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第1页共30页VOPHONE技术线缆内部培训资料（数据电缆部分）第2页共30页线缆培训资料（数据电缆部分）一、线缆的分类1、线：可简单的定义为金属导体外只有一层绝缘和没有绝缘的产品，但不一定是只有单个金属导体，如一些UL系列的排流线、钢芯铝绞线等都为多金属导体。线可根据绝缘材料的不同分为橡胶电线、塑料电线、金属线等，它们的相对性能可表述为：橡胶电线耐磨、耐油、柔软性好、但加工不易；塑料电线耐磨性较差、大部分不耐油、柔软性相对较差、但加工方便；金属线就不具有以上的性能了。目前应用相对较广的是塑料电线，橡胶电线一般在相对较严格的场所使用，如电动机的电源线、矿用电线等，金属线一般用于农村或较落后地区的架空电源线。2、缆：可定义为在传输媒介外有多层绝缘的产品，也有单一和多个传输媒介。和线一样根据绝缘的不同可分为橡胶电缆和塑料电缆，他们的优缺点及应用场合和线的一样。另根据传输媒介的不同可分为金属缆和光缆，金属缆是指传输媒介为金属的缆，光缆是指传输媒介为光纤的缆，金属缆由于现在普遍采用的传输媒介为铜，所以也可简称为铜缆。铜缆现在一般可分为两大类：力缆和信缆。力缆是传输电能的电缆；信缆是传输脉冲电信号的电缆。力缆根据耐压等级的不同可分为超高压电缆、高压电缆、低压电缆，超高压电缆一般耐压在10KV以上，高压电缆耐压在1KV至10KV，低压电缆在1KV以下，如再分详细一点还可把低压电缆分为民用级电缆，耐压在380V以下；另也可根据绝缘的材料不同可分为橡胶力缆和塑胶力缆。由于力缆现第3页共30页在与我们的联系不是很密切，所以不做详细的分解了。信缆按用途和使用范围分为：1.市内通信电缆：其中有纸绝缘市内通信电缆，聚乙烯或泡沫聚乙烯绝缘市内通信电缆，全填充市内通信电缆，自承式塑料绝缘市内通信电缆，铝芯聚乙烯绝缘市内通信电缆，塑料绝缘配线电缆等。2.长途通信电缆：其中包括纸绝缘低频通信电缆，纸绝缘高频对称通信电缆，塑料绝缘高频对称电缆，小同轴综合通信电缆，中同轴综合通信电缆，电气化铁道通信电缆，防雷通信电缆等。3.通信设备用电缆：局用电缆等。4.电力系统用电缆。5.海底通信电缆：浅海对称通信电缆，浅海同轴通信电缆及深海同轴通信电缆等。6.数字通信电缆。由于我们目前所接触的电缆只有数字通信电缆（数据缆、网络线）和光缆，所以下面着重对数据缆(光缆方面另成一部份单独讲解)进行讲解。二、数据缆（网络线）当前全球正在跨入信息社会，信息高速公路的建设正在一些工业化国家迅速发展，以期在二十一世纪初期实现这一划时代的宏伟规划。局域网是构成高速信息网的基本单位，所以局域网用数据缆的需求也迅猛增长，数据缆到目前为止，有两种电缆：一种是美洲推行的100Ω电缆，主要是针对非屏蔽类电缆；另一种是欧洲推行的150Ω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、四类、五类、增强性五类、六类，它们分别对应的传输带宽为16MHz、20MHz、100MHz、100MHz（支持全双工传输）、250MHz，对与七类、甚至八类目前在国际标准上没有正式定义，第4页共30页只是各家布线厂家的炒作而已；对应于不同的数据缆级别有相应的通道级别与之对称，目前一般分为CLASSA、CLASSB、CLASSC、CLASSD、CLASSE级，当然现在也有在推CLASSF级的。其实两个不同地区推不同阻抗要求的电缆是基于他们推不同的结构所产生的，美洲推行的100Ω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，改变导体的电容和电阻等低频参数，另在屏蔽层上也会有高频窝旋电流的产生。但不用屏蔽结构，线缆就没有抵抗外界干扰能力和保密性差，而且如要做到象300MHZ以上的传输较困难，所以欧洲就实行了屏蔽结构，那么怎样才能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150Ω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，目前较为流行的是五类和增加性五类非屏蔽数据缆，下面就以此为点来介绍一下：1、生产工艺流程图（以现在最流行的二步法生产方式为例）：原材料：铜、PE绝缘料、色母料、撕裂绳、PVC护套料原材料检验芯线拉丝、绝缘挤塑绞对过程检验成缆过程检验过程检验第5页共30页2、生产过程及设备特点：初看一下，一根4对数据缆的结构与普通的市话电缆差不多，但是要全面达到数据缆的规范，难度相对较高。因为一般市话电缆只是在音频范围内使用，就是用脉码调制通话系统，电缆的测试频率亦只有1MHz左右，而数据缆的测试频率要达100MHz、155MHz、250MHz还有甚至600MHz等。因此对电缆结构的对称性和精密性要求甚高。目前数据缆的生产流程可归纳如下（国内现在有应用的）：A.单工序方案B.组绞方案C.成缆-护套联动方案过程检验挤护套打包成品检验入库出厂拉丝--绝缘拉丝--绝缘拉丝--绝缘对绞对绞成缆对绞成缆护套成圈包装护套成缆成圈包装成圈包装护套第6页共30页注：现在的台资企业有将护套与成圈一起的，便不是很理想。这三种方案的主要区别在于对绞、成缆两工序，分开还是合并的问题。过去不少人认为生产高质量的数据缆一定要用群绞。群绞的最大优点是将对绞、成缆两工序合而为一，省除了对绞后的收绕和成缆时的放出，使对绞的反复弯曲减少，从而提高了电缆的质量。但其缺点为生产效率低、投资大。通过各国的多年实践验证，对绞、成缆分开还是合并各有优缺点，其最终结果均能生产出高质量的数据缆。在分开对绞、成缆的方案中，绞对机的放线是在机器旋转体的外面，主动放线及精密张力控制要比群绞容易得多，附加屏蔽也方便。对超五类及以上的电缆，国外现已开始在对绞机及成缆机上采用退扭或部分退扭放线，以提高绞对及成缆的质量水平，但现在被普遍采用的是绞对上的退扭。这在分开工序上比较容易做到，但在群绞机上就困难得多。归纳起来，群绞方案的最大优点可能是省人工和占地小，并减少芯线弯曲，容易保证性能。最大的缺点是放线不易退扭，对线的屏蔽节距较长，生产速度受最小节距对的限制，对线受力均匀性不及单独工序，而且投资大。因此，近来已有不少外国电缆公司趋向采用单独工序。对我国的具体情况而言，单独工序起步较容易，目前国内大部分企业采用的是单独工序。下面就各种工序的设备来进行一些分析：A．拉丝—绝缘串列生产线（简称串联线）第7页共30页这是生产数据缆最关健的工序，除了生产数据缆的绞线线芯外，为了保证绝缘线芯达到高度精密的几何尺寸和最佳质量，均毫无例外采用串联线。与电话电缆串联线相关，数据缆串联线的生产要求和质量控制指标要严格很多。下面是生产两种线的控制指标的对照表：序号控制指标数据缆生产电话电缆生产1铜线外径偏差+0.002mm以内+0.005mm以内2铜线椭圆度+0.002mm以内+0.005mm以内3铜线延伸率及偏差18-24%+2%20-28%4实心绝缘外径偏差+0.005mm以内+0.02mm以内5实心绝缘椭圆度+0.01mm以内+0.02mm以内6单线电容稳定度+2.5pF/m以内+5pF/m以内7实心绝缘同心度高于92%高于85%8绝缘与导体附着力大于1200g/100mm无规定9绝缘材料高度稳定性HDPE普通的PE为了保证恒定的达到这些要求，主要可采取以下措施：①采用拉丝——退火——预热一体化设备，连续退火及预热装置与拉丝机稳定。②采用高精密的配模，将拉丝滑动量减到最低的严格同步，退火及预热的直流电源高度，严格控制出线径。③拉丝机自带的乳浊液的冷却——过滤循环装置，不会有铜粉粘在出线模和铜线上。第8页共30页④选用最佳的退火电流值，对数据缆来说，最终线径（绝缘后）的恒定和退火的均匀性要比延伸率绝对值还要重要。⑤采用高精密度的定心挤出机头和精密模具。⑥高度稳定的挤出机温度控制系统。目前能达到以上要求的高速串联线的生产厂家国内的不多，口杯较好的有上海金东和广东永雄，且价格还可以在一百五十万人民币左右，但稳定性方面还是较差，生产高级别数据缆如六类缆等还有点难度，即使生产五类和超五类在合格率方面也有值得考虑，线速度较低约1000m/min，不可以做物理发泡。所以一般现在采用的都是进口串联线，如罗森泰、诺基亚梅勒菲尔、日本神户制钢、美国戴维斯。这些厂家里最被推广的还是罗森泰，他的速度在1800m/min——2000m/min，可以做皮泡皮绝缘，（也可做一些氟塑料绝缘），为未来的小线芯六类缆和更高级别的数据缆奠定基础，但价格较贵，就是现在价格下调了，如果一条线全部配齐也在一千多万人民币。目前市面上被认可的单线分色，大都采用美国色标，四对线分别：白一篮、白一橙、白一绿、白一棕。为了便于分线，现在电缆厂中采用是在白色线芯上印有色环或色条。当采用色环时，热线芯在挤出机头出来后即通过高速色环机，虽然进口的色环机号称可达1200m/min—2000m/min，但高速油墨需全部进口，即使采用高速油墨，在聚乙烯绝缘上，线速在1200m/min时喷印色环，干燥已不易，且成本高，故在一些高速串联线不太被采用。在进口的高速串联线上较被推的是色条，只要在挤出机头上加一个小挤出机，且生产成本低，生产速度第9页共30页不受影响。B．绞对机数据缆的绞对机，在原理上和电话电缆绞对机没有多大区别。只是绞合节距甚小，一般均在10——25mm范围内，但对节距的稳定性及张力控制要求很高。下面是两种绞对机的质量控制要求对照表：序号控制指标数据缆生产电话电缆生产1绞对节距范围10一25mm40一130mm2绞合节距变动误差≦3%或≦0.5mm≦5%或≦4mm3芯线张力波动≦+10%≦+25%4最大电阻不平衡≦2%≦5%5对线对地不平衡≦330pF/100m≦570pF/100m为了达到以上要求，绞对机的放线装置应做到主动放线，并有灵敏的张力反馈，并保持两根线的放线张力均匀和长度一样。同时机器上所有的转向导轮应尽可能加大，以免铜线与绝缘之间的附着力受到影响。由于数据缆的绞合节距较短，所以必需尽可能提高其转弓速度，以提高产量。目前在大陆的绞对机生产厂家中上海金东、合肥神马的还是较理想，但速度太慢且合格率也相对较低，台湾也有部分较理想的绞对机，较大陆的好一些。现在真正被客户应用和认可的还是进口，如法国的高登、法国波逖亚、日本琴玲，性能好，但价格较高。C．成缆机数据缆成缆机可分为两种类型：双扭式和单扭式。双扭式速度快，第10页共30页精度相对较低，普遍采用于数据缆的五类缆与超五类缆生产。对与六类缆及要求较高的屏蔽电缆，国际上普遍采用单扭成缆机，精度高。下面是单扭和双扭成缆机的性能比较；序号控制指标800-1000双扭式800-1000单扭式1最大转速（转/分）500-1000500-8002最大扭绞（扭/分）1000-2000500-8003成缆速度（米/分）（节距以100来计）100-20050-804适用范围用于UTP五类和超五类缆各种数据缆，包括FTP、STP、SSTP国内外生产成缆机的厂家基本同绞对机的。法国波逖亚采用的是群绞（绞对和成缆合二为一）。另大对数数据缆的成缆也采用改装的电话电缆成缆机，或各设备生产厂家对应的改装设备。D．护套机数据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。在护套表面要印上标识，因电缆外形不一定平滑，所以通常采用电脑喷印。护套生产在整个数据缆生产过程中是控制最简单的环节，所以一般采用国产护套生产线即可满足要求，根据挤出外径大小，一般采用65型挤出机。E．成圈包装第11页共30页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，现在普通采用的有两种方式：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