电线电缆简介一、电线.电线电缆简介在一般人印象中电线电缆是个简单的概念只是外包一层塑料的金属线而已。作为现代电气产品之讯号传播媒介电线电缆远比上述概念来得复杂。从家用电话线大哥大充电器线到办公所用计算机线扫描线甚至到如今的铁氟龙线功能更超多样化和复杂化。寻找电线电缆的根源可追溯到历史上不少科学家。公元1831年英国科学家法拉第发现了quot电磁感应法则quot为电线电缆的实用发展奠定了扎实的基础1879年美国的爱迪生发明了电灯电灯配线年美国的哥尔屯发明了quot交流发电机quot。伴随着这些直接影响人类工作、生活的发明出现电线电缆的发展也日超讯速。1830年法拉第制成了卷线年美国的佛朗第发明了油浸纸绝缘电力电缆此为目前所用的其本型高压电力电缆。电线电缆的发展主要涉及绝缘材料与导体的发展。绝缘材料由最原始的裸线漆包线橡胶线塑料线合成材料线进步到目前的各类线缆。导体也相继有白金铜铝光缆等等随着科技的发展计算机等科技产品的出现电线、电缆之间距离也慢慢拉开简而言之电线系指构造简单而且芯数较少的传电线材。电缆系指多重绞合制造工艺复杂或芯数较多的传电线材二者区分并不严格通俗地讲只要能传送电力或信号的有形物体都可以称之为电线电缆。性能释记:硬铜线:经伸线冷加工而成具有较高的抗张强度适用于架空输电电缆配电线及建筑之导体。软铜线:硬铜线加热去除冷加工所生产之残余应力而成富柔软性及弯曲性并且有较高之导电率用于制造通讯及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。加外还有:半硬铜线、平角铜线、镀锡铜线、无氧铜线、电子零件用线等。导体电阻:导体之电阻与其长度成正比与其截面积成反比。公式:RPL/S此公式适用于26式中:P…为导体之电阻系数L…为长度S…为截面积。如在20以下便用以下公式:RPL/S254.5/260.5。导电率:以20时长度1M截面积为1m之标准软铜线导电率.电阻愈大导电率愈低两者成反比.拉断力:抗张试验时试样而使其断裂之最大荷重之力。抗张强度:抗张试验时使其试样断裂以单位面积表示之拉断力。伸长率:于规定之标称距离试样经过伸长至断裂后所增加之长度与原来长度之比率。绞线之绞向:分为左绞Z和右绞S指观察者沿着导体或芯线之轴由远向近观向时导体或芯线之单线沿导体或芯线之侧面绕卷其绕卷之方向即为绞向。绞线之绞距:即导体或芯线之单线依螺旋一圈时之轴向长度。耐弯曲折性:单线一端固定另一端加上重量使垂向下然后来回180度地弯曲折直线断为止弯折次数愈多表示耐弯折性愈强。电线VDONGGUANHUAKUNELECTRICCO.LTDVW-1E300956…华坤公司在UL的档案号。…美国认证标示。AWM…电线内部线。一般仅用于工厂安装布线…电线AWG…电线…电线V…额定电压。DONGGUANHUAKUNELECTRICCO.LTD…东莞市华坤电线…垂直试样燃烧测试。二、电线电缆的分类依日本电线年对电线、被覆线、裸线…顾名思义不具绝缘材料主要传导材料为:金、银、铝、铂等等。2、卷线、通讯电缆…主要用在通讯方面的电线电缆电话线显然是个最明显的例子。我们举一例子面言。外被绝缘铜导体包带如上图电话线截面图就是圆形电话线的一个典型例子。我们从里到外逐一剖析可分为:导体、绝缘、包带、外被。3.1导体如图中示起传导讯号作用。目前所用到的材料为:铜、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜。一般而言一条导体是由若干股细铜丝组成而较少是单一条铜丝组成。这若干股细铜丝彼此之间还要绞合。绞合设及绞距、绞向等概念这在以后的产品设计中会谈到。3.2绝缘导体之间要有绝缘材料隔离。否则此线材就不能使用了。如上图个标示阴影的小圈圈就是绝缘截面。绝缘材料主要是塑料类PP聚丙烯SR-PVC乙烯聚合物的氯化物PE聚乙烯FEP聚全氟乙烯PFA可熔性聚四氟乙烯ETFE乙烯--四氟乙烯共聚物ECTFE三氟氯乙烯PVDF聚偏二氟乙烯TPU等等。这些绝缘材料的选择与客户要求材料价格有关。3.3包带这是应客户要求而设的一道工序。材料主要是铝箔麦拉带PT油纸带等。一般而言包带有防止芯线松散、遮蔽外界信号的作用。包带方式有斜包、卷包、纵包等方式。具体见后面详述。3.4外被作为产品外观而倍受客户的重视。图中半椭圆形外被是一个典型例子。外被材料也较多不同的材料依不同的比例组成不同的配方可以让你眼花缭乱。其中TFLPVC是经常用到的。目前我们厂将外被的外表面分为如下二种特征:亮面、半亮雾、光泽依次降低。其中TFL全为亮面。4电力电缆--一般为高压传电线被覆线--一般为低压传电线。电线电缆大致可以分为上述五大类。但依据具体的材料、形状、构造、用途的不同又可以分为74类。例如圆线、纸卷线、市内纸绝缘通讯电缆、警报用电线等等详见有关资料。二、电线电缆的制作过程简介缠绕印字色带集合印字裁条炼铜伸铜伸线绞线绝缘成缆编织成卷编织外被填充地线.炼铜目前工业应用阴极电解铜法炼铜。2.伸铜伸线有三种方法:三个阶段:粗伸8.02.6mm中伸3.2/2.61.2/1.0mm细伸1.2/1.00.07/0.05mm3.0镀锡退火:电线电缆导体两端镀锡目的。3.1避免与O2接触发生氧化。3.2焊接方便易于操作。镀锡的两种方法:3.2.1.热镀。使用导体铜表面干净无油渍。3.2.1.电镀锡导体电镀锡后表面光滑品质好表面薄。4.绞线绝缘缠绕编织外被印字集合包带、填充、地线编织外被裁条成卷、轴装不过并非所有线材都必须有上面过程有的线材制作过程简单得多。二、电线电缆的设计一、导体一.导体线径、股数、面积与电阻之关系1.导体的概念能够导电的物体称之为导体电缆。相反不能导电的物体称之为绝缘体。在大自然中铜的导电能力较强电阻Restistance低。实际上我们经常用到的是合金导体。例如镍、铬、铜线又称之为电阻线能产生大量的热。由于各金属成分不一样则电阻大小也不一样。镀锡铜和镀镍铜是经常用到的镀锡铜导电性能好价格比镀镍铜低。但是相对锡而言更易氧化。镀镍铜它更比镀锡铜耐腐蚀但成本高。因此我们通常选用镀锡铜线或镀锡绞线。我们应该还记得下面这个公式:LRPAR为电阻P为导电率L为线长A为截面积在工厂非常容易看到如此规格133220AWG19/0.19TS导体线表示型号AWG美国线股细铜丝组成.C…quot/quot表示19股细铜丝是绞合在一起我们厂所有线材都要绞合除单根之外.D…表示19股铜丝的每股细铜丝的单根直径是0.19mm。E…T表示镀锡铜线.导体线径我们用到的线材导体直径一般比较小从0.05mm到1.291mm。使用线径小的导体可以保证线材的柔软度我们 用细铜绞线代替单一粗铜导体也就是这个道理。由于有线径大小的区分就有了铜条、 铜线、铜丝的不同称呼他们的线径依次减小。当然下面的简单公式将的出导体面 积:Aπr20.7854d2二导体相关计算1.绞距Pitch、掺入率的概念绞合有两种方式:同心绞 和束绞。在了解他们之前我们先了解一下绞距之概念。学过工科的同仁清楚螺杆中 有螺距的概念学过理科的同仁清楚波长之概念绞距与螺距、波长相似在平面上也是 具有相同性质两点之距离。如下图标显然相同长度之导体绞合之细铜丝要比直放之 细铜丝长。这种就存在掺入率的概念。用导体之长度乘上一个系数K就得到绞线的 实际长度。通过下面图标可以推出一个公式:P…绞距.L…绞距范围内芯线…层心径。L从而推出:λ-1K1λK为掺入系数。1.导体重量计算公式这里的重量严 格来说区别与我们以前的概念因为它的单位是KG/KM而不是单独的KG或G即它是 单位长度线式中:d 为单股铜线…铜线掺入率C…芯数P…芯线…芯线集合掺 喜羧肼市鞠呶薅越蔏31上面公式出现了芯线掺入率、芯线对数这是因为我们设计的线缆的芯线同样具有绞合、绞距等等概念。3.导体绞合外径 的计算我们设计线缆包括线材外被是用量的计算这对一个工厂来说是非常重要的。 因此导体绞合外径的计算就有必要了。无论是导体还是芯线都存在两种绞合:同心 绞、束绞。名副其实同心绞是指以一条或多条铜单线为中心在其周围各层以左右交 互之方向绞合。每层的单线条。束绞是叫所有单线依同一方向 绞合。其它还有复合绞等等。当导体股数芯线并胶合时为 同心绞其余股数芯数为束绞。导体胶合外径的计算公式如下:同心绞胶合外径D12ndn 为导体自内到外的层数束绞胶合外径DN1.155dD为绞合外径N为导体股数。芯线 胶合外径则可参考《电子线材用量设计应用公式标准》。前面还提到quot对型线缆 集合掺入率quot所谓对型即导体芯线两两绞合在一起之后所有导体芯线再一起总绞 也可以不总绞。这一般是应用在要求较高电器性能的线材上。值得一提的是芯线绞 与导体绞是相同原理但芯线绞我们称之为芯线集合层心径的概念如下图:二、绝缘材 料与绝缘相关计算1.塑料材料的两种特性:1.1热可塑性THERMO-PLASTIC1.2热固 性THERMO-SETTING2.常用到的绝缘材料有:PPPolyproplene材料-般较亮较硬燃烧 平稳无太多的烟尘有下滴现象。价格较低。SR-RVCSR-Polyvinylchloride材料-较暗 较软燃烧有大量的烟尘。价格较贵FEP耐油、耐磨、电气性能好等特点。 PEPolyEthyleneResin材料-很亮很软较难加工无下滴现象。价格较贵。对塑料材料而 言无论绝缘材料还是线材外被材料都有一些重要的机械特性、化学特性等等。这可 以参考《电线用塑料材料特性表》。比重在电线电缆设计中也很重要例如报价。比 重概念中有一个加权平均比重的概念。表示入下公式:n1ρ1n2ρ2ρ平均n1n2其 中:n1ρ1…为第一种材料的比例、比重其中:n2ρ2…为第二种材料的比例、比重。2. 有关绝缘的计算2.1重量KG/KM:工厂适用 WπρtDtK4d2ρCK2PK3WD2-d20.7854P式中:π…圆周率3.146ρ…比重D…导 体绞合外径mmt…绝缘厚度K4…押入系数d…单线…芯线…对型电缆集合掺入率。2.2重量KG/KM:业务适用 WD2-Nd20.7854ρCK2PK3式中:D…绝缘外径mmN…导体总股数d…单线td式中:t…绝缘厚度d…导体绞合外径mm。二、 对绞、集合之绞线眼模之设计与选用一个例子:3C0.752PVC电源线mm试问其绞合外径是多少选用多大的绞线 眼模求出总截面积:A0.78541.7520.78541.152近似求绞合外 径:DA/0.78543.6mm但实际上眼模不能达到这个要求D3.6mm在集合盘上应按如 下摆线法:这样才不容易出现前左图中的极限现象。因此D什还要加上一个经验值通 常加上0.5。四、包带、包带材料及相关计算4.1选用包带之原因1.使线材成圆柱状有 的芯线不需要总绞外面只包一层包带2.防止线.9一般用单面遮蔽面积 小遮蔽电阻大。线材包带有两种方式:Facc-in:铝箔向内用在没有线材不再经过编制 或缠绕的线材场合也起遮蔽作用Facc-out铝箔相对铜箔而言铝箔软且便宜因此使用