同軸電纜芯線電容測量方法研究

摘要：同軸電纜或高速數(shù)字通訊電纜芯線電容，是影響電纜性能的重要參數(shù)。在完成電纜編織工藝前，準(zhǔn)確測量芯線的電容，及時控制電纜單位長度的電容，使電纜具有均勻傳輸阻抗，是保證電纜質(zhì)量的重要措施。文章從芯線測量原理、電容測量裝置設(shè)計、測量儀器選擇、測量步驟、影響測量的誤差來源分析等方面對測量方法進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：同軸電纜；絕緣芯線；電容；測量裝置

0 前言
同軸電纜和高速數(shù)字通訊電纜的芯線電容，是影響電纜傳輸性能的重要參數(shù)，將同軸電纜單位長度電容控制在允許范圍之內(nèi)，可以保證電纜傳輸阻抗的均勻。測量成品同軸電纜電容，只需用電容測試儀的兩個測試夾，分別連接到電纜的內(nèi)外兩個導(dǎo)體即可。而對于沒有加上外導(dǎo)體的電纜絕緣芯線，只有一個內(nèi)導(dǎo)體電極，無法用電容測試儀直接測量。為此，我們對如何測量同軸電纜芯線電容的方法進(jìn)行了研究。

1 同軸電纜電容
1．1 電容計算公式

式中：C為電纜單位長度電容(pF／m)；ε為絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)；D為電纜的外導(dǎo)體內(nèi)徑即絕緣層外徑(mm)；d為電纜的內(nèi)導(dǎo)體外徑(mm)。
由上式可知，電容的大小和內(nèi)導(dǎo)體外徑、絕緣材料(不同材料ε不同)、外導(dǎo)體內(nèi)徑(絕緣層外徑)、發(fā)泡度(影響ε)相關(guān)。只要D、d、ε控制在一定范圍內(nèi)，當(dāng)內(nèi)導(dǎo)體直徑d和絕緣層外徑D確定后，介電常數(shù)ε就決定了電纜的電容。
1．2 發(fā)泡度對電容的影響
發(fā)泡度就是發(fā)泡體中含多少百分比的氣體，可按下式計算：

式中：P為發(fā)泡度(％)；do-為基材原有的密度；d為發(fā)泡體的密度。
對于發(fā)泡電纜，ε與發(fā)泡度有直接聯(lián)系，PE材料發(fā)泡度與電容的關(guān)系參見表1。

由表1可以看出，發(fā)泡度大時ε小；發(fā)泡度小時ε大。在內(nèi)導(dǎo)體外徑及絕緣外徑確定的情況下，只要控制發(fā)泡度的大小，就能控制電容值。反過來，測量電容有助于電纜芯線在擠出過程中及時調(diào)整發(fā)泡度。