网络线生产品质控制

网络线制造与质量控制
质量管理部：汤代斌
当今信息高速公路的建设已成为风靡全球的产业，而网络作为信息的载体，
近年来在我国的发展也非常迅猛，光缆以其传播速度快，信息容量大成为广域
网传输介质的道选。

但是，局域局的大楼通信综合布线系统中，由于光缆敷设费用太高，且接
头费用和终端光电转换费用昂贵，因此其造价非常昂贵。

为些，
须寻求一种-
价廉物美的数据通信电缆来担任最后的传输任务，这样，
cat5,cat5e,cat6100m
类缆应运而生。

目前类电缆主要用于大楼通信综合布线系统的工作区通信引出
cat5UTP
端到办公区域通信接线盒的水平布线。

根据规定，水平布线一
EIA/TIA-568B
般是对Ω电缆。

100UTP4
以下通过对公司串列式芯线押出机（金东）生产及cat5ecat5 SPL-1200
和类缆生产过程及制程中出现影响电气性能的一些要素作出管
控。

cat6
一，及和类缆的生产制造：cat5ecat6Cat5
类缆生产流程简图5
拉丝绝缘对绞成缆护套成圈包装
绝缘单线的押出： 1.
由于高速数据传输电缆传输以上的高频，对电缆结构尺寸的
100MHz
稳定性和均匀性要求严格，因此电缆生产过程中的每一道工序都可能把
自身的问题带到成品中去，而制造过程中的第一道工序——绝缘单线押
出是整个生产的中心环节。

良好的控制单线制过程是生产高性能电缆的基础。

线芯绝缘不偏心是
阻抗保持稳定的前提，而且在轴向要求达到均匀一致加工精度。

在生产
中公司采用上海金东型串列拉丝绝缘生产线，其具有拉丝，
SPL-1200
退火，预热，绝缘押出各参数在线控制等高速串列生产单线功能。

）生产线速度为，具有双轴全自动外径闭环
800m/min~1000m/min1x-y
反馈控制系
统，实时监
控外径的偏
差，精密的导体预热及退张力自动控火电压控制制系统保证了导线外径
的均匀性，同心度控制
在以96%
上，铜线外径偏
导体外径，椭圆差，+/-0.002mm度，偏芯度在线控制导体椭圆度为±0.002.绝缘外
径偏差为+/-
，采用0.01mm.
预热装置（温度
规范：0℃-12
130℃）使导线与
绝缘层之间的粘附力恒定，附着力要求为1．0kgf~3.0kgf（长度为150mm），
在高速收线过程中换盘时，线的张力要小而恒定。

以下为各规格具体收线张力控制范围：
收线张力绞合导体收线张力
单支导体
0.4~0.46BC/CCS0.4~0.5MPa7/0.15~7/0.160.4~0.5MPa 0.47~0.525BC/CCS0.4~0.5MPa7/0.18~7/0.190.4~0.5MPa 0.53~0.6BC/CCS0.5~0.6MPa7/0.20~7/0.210.5~0.6MPa
）色母粒应少加，绝缘线的颜色尽量做淡。

因为任何一种颜色
对介质2
来说都是杂质，颜色越深由衰减越大，芯线应光滑，圆整。

）导体的伸长率是导体质量的另一个重要指标。

导线稍硬或者说弹性3
模具较大可使导线在后续加工过程中不易变形，有利于阻抗均匀性。

另外导线伸长率控制范围小，则可避免两根软硬不均的芯线对交所
产生的不均匀性，从而减小结构回波损耗。

在实际生产中，导线
伸
长率控制在，尽量做到每道工序后伸长率基本保持不变，
15%-25%
重点控制同一批对绞芯线伸长率波动范围为±2%之内,铜丝表面不
允许出现油污，外观金黄色，无发红、变黑现象。

对绞工序： 2.
公司现有对绞设备为东莞旭新及上海金东对绞机，绞对的主要目的是利用
交叉效应来减小线组间的串音，对于退扭（部分或全部）式绞对
在满足一定条
件时，还可以减少绝缘偏心及其它绝缘芯线径向上的不均匀缺陷，要消除绝缘
偏心对回波损耗的影响，就必须进行退扭。

只有达到最小退扭率时绝缘偏心对
回波损耗的影响才基
本消除。

两单线进入
对绞机之前一定要,设置退扭率
有同步皮带上下压住,
使进入对绞机的两根
线张力均匀。

张力过
大会拉细铜线过小,
则芯线松驰、跳动。

节距形成后再加一个
定型装置使线对呈完好的螺旋型。

同时机器配置灵敏的张力反馈
系统。

张力,
变化范围为，五类缆最佳退扭率为，对于设备要求对绞时速24-30% 15%~25%
度快而均匀，通常生产通信电缆的国产高速对绞机，经过改制可
以使节距在
范围内，能满足生产类缆的要求。

对于对绞的质量要求是当线对,
510-50mm
被退扭后两根绝缘导线的长度应相等。

,
依据及设备及性能要求设置转速：
设备性能要求无性能要求CAT5类CAT5E类CAT6类RPM)(转速旭新1500±250RPM1500±250RPM1300±250RPM1250±150RPM )/,(转速金东扭分分扭5003000±/分扭5003000±/分扭5002600±
2500±300扭/
/
kv火花电压 2.0±0.3(自动)
收放线张力变化范围应该控制在15%~25%以内（单位：kgf）。

（对绞后芯线导体
线径为，±0.003）
单支导体放线张力收线张力绞合导体放线张力收线张力
0.4~0.46BC/CCS0.35±0.050.6~0.87/0.15~7/0.160.050.35±0.6~0.8
0.47~0.525BC/CCS0.050.40±0.7~0.97/0.18~7/0.190.40±0.050.7~0.9
0.53~0.6BC/CCS0.45±0.05 0.8~17/0.20~7/0.210.45±0.050.8~1.0
通常情况下，电缆的使用频率越高，信号的波长就越短，绞对
节距越小时
平衡效果才好。

但过小的绞合节距又会带来生产效率低和绝缘芯
线扭伤的问题。

单线的弯曲半径必须大于，以防导体和绝缘层间的粘附性降低，
从而100mm
影响电气性能。

实践中，当绝缘芯同心度达到以上时，五类缆的
节距可取94%
在。

绝缘同心度达到时，六类缆的节距可取在左右，10-18mm97% 10-17mm
同心度达到以上时可取左右，绞对节距公差限定在内，.+/-2%
12-24mm98%
其他规格的对绞线节距可按绞对节距与绞对螺旋角的关系适当
放大或减小，线
对节距差控制在。

在线对节距设计时，应保持两个原则：。

相邻
线对12-5mm
的节距差尽可能大；。

相邻和相近的线对节距不成低整数倍关系。

2
成缆工序： 3.
成缆的主要目的是使线对绞合在一起构成结构比较稳定的缆芯。

公司使用
上海金东采用主动放线成缆机，其成缆转速为900±200扭/分钟，
其次，需,
要控制绝缘芯线节距的波动范围为±以内，成缆时不可跳线，防
止刮伤芯2%
线。

不同导体外径，收线张力会有所差异：
单支导体放线张力收线张力绞合导体放线张力收线张力0.4~0.46BC/CCS0.45±0.05kgf7~9N7/0.15~7/0.160.35±0.05kgf7~9N 0.47~0.525BC/CCS0.55±0.05kgf N9~117/0.18~7/0.190.40±0.05kgf9~11N 0.53~0.6BC/CCS0.05kgf0.58±N9~117/0.20~7/0.210.45±0.05kgf9~11N
对于非退扭式成缆机，绞对和成缆同向绞合，同向绞合使线对
具有“增扭”的
效果，反向则具有“减扭”效果增扭会使两导体间的距离相对较
稳定，减扭,
则破坏其稳定性。

成缆时四对芯线进入对绞机之前，一定要同步
皮带上下压住，
使四对芯线张力均匀。

成缆时各组线张力适宜，使缆芯的结构既保持对称又不
过分挤压。

对线的弯曲直径应大于，在铝箔及包带工序中屏蔽
mm PET4150
带的张力应保持不
变应防止张力的周,
期性波动。

芯线4P
成缆收线其弯曲直,
径应大于300。

成缆后芯线四对线经同步皮带mm压制，经过导轮直
结构要紧凑稳定，150mm径应大于
节距不易松散。

实
践证明，在其它条
件相同下同向绞合
更好，所以成缆绞
合方向也很重要。

根据目前的生产经验，在成缆过程中应注意以下几点：
）各组线张力适宜，使缆芯的结构既保持对称又不过分挤压。

成
缆节距通1
常为左右，，具有自动对中功能以减小绞对节距的破坏程度。

, 80-100mm
）放线架采用主动放线，四对线进入成缆机之前一定要有同步皮带上下压2
住，使四对线受力均匀，导轮尽量大，使对绞节距保持稳定，并有张力
反馈。

）对成缆的质量要求是，缆芯结构稳定，紧凑，节距不易松散，对阻抗不3
均匀性影响最小。

护套押出：4.
四对类缆护套最小厚度为，电缆最大外径小于中 5.8mm,
0.50mmUTP5
间放一撕裂绳。

外护套表面圆整，光滑，延伸率大于或等。

抗拉强度大100%
于或等护套包覆于缆芯外，不能使缆芯松动，也不能挤压缆芯，
以防12.5Mpa.
电气性能易受环境变化影响。

押出时护套不宜过松和过紧，过松的护套会使电
缆使用时因外力作用使线对发生相对滑动影响回波损耗值。

过紧会使绝缘层,
受压，也会影响线缆衰减。

为了减小缆芯放出时对缆芯的破坏，
公司现有护套
押出机为上海金东型螺杆实际生产押出时采用对中式主动放线
架。

65
成圈与包装 5.
传统的成圈工艺使电缆在施工放线时易打扭，使缆芯出现“退扭”及加
“加扭”。

当出现这种情况时，电缆的阻抗将产生变化并引起“结构回波损耗”
问题，同时使段长内的电缆串音性能降低。

现有设备为交叉卷绕成圈机，90m
成圈后线缆呈型排列，不会扭曲。

标准包装为，采用易拉箱进行
包装。

305m#
品质保证源于对细节的关注，在实际生产中各工序的工艺参数，
作业标准，
测量工具和方法严格依照线缆图纸作确认，才能生产出合格的产品。

二，网络线缆的几个重要电性能指标及其改善措施：
．降低线对间串音（提高和）FEXTEL NEXT1
串音引起的误码是影响通信距离的主要因素之一。

根据串音产生的机理，
它与对绞节距、线对间节距成缆节距及各线对的节距比有关。

理
论上采用,()
小节距即可从根本上改善串音，减少线对间串音的方法有:
设计不同绝缘线径，使相领线对间特性阻抗不完全匹配，串音会相对减 1.1
少，
保证绝缘单线的均匀性和对称性，即依图纸要求绝缘外径及导体外径在公差
范围内波动，以此来尽可能降低线对间电容不平衡是提高线对抗
干扰能力的基
础。

在条件允许情况下加大线对间的距离，两线对间距离越大，串音越小,,1.2
十字骨架材料使用，增加其强度，厚度需要大于近端串音衰减
0.4MM,HDPE
及等电平远端串音较好
采用优化的节距设计是提高串音防卫度的有力措施，通常节距可选择在 1.3
之间。

11-18mm
近端串音衰减及等电平远端串音衰减与节距倒数差成正比例关
系。

节距 1.4
倒数差越大，近端串音衰减及等电平远端串音越好。

（相邻线对节距倒数
差以上，效果才较好）>0.012
采用线对屏蔽技术，但此种方法因电磁波的反射，需要适当增加绝缘外径， 1.5
使用时也需要带屏蔽的接插件。

．降低衰减的途径：2
衰减是决定局域网设计和信号在电缆中传输距离的主要因素。

而导体和绝缘的
类型以及几何尺寸是影响网络线缆衰减的主要因素。

在改善中有以下几个方法
可降低衰减。

在允收公差范围内，增加绝缘厚度增加绝缘厚度带来的负面效是
使电缆.,2.1
阻抗变大
采用物理发泡绝缘降低介质损耗通常在生产七类线时使用)2.2(
在公差允许范围内，增加导体外径，同时注意各工序张力，防止
导体被拉 2.3
伸使外径变小，从而影响导体截面积。

各工序生产时注意芯线绝缘层构造不能有变形，刮伤等现象。

2.4
．改善结构回波损耗途径：3．
结构回波损耗是指沿线路发射的信号遇到阻抗不均匀时被反射
通过以下措,
施可以改善回波损耗：
．严格控制导体和绝缘外径的波动13
通过对特性阻抗的分析得知：导体的波动比绝缘外径的波动影响更大。

因此，根据绝缘生产线的情况尽可能将导体波动控制在一个较小的范围内。

芯
线生产线速度为对于五类线缆其导体波动应控制在±
0.002mm,800-1000m/min,
电容波动应±绝缘外径应控制在±。

0.01mm1pf/m,
严格控制导体、绝缘的不圆度 3.2
当导体和绝缘不是理想的圆柱时会造成电场畸变，影响电场的分布，从
而影响电缆的许多项电气性能指标。

影响导体不圆度的主要因素有成品拉丝模
孔不圆、导体在押出前所经过过线轮上损伤。

影响绝缘不圆度的主要因素有：
押出模具孔不圆、押出温度过高，在冷却前热的塑料因重力作用下坠而造成、
绝缘芯线在过线轮上擦伤。

导体最大不圆度不宜大于。

绝缘的最大不0.002mm
圆度不宜大于。

导体的伸长率是导体质量的另一个重要指标。

导线稍0.010mm
硬或者说弹性模量较大可使导线在后续加工过程中不易变形有
利于阻抗均匀,
性。

另外导线伸长率控制范围小则可避免两根软硬不均的芯线对
绞所产生,,
的不均匀性从而减小结构回波损耗。

,
严格控制绝缘偏心 3.3
绝缘偏心会影响线缆的工作电容和电感，从而引起阻抗的波动。

通常情
况下生产六类及以上电缆时同心度应在以上绝缘偏芯度小，通常采用5%,95%
一种特殊设计的可微调偏的自定心机头配合在线偏心监测仪来
调整同心度，其
同心度可达以上。

98%
3.4绝缘颜色
网络线缆的绝缘芯线的颜色分为单色线和注条线两类。

由于绝缘料中加入．
色母料后，常常会因为色母料内部有矿物质，它的不均匀分布会
造成相对介电
常数的不均匀，引发不同程度的反射波，同时也会增加介质损耗角正切值，故
生产网络线缆时，通常采用注条技术，并尽可能降低颜色深度，
从而减少色母
料的不良影响，芯线绝缘表面应光滑，这可以减小因绞对、成缆
时绝缘芯线与
绞弓或眼模间的摩擦力带来的各种损伤。

导体附着力及伸长率。

3.5
严格控制绝缘附着力：导体与绝缘间的附着力过小，会造成后工序加工时
导体与绝缘间的相对转动，造成微观上的不均匀，串列式生产线导体预热温度
为0℃，退火电压为30-40V，预热温度过高，则导体氧化发黑，
绝缘层120-13
破形，温度过低影响附着力，最终对回波损耗值产生影响。

绝缘
附着力要求为
≥因此，应根据线缆的具体情况确定附着力的控制范围并严格控
1.0kg/150mm.
制。

影响绝缘附着力的因素有：导体押出前的预热温度、导体的
清洁程度、押
出后的冷却速度。

严格控制导体的伸率范围：绝缘芯线在后序的加工过程中，因为张力的原
因，会产生一定的拉伸，其伸长量与导体的伸长率有关。

在实际
生产中软态,
铜导体伸长率控制在～尽量做到每道工序后伸长率基本保持不变。

,25%15%
因此，导体的伸率范围过大时，会造成后工序加工中导体被不同程度拉细，加
大导体线径的波动范围从而影响回波损耗值。

生产六类及以上电缆时伸率波动
宜控制在。

5-7%
．严格控制绞对工序：63
由于结构回波损耗是由于特性阻抗不均匀引起的，所以，绞对工序也是影响
结构回波损耗的重要工序，除了绞对节距的合理设计可提高串音
防卫度外，为
了消除绝缘单线偏心对特性阻抗的影响，应采用单线退扭来细分由于单线不均
匀造成的特性阻抗变化。

使线对在总的长度上阻抗的变化如同微
风轻拂平静水．
面形成的细波纹。

绞对中还要注意放线张力的精确控制，防止一
根导线轻微地
缠绕在另一根导线上，导致电阻不平衡，电容不平衡，引起串音。

降低延迟和延迟差的措施： 4.
传输延迟和延迟差异是由一些局域网标准制定的标准，测量在最坏情况下100
米信道结构特性，来保证信号正确无误地传输。

传输延迟和延迟差异增大所带
传输延迟等于信号从线缆信道的一来的传输问题包括抖动和
误码率的增加。

端发送在另一端接收所经过的传输时间。

对于双绞线来说，
实际的传输延
迟值是由相速度，线缆长度和频率决定的延迟差异是由测量线对间的最小。

延迟和最大延迟的差值来表征的。

影响延迟差异特性的因素包括材质的选择，
比如较小的绝缘材料相对介电常数，物理设计，比如线对捻入率的差异等。

生产品质保证是源于对生产过程细节的关注，特别是材料的稳定性及结构
尺寸有效性，设备的稳定性，工艺参数实施的有效性都是我们过程检验确认的
重点，只有对这些细节进行监控确认，确保过程有效，我们才能
生产出合格类
产品。