以銅包鋁線為內(nèi)導(dǎo)體的CATV同軸電纜的特性

1、有線電視傳輸線 以銅包鋁線為內(nèi)導(dǎo)體的 CATV 同軸電纜的特性 戴雅康大連鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程系提要! 銅包鋁線是 CATV 同軸電纜純銅線內(nèi)導(dǎo)體的 更新?lián)Q代 產(chǎn)品。本文闡述了銅 包鋁線的規(guī)格及對(duì)銅包鋁線質(zhì)量和性能的要求 ,介紹了國(guó)內(nèi)用包覆焊接法生產(chǎn)的銅 包鋁線的特性 ,以及用國(guó)產(chǎn)銅包鋁線制成的同軸電纜的特性。 關(guān)鍵飼 !CATV 同軸 電纜銅包鋁線是在鋁芯線上同心地包覆銅層并使銅鋁界面形成金 屬結(jié)合的雙金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)線。它是 CATV 同軸電纜純銅線內(nèi)導(dǎo)體的 更新?lián)Q代 產(chǎn)品 , 具有合理利用自然資源、穩(wěn)定傳輸電視信號(hào)、降低電纜生產(chǎn)成本、方便網(wǎng)絡(luò)工程 施工等優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)的 CATV 電纜早在七十年

2、代就使用銅包鋁線。近年來(lái)由于國(guó)產(chǎn) 銅包鋁線問(wèn)世 ,我國(guó)生產(chǎn)的 75-9、75-12 和 銅包鋁線 包覆焊接法540等CATV 電纜也開(kāi)始大量使用銅包鋁線作內(nèi)導(dǎo)體。 隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展 ,有線電視網(wǎng)絡(luò)將不斷興建或更新 ,并將發(fā)展有線電 視、電話和計(jì)算機(jī)三網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò) ,使用銅包鋁線的同軸電纜將有廣闊的應(yīng)用前 景。為此 ,本文主要介紹銅包鋁線的有關(guān)知識(shí)、國(guó)產(chǎn)銅包鋁線的特性以及以銅包鋁 線為內(nèi)導(dǎo)體的同軸電纜特性 ,供網(wǎng)絡(luò)施工人員參考。1銅包鋁線的規(guī)格及對(duì)其質(zhì)量和性能的要求 1.1銅包鋁線的規(guī)格 銅包鋁線按銅層體積比 (銅 光纖專線與交行總行聯(lián)網(wǎng) ,利用交行本身的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與各支行聯(lián)網(wǎng) ,大大節(jié)

3、省聯(lián)網(wǎng) 的投資 ;(3)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)同步更新 ,保證各收費(fèi)點(diǎn)數(shù)據(jù)的一致性 ;(4) 本系統(tǒng)按用戶所在的片區(qū)、屬第幾號(hào)光機(jī)所覆蓋對(duì)用戶進(jìn)行編號(hào),當(dāng)用戶故障報(bào)修時(shí) ,從用戶輸入的編號(hào)可方便確定故障的根源 ;(5) 系統(tǒng)可方便擴(kuò)展節(jié)目套數(shù) ,每套節(jié)目可分別分類定價(jià) ,并 且系統(tǒng)管理員可對(duì)某些節(jié)目臨時(shí)免費(fèi)開(kāi)通操作 ;(6) 系統(tǒng)使用集中式的分級(jí)權(quán)限管理 ,各級(jí)權(quán)限分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)管理員、一般維護(hù)人 員、柜臺(tái)操作人員 ,不同的權(quán)限級(jí)別對(duì)應(yīng)的功能不同 ,充分保證了系統(tǒng)的安全性。(7) 系統(tǒng)可詳細(xì)記錄收費(fèi)過(guò)程中的流水賬 ,供核對(duì)和查詢 ;(8)系統(tǒng)按用戶所需條件進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)分析、生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表 ;(9)

4、語(yǔ)音子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電話催交、電話查詢、電話報(bào)修等功能 ,既提高了服務(wù)質(zhì)量 ,又減輕了工作人員的 負(fù)擔(dān);(10) 系統(tǒng)可按解擾器控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求輸出控制數(shù)據(jù) ,從而能及時(shí)開(kāi)通、關(guān)閉用戶對(duì)加密節(jié)目的收看 ;(11) 系統(tǒng)預(yù)留了與其他子系統(tǒng)的接口 ,可方便地為系統(tǒng)擴(kuò)展功能 ,如增加銀行代收功 能,點(diǎn)播節(jié)目收費(fèi)及其他服務(wù)項(xiàng)目的收費(fèi)。(收稿日期 :1999 11 26)140Radio&TVBroadcastEngineering/MAR.2000有線電視傳輸線層體積占銅包鋁線體積的百分比 )不同分為兩種 :銅層體積比在 812%范圍內(nèi)的為 10%級(jí)(簡(jiǎn)記為 10);銅層體積比在 1317%

5、范圍內(nèi)的為 15%級(jí)(簡(jiǎn) 記為 15)。銅包鋁線按軟硬狀態(tài)不同又分為兩種 :拉拔后未退火者為硬態(tài) (以H 表 示);拉拔后退火者為軟態(tài) (以 A 表示)。因此 ,銅包鋁線可分為四類 :10H、10A、15H 和 15A 。各類銅包鋁線又可拉拔成不同的標(biāo)稱直徑。銅包鋁線以代號(hào) CCA(CopperC1adA1uminum)表示。其規(guī)格表示方法為 : 例如 ,對(duì)于直徑為 2.77、銅層體積比為 15%的軟態(tài)銅包鋁線 ,其規(guī)格的標(biāo)記為 :CCA- 15A-2.77。1.2對(duì)銅包鋁線質(zhì)量的要求(1) 銅層厚度沿圓周方向分布應(yīng)均勻。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定銅層沿圓周方向的最薄點(diǎn),對(duì)于10A、10H 銅包鋁線不應(yīng)小于導(dǎo)線

6、半徑的 3.5%;對(duì)于 15A、15H 的不應(yīng)小于導(dǎo)線半 徑的 5%,否則將影響電視信號(hào)的傳輸。(2) 銅層應(yīng)有較好的密合性 ,保證使用過(guò)程中不開(kāi)裂?？扇∫欢毋~包鋁線 ,在其直徑 15 倍處的兩端夾緊 ,將其正向扭轉(zhuǎn)三圈后再反向扭轉(zhuǎn)三圈來(lái)檢查。(3) 銅層與鋁芯界面上應(yīng)形成原子間結(jié)合 ,即具有較好的銅鋁粘合性。一般可通過(guò) 將銅包鋁線用任意方法彎斷 ,觀察其斷口來(lái)檢查。若斷口上銅鋁分層 ,表明兩者沒(méi) 有粘合好。1.3對(duì)銅包鋁線性能的要求(1) 對(duì)抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的要求。不同直徑的硬態(tài)和軟態(tài)銅包鋁線的抗拉強(qiáng)度和伸 長(zhǎng)率有著廣播與電視技術(shù) ? 2000年第 3 期不同的要求 ,這在國(guó)外和我國(guó)銅包鋁線

7、標(biāo) 準(zhǔn)中都有明確的數(shù)值規(guī)定。一般硬態(tài)銅包鋁線的抗拉強(qiáng)度較高、伸長(zhǎng)率較低;軟態(tài) 的則抗拉強(qiáng)度較低而伸長(zhǎng)率較高。硬態(tài)和軟態(tài)的選用主要取決于電纜生產(chǎn)廠家成 纜時(shí)的要求。 (2)對(duì)直流電阻率的要求。直流電阻率取決于銅村質(zhì)量、銅層厚度、 銅鋁粘合性以及軟化退火工藝 ,反映了銅包鋁線材質(zhì)和加工工藝水平。照片 1 通發(fā) 銅包鋁線的橫截面形貌銅包鋁線的工業(yè)主產(chǎn)模式及其產(chǎn)品的特性 2.1 銅包鋁線的 工業(yè)生產(chǎn)模式銅包鋁線的工業(yè)生產(chǎn)模式主要有三種。 (1)鋁線鍍銅法。是將鋁芯線 表面電鍍銅層以獲得銅包鋁線的方法這種方法較簡(jiǎn)便 ,但鍍銅層的成分不純、性能 較脆。并且鍍銅層與鋁芯線往往不同心 ,難以滿足同軸電纜生產(chǎn)和

8、使用要求目前國(guó) 內(nèi)己不再生產(chǎn)。 (2)軋輥壓接法。將經(jīng)過(guò)清理并加熱的兩條銅帶從上、下兩個(gè)方向 包覆鋁芯線 ,利用軋輥的強(qiáng)大壓力 ,將銅帶與鋁芯線壓接在一起。然后將銅帶接縫 的兩個(gè)凸耳切除 ,形 2照片 2通發(fā)銅包鋁線的銅鋁界面形貌照片 3彎曲斷口上銅鋁 無(wú)分層現(xiàn)象照片 4 通發(fā)銅包鋁線退火金相阻織成線坯。再將線坯進(jìn)行拉拔獲得所 需直徑 ,通過(guò)熱處理賦予所需性能。這種工藝較為復(fù)雜 ,軋壓設(shè)備投資較大 ,因而產(chǎn) 品的成本較高。3)包覆焊接法。此法是通過(guò)包 141 有線電視傳輸線 要求,以作比較。 退火工藝對(duì)于軟態(tài)銅包鋁線的力學(xué)性能和電阻率有很大影響。銅包鋁線在退火過(guò) 程中,在銅和鋁的邊界上由于加熱

9、形成了一層白亮的金屬化合物 (CuAl2) 層。這種 化合物層性能很脆 ,當(dāng)其厚度較大時(shí) ,會(huì)降低銅包鋁線的伸長(zhǎng)率和導(dǎo)電性。從實(shí)際 使用考慮 ,如果退火工藝恰當(dāng) ,化合物層的厚度小于 2 m,對(duì)銅包鋁線的性能不會(huì)產(chǎn) 生不良影響。照片 4所示為通發(fā)銅包鋁線的退火組織 ,測(cè)出其化合物層厚度在 2 m 以內(nèi),表明對(duì)使用性能沒(méi)有影響。注:表中僅列出與內(nèi)導(dǎo)體有關(guān)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果3 以銅包鋁線為內(nèi)導(dǎo)體的同軸電纜的特性 十分均勻的。因而銅層與鋁芯線具有較好的同心度。(2) 銅與鋁界面的冶金結(jié)合。通發(fā)銅包鋁線的銅鋁界面在光學(xué)金相顯鏡下的形貌示 于照片 2。由于在包覆焊接前對(duì)銅帶與鋁芯線進(jìn)行了徹底清理和嚴(yán)密保護(hù)的

10、措施,在銅層與鋁芯線的邊界上不存在黑色的非金屬夾雜物 ,為兩種金屬原子間的鍵合創(chuàng) 造了條件。當(dāng)將成品彎曲折斷或拉斷后 ,從斷口上看不到包覆分層的現(xiàn)象 (見(jiàn)照片 3)。(3) 銅包鋁線的性能。通發(fā)銅包鋁線的力學(xué)性能 (抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率 )及直流電阻率 經(jīng)電子工業(yè)信息傳輸線質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢驗(yàn)結(jié)果列于表 1,在表中還給出了美國(guó) ASTMB566-93#銅包鋁線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 ? 及我國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) #銅包鋁線 ? (報(bào)批稿)中 對(duì)銅包鋁線力學(xué)性能及直流電阻率的 珠海漢勝特種電線有限公司采用美國(guó)進(jìn)口銅包鋁線與大連通發(fā)公司的銅包鋁線制 成 12C-FT/A 同軸電纜 , 經(jīng)國(guó)家廣播電影電視總局有線電視系統(tǒng)質(zhì)

11、量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試 中心按國(guó)家廣播電影電視總局頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GY/T135-1998 的要求進(jìn)行了檢 測(cè)。測(cè)試結(jié)果列于表 2。由表中的數(shù)據(jù)可見(jiàn) ,以銅包鋁線為內(nèi)導(dǎo)體的同軸電纜的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)中的要求 ;用通發(fā)銅包鋁線制成的同軸電纜與用美國(guó)銅包鋁線制成的相同 ,都是 合格產(chǎn)品。各有線電視施工單位可以放心使用。必須指出 ,由于銅包鋁線與純銅線的力學(xué)性能不完全一樣 ,在工程施工時(shí)應(yīng)加以注 意,并不斷積累使用銅包鋁線電纜的經(jīng)驗(yàn) ,為過(guò)渡到全部使用銅包鋁線電纜打下基 礎(chǔ)。覆焊接裝置 ,將經(jīng)過(guò)清理的銅帶逐步形成圓管狀 ,包覆在清理過(guò)的鋁芯線周圍 ,采用氬弧焊將銅管的縱縫連續(xù)不斷 地焊接起來(lái)形成線坯。然后通過(guò)拉拔和熱處理以獲得所需的直徑和性能。 這種工藝模式較為簡(jiǎn)單 ,設(shè)備不太復(fù)雜 ,投資較少。所生產(chǎn)的銅包鋁線質(zhì)量較好 ,為 國(guó)內(nèi)目前主要的生產(chǎn)方法。此法所用的包覆焊接裝置獲得國(guó)家專利。大連通發(fā)新 材料開(kāi)