电线电缆基本知识 电线电缆定义: 用以传输电(磁)能、信息和实现电磁能转换的线材产品。 按用途分类: 分为两大类: 电力电缆: 在电力系统中作传输或分配电能的通道。可分为: 裸电线: 一般用在高压输电线路,采用钢芯铝绞线。 电磁线: 用作变压器、电机绕组等电磁能量转换。一般指漆包线,大型电机和变压器绕组用线,有时采用纤维或薄膜绕包绝缘。 电气装备用电线电缆: 仪器和设备连接用电缆; 设备内部连接用电线电缆; 家用电器电源线; 低压配电电缆; 自控温加热电缆; 特种电线电缆. 主要指耐高温、防火、核电站等用的电线电缆。 电力电缆: 一般指大容量,带有绝缘体、铠装、护套的固定敷设用电缆; 电压范围: 1KV～500KV. 种类繁多。 通信控制电缆: 传输语音、图像、数据、控制信号等弱电信号的电线电缆。 通信电缆: 市内电话电缆; 长途电话电缆; 海底通信电缆; 通信光纤; 同轴电缆; 射频电缆等. 信号电缆: 计算机间,计算机与外围设备间通信用电缆. 如:USB线线, LAN CABLE(即5类缆,6类缆,7类缆等), UL2919, UL2464, VDE线, HDMI线等。 视频、音频设备间、测试设备间信号传输用电缆。如：音响线，小型同轴电缆等。 控制电缆：一般用来传输控制信号。如电梯电缆，野外，船用，车辆，航空，采矿，采油等专用电缆。 电线电缆基本结构： 下面是一个电线电缆模型： 导体：导体是电线电缆的核心部分，主要依靠其传输电（磁）能和信息。 导体材料一般是金属材料，如铜、铁、铝、银等金属材，也有非金属材料如碳，还有一些超导体也是用非金属材料合成的。 导体在结构上有实心及绞线两种，而其成份方面有纯金属、合金、镀层及漆包线等。 在设计过程中，对于不同的线材选用这些导体材料时，基于下面几个方面：（1）线材的使用场所及后工序加工方式。（2）导体材料的性能：导电率、耐热性、抗张强度、加工性、弹性系数等。（3）价格因素。 绞线中绞合节距大小一般根据绞合导体线规选取（主要针对UL电子线、HDMI等对导体的节距有要求，需根据标准设计），有时为了改善某种性能可选其它的节距。如通信线材为了降衰减选用小节距，为了提供好的弯曲性能选用较小的节距。 导体绞合采用束丝方式进行，绞合外径有两种计算公式（这里不作介绍）。 绞合导体用量计算也有其计算公式（这里不作介绍）。 绝缘：防止或减少电（磁）能向非指定方向传输。 绝缘材料有气体、液体、固体等，一般使用固体材料，常用的固体材料有塑料、橡胶等。 胶料用量： 不同的押出方式（挤管式和挤压式）有不同的计算公式（这里不作介绍）。 填充物：为了使电缆内芯圆整，以利下一工序制造。 填充物一般使用柔性纤维材料，有时也用油膏、塑料等做填充。 包带： 为了使电缆内芯填充圆整或作为绝缘与处被隔离用，或作为屏蔽层使用。 包带材料有电缆纸、非织布、塑料薄膜带、铝塑复合带、铜带等。 编织层：起到屏蔽或保护作用。 编织材料使用金属线（铜丝、钢丝、铝镁合金丝或铜包铝镁合金丝）或其它线材。 编织参数：编织并线根数、编织前外径、编织角、编织节距、编织单线直径、编织绽子数、编织角、材料密度等. 以上参数可用来材料用量、编织覆盖率等。（公式不作介绍）。 护套：起到保护作用 护套材料一般使用塑料或橡胶。要求具有耐磨、耐光老化、耐化学试剂等特点。 护套的胶粒用量公式与绝缘的胶料用量公式一样，这里不作介绍。 电线电缆命名: 电线电缆命名一般根据电线用途或结构特征,取其代表单词的第一个字母，加上识别码组成。或者按电线的标准来命名。 下面是一些电线厂常用的电线命名规则： 同轴电缆： RG系列（美国军用标准） 如RG58/U。其中R代表raido frequency(无线电频率)；G代表government(管理机构)；58指电缆编号；U代表universal specification(通用规格)。 JIS系列（日本） 如下图： 3 C 2 V CS S：strand inner conductor (绞合内导体) CS：copper clad steel conductor (铜包钢) V： single braid outer conductor (单编织导体) W: double braid outer conductor (双编织外导体) 2： solid PE dielectric core (实芯PE绝缘) C：characteristic impedance 75ohm (特性阻抗75欧) D：characteristic impedance 50ohm(特性阻抗50欧) 3： approx diameter of dielectric core (芯线 C F B B：braid（编织外导体） F：foamed PE（发泡PE绝缘） C：characteristic impedance 75ohm（特性阻抗75欧） D：characteristic impedance 75ohm（特性阻抗50欧） 5： approx diameter of dielectric core（芯线的大约外径mm） 二、电源线、中国GB，国际电工委员会标准IEC： 以标准编号及对电源线规格所对应的表格序号作为电线标准中表格52所规定的2x0.75mm2电源线、美国UL、加拿大CSA： 一般以电线用途或形状描述的英文第一个字母表示，如SVT 2x18AWG 而一般的电子线均以电子线规范在UL subject758标准中所处的页数来命名，如UL1007的规范在subject758的第1007页。 3、欧洲： H 03 V V H2 -F 2 X 0.75mm2 H表示欧洲国家间协调标准。 03表示额定电压300/300V； 05表示额定电压300/500；07表示额定电压450/750V。 第一个V表示PVC绝缘，如用R则表示橡胶绝缘。 第二个V表示PVC护套，如用R则表示橡胶护套，T表示棉纱护套。 H2表示芯线省略表示芯线绞合。 F表示软线。 X表示无黄/绿线，G表示有黄/绿线。 电线电缆检测项目 外观、长度、标签 规格： 绝缘、护套厚度测量 外径测量 偏心度 物理性能 抗张强度 断裂伸长率 热老化试验 加热变形试验 曲挠试验 冷弯试验 热冲击试验 燃烧试验 热失重试验 热收缩试验 电性能 导体直流电阻 R=ρL/S 绝缘电阻 反映电线电缆产品绝缘特性的重要指标，它与该产品能够承受电击或热击穿的能力，与绝缘中的介质损耗，以及绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等均存在极为密切的相互依赖关系。 3．耐电压 耐电压试验的目的是考核产品在工作电压下运行的可靠程度和发现绝缘中的严重缺陷。 4．火花试验 火花试验的目的是发现绝缘中的严重缺陷。 5．特性阻抗 特性阻抗表示电磁波沿没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗。单位是欧姆（Ω）。 6．静电电容 导线表面相当于电容器的极板，导线间的绝缘材料相当于电容器的介质，即导线间的电容值就是静电电容。单位是皮法或微法（pF或μF）。 7．衰减系数 衰减系数表示电磁波在均匀电缆上的单位长度的衰减值。它由两部分组成：由于金属导体中的损耗而产生的衰减；由于介质中的损耗而产生的衰减。单位是分贝（dB）。 8．屏蔽系数 表示屏蔽作用的大小。 9．结构回损（也称反射衰减或反射损耗） 结构回损愈大，电缆内部结构愈均匀。 10．近端串音 11．远端串音 电线电缆原材材料 第一章：导体 铜 颜色：紫红色 符号：Cu 原子量：63.5 密度：8.9g/cm3 熔点：1083℃ 体积电阻率：0.017241Ω。mm2/m(20℃) 导电率百分值（IACS：International Annealed Copper Standards）: 规定20℃时标准国际退火铜导电率为100% 电阻温度系数： Rt=R20*［1+αR20（t-20）］ α20为20度温度下的电阻温度系数：0.00393 电工用铜纯度在99.99%以上。有些OFC（无氧铜）要求铜纯度达到99.99%以上（如高级音响线N），其导电率百分值在100%以上。 10．电性能好，仅次于银，导热性能好，仅次于银，金。 11．耐腐蚀性好。铜在干燥空气中有较好的耐腐蚀性，在潮湿的空气中表面易生成有毒 的铜绿。铜与盐酸和稀硫酸基本上不反应。 12．塑性好，易加工。 13．易于焊接。 14．加工过程：电解铜锭经连铸连扎（或熔铜上引法）制成8mm无氧铜杆再经拉丝（大， 中，小，微拉丝）工序制成我们所需规格的铜丝。再经过退火即可使用。 铝 颜色：银白色，表面氧化，一般呈灰白色。 符号：Al 原子量：27 密度：2.7g/cm3 熔点：660℃ 体积电阻率：0.0265Ω。mm2/m(20℃) 7．导电率百分值（IACS）：60~65% 8．电阻温度系数： Rt=R20*［1+αR20（t-20）］ α20为20度温度下的电阻温度系数：0.00423 9．电工用铝纯度在99.5%~99.7%。 10．导电性能良好，仅次于银，铜，金，；导热性能良好； 11．耐腐蚀性好，铝在空气中与氧反应，很快生成一层致密的氧化铝膜，防止进一步氧 化。 12．塑性好，易加工。资源丰富，价格便宜。 13．缺点：抗拉强度低。不易焊接。 14．加工工序：铝锭经连铸连扎工序制成我们所需规格形状的导体。 15．铝合金：由于铝抗拉强度低，加工成细导体易断，为增强抗拉强度，加入一定比例的其它金属，如镁，硅，铁，铜等元素。我公司使用的铝镁丝线即属此类。 导体镀层用金属： 锡： 颜色：银色。 符号：Sn 原子量：118.7 密度：7.3g /cm3 熔点：232℃ 体积电阻率：0.115Ω。mm2/m(20℃) 电阻温度系数：20度温度下的电阻温度系数：0.00447 在大气中极为稳定，在软水和淡水中不受腐蚀，在无机酸和卤氢酸中，特别在有氧和高温下，锡会迅速腐蚀。锡强度低，低温下会脆成粉末。 作用：一般用于铜导体镀层，电子元器件焊接。 金： 颜色：金黄色。 2．符号：Au 原子量：197.2 密度：19.3g /cm3 熔点：1064℃ 体积电阻率：0.0225Ω。mm2/m(20℃) 电阻温度系数：20度温度下的电阻温度系数：0.00398 导电性能良好，仅次于银，铜；导热性能最好。 耐腐蚀性好，除镪水外，不与其他化合物起反应。 10．塑性好，易加工。 11．作用：一般用于高级音响线，视频线，电子元器件接插头的镀层。 银： 颜色：银白色。 2．符号：Ag 3．原子量：107.88 4．密度：10.5g /cm3 5．熔点：962℃ 6．体积电阻率：0.0159Ω。mm2/m(20℃) 7．电阻温度系数：20度温度下的电阻温度系数：0.0041 8．性能稳定，耐腐蚀性好，抗氧化性能好。 9．作用：一般用于铜导体镀层，如射频电缆，高温电缆中的导体镀层。 第二章：塑料 一、PE（Polyethylene），聚乙烯： 由乙烯单体聚合而成。 PE是一种热塑性塑料，外观为乳白色，它具有优异的介电性能，介电常数为2.25~2.35，LDPE的介电常数较HDPE小。PE低温性能好，耐水；易热，熔融温度100~135℃，易加工成型。 PE50℃接触氧化即开始氧化，而且光稳定性差，特别对300mm紫外光敏感，故生产电缆用的聚乙烯一般添加了抗氧剂，润滑剂以利挤出。PE用作护套料时需加入碳黑，以防光老化。而高速生产的PE需加入其他聚合物进行改性。 PE分类： 1．低密度聚乙烯（LDPE）： 密度：0.910~0.925g/cm3；主要用在普通信号线-包括音视频线的绝缘押出，加工范围较宽 2．密度聚乙烯（HDPE）： 密度：0.941~0.967g/cm3；用于信号线的绝缘押出，但押出工艺范围较LDPE窄，且押出温度要高于LDPE的押出温度； 3．阻燃聚乙烯（FR-PE）： 由于添加了阻燃剂，押出的电线芯线具有一定的阻燃能力，适用于要求防火性能的电 制造，此种材料的押出范围较窄； 4．交联PE（XLPE）： 胶料中添加有交联助剂，挤出后的电缆经化学方法或电子辐照交联，提高胶料的耐热及耐电压性能。一般用在高压电缆上。 5．发泡聚乙烯（FOAM-PE）： 所谓的发泡，就是指在押出的绝缘层中存在一些细小的空气泡，用于对信号传输能力及传输质量要求较高的电线绝缘制造；其中绝缘层单位体积中气泡所占的体积比为发泡度，不同的发泡度可使电线有不同的电容值，可通过电容监测仪来监视押出电线的发泡度，并通过调整押出温度押出速度来获得不同发泡度的电线； 发泡方法分为化学发泡和物理发泡两种。 化学发泡即在PE料中加入发泡剂，当发泡剂受热分解后将会在料的内部产生气泡，化学发泡发泡度以不超过40%为宜。 物理发泡是通过在挤出过程中加入高压氮气，使氮气和胶料均匀混合，当混合物被挤出模口时，因压力突然减低，氮气迅速膨胀，而形成发泡。物理发泡PE一般采用LEPE和HDPE混合使用，因LDPE耐磨性差，单独使用LDPE作发泡的成品易变形，易破裂。LDPE过少，则发泡结构不稳定，容易形成气泡。加入HDPE使得电线耐磨，强度高。物理发泡一般采用皮-泡-皮工艺，因为发泡度过高的PE基本上没有附着力，导体极易抽出，故第一层一般用实心PE挤出，第三层再用实心PE挤出，第三层主要起防护作用。 PVC（Polyvinyl Chloride）聚氯乙烯： PVC是一种极性材料，介电常数为3.4~3.6，对高频信号引起的介质损耗较大，故一般不作高频、高压电缆的绝缘材料使用。 由氯乙烯单体聚合而成。PVC分子在热和机械力作用下，分子链易断裂分解，导致 材料材料发脆，物理力学性能下降。单纯的PVC树脂常温下呈玻璃态，容易脆化，故需加入增塑剂来改善塑性，增加柔软性。 我们常用的PVC胶料包含以下组份： PVC树脂，聚合度一般在700~1300。 增塑剂：常用的有DOP，HIDP，DOTP（60~90℃）；TOTM（105℃）；氯化石蜡。 稳定剂：使PVC树脂延缓分解。常用的有铅盐；金属皂类；有机锡类（无毒料）。因为稳定剂作用机理各不相同，为满足对光，热和其他因素引起的分解都起到抑制作用，可用各种稳定剂混合使用，即综合稳定剂。 填充剂：为降低成本及改善某些性能而加入的。主要有轻钙，重钙，陶土（增加绝缘电阻）；炭黑（半导电PVC）等。 润滑剂：有利挤出。大多增塑剂同时有润滑作用。 色粉。 阻燃剂：PVC树脂本身是不延燃的，但PVC胶料中添加的增塑剂都是易燃的，常用的阻燃剂有三氧化二锑，氢氧化钠，氢氧化镁。 PVC胶料分类： 半硬PVC（SR-PVC）； 主要用在电子线和游戏机线的绝缘上，其挤出工艺要求较软质PVC严格，可变化范围较窄； 软质PVC； 此种绝缘材料多用于电源线，普通计算机线芯线和护套层的押出，挤出加工范围较半硬PVC宽； 特种PVC； 无毒PVC，不含重金属如Cr，Pb，Sb. 非迁移性胶料：一般采用大分子量的增塑剂。 导电PVC XLPVC PP聚丙烯 PP是一种热塑性塑料，外观为白色蜡状，电性能与高密度聚乙烯差不多。它具有优异的介电性能，介电常数为2.0~2.6，易燃。耐热性好，熔融温度165~170℃，耐磨性好，耐旱性差。 其它电线电缆常用塑料和胶料： Nylon尼龙： 抗拉强度高，耐磨性好。电绝缘性差，一般用作电线护套。耐热性能一般。耐化学稳定性优良。 氟塑料： 抗拉强度高，耐磨性好。电绝缘性优良。介电常数2.1。耐热，耐寒性能优良，使用温度过-60℃~250℃。耐化学稳定性优良。加工性能较差。常用作同轴电缆，热电偶和H级F级电机引出线的绝缘。 TPU热塑性聚氨酯： 抗拉强度高，耐磨性好，弹性好。一般用作小型手持电器连接线的护套。 橡胶：需经过硫化交联成热固性材料。一般富有弹性。 天然橡胶NR 合成橡胶：丁苯橡胶SBR；丁腈橡胶NBR；氯丁橡胶CR；氯化聚乙烯CPE；硅橡胶等。 第三章：辅助材料 一、填充用料： 纤维填充： 纤维度量单位： 支：公制支：1kg纤维长度的千米数即为支数。英制支：1磅重纤维长度为840码的倍数为支数。 丹尼（den）：9000m长纤维的克数。 纤维种类： 棉纱 化纤 无碱玻璃丝 PP网状撕裂纤维 固体填充： 塑料条 一定形状的固定支架 二、包带： 屏蔽作用： 金属材料的屏蔽效果由金属厚度决定，电磁波透入金属的深度与电磁波频率的平方根成反比，故只要满足低频的屏蔽要求，即可同时满足高频的屏蔽要求。 铝箔：单面铝箔由PET+铝基粘合而成。双面铝箔由铝基+PET+铝基粘合而成。 铜箔：纯铜箔。也有用PET+铜箔复合而成。屏蔽效果好。 隔离和保护作用： 纸箔：一般用棉纸 无纺布：由纤维粘合而成。 离型剂： （1）滑石粉 （2）云母粉 （3）硅油 电线电缆基础理论培训 电线机械 第一章：铜加工机械 铜加工的工作原理 利用铜的金属塑性原理，配备相应的设备，在串行式模具上实现拉制。 减面率： （S前-S后）/S前X100% 利用铜的金属再结晶原理，配备相应的退火设备，将拉制后已经硬化的铜线 再行软化，回复铜线的原有功能。退火可分为：连续退火（感应电加热式，电加热管式）；真空（充氮）电炉退火 拉丝机的组成 放线架：一般采用笼式放线或越端式放线架，固定放置，以利于换轴时接线，实现连续生产。 拉线）轧线机：利用相向回转的凸轮组，将铜线）拉线箱 A．拉线）润滑系统 A、拉线润滑液的作用 润滑作用：减少铜线在模具工作区与模具接触面的磨擦。 冷却作用：带走磨擦产生的热量，降低模具与铜线的温度。 清洗作用：冲洗掉铜线变形过程中掉下的铜屑。 B、润滑液循环过程： 拉丝润滑液池 → 进液管 → 喷嘴 → 拉线箱内储液 → 回流管 → 拉线润滑液池。 连续退火系统（中拉机） 退火箱 上下电极轮：通过一定的电流，加热绕过的铜线，进行退火。 进、出水管：提供冷却水，对热铜线进行充分冷却。 蒸汽喷出管：引入蒸汽，退火时对热铜线进行保护，避免氧化。 空气吹干器：吹干铜线上的水汽，避免水斑痕及氧化。 收线机 采用滚动式收线，配备自动排线装置有将拉制后的铜线均匀缠绕在收线轮 盘上。 分类： （1）、大拉机：（8mm → 2.4 ~3.0mm） （2）、中拉机：（2.5mm → 0.4 ~0.8mm） （3）、小拉机：(细拉机)（0.8mm → 0.10 ~0.30mm） （4）、微拉机：（0.4mm → 0.05 ~0.10mm） 镀锡机: 原理及结构 分类 热镀： 将铜丝经过熔融的锡炉，使锡粘上铜丝，然后经过镀锡模，抹去多余的锡。 热镀铜丝一般同时退火。为使铜丝易上锡，一般铜丝入锡炉前加涂助焊剂。 炉锡温度一般在250~300度。 电镀 在一定浓度的电镀液体中，以铜线为阴极，锡块为阳极，在一定速度下， 阴极、阳极之间通过一定的电流，则在阴极铜线的表面上沉积一层锡，实现 了对裸铜线的电镀。 束丝 束丝机的工作原理 （1）、绞线原理、节距： 穿过机器绞弓的铜线由绞弓的圆周运动同机器前行运的共同作用，使得单根的 铜线螺旋形缠绕在一起；单根铜线沿着铜绞线的方向上每相隔固定距离出现一 次，此相隔的固定距离，即为铜绞线）、单绞机与双绞机的区别： 绞线机的绞弓的端点即为绞合点。 单绞机：线材经过绞弓的一个端点直接被收到轴盘，只经历了一个绞合点。（笼绞， 无退扭单绞） 双绞机：线材经过绞弓的两个端点后被收到轴盘，经历了两个交合点。 （3）、绞合方向的判定 最为直接的方法是：绞线竖直放置在前方，如纹理方向指向左上端，即为左向 （S）；如果纹理指向右上端，即为右向（Z） 双绞机的类型 双绞机的类型由双绞机引线轴的规格所确定,如:收线mm，则 此双绞机定名为φ630型双绞机。 焊接简介： 铜线的焊接一般有两种方式：其一为热焊接（热熔焊接），即被焊接的铜线两端通过一定的电流，铜线受热，熔接在一起；其二为冷焊接（压力顶锻），即被焊接的铜线两端施加一定的压力，铜线顶锻，结合在一起。细铜线的焊接主要是冷焊接。 第二章：电线加工机械 第一节 基本知识 1．“挤出”的概念 是塑料成型的一种加工方法，即通过一种机器将绝缘材料或护套材料以一定的形 状包覆在导体（或其它材料）的外表面，使加工出来的产品能够满足一定的使用 要求的加工方法。 完成这种加工的机器称为“挤出机”，完成挤出作业的工序称为“挤出工序”，即 挤出的的主要工作。 2．电线制造流程简介： 基本流程如下图所示： 退火 大拉 中拉 小拉 束丝 绝缘挤出 绕包 镀锡 成品出厂 外被挤出 编织 成缆 内被 最简单的电线制造流程只需经过导体绞合（单根导体则不需此工序）及一次绝缘挤出即可完成制造任务，结构复杂的电线则需经过多次挤出和编织或其它工序后，再经最后一次挤出护套而完成整个制造流程。 第二节 挤出生产线的构成 生产线布置图： 完成挤出工作的生产线称为挤出生产线，由挤出主机和相关附属设备组成，一般典型的挤出生产线的各设备布置情况如下图所示： 电线挤出生产线示意图 份装置功能及类型介绍 1）.放线架： 功能：用来放置芯线或导体轴，并能使轴完成旋转运动从而可连续释放芯线或导体的装置。 类型：放线架按给线方式分为主动式放线架和被动式放线架，前者有电机传动，可主动使轴旋转，或轴不转而通过一转盘抛线（喇叭筒放线架）；后者无无任何动力装置，轴旋转的动力完全来自引取箱中引取机的牵引力。 2）.张力架： 功能：调整进入机头前芯线或导体的张力，以保证芯线或导体以稳定的张力进入眼模，从而保证挤出作业质量的稳定性。 类别：按调节张力的方式分为磁粉式张力架，摇臂式张力架（重锤；气缸）振荡式（dancing roller）式张力架：磁粉式张力架两个轮子只能旋转不能上下摆动，张力是靠通电后产生的磁吸力做为摩擦力而提供的，张力大小可通过调节控制电流来获得；摇臂式张力架（重锤；气缸）以重锤的重力或气缸的阻力来调节张力；振荡式张力架有一个轮子可以上下摆动，张力的提供可通可增减其上的砝码来调节。 3）.导体预热器: 功能：去除导体的潮气，完成对导体的加温工作，从而改善导体与挤出材料 间的附着力及挤出材料的伸长性能。 类别：导体预器分为火焰式预热器和感应电流式预热器，感应电流式预热器 基本如同变压器的主、次线圈工作原理一样，预热器有一个主级线圈， 其两个金属导轮为次线圈的二个电极触点，当导轮绕在导轮上时形成次 级线圈，这样，导体上电流的强度可通过调节预热器主线圈的电流或电 压进调节，电流强度增加，预热能力也就增加。 4）.挤出主机: 功能：将胶料以一定的速度挤出，完成电线的成型工作。 类别：挤出主机按其螺杆直径的大小分为不同的机型，如φ90mm,φ50mm 等，规格大者，表示其它胶料的挤出能力大，一般用于电线外护套的 挤出，小规格挤出机多用于一次绝缘芯线ae;

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