对称电缆参数计算及最佳结构分析

一般在选择好导线材料和绝缘材料之后进行。

1.市内通信电缆的计算

1）对于目前已经标准化的电缆，当电缆结构选定以后，回路直流电阻就确定了，线对间工作电容也就确定了，电缆在800～1000Hz时的衰减常数α、相移常数β和波阻抗Z_C可根据有关公式计算出来。

2）如给定衰减常数来确定结构尺寸，则有许多结构尺寸组合。一般情况下要确定最佳尺寸，这可用高频对称电缆最佳结构尺寸的确定方法来进行。

在结构确定后计算电容时，对线对的直径应考虑适当的压缩系数。

2.高频对称电缆的计算

1）如果电缆结构元件的尺寸已经确定，则可根据有关公式，先计算出一次性传输参数，然后即可算出α、β和Z_C。

但在计算一次传输参数时，需考虑结构尺寸在加工过程中的压缩，压缩程度因绝缘材料和工艺的不同而有差别，须根据经验来确定。

2）如果给定的条件是衰减常数α（dB／km），需要求出电缆的结构尺寸，这是比较复杂的。因为高频对称电缆一次和二次传输参数的计算公式都是比较复杂的，如果要反过来从二次传输参数来要求结构尺寸，这是非常复杂的数学问题，一般情况下很难求解。(www.xing528.com)

因此，一般都采用凑算的办法，即先根据已有经验确定一个导线直径和绝缘层厚度，然后计算出一次传输参数和衰减常数。再根据算出的衰减常数与给定的衰减常数的差额，调整导线直径（取较整齐的数）和绝缘层厚度，再进行计算，直至计算结构的衰减常数符合给定的衰减常数为止。

最佳结构尺寸的元件，除了满足给定的衰减常数条件外，还应该满足某一最佳的条件，通常是指元件的直径最小的情况。

当需求最佳结构时，应进行大量计算，画出各个不同直径星绞组（或对绞组）的衰减常数与导线直径关系的曲线，即α-d曲线，如图3-22所示。图中，星绞组直径关系为D₆＞D₅＞D₄＞D₃＞D₂＞D₁。

从图3-22中可以看出，当给定一个衰减常数时，星绞组可以有许多结构，而某一曲线最低点符合给定的衰减常数，则此曲线的星绞组外径即是最小的星绞组外径（曲线越低，星绞组直径越大），而此最低点的横坐标，即是所求的导线直径。

如果要求某一衰减常数时，电缆成本最低的结构尺寸，也要先进行一系列结构的衰减常数的计算，画出如图3-22所示的α-d曲线。然后根据给定的衰减常数值从图上可以确定出几种结构。譬如在图3-22中，在给定的衰减常数下有五种不同的导线直径和四线组直径的四线组都可以满足要求，然后再进行这几种结构的电缆成本计算，即可求出最经济的结构。

在最佳结构尺寸确定以后，应计算出这个结构的一次和二次传输参数等，以达到设计的目的。

图3-22 星绞组衰减常数α与导线直径d的关系