挤出机头和半挤管式模具。护套挤出过程中,护套层应松紧适度并均匀地覆盖在缆芯表面,这同样需要对挤出机的温度和模具进行合理配置。只有这样,电缆的各项参数才能得到保证。护套生产线也应采用主动放、收线并保持张力稳定。五. 成圈包装由于数据缆的装箱长度一般为1000英尺(304.8米。为了使施工放线方便,又要保持电缆在放出时不受扭曲,以免影响性能,现在普遍采用的有两种方式:匣式无扭自由放线包装和绕盘纸匣放线包装。后者需将电缆绕在纸板盘上,再装入纸箱中,用芯轴托住,使用时从槽口将电缆拖出,这种包装方法成本较高,同时电缆纸盘需转动,此种方式目前主要应用六类缆及以上的包装。目前,国际上最流行的是匣式无扭自由放线,电缆在成圈时采用特殊交叉卷绕,这样在放线时电缆不会扭曲。六. 成品测试首先要拥有先进的测试系统作保证,才能有效的控制生产的产品质量,确定产品的等级,并且根据测试统计分析结果,来改进提高工