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電信電纜的結(jié)構(gòu)、性能和分類

文章出處：責(zé)任編輯：發(fā)布時間：2020-11-25 13:28:57 點(diǎn)擊數(shù)：- 【大 中 小】

電信電纜（telecommunication cable）是電信號的傳輸線，電信電纜用途遍及電子技術(shù)各個領(lǐng)域，是各種電子系統(tǒng)中不可缺少的傳輸媒介。下面對電信電纜的結(jié)構(gòu)、性能和分類做個簡單介紹。
發(fā)展歷程
最早出現(xiàn)的電信電纜，是1851年敷設(shè)在英國多佛爾到法國加萊之間的英吉利海峽海底電報電纜。它采用銅導(dǎo)體和馬來橡膠絕緣，利用海水構(gòu)成回歸導(dǎo)體，在40公里距離內(nèi)成功地進(jìn)行了電報信號的傳輸。1892年出現(xiàn)了紙絕緣多對數(shù)電話電纜。20世紀(jì)以來陸續(xù)出現(xiàn) 3、12、24直至 120路電話的載波對稱電纜。為適應(yīng)通信容量大幅度增長的需要，1929年發(fā)明了同軸電纜，先后開通480話路、1800話路,到80年代已開通10800路電話,最高使用頻率已達(dá)60兆赫。20年代出現(xiàn)射頻電纜，用來代替早期無線電臺采用的架空平行雙線或硬同軸管作為發(fā)射機(jī)至天線的饋線。第二次世界大戰(zhàn)以后，由于電子技術(shù)的進(jìn)步和聚乙烯、聚四氟乙烯等高頻介質(zhì)的出現(xiàn)，射頻電纜的品種增加、性能提高。應(yīng)計算機(jī)、核子技術(shù)和航天技術(shù)發(fā)展的要求，現(xiàn)代又有各種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特殊性能的電纜，例如重量輕、體積小的帶狀電纜，耐輻照、耐高溫電纜和低噪聲電纜等許多新品種。
結(jié)構(gòu)
電信電纜一般由導(dǎo)體、絕緣、屏蔽、護(hù)層和鎧裝等部分組成。
導(dǎo)體用以傳導(dǎo)電信號。它應(yīng)具有良好的電性能，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和一定的柔軟性。導(dǎo)體材料采用高電導(dǎo)率的銅、鋁等金屬。微小型電纜為了提高機(jī)械強(qiáng)度，采用銅包鋼線或銅合金作導(dǎo)體。根據(jù)不同要求，導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)有實(shí)心單線、多股絞線、編織套管、無縫光管、縱包光管和皺紋管等多種形式。在銅導(dǎo)體表面鍍銀可以提高電導(dǎo)率和抗氧化能力,鍍錫可提高耐腐蝕性和可焊性,鍍鎳可提高耐溫等級。
絕緣用以支撐和分隔導(dǎo)體使各對導(dǎo)體分別構(gòu)成傳輸信號的電回路。絕緣材料應(yīng)具有良好的電絕緣性，較高的機(jī)械強(qiáng)度，有一定的柔軟性，容易加工。常用的絕緣材料有紙(紙繩、紙帶、紙漿)、橡膠和塑料（聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯等）?，F(xiàn)代電信電纜多數(shù)采用各種優(yōu)質(zhì)塑料或塑料與空氣絕緣。
屏蔽用于改善電纜的抗干擾性能。屏蔽結(jié)構(gòu)通常有金屬線編織，金屬帶縱包或繞包和金屬管等幾種形式。采用銅-鐵-銅組成的多層屏蔽體可進(jìn)一步提高屏蔽性能。
護(hù)層和鎧裝對電纜芯提供保護(hù)，承受壓力和拉力，并提高電纜對各種環(huán)境的適應(yīng)能力。護(hù)層可由橡膠、塑料、金屬、塑料－金屬、玻璃絲、棉紗等材料制成。鎧裝有細(xì)鋼絲編織、鋼絲絞合和鋼帶繞包等形式?，F(xiàn)代又有氬弧焊鋼管護(hù)層，能抵御潮氣入侵和鼠、蟻等生物破壞，效果良好。
性能
包括電氣、機(jī)械和物理性能。這些性能對于電信電纜的使用至關(guān)重要。
電性能包括一次參數(shù)、二次參數(shù)和其他參數(shù)。一次參數(shù)有電阻、電容、電感和絕緣電導(dǎo)，它們是電纜回路的基本參數(shù)，取決于電纜的結(jié)構(gòu)、材料和傳輸信號的頻率。二次參數(shù)指特性阻抗、衰減常數(shù)和相移常數(shù)，是表征電纜回路傳輸特性的重要參數(shù)，直接影響使用。二次參數(shù)可由一次參數(shù)導(dǎo)出。其中，特性阻抗表示沿電纜的各點(diǎn)行波信號的電壓與電流之比，即無限長電纜回路所呈現(xiàn)的輸入阻抗。當(dāng)電纜回路的特性阻抗與負(fù)載阻抗相同時便不存在終端反射，電纜可向負(fù)載輸送最強(qiáng)的信號。衰減常數(shù)表示行波信號沿單位長度電纜回路傳輸后的損耗程度。通常要求電纜衰減盡可能小，以提高傳輸效率。相移常數(shù)表示行波信號沿單位長度電纜回路傳輸后相位滯后的程度。它對于相敏電子系統(tǒng)是很重要的指標(biāo)。除一次、二次參數(shù)外，還有電壓駐波比、耐電強(qiáng)度、功率容量、速比、串音衰減和屏蔽衰減等其他表征電纜電氣性能的參數(shù)。電纜回路的不均勻會產(chǎn)生反射波，并沿電纜回路形成駐波。駐波的波腹點(diǎn)與波節(jié)點(diǎn)的電壓之比稱為電壓駐波比。它與電纜的制造精度有關(guān)。電壓駐波比對信號的傳輸質(zhì)量（特別對電視圖像的清晰度）很有影響，必須采取有效措施加以降低。耐電強(qiáng)度表示電纜回路可以安全承受的電壓值,它取決于電纜的絕緣質(zhì)量,是高壓電纜的主要指標(biāo)。功率容量表示電纜可以安全傳輸而不會發(fā)生電擊穿或熱損壞的最大允許功率，對于通信、廣播、電視用的大功率饋線電纜這一指標(biāo)十分重要。速比表示信號在電纜中和在自由空間中傳輸?shù)乃俣戎?，它與電纜絕緣的介質(zhì)常數(shù)有關(guān)。串音衰減和屏蔽衰減均表征電纜回路的抗干擾能力。通常用串音衰減來衡量多對電纜內(nèi)部各回路之間的干擾程度，而用屏蔽衰減來表征電纜回路對外界電信號的抗干擾能力。后者對于多對數(shù)電纜和電子設(shè)備密集系統(tǒng)中所用的電纜十分重要。
電信電纜的機(jī)械特性包括彎曲性能、抗張、抗壓、抗振、抗沖擊和耐磨等性能。物理性能包括尺寸、重量、阻燃、耐熱、耐寒、耐光老化、耐腐蝕、防潮濕、防鹽霧、防霉菌、防雷擊、防鼠、防蟻等。電纜要有良好的機(jī)械、物理性能，能承受各種機(jī)械應(yīng)力，并在惡劣環(huán)境下電性能不惡化，從而保證長期可靠地工作。
分類
電信電纜種類繁多，一般可按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用頻率、絕緣形式、敷設(shè)方式和護(hù)層形式進(jìn)行分類。從結(jié)構(gòu)上分,有對稱電纜和同軸電纜兩大類。前者,組成電回路的二根芯線對地是對稱的；后者則是由同心套置的兩個金屬導(dǎo)體構(gòu)成電回路。按使用頻率可分成低頻、高頻和射頻三種電纜。低頻電纜用于傳輸?shù)皖l或音頻信號，信號頻率約在 3千赫以下；高頻電纜（又稱載波電纜）用于傳輸載波信號，使用頻率已達(dá)60兆赫；射頻電纜主要用于傳輸頻率在0.5兆赫以上的信號,最高頻率可達(dá)20吉赫。從絕緣形式上可分成實(shí)芯絕緣、空心絕緣和半空氣絕緣電纜；從敷設(shè)方式上可分成架空、埋地、管道和海底電纜；從護(hù)層形式上可分成鉛包、鋁套、塑料護(hù)套和綜合護(hù)層電纜等。

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