馈线同轴电缆的全铝化

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些传输性能达到解决产品材料成本矛盾的一种方法。
同轴馈线电缆的全铝化是目前形式发展的需要,在进行产品的试制过程中,有一些值得
关注的内容。本文针对全铝化的7/8”电缆在产品的结构尺寸,原材料的采购要求,生产工艺
注意方法、成本降低幅度等进行分析,供用户多一种产品选择,制造商生产中对关键工序进行
参考掌控。
2、结构尺寸及材料要求
0.40
轧纹要求 波谷
22.1 21.6 22.1
外径
巾22 中22 中22
节距
7.0 7.0 7.0
称外径
27.5
27。3
铜管 铜包铝管 铜包铝管
HC从Y(Z)
HCAALY(Z)
27.5
对于电缆电气性能要求与原电缆相一致的结构尺寸可进行计算、调整、试验确定-,由于 结构的独特性而往往不易被接受故在此略过。
≥40 ≥2600
3.23
g/cm3
±3%
相对铜层体积比7.9%
管材的质量外观表面应光滑平整,不允许有任何褶皱、气泡、氧化、腐蚀、裂纹、脱层
和外来夹杂物。在运输和生产过程中严防擦伤、划伤、碰伤、压坑的现象发生。
2.2.3绝缘材料 为使馈线电缆在全铝化的过程中对于相关参数有可比性,绝缘材料大都采用同种DGDA 6944NT(高密度)DFDA.1253NT(内皮和低密度)DGDK.3364(外皮料)87.F7.50(PolyOne
遵照电缆的几何尺寸基本与原电缆相一致的原则,保证电缆特性阻抗为50 Q时的电缆结 构尺寸见表1。
表1馈线同轴电缆结构尺寸
内导体 型式代号 材料
HcTALY(Z)
单位为毫米
电缆标 波峰
25.1 24.9 25.1
绝缘 直径
巾9.0 中9.O 中9.O
外导体 材料 皱纹铝管 皱纹铜管 皱纹铝管 厚度
0.40 O.25
表2馈线同轴电缆铝外导体材料(铝带)要求
电缆类型 材料类型 7/8” 铝带 牌号
8011h
外导体([1ira) 状态

尺寸规格(mm) 宽度88ram;厚度0.40
段长(米/盘) 不小于1200
力学性能要求见表3 表3铝带力学性能要求
牌号
8011A
状态

抗拉强度(RJMpa)
80~130
断裂拉伸率(%) 不小于19
70%,有的甚至达到了80%。近几年来随着世界铜价的攀升和高位运行,使产品的价格越来越
使用户难以接受,而产品制造企业也有苦难言,以铝代铜的铜包铝使用范围也逐步拓展到市话 电缆、数字电缆、电磁线等领域。相应地,以铝代铜的全铝馈线同轴电缆也受到业界用户和制 造商的特别关注。 目前开始的全铝化改造主要针对有改造价值的HCTAY(z)一50-22俗称7/8”电缆上入手, 该类电缆有使用量大,铜材用量集中的特点,进而有效果显著,成本降低潜力较大的优势。以 铝代铜不意味产品的性能完全达到原产品的相关性能,只是在特定时期,有限地牺牲局部的一
频率MHz
150 280 450 800
YD/T 1092标准规定
≤1.54 ≤2.15 ≤2.77 ≤3.83 ≤4.08 ≤5.47 ≤6.08
HCAG嗵X 2.09 2.56
HCTALY 1.64 2.27
3.2l
4.08 4.33 5.75 6.37
2.93
3.99 4.26 5.66
900
2.2材料要求
.219.
中国通信学会2008年光缆电缆学术年会论文集
电缆用铝带和铜包铝管是问题的关键,铝带选用可考虑多种方式,也决不是唯一,现只是用
目前较常用的一种为例。 2.2.1铝带
使用铝带要求应满足GB/T 3880.卜2006《一般工业用铝及铝合金板、带材第一部分: 一般要求》标准规定。
其要求见表2
备注
咖 衄

mm
标称壁厚
相对铜层体积比
铜层厚度不小于0.05m
标称铜层厚度 铜层最小点厚度
≥O,05 ≥0.03
mm
..221..
中国通信学会2008年光缆电缆学术年会论文集
6 7 8 9 10
电阻率 抗拉强度
O.nun2/m
≤0.02783
60—100
相对铜层体积比7.9%
MPa %

伸长率
每盘长度 标称密度
(3)HCAGALY(Z)一50—22表示为:通信电缆一无线通信用50 Q泡沫聚乙烯绝缘外径为 22mm的铜包铝管内导体皱纹铝管外导体射频同轴电缆。 HCAGAY与HCTALY电缆分别是在内、外导体上进行铜铝的置换,所以应该称之为半铝
化电缆。HCAGALY型电缆虽然在铜包铝管上仍然存在包层铜,但其铜的含量还不到原电缆 用铜量的2.5%,故有理由称之为全铝化馈线同轴电缆。
电缆的铝代铜化有三种方式,第一种为铜管内导体与皱纹铝管外导体相组合;其次是铜 包铝管内导体与皱纹铜管外导体相组合;第三是铜包铝管内导体与皱纹铝管外导体相组合。为 达到电缆的全铝化,用典型的第三种组合方式来进行分析更容易反映出和达到本文的目的,而
前两种都是基于电缆的参数考虑而局部地减少电缆的用铜量。 为方便区别三种铜铝组合电缆的型号,参照YD/T 1092-2004标准对产品型式代号的规定,
8600H/8600L 0.96/o.92 7.5/2.0 6944/1 253 0.965/0.919 8.o/1.8 2.34/2.27 0.00007/0.00007
昏耐
g/10min
at(1MHz) at(1MHz)
2.40/2.28
0.0005/0.0008
损耗角正切
绝缘的生产用C02发泡。
3.2铝带焊接
传统的铜带焊接用氩气作为对钨极和焊面的保护气体,电缆的大长度生产是满足用户要求
..222.
刘湘荣:馈线同轴电缆的全铝化
的基本条件。对铝带的焊接往往由于钨极的掉渣使电缆产生漏焊或断缆,为加长钨极的使用寿 命进行大长度的电缆生产,适当加入一定比例的氦气作为保护气体有比较明显的效果。氩、氦
S=vT/‰x100%=[1.(D-2t)2/D2]×100%
式中:s一铜层体积比%;
.220-
刘湘荣:馈线同轴电缆的全铝化
D一铜包铝管外直径(n蚰); t一铜层平均厚度(mm)。
当铜层厚度为O.05ram时,计算出该产品的S为2.19%。 由于铜包铝管与SJ厂r 11223.2000的铜层体积比定义不尽相同,铜包铝管有中空部分,故
比较大的差异,就其原因归结为铜包铝管的目前质量还未能达到要求,主要表现在铜层厚度,
均匀性,表面光洁度等方面上。根据试验数据,全铝馈线电缆的电器参数与全铜电缆和铜内导
体铝外导体的电气参数比较如下。
4.1电气性能
4.1.1衰减
几种结构产品的衰减比较见表7。 表7全铝馈线电缆在各工作频段下衰减比较
衰减
(dB/lOOm)
1500 1800 1900 2000 2400 3000
6.27
6.45 6.66 7-39 8.41
6.57 ≤6.47 ≤7.20 ≤8.24
6.78 7.6l 8.65
.223.
在已知相对铜层体积比的基础上利用上式进行反算,其值基本可信。 b)对铝管的要求 铝管铝材的基本要求见表4
表4铝管管材的基本要求
序号
1 2 3 4 6
项目 铝管标称外径 铝管壁厚 铝管状态 铝坯管材质牌号
单位
nlm
111n1
技术要求
9,0 O.68 O 1060
误差
备注
±0.05
软态 参见GB/T4437往
2.2.2铜包铝管 7/8”电缆用铜包铝管目前研制的企业较少,产品的成熟性还需要一个过程,但对其馈线 同轴电缆的全铝化要求又非常强烈,故此有必要先提出对产品的具体要求,再根据要求尽快制 定工艺获得产品。
I)铜包铝管对铜层的厚度要求
在进行馈线电缆全铝化过程中,对铜包铝管的铜层厚度要求按照sJfr l 1223.2000标准中规 定,铜层体积比的计算式如下:
暂定为相对铜层体积比。相对铜层体积比随着铝管中空的变化而变化,但对应特定的产品而言,
在定义规定和计算上有使用价值。
Sxd=vT/(Vall.Vajr)X
100%=[D2.(D.2t)2)/(D2.d2)]×100%
式中:SId一相对铜层体积比%: d一铜包铝管内直径(衄n)。 当铜层厚度为0.05ram,铝管壁厚为0.68mm时,针对该产品的相对铜层体积比SId为 7.9%。事实上,作为电缆的设计者最需要知道的是铜层厚度,由于铜层厚度的测量比较困难
对铝带的国际四位数字体系牌号简介可参见GB/T 16474—1996《变形铝及铝合金牌号表 示方法》标准,对铝带的力学性能和尺寸偏差可分别参见GB/T 3880.2-2006和GB/T 3880.3-2006标准。 铝带物理包装及分切要求为带材表面清洁平整,不允许有金属及非金属压入、氧化、腐蚀、 擦划伤、退火油斑、皱褶、压坑等影响使用的缺陷存在。 切边不允许有裂边、毛刺、卷边、纵向刀痕、翘边、端面擦伤、碰伤等缺陷。
抗拉强度
肝a
60^固5
注:GB/T 4437.1.2000《铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管》 c)对铜包铝管的要求
对铜包铝管的基本要求见表5,管材的难度就是在对铜包铝管的铜层厚度要求上。 表5铜包铝管的基本要求
序号
1 2 3 4 5
项目 外径
单位
技术要求
由9.1
0.68 ≥7.9
误差
±0.05
成核剂)其配比为70:2.9:l与全铜电缆大相径庭。 也有一些采用8600L(低密度)8600H(高密度)DFNA.0012NT(成核剂)DFDA.1253 NT(内皮料)DGDK 3364(外皮料)。其原材料的主要参数列表比对供参考。
表6两种绝缘材料主要参数比较
参数名称 密度 熔融指数 介电常数 单位
暂且将三种电缆的型式代号规定如下: (1)HCTALY(z)一50—22表示为:通信电缆一无线通信用50 Q泡沫聚乙烯绝缘外径为
22rm的铜管内导体皱纹铝管外导体射频同轴电缆; (2)HCAGAY(Z)一50—22表示为:通信电缆一无线通信用50 Q泡沫聚乙烯绝缘外径为
22mm的铜包铝管内导体皱纹铜管外导体射频同轴电缆;
的参合比例一般为7:3。
3.3其他方式
本文是利用目前大多数企业馈线电缆的现有生产设备在考虑问题。当然,其他用铝管挤压外
导体方式就省去了不少麻烦也可以考虑,作为一个课题有待有条件的参数比较
理论上讲,当外导体由铝代铜后其衰减值有一定比例的增加,用铜包铝管内导体替代铜 管这个衰减值的增加应不明显,前者易于被接受,后者我们作了几个试验得到的结论与理论有
8、生产要求
3.1铝带成型
全铝同轴馈线电缆的生产重点是铝外导体的成型和焊接,铝带在分切、成型或焊接的
过程中,不允许使用传统的金属模具,因为铝带在过模时,杂质受到钢模静电的吸附而保留 在金属模内面使成型后的铝管表面严重挂花。经验的解决方法是用超高分子量聚乙烯或聚 甲醛的材料,该类工程塑料具有硬度和耐磨的优点,基本能满足铝带成型对模具的要求。
的情况下方能成立。本文提出了电缆用的铝材要求、生产过程的注意事项、产品电 气与机械传输参数的变化程度等问题,为全铝化同轴馈线电缆的行业标准制定及商
用打下基础。 关键词:
铝带;铜包铝管;氩弧焊;轧纹;电气参数
1、引言
一个产品的关键之处在于它的使用环境及使用价值,无线通信用50 Q泡沫聚乙烯绝缘皱 纹铜管外导体射频同轴电缆的主要导体铜材在产品的整个材料成本的比重已经超过了
一218.
刘湘荣:馈线同轴电缆的全铝化
2.1结构尺寸
相对于传统的同轴馈线电缆,常规和习惯的电缆结构尺寸受到标准的规定,更重要的是 其结构尺寸必须对系统的所有相关配件相匹配。在相同的情况下,同规格的电缆结构尺寸,用
铝作为导体在衰减方面肯定会大于原用铜电缆。所以,在此就存在两种思想,首先是在相同的
结构尺寸的基础上,材料取代以后的电性能变化情况;其次是在保证电传输性能与原电缆相一 致时,电缆结构尺寸的改变情况。根据系统的需求考虑,暂定在原结构尺寸的基础上进行设计。
中国通信学会2008年光缆电缆学术年会论文集
馈线同轴电缆的全铝化
刘湘荣
(成都大唐线缆有限公司成都611731)
摘要:
移动基站及布线用馈线同轴电缆受铜价飞涨的影响而使网络建设费用大幅攀升,以 铝代铜的方法来降低产品成本是目前行业的一种基本思路和方法。馈线同轴电缆的
全铝化就是受此思想的影响而派生的一种新产品。同规格的这种产品的传输性能与 全铜产品相比,主要在传输衰减方面略显增加,这种增加也在用户或系统可以忍受
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