【通用】電線電纜設(shè)計(jì).doc

1、電線電纜設(shè)計(jì)目 錄前言第一部分：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與物料用量計(jì)算 2（1） .導(dǎo)體部分2（2） .押由部分4（3） .芯線絞合5（4） .斜包部分7（5） .編織部分9（6） .其它部分10第二部分:電氣性能計(jì)算部分13（1） .等效介電常數(shù)13（2） .對(duì)稱電纜141 .一次傳輸參數(shù)142 .二次傳輸參數(shù)17（3） .同軸電纜201 .一次傳輸參數(shù)202 .二次傳輸參數(shù) 21電線電纜設(shè)計(jì)前言部分此數(shù)據(jù)主要是把一些有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)數(shù)據(jù)加以集總歸納，作為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中參考數(shù)據(jù) ，為設(shè)計(jì)者提供方便.也可作為 設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)資料.數(shù)據(jù)主要分為兩部分，第一部分主要講述電纜各組成部分的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)及各組成部

2、分的物料用量.第二部分電氣性能計(jì)算部分，主要是講述通信線材的主要電氣性能與各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系.并在數(shù)據(jù)的最后列由設(shè)計(jì)過(guò)程中常用的表格.電線電纜設(shè)計(jì)第一部分第一部分電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與物料用量計(jì)算電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把線材各組成部分參數(shù)書(shū)面化.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要 是根據(jù)線材的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本廠的生產(chǎn)能力，盡量滿足客戶要求.并把結(jié) 果以書(shū)面形式表達(dá)出來(lái)，為生產(chǎn)提供依據(jù).物料用量計(jì)算是根據(jù)設(shè)計(jì)線材時(shí)選用的材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算出各種材料的用量，為會(huì)計(jì)部計(jì)算成本及倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)料提供依據(jù).一.導(dǎo)體部分有關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算：導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)上有實(shí)心及絞線兩種，而其成份方面有純金屬.合金.鍍層及漆包線等. 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于不同的線材選

3、用這些導(dǎo)體材料時(shí)，基于下面幾個(gè)方面：1 .線材的使用場(chǎng)所及后序加工方式.2.導(dǎo)體材料的性能：導(dǎo)電率，耐熱性.抗張強(qiáng)度.加工性.彈性系數(shù)等.1.導(dǎo)體絞合節(jié)距設(shè)計(jì)：絞線中絞合節(jié)距大小一般卞!據(jù)絞合導(dǎo)體線規(guī)選取 （主要針對(duì)UL電子線系列，電源 線,UL444系列,CSA TR-4系列對(duì)導(dǎo)體的節(jié)距有要求，需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)），有時(shí)為了改善某種性 能可選其它的節(jié)距.如通信線材為了降衰減選用小節(jié)距，為了提供好的彎曲性能選用較小的 節(jié)距.下面的節(jié)距表選擇表是針對(duì) UL電子線.美制線規(guī)對(duì)應(yīng)截面積及絞線節(jié)距美制線規(guī)標(biāo)稱截面積最小截面積節(jié)距300.05070.049768280.08040.0790911260.12

4、800.12601113240.20500.19901416220.32400.31401619200.51900.50902124180.82300.80702732161.31001.27003238142.08002.020039472.多根絞合導(dǎo)體外徑計(jì)算：導(dǎo)體絞合采用束絞方式進(jìn)行，絞合外徑采用下面兩種方法計(jì)算方法1：D N 1.15fd電線電纜設(shè)計(jì)（1） .導(dǎo)體部分方法2:4* N 1 ddD-N,3單根導(dǎo)體的直徑 絞合后絞合導(dǎo)體外徑 導(dǎo)體根數(shù)上述兩種方法中，方法2比較適合束絞方式導(dǎo)體絞合外徑計(jì)算.3導(dǎo)體用量計(jì)算：1 .單根導(dǎo)體*d2 W *42 .絞合導(dǎo)體PN*d2* * N *

5、4單根導(dǎo)體直徑一導(dǎo)體密度導(dǎo)體絞合根數(shù)入-導(dǎo)體絞入系數(shù)注：用量計(jì)算為單芯時(shí)導(dǎo)體用量，當(dāng)多芯時(shí)須考慮芯線絞合時(shí)的絞入系數(shù).4.導(dǎo)體防氧化.為防止導(dǎo)體氧化,可在導(dǎo)體絞合時(shí)，加BAT或DOP?由.電線電纜設(shè)計(jì)一（2） .押出部分(二)押出部分有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算：押出部分包括絕緣押出.內(nèi)被押出及外被押出，在押出過(guò)程中，因?qū)€材要求不同采用押出 方式不同.一般情況下，絕緣押出采用擠壓式，內(nèi)護(hù)層與外護(hù)層采用半擠管式.有時(shí)為了滿足 性能要求采用擠管式.其具體選擇方法，參照押出技術(shù).1押出料的選擇：設(shè)計(jì)過(guò)程中押出料的選擇主要根據(jù)膠料的用途.耐溫等級(jí).光澤性.軟硬度.可塑 劑耐遷移性等來(lái)選擇.2 .押出外徑：D2=

6、D+2*TD押出前外徑D2押出后外徑T-押出厚度押出厚度(T)主要根據(jù)線材有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合本廠生產(chǎn)能力盡量滿足客戶要求3 .膠料用量：采用不同的押出方式，押出膠料用量計(jì)算公式也有不同.擠管式 2_ 2W *(D2 D)*4擠壓式W=(S 成品截面-S纜芯內(nèi)容物)* PP -膠料密度.考慮到線材的公差，現(xiàn)期線纜企業(yè)一般采用下面計(jì)算方法W=3,14159*1.057*(2*D+T)*p電線電纜設(shè)計(jì)（三）.芯線絞合部分（三）.芯線絞合有關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算：芯線絞合國(guó)內(nèi)稱為成纜，是大多數(shù)多芯電纜生產(chǎn)的重要工序之一.由若干絕緣線芯或 單元組絞合成纜芯的過(guò)程稱芯線絞合.其原理類似如導(dǎo)體絞合，芯線絞合的一般工藝參數(shù)

7、計(jì) 算及線芯在絞合過(guò)程中的變形與絞線相似.芯線絞合根據(jù)絞合絕緣線芯直徑是否相同分為對(duì)稱絞合和不對(duì)稱絞合.因?yàn)樾揪€在絞合過(guò)程中有彎曲變形，有些較粗絕緣芯線在絞合過(guò)程采用退扭.如部分 UL2919,CAT.5,IEEE1394芯線及其它高發(fā)泡絕緣芯線.以下分幾個(gè)方面敘述芯線絞合的工藝參數(shù)計(jì)算：1 .對(duì)絞：對(duì)絞線的等效外徑：D=1.65d 或 1.71d（ 軟質(zhì)用 1.65d,硬質(zhì)用 1.71d）,sometimes D=1.86d復(fù)對(duì)絞線等效外徑：D=2.6d多對(duì)數(shù)絞線等效外徑：D , N *1.9*d對(duì)絞節(jié)距.根據(jù)對(duì)絞組對(duì)數(shù)，芯線外徑選取.2 .多芯絞合：絞合外徑.當(dāng)芯線根數(shù)不多時(shí)，按正規(guī)絞合計(jì)

8、算.見(jiàn)下表.芯線排列方式及芯線絞合外徑計(jì)算可根據(jù)下表：芯數(shù)芯線排列外徑比 (M=D/d)中芯空隙面積Xc2外層空隙面積Xc222201.571332.1540.041.248442.4140.2151.22552.70.5431.2596631.0251.32971+6301.32981+73.301.3991+83.701.679102+8402.276113+84.1540.042.593123+94.1540.042.039134+94.4140.2152.553144+104.4140.2152.02515P 5+104.70.5432.578165+114.70.5432.07117

9、6+1151.0252.64118P 6+1251.0252.137191+6+12502.137201+6+135.15401.944211+7+135.302.257221+8+135.704.442232+8+13603.598242+8+14602.97525P 3+8+14 16.1540.043.285263+9+146.1540.043.285273+9+156.1540.042.801284+9+156.4140.2153.282294+9+166.4140.2152.806304+10+166.4140.2152.80631r5+10+16 16.70.5433.319325

10、+11+166.70.5433.319335+11+176.70.5432.864346+11+1771.0253.398351 6+12+1771.0253.398366+12+1871.0252.927371+6+12+18702.927381+7+12+187.303.458392+6+12+18804.705402+7+12+19804.254412+7+13+19804.254422+8+13+19804.254442+8+14+20803.774453+8+14+208.1540.044.042483+9+15+218.1540.042.867當(dāng)芯線根數(shù)較多并線徑較小的情況下，可按

11、束絞近似計(jì)算（導(dǎo)體絞合外徑計(jì)算公式）.絞合節(jié)距.一般絞合節(jié)距取絞合外徑的1520倍.有時(shí)為了改善線材性能，可選擇合適的節(jié)距.如 為了改善線材的彎曲性能降低絞合節(jié)距.USB電纜為了減小芯線變形，采用大節(jié)距.3.有關(guān)絞合中的基圓直徑.節(jié)圓直徑.絞合外徑基圓直徑：對(duì)于某一絞線層，絞線前芯線直徑稱基圓直徑.節(jié)圓直徑：?jiǎn)尉€絞合在直徑為D0的圓柱體上，以單線軸線至絞線軸線的距離為半徑的圓 為節(jié)圓，其直徑為節(jié)圓直徑.絞合外徑：該層絞線的外接圓直徑為絞線外徑.電線電纜設(shè)計(jì)（三）.芯線絞合部分圖示說(shuō)明如下：圖中對(duì)于第三層絞合：基圓直徑為D0（即第二層（1+6）絞合的絞合外徑） 節(jié)圓直徑為 D D ' =

12、D0+d 絞合外徑為D D=D ' +d4.絞入系數(shù)：芯線絞合的絞入系數(shù)為1+（圓周率X絞合外徑/絞合節(jié)距）的二次方.* D 21 2D-絞合外徑.H-絞合節(jié)距.在絞線過(guò)程中，對(duì)于多芯并芯線分層的情況，雖然為束絞，各層芯線絞入系數(shù)并不相同 為了保守起見(jiàn)，增大安全系數(shù)，并且減化計(jì)算，所以在上述絞入系數(shù)的計(jì)算中D采用芯線絞合的絞合外徑（理論上，各層的絞合系數(shù)應(yīng)為節(jié)圓直徑代入上式計(jì)算）.電線電纜設(shè)計(jì)（四）.斜包部分（四）.斜包有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算斜包在線材中主要起屏蔽作用，有時(shí)作為同軸電纜的外導(dǎo)體.屏蔽目的是將外界干撓消除.對(duì)于同軸電纜，由于有屏蔽層而使阻抗得以匹配，降低信 號(hào)或傳輸能量之損失.

13、從屏蔽效果來(lái)講，斜包不如編織，具屏蔽效果具有方向性，彎曲時(shí)屏蔽特性發(fā)生變化但 其具有完成外徑小.線材柔軟.價(jià)格也比較低特點(diǎn).適用于低頻屏蔽.以下從幾個(gè)方面敘述斜包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1 .斜包的銅線根數(shù)近似計(jì)算：* D ,N 整數(shù)部分 d斜包前外徑.d斜包銅線的直徑.如果是二.三芯絞合，絞合后不圓整，D（斜包前）外徑為等效外徑.此設(shè)計(jì)中的D斜包前外徑，相當(dāng)絞線中基圓直徑.從理論計(jì)算上講，要達(dá)到100%斗包 應(yīng)采用節(jié)圓直徑，但為了防止有時(shí)因節(jié)距選取較少及其它因素而產(chǎn)生過(guò)滿 （容易起股）.所以 采用斜包前外徑（基圓直徑）.在實(shí)際生產(chǎn)中，因斜包銅絲一般為0.10mm,0.12mm勺細(xì)線，具 值在上述計(jì)算中忽略

14、影響不大.采用上面公式計(jì)算，其斜包滿度可達(dá)90%A上，對(duì)線材的性能 影響很少.2 .斜包節(jié)距的選擇：斜包節(jié)距根據(jù)斜包前外徑大小選擇，一般按下面優(yōu)化節(jié)距選?。ù藘?yōu)化節(jié)距考慮到成本，附著力，外觀等方面，并通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)驗(yàn)證）.成品外徑斜包節(jié)距d<1.0mm15.5mm 右1.0<=d<1.2mm18mmi 右1.2<=d<2.0mm22mmi 右2.0<=d<2.2mm25mmi 右2.2<=d<2.4mm27mmi 右2.4<=d<3.0mm32mmi 右3.0<=d<3.5mm36mmi 右3 .絞入系數(shù):斜包的絞入

15、系數(shù)為1+（圓周率X斜包后外徑/斜包節(jié)距）的二次方.電線電纜設(shè)計(jì)（四）.斜包部分H-斜包節(jié)距.4.斜包銅線的用量：*d2 W * * N *4d-斜包導(dǎo)體直徑P 一斜包導(dǎo)體密度N-斜包導(dǎo)體根數(shù)入-斜包導(dǎo)體絞入系數(shù)5斜包方向選擇.斜包一般采用與成纜的反方向：斜包線材生產(chǎn)過(guò)程中，斜包銅絲與斜包前線材 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，如果斜包方向與成纜方向相同時(shí)，斜包過(guò)程中會(huì)先把成纜線 材先反扭，使線材松散，以致斜包易出現(xiàn)不良.不過(guò)采用反方向斜包線材相 對(duì)較硬，彎曲性能差.對(duì)于那些成纜芯線少，芯線線徑較大，沒(méi)有隔離層的線 材只能采用與成纜反方向.6.斜包線材外被押出：斜包線材在外被押出前需通過(guò)倒軸，防止斷絲在過(guò)押出眼

16、模時(shí)引起斷線.電線電纜設(shè)計(jì)一（五）.編織部分（五）.編織有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算編織與斜包相似，在線材中主要起屏蔽作用，防止外界電場(chǎng)與磁埸的影響，提高線材的 干撓防衛(wèi)度.與斜包.鋁箔相比具有以下特點(diǎn)：1 .屏蔽無(wú)方向性.2 .高頻屏蔽特性良好，適用于高頻屏蔽.3 .通過(guò)多層屏蔽，屏蔽效果可達(dá)100%.4 .彎曲時(shí)屏蔽特性無(wú)變化.1 .編織有關(guān)的計(jì)算公式：編織角正切：TgH* (D 2d)編織系數(shù)：F a*n*dH *cos()編織密度：M 2* F F2編織用量:*2*a* n*d2 *4*sin()d-編織單線直徑.a- 編織半綻子數(shù). n-編織并線根數(shù).a -編織角2 .編織各參數(shù)的確定：1 .根

17、據(jù)纜芯外徑大小，及編織密度大小選定編織機(jī)類型（16錠或24錠高低速編織機(jī)）2 .選定適應(yīng)編織機(jī)白編織單根銅線（鍍錫或裸銅線0.08mm,0.10mm,.12mm）!常0.12mm適應(yīng)于高速編織機(jī)； 0.08mm,中0.10mm,中0.12mm適應(yīng)于低速編織機(jī).3 .密度M.編織角度a .節(jié)距H的確定.注：每錠中的根數(shù)應(yīng)在3-9根的范圍內(nèi)，因?yàn)楦鶖?shù)少編織易斷線，而根數(shù)太多則使得編 織層同層內(nèi)的銅線重迭,.編織角度通常在50-70的范圍內(nèi)，為提高生產(chǎn)效率則編織角 度去接近70的值，由上述公式預(yù)算各參數(shù)，采用湊算法確定的適當(dāng)?shù)木幙椄鶖?shù)，編織角 度,編織節(jié)距，編織密度.計(jì)算部分中的編織計(jì)算便是采用上述

18、公式，采用枚舉法計(jì)算得 出.電線電纜設(shè)計(jì)一（六）.其它部分（六）.其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算：在線纜設(shè)計(jì)中，有時(shí)為了改善線材質(zhì)量需加入其它的材料.為了使線材圓整，在芯線絞 合時(shí)加入填充物.為了防止導(dǎo)體氧化在導(dǎo)體絞合時(shí)表面涂B.T.A,為了改善線材附著力絕緣押出時(shí)在導(dǎo)體表面涂DOPE硅油，外被押出時(shí)在芯線表面拖滑石粉或云母粉.下面根據(jù)其作用不同分類敘述：1 .填充物設(shè)計(jì)與計(jì)算：填充物主要有棉紗線和PP純，設(shè)計(jì)時(shí)主要根據(jù)填充空隙大小，線材性能要求及材使用 場(chǎng)所，選擇填充棉紗.PP純或其它.填充物根數(shù)計(jì)算N=（S 空隙/S單根填物）整數(shù)部分填充物用量W=單根重量*N*入入-為芯線絞合的絞入系數(shù).2 .隔離層

19、的設(shè)計(jì)與計(jì)算：隔離材料的選擇紙帶在線材中只起分隔作用.鋁箔在線材中有分隔作用與屏蔽作用.當(dāng)線材只需分隔 開(kāi)時(shí)，選用紙帶.否則選用鋁箔.有時(shí)在一些高性能的通信線中隔離層采用無(wú)紡布或發(fā)泡PP帶（如 SISC）.工藝方式在分隔層的制造過(guò)程中，為了節(jié)約工時(shí)，可根據(jù)情況采用繞包.拖包.縱包三種不同方式.（注繞包.拖包時(shí)角度a =40-60；縱包時(shí)角度a =90）.物料用量、八，*（ DSt芯n*t）1 Kn-為隔離層數(shù).t-為隔離帶厚度.P -為隔離材料密度.k-為隔離帶重迭率.W * n* t *3 .有關(guān)的絞入率計(jì)算：(*d)2 H 21 ()2H(m)電線電纜設(shè)計(jì)（六）.其它部分H m dm為節(jié)徑

20、比.h-為節(jié)距.d-線材的絞合外徑.說(shuō)明1:上面的絞入系數(shù)計(jì)算都為一個(gè)工序的計(jì)算，在實(shí)際計(jì)算物量時(shí)，應(yīng)考慮整個(gè)個(gè)生 產(chǎn)過(guò)程，所以總的絞入系數(shù)可能為多個(gè)工序的絞入系數(shù)的乘積.說(shuō)明2:設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)取節(jié)距范圍的下限值,以在定額中爭(zhēng)取最大之絞入系數(shù)（而生產(chǎn) 中采用接近最大之節(jié)距值，則既利于提高效率，又可減低正常生產(chǎn)中的材料消耗）.電線電纜設(shè)計(jì)(一).等效介電常數(shù)第二部分電氣性能計(jì)算部分隨當(dāng)代電氣通信事業(yè)的飛速發(fā)展，傳輸信號(hào)用的電線電纜電氣性能要求 也越來(lái)越高，所以在通信線材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),線材的電氣性能應(yīng)為重點(diǎn)考慮對(duì)象 下面部分主要介紹常用的通信線材基本的電氣性能理論計(jì)算方法.(1) .發(fā)泡絕緣的等效介電

21、常數(shù)的計(jì)算公式：發(fā)泡絕緣是一種組合絕緣，主要是為了降低絕緣介質(zhì)的等效介電常數(shù)，提高線材的電氣 性能.發(fā)泡絕緣介質(zhì)的等效介電常數(shù)介于空氣絕緣與塑料絕緣的介電常數(shù)之間，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可采用下面兩種方法對(duì)發(fā)泡絕緣介質(zhì)的等效介電常數(shù)進(jìn)行計(jì)算.方法(1):2* £1 2* P( e 1)e e-e 2* £1 P*( £1)2 e e * e e e ep 2* £ *( £1) £ e*( £1)e-介質(zhì)的材料的等效介電常數(shù)P-發(fā)泡度，它表示泡沫介質(zhì)內(nèi)，所有小氣泡的體積與絕緣總體積之比方法(2):cD泡沫P 1D材料D泡沫-泡沫介質(zhì)

22、的比重D材料-介質(zhì)材料本身的比重ln( £ ) ln( £ e)*(1 P)c e實(shí)心絕緣的介電常數(shù)發(fā)泡絕緣的介電常數(shù)電線電纜設(shè)計(jì)(2) .對(duì)稱電纜(二).對(duì)稱電纜的結(jié)構(gòu)計(jì)算：對(duì)稱通信電纜是由許多絕緣線芯，經(jīng)絞合成電纜芯后再包以護(hù)層所組成，電纜一對(duì)或多對(duì)具 有相同外徑及相同結(jié)構(gòu)的兩根絕緣線芯對(duì)地對(duì)稱的排列 ，因此稱為對(duì)稱電纜.對(duì)稱電纜的導(dǎo) 電線芯是用來(lái)引導(dǎo)電磁波傳輸方向的，因此首先要求導(dǎo)電性能好.要有良好的柔軟性和足夠 的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)也應(yīng)考慮其加工，敷設(shè)及使用上的方便.下面分一次傳輸參數(shù)與二次傳輸參數(shù)來(lái)敘述對(duì)稱電纜的主要電氣性能1 .一次傳輸參數(shù)R.L.C.G稱為電纜線路

23、的一次傳輸參數(shù).這些參數(shù)與傳輸電磁波的電壓和 電流的大小無(wú)關(guān)，而與電纜的材料結(jié)構(gòu)及電流的頻率有關(guān).1.1 有效電阻.有效電阻就是當(dāng)交流流過(guò)對(duì)稱回路時(shí)的電阻，包括直流電阻和由通過(guò)交流而引起 的附加電阻.R有=R直+R交2* * * i R直 sR交=R令0+R集+R金 d 2G(X)*(-)R有R直(1 F(X) a ) R>d 21 H (X )*()2a-d 2G (X )*()R金(1520)%*Rft *(1 F (X ) a-)d 21 H (X )*() a入-總的絞入系數(shù)p -導(dǎo)電線芯的電阻率奧姆*平方毫米/米l-電纜長(zhǎng)度米s-導(dǎo)電線芯的截面積 平方毫米d-導(dǎo)電線芯的直徑毫米

24、a-回路兩導(dǎo)體中心間距離毫米Kd2為渦流系數(shù)電線電纜設(shè)計(jì)(二).對(duì)稱電纜u-為磁導(dǎo)率6-為電導(dǎo)率有關(guān)H(X) F(X) G(X) K的計(jì)算詳見(jiàn)通信電纜50頁(yè)1.2 對(duì)稱電纜的電感當(dāng)回路通以交流電后，則在回路的導(dǎo)電線芯中和回路周?chē)a(chǎn)生磁通，在導(dǎo)電線芯內(nèi)的稱為內(nèi)磁通，在導(dǎo)電線芯外的稱為外磁通.而電感為磁通與引起磁通的電流之比所以相應(yīng)于內(nèi)磁通與外磁通有內(nèi)電感L內(nèi)與外電感L外，總電感為L(zhǎng)=L內(nèi)+L外.當(dāng)對(duì)稱電路有屏蔽層時(shí)，對(duì)稱電纜屏蔽回路，除了有電感L內(nèi)與電感L外，還有屏蔽體給傳 輸回路帶來(lái)白附加電感.1.2.1. 無(wú)屏蔽:,2a d4L *(4ln() Q(X )*10 (H/Km)d入-總的絞入系

25、數(shù)d-導(dǎo)電線芯的直徑毫米a-回路兩導(dǎo)體中心間距離毫米X Kd2K*u*K 為渦流系數(shù)u-為磁導(dǎo)率6一一為電導(dǎo)率有關(guān)Q(X)的計(jì)算詳見(jiàn)通信電纜54頁(yè)1.2.2. 有屏蔽:L= *4*ln(r2 (a)2 2*a rs(2)*2/ a2rs (2)Q(X)8*us2 a 2rs *(2)2K*rs4 ars (2)4*10 4(H/Km)入-總的絞入系數(shù)d-導(dǎo)電線芯的直徑 毫米-回路兩導(dǎo)體中心間距離KdX2.*u*毫米電線電纜設(shè)計(jì)（二）.對(duì)稱電纜一-為渦流系數(shù)I-為磁導(dǎo)率6-為電導(dǎo)率有關(guān)Q（X）的計(jì)算詳見(jiàn)通信電纜54頁(yè).1.3 對(duì)稱電纜的電容電纜回的電容與一般電容器的電容相似.兩根導(dǎo)電線芯相當(dāng)于兩

26、個(gè)電極，導(dǎo)電線芯 問(wèn)的絕緣相當(dāng)于電容器極板間的介質(zhì).當(dāng)回路兩導(dǎo)電線芯帶有等量異性電荷時(shí)，此電荷的電量Q與兩導(dǎo)電線芯間的電位差 U之比，為該回路的電容，即C=U/Q.對(duì)稱電纜回路的電容是比較復(fù)雜的，因?yàn)殡娎|中往往包括很多線對(duì)，而且外面又有 屏蔽層或金屬套，所有任何相鄰的線芯間或線芯與屏蔽層.金屬套都會(huì)有電容的存在. 回路間的電容指各部分之和.對(duì)稱電纜回路的電容有兩種：工作電容和部分電容.一次傳輸參數(shù)中的電容指工作 電容（工作電容為部分電容所組成）.無(wú)屏蔽對(duì)稱電纜（UTP）的電容可按下式計(jì)算：£ e*10 9C 0-r F/m2* a dd適用于兩導(dǎo)體相互平行，并且周?chē)鸁o(wú)其它線對(duì)的理想情

27、況.a-兩導(dǎo)體的中心距（mm）d- 中心導(dǎo)體的直徑（mm）c e-絕緣材料的等效介電常數(shù)于多對(duì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱電纜，應(yīng)考慮線對(duì)絞合的影響以及鄰近線對(duì)等因素計(jì)算公式為：其電容F/mC *£ e*10 6C *2a*36* ln36* ln（）d入絞合系數(shù)小-校正系數(shù)，考慮鄰近線對(duì)或線對(duì)屏蔽層對(duì)于電容的影響 校正系數(shù)小與各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系.屏蔽對(duì)絞組Ds2a2Ds2a2電線電纜設(shè)計(jì)(二).對(duì)稱電纜無(wú)屏蔽對(duì)絞組(d2 di d)2 a2-Z；2 2(d2 di d) aa 對(duì)稱電纜導(dǎo)體的中心距DS屏敝層內(nèi)徑(mm)d2對(duì)絞后的外徑(mm)di 絕緣芯線的外徑(mm)1.4 .對(duì)稱電纜的絕緣電導(dǎo)

28、.絕緣電導(dǎo)G這個(gè)參數(shù)說(shuō)明電纜線芯絕緣層的質(zhì)量和電磁能在線芯絕緣中的損耗情況.絕緣電導(dǎo)是由絕緣介質(zhì)的特性決定的，也就是由絕緣介質(zhì)的體積絕緣電阻系數(shù)和 介質(zhì)損耗角正切來(lái)決定的.絕緣電導(dǎo)G是由直流絕緣電導(dǎo)G0和交流電導(dǎo)G刈合的.計(jì) 算公式如下：G=G0+GRi®G=j *Ctg( 6)G0直流損耗G交流損耗電流頻率C 工作電容tg( 6)-介質(zhì)損耗角正切2.二次傳輸參數(shù)二次傳輸參數(shù)是用以表征傳輸線的特性的參數(shù)，它包括特性阻抗ZC,衰減 常數(shù)% ,及相移常數(shù).2.1 特性阻抗特性阻抗是電磁波沿均勻電纜線路傳播而沒(méi)有反射時(shí)所遇到的阻抗 ，其值僅與線 路的一次傳輸參數(shù)和電流的頻率有關(guān)，而與線路的

29、長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，也與傳輸電壓及電流的 大小及負(fù)栽阻抗無(wú)關(guān)：無(wú)屏蔽對(duì)稱電纜(UTP):“1202*a dZC ln()d電線電纜設(shè)計(jì)（2） .對(duì)稱電纜力 2762*a dZC lg( ) e d屏蔽對(duì)稱電纜(STP):2 a 2 ) a2“1202* a DSZCe1" 丁* DS2ZC*ZC2762*aDs2Ds2當(dāng)對(duì)稱電纜的中心導(dǎo)體是絞線結(jié)構(gòu),2762*a D1g( - * K3* . e K1*d D22sa12)歐sa屏蔽為編織時(shí)，公式為：K3為編織影響的經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，取值為0.980.99K1為導(dǎo)體修正系數(shù)，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)修正系數(shù)K!與導(dǎo)體根數(shù)之間的關(guān)系絞線內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)線根數(shù)N137121

30、9內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)Ki1.0000.8710.9390.9570.970絞線內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)線根數(shù)N2737507090內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)Ki0.9760.9800.9830.9860.9882.2衰減：衰減是射頻電纜的最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸時(shí)損耗的大 小.電纜的衰減表示電纜在行波狀態(tài)下工作時(shí)傳輸功率或電壓的損耗程度.對(duì)稱電纜在射頻下的衰減可按高頻簡(jiǎn)化公式如下計(jì)算：d2*a29.1*108*f* Jtg( e)2.2.1. 無(wú)屏蔽對(duì)稱電纜：2.6*10二 efKs*Kp12*a de ( dlg( e)de2.2.2.有屏蔽對(duì)稱電纜:2.6*10 6*2*a D lg(

31、*-d D電線電纜設(shè)計(jì)（二）.對(duì)稱電纜e*f *K3 Ks*Kpi dp-寸*(1s a d 2* a-22 )s aa2* Ds2*Kp2*Kb* Ds4a4)a2* Ds2* Kp2*Kb* Ds4a49.1*10 8*f *etg（ e）f- 頻率de-絞合導(dǎo)體的電氣等效直徑d-絞合導(dǎo)體外徑Ds-屏敝內(nèi)徑對(duì)稱電纜導(dǎo)體的中心距c e-絕緣的等效介電常數(shù)tg（占）-絕緣的等效介質(zhì)損耗角正切Kp1-導(dǎo)體的射頻電阻系數(shù)見(jiàn)射頻電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中表4.5Kp2-屏蔽的射頻電阻系數(shù)Ks絞線導(dǎo)體的電阻系數(shù)見(jiàn)射頻電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中表4.51.25KB 編織屏蔽的電阻系數(shù)2.0K3編織對(duì)阻抗影響的系數(shù)0.980.9

32、9電線電纜設(shè)計(jì)（3） .同軸電纜（三）同軸電纜的電氣參數(shù)計(jì)算：同軸電纜的一個(gè)回路是同軸對(duì)，它是對(duì)地不對(duì)稱的.在金屬圓管（稱為外導(dǎo) 體）內(nèi)配置另一圓形導(dǎo)體（稱為內(nèi)導(dǎo)體），用絕緣介質(zhì)使兩者相互絕緣并保持軸 心重合，這樣所構(gòu)成的線對(duì)稱同軸對(duì).同軸電纜可用于開(kāi)通多路栽波通信或傳輸電視節(jié)目，也可用同軸電纜傳輸 高數(shù)碼的數(shù)據(jù)信息.現(xiàn)期廠內(nèi)生產(chǎn)的同軸電纜主要傳輸高數(shù)碼的數(shù)據(jù)信息（如UL2919屏幕線）.1. 一次傳輸參數(shù)：同軸電纜的一次傳輸參數(shù)主要隨電流的頻率及電纜結(jié)構(gòu)尺寸D/d變化而變化.1） ）.有效電阻，隨頻率的增大而增大.而與內(nèi)外導(dǎo)體直徑比沒(méi)直接的關(guān)系.2） ）.電感隨頻率的增大而減小，隨內(nèi)外導(dǎo)體直

33、徑比增大而增大.3） ）.電容與頻率無(wú)關(guān)，隨直徑比的增大而減小.4） ）.電導(dǎo)與頻率基本上成正比，隨直徑的增大而減小.具體計(jì)算公式如下：5） 1.有效電阻：同軸電纜的有效電阻包括內(nèi)導(dǎo)體的有效電阻及外導(dǎo)體的有效電阻，當(dāng)內(nèi)外導(dǎo)體都是銅導(dǎo)體時(shí)，總的有效電阻為：-5.5711R有8.30* 10 7* %f *（丁 ）（奧姆/公里） dd D6） 2有效電感：同軸回路的電感由內(nèi).外導(dǎo)體的內(nèi)電感和內(nèi)外導(dǎo)體之間的外電感組成，當(dāng)內(nèi)外導(dǎo) 體都是銅時(shí)，回路的電感為：,D 132114 八巾L （2*ln（:）f*（二 ）*10 4（亨/公里）d f d D7） 3同軸電纜電容：同于同軸電纜無(wú)外部電場(chǎng)，所以同軸對(duì)

34、的工作電容就等于同軸對(duì)內(nèi)外導(dǎo)體間的部分 電容，電容計(jì)算可按圓柱形電容器的電容公式來(lái)計(jì)算：55.56* eD1 Dw ln()k1*d電線電纜設(shè)計(jì)（三）.同軸電纜24.13* elg(D1 Dwk1*dDw-外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)（理想外導(dǎo)體Dw=0非理想外導(dǎo)體Dw編織 外導(dǎo)體中的單線直徑）K1-內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)，D1-同軸線外導(dǎo)體內(nèi)徑（mm）8） 4絕緣電導(dǎo)：同軸對(duì)的絕緣導(dǎo)體G由兩部分組成：一是由絕緣介質(zhì)極化作用引起的交流電導(dǎo) G,另一個(gè)部分是由于絕緣不完善而引起的直流電導(dǎo)G0:G=G0+GG0 .G= Ctg（ 6）G0 直流損耗G 交流損耗電流頻率C 工作電容tg（ 6 ）-介質(zhì)損耗角正

35、切2.二次傳輸參數(shù)：二次傳輸參數(shù)是用以表征傳輸線的特性參數(shù)，它包括特性阻抗ZC,衰減 常數(shù)a ,及相移常數(shù).2.1. 同軸電纜特性阻抗:2.1.1. 對(duì)于斜包，鋁箔縱包可近似看作是理想外導(dǎo)體，計(jì)算如下:ZC138*lg(/“60 DZC .J1n(/2.1.2.編織外導(dǎo)體，絞線內(nèi)導(dǎo)體計(jì)算如下7c 138 D 1.5DwZC ,小飛?。╇娋€電纜設(shè)計(jì)（三）.同軸電纜rc 60 D 1.5DwZC 一*ln(-)e (K1*d )D-外導(dǎo)體外徑d-內(nèi)導(dǎo)體外徑Dw-編織導(dǎo)體直徑K1-導(dǎo)體結(jié)構(gòu)修正系數(shù)2.2同軸電纜衰減的計(jì)算公式：C G* LL 2 Ca R-導(dǎo)體電阻損耗引起的衰減分量 當(dāng)內(nèi)外導(dǎo)體都為圓柱形導(dǎo)體時(shí)：2.61*10 3* . f *11RD *（d D）1n（不）當(dāng)內(nèi)導(dǎo)體是絞線，外導(dǎo)體是編織時(shí)：R G -*ZC2*ZC 2,導(dǎo)體衰減