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5類電纜的制造及質(zhì)量控制
日期：2025-03-14 21:08
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摘要：
5類電纜的制造及質(zhì)量控制
所謂5類電纜（Category 5 Cable）是指高速數(shù)據(jù)傳輸用（頻率為 100MHz）無屏蔽對絞電纜的一種俗稱。
1、電纜結(jié)構(gòu)及原材料
1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計 5類電纜除了UTP（無屏蔽對統(tǒng)統(tǒng)）外，還包括屏蔽型電纜FTP、STP、SUTP、SSTP，其主要區(qū)別是有不同的屏蔽結(jié)構(gòu)。
由于100MHz 5類統(tǒng)主要傳輸參數(shù)有衰減、近端串音、結(jié)構(gòu)回波損耗。所以在設(shè)計中應首先考慮這幾個參數(shù)。衰減是決定局域網(wǎng)設(shè)計和信號在電纜中傳輸距離的主要因素。而導體和絕緣的類型以及幾何尺寸是影響數(shù)據(jù)對稱電纜衰減的主要因素。
在設(shè)計中有以下幾個方法可降低衰減。
a）增加絕緣厚度；
b）采用物理發(fā)泡絕緣降低介質(zhì)損耗；
c）增加導體截面積 但是增加絕緣厚度帶來的負面效應是使電纜阻抗變大；
b）方案可通過提高擠塑穩(wěn)定性，保證電纜高頻衰減在長時間內(nèi)不會劣化； c方案導體直徑從0.50mm增加到0.511mm。 近端串音是線路傳輸質(zhì)量的一項重要指標。它是由電磁場在相鄰線對產(chǎn)生電壓與電流而引起的串音。它與對統(tǒng)節(jié)距、統(tǒng)對間節(jié)距（成纜節(jié)距）及各線對的節(jié)距比有關(guān)。理論上，采用小節(jié)距即可從根本上改善串育，目前國際上通用的幾種節(jié)距為16－18－22－24，17－20－25－30，1012－14-16。
在設(shè)計節(jié)距時應把所有節(jié)距有*大公倍數(shù)這一因素考慮進去。 結(jié)構(gòu)回波損耗是指沿線路發(fā)射的信號遇到阻抗不均勻（由結(jié)構(gòu)不均勻引起）時被反射回來后，重新“進入”正常發(fā)射信號行列，從而干擾線路的正常信號，引起誤碼。
所以在設(shè)計生產(chǎn)中應遵循以下幾點：
a）導體外徑公差應嚴格控制在±3μm之內(nèi)。采用x-y雙軸激光外徑控制顯示器隨時監(jiān)控外徑，以保證阻抗均勻性。
b）在對統(tǒng)及成纜的過程中，線對節(jié)距的一致性及導體線對收放線張力的均勻性應嚴格控制。
1.2材料選擇 導體材料：退火銅線 24AWG（0.511mm）絕緣材料：高密度聚乙烯 護套材料：低煙低鹵阻燃PVC
2電纜的制造
2.1絕緣單線的擠制 由于高速數(shù)據(jù)傳輸電纜傳輸100MHz以上的高頻，對電纜結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性和均勻性要求嚴格，因此電纜生產(chǎn)過程中的每一道工序都可能把自身的問題帶到成品中去，而制造過程中的**道工序—— 絕緣單線的擠制是整個生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。 良好的控制單線制作過程是生產(chǎn)高性能電纜的基礎(chǔ)。線芯絕緣不偏心是阻抗保持穩(wěn)定的前提，而且在軸向要求達到均勻一致的加工精度。
在生產(chǎn)中本公司采用引進的拉絲--退火--預熱--絕緣高速串列生產(chǎn)線技制單線。
1）生產(chǎn)線速度為800m／min，具有x-y雙輪全自動外徑閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，實時監(jiān)控外徑的偏差，同軸電容閉環(huán)控制系統(tǒng)同步檢測電容，精密的張力自動控制系統(tǒng)保證了導線外徑的均勻性，同心度控制在95％以上，銅線外徑偏差±3μm以內(nèi)，電容波動在1pF／m。
2）色母粒應少加，絕緣線的顏色盡量做淡。因為任何一種顏色對介質(zhì)來說都是雜質(zhì)，顏色越深則衰減越大。
3）導體的伸長率是導體質(zhì)量的另一個重要指標。導線稍硬或者說彈性模量較大可使導線在后續(xù)加工過程中不易變形，有利于阻抗均勻性。另外，導線伸長率控制范圍小，則可避免兩根軟硬不均的芯線對統(tǒng)所產(chǎn)生的不均勻性，從而減小結(jié)構(gòu)回波損耗。在實際生產(chǎn)中，導線伸長率控制在15％～ 22％，盡量做到每道工序后伸長率基本保持不變。
2.2絞制工序
絞制包括對統(tǒng)和成纜兩個過程，目前國際流行的群絞機把這兩步并在一步完成。這種群統(tǒng)機的優(yōu)點是：將對統(tǒng)和成線兩工序合二為一，省去對絞后的收繞和成纜時的放出，減少導線的反復彎曲從而有利于電纜的電氣性能的穩(wěn)定。省人工、占地小。這種群續(xù)機*大的缺點是放線不易退扭，線對受力均勻性不及單獨工序，而且投資大。
本公司在利用原有設(shè)備及部分設(shè)備改制的基礎(chǔ)上，采用對統(tǒng)和成線兩步的方式。
1）對絞
a）對統(tǒng)節(jié)距
電纜對統(tǒng)節(jié)距對近端串音有很大的影響，與普通2類、3類線相比，5類纜對統(tǒng)節(jié)距要小得多，*小節(jié)距可以是10mm。但并不是節(jié)距越小越好，因為節(jié)距小會引起生產(chǎn)速度慢、材料用量增加、銅線的直流電阻增大、電纜衰減增加。實踐證明節(jié)距為10—12－14－16并不是*佳的，而在12～22范圍之內(nèi)選擇適當?shù)乃膫€節(jié)距，才能獲得較佳的衰減及近端串音。
b）對續(xù)設(shè)備
要求對績時速度快而均勻。通常生產(chǎn)通信電纜的國產(chǎn)高速對絞機，經(jīng)過改制，使節(jié)距在10～50mm范圍內(nèi)，能滿足生產(chǎn)5類纜的要求。
放線裝置采用主動放線，兩單線進入對統(tǒng)機之前，一定要有同步皮帶上下壓住，使進入對續(xù)機的兩根線張力均勻。張力過大會拉細銅線，過小則芯線松馳、跳動。節(jié)距形成后再加一個定型裝置，
使線對呈完好的螺旋型。同時機器配置靈敏的張力反饋系統(tǒng)。
對對統(tǒng)的質(zhì)量要**，當線對被退扭后，兩根絕緣導線的長度應相等。
2）成統(tǒng)
在實際生產(chǎn)中，為充分利用現(xiàn)有設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，在原有的成纜設(shè)備上進行技術(shù)改造。技術(shù)改造主要內(nèi)容有：放線架采用主動放線；四對線進入成纜機之前一定要有同步皮帶上下壓住，使四對線受力均勻；導輪盡量大，使對統(tǒng)節(jié)距保持穩(wěn)定，并有張力反饋。成纜節(jié)距控制在180mm以下，成纜節(jié)距小，有利于統(tǒng)芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
對成纜的質(zhì)量要**，纜芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、緊湊，節(jié)距不易松散，對阻抗不均勻性影響*小。
2.3護套
UTP 4對5類纜護套*小厚度0.50mm，電纜*大外徑小于5.8mm，中間放一撕裂繩。外護套表面圓整、光滑，延伸率≥125％，抗拉強度大于12.5MPa。護套包覆于纜芯外，既不能使纜芯松動，也不能擠壓線芯，以防電氣性能易受環(huán)境變化的影響。
本廠擠護套在常規(guī)的φ45單螺桿擠出機上進行，但增加了主動放線、激光測徑儀及噴墨印字設(shè)備。
2.4成圈與包裝
傳統(tǒng)的成圈工藝使電纜在施工放出時易打扭，使纜芯出現(xiàn)“退扭”及“加扭”。當出現(xiàn)這種情況時，電纜的阻抗將產(chǎn)生變化并引起“結(jié)構(gòu)回波損耗”問題，同時使90m段長內(nèi)的電纜串育性能降低。我們自制一臺簡易交叉卷繞成圖機，成圈后線纜呈＃型排列，放線時采用國際流行的匣式無扭自由放線，不會扭曲。
標準包裝為304.8m（或1000英尺），小包裝100m或91.44m（300英尺）。采用特制紙箱進行包裝。