如何选择对称电缆结构？

1.导电线芯的选择

在选择铜导电线芯的直径时，应注意在低频时，线芯越粗，直流电阻越小，电缆衰减常数也越小。因此，目前全塑市内通信电缆的线径有好几种，每种线径的电缆在一定频率时都有一定的衰减值。应根据用户要求的通话距离、允许的线路衰减来选择导电线芯的线径。

在高频时，由于趋肤效应和邻近效应造成的高频附加电阻将占有效电阻的很大比例，甚至超过一半。当导线直径加粗时，虽然直流电阻下降，但交流附加电阻却相应上升，因此总有效电阻下降是不大的。因此，在高频对称通信电缆中，各国对铜导线的直径都规定不超过1.2～1.3mm。例如，全塑市内通信电缆所用的铜导电线芯直径为0.32～0.80mm，其中以0.5mm的导电线芯用得较多；而长途对称通信电缆所采用的铜导电线芯直径则为0.80～1.20mm，其中以1.0mm的用得较多。

鉴于铜的来源比铝困难，应在技术、经济各方面综合考虑的基础上，通信电缆的线芯尽可能多采用铝线。铝线和铜线相比，在同样直流电阻（即低频交流电阻）的条件下，铝线的成本比铜线的成本低。如铝芯电缆与铜芯电缆相比，则由于铝线直径为铜线的1.29倍，因此同样衰减的低频铝芯电缆线芯的直径和电缆的直径都要比铜芯电缆大，所消耗的绝缘材料和护层材料都要比铜芯电缆多。铝芯电缆与铜芯电缆哪种更为经济，首先取决于电缆的性能要求，同时与电缆尺寸大小、护层结构和材料价格等相关，为此要进行综合分析才能确定。根据国外资料，如果采用塑料绝缘和塑料组合护层结构，则铝芯电缆的成本要比铜芯电缆低10％～20％。

在高频对称电缆中，如果采用铝线，在保持同样高频有效电阻的情况下，铝线直径与铜线直径之比小于直流时的1.29倍，采用铝线的经济效果要比在低频时好一些。

铝线的缺点是：柔软性不及铜线，容易折断；在有潮气的情况下，腐蚀较铜线快。此外铝线的连续也不如铜线方便。但这些缺点是可以采取相应的措施加以克服的。例如铝芯铝护套单四线组高频对称电缆埋地使用多年，性能良好。外国各种铝芯市内话缆，高低频对称电缆都已生产使用。我国也将发展铝芯市内通信电缆。

在对称通信电缆中，铜芯电缆大都采用软铜线。为增加机械强度，铝芯电缆的铝线大都采用半硬铝线。为进一步提高铝线芯的机械强度，最好采用铝合金线。

为了节省铜资源，也可用铜包铝代替铜线作为市内通信电缆的导电线芯，当用铜包铝作导电线芯时，铜包铝线的直径比纯铜线的直径增大20％。例如，铜芯电缆中铜线直径为0.4mm，当采用铜包铝线作为导体时，铜包铝线的直径d＝0.4×1.20mm＝0.48mm。因此，我们采用CCA-15A-0.485～0.492mm铜包铝线替代直径为0.4mm的铜线。

2.对称电缆绝缘结构的选择

对于全塑市内通信电缆，绝缘采用塑料或空气塑料绝缘结构，目前多采用聚乙烯、泡沫聚乙烯及泡沫／实心皮等绝缘结构。

聚乙烯绝缘线对由于包含的空气比纸带绝缘结构少，因此在相同尺寸时衰减值仍然较大。但聚乙烯绝缘线芯吸潮率很小，即使潮气侵入电缆，电性能变化也很小，因此这种绝缘结构宜用于塑料套（如自承式市话电缆）中，以节约金属套的铅和铝。

在同样的尺寸下，泡沫聚乙烯绝缘线对的衰减值与低绝缘相近，而且泡沫绝缘层可做得很薄，这种绝缘结构对于提高耐潮性、缩小电缆直径、减少材料消耗、提高生产率及降低成本都有利。

聚丙烯的电性能一般比聚乙烯好，聚丙烯和泡沫聚丙烯绝缘结构也宜发展。

聚氯乙烯的电性能较差，衰减较大，影响通话距离，一般不用于市内通信电缆。但聚氯乙烯常用在长度较短的配线电缆和局用电缆上。

对高频长途对称电缆，要求其绝缘结构高度均匀，以保持星绞组的对称性，减小串音，同时也要求其他电性能（介电常数ε_D及介质损耗角正切值tanδ_D）良好，以减少衰减和保持高的绝缘电阻和耐电压性能。

曾经出现的绝缘结构有纸绳纸带、泡沫聚乙烯、聚乙烯绳管、聚乙烯鱼泡、聚苯乙烯绳带五种，其性能比较见表3-20。

表3-20 对称电缆绝缘结构性能比较(www.xing528.com)

泡沫聚乙烯绝缘电缆的优点是生产工艺和设备都比较简单，但它的等效介电常数稍大。我国塑料空气绝缘的高频对称电缆及中、小同轴综合电缆中的高频四组线（以及低频四组线）大都采用泡沫聚乙烯绝缘。

聚氯乙烯绳管绝缘电缆工艺比较复杂，优点是等效介电常数比泡沫聚乙烯绝缘电缆略小。聚苯乙烯绳带绝缘电缆，由于聚苯乙烯带子可做得较薄（0.05mm），因此等效介电常数是较小的。当聚苯乙烯绳带的尺寸公差保持在很小范围时，四线组的对称性较高，因此串音较小，但生产成本比较高。

3.对称电缆的线组与电缆芯结构的安排

对称电缆的基本结构元件是线组。常用的有对绞组和星绞组两种。

对绞组的串音效果较好，生产率较高，但因电缆的结构尺寸大，浪费材料。星绞组结构紧凑、节省材料，做得好时也能保证串音性能的要求。

对于高频对称电缆，一般应多采用星绞结构，对于市内通信电缆，以往当采用纸绝缘时，由于纸绝缘星绞组结构不易稳定，其串音性能较差，所以一般均采用对绞结构。当采用塑料绝缘并改进工艺后，星绞组的串音性能可大大改进，这为市内通信电缆采用星绞组代替对绞组创造了条件。同时，星绞市内通信电缆在同样工作电容的情况下，外径将比对绞电缆缩小12％左右，这就可以节约绝缘层及护层材料，使电缆成本有所降低。

电缆的电缆芯结构，应根据电缆电性能、各元件性能的均匀性、电缆的机械特性、制造的难易和使用方便等因素来确定。

小对数市内通信电缆一般采用同心式成缆，而大对数市内通信电缆适宜采用单位式成缆。

高频对称电缆的组间串音主要取决于各星绞组节距的大小及它们的排列。在目前多组铜心高频对称电缆中，由于考虑结构的稳定性，所有星绞组节距宜在100～350mm，各组节距要相差不小于20mm，且相邻组节距相差大一些为好。如原材料和结构比较均匀，则各个组间串音衰减和防卫度值一般都超过标准规定值。

4.护层结构的选择

长途通信电缆（高频对称电缆）和纸绝缘市内通信电缆一般都应采用密封金属套，目前可采用热压铅套及热压铝套。对塑料绝缘的低频电缆应尽可能采用塑料—金属组合护层或塑套，以节约铅和铝。

为满足机械、防腐蚀和防生物侵袭等性能要求，应选择合理的外护层。不同结构的外护层具有不同的性能，可应用于不同的使用环境和条件下，这在电缆护层标准中已有明确规定。

从屏蔽性能来考虑，当设计对防护作用系数有特殊要求的护套时，应选择若干结构按下式进行计算，再根据技术、经济、资源各种因素予以比较后选定。

目前，对50Hz、防护作用系数为0.1的电气化铁道沿线通信电缆屏蔽层应采用铝套钢带铠装结构。