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1、一、 电线电缆的简介1. 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“电磁感应法则”，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，电灯配线因此有了广阔的前景， 1881 年，美国的哥尔屯，发明了“交流发电机” 。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
2、也日超讯速。1830 年，法拉第制成了卷线（漆包线）。1889 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
3、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：R=PL/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：R=PL/S254.5/260.5。导电率：以 20时，长度 1M，截面积为 1m之标准软铜线之电阻 1/58 欧（0.017241）为其准 ,称为 100导电率.电阻愈大
4、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。电线印字之含义：E300956 AWM 1332 22AWG 200 3
5、00V DONG GUAN HUA KUN ELECTRIC CO.,LTD VW-1E300956华坤公司在 UL 的档案号。美国认证标示。AWM电线的名称代号，（UL758 内部线）。一般仅用于工厂安装布线。1332电线分类名称号。22AWG电线之规格。200电线额定温度。300V额定电压。DONG GUAN HUA KUN ELECTRIC CO.,LTD东莞市华坤电线实业有限公司VW-1（垂直试样）燃烧测试。二、电线电缆的分类依日本电线工业协会 1977 年对电线电缆的分类为：1、裸线 2 、卷线 3 、通讯电缆 4 、电力电缆 5 、被覆线1、裸线顾名思义，不具绝缘材料，主要传导材料
6、为：金、银、铝、铂等等。2、卷线类似电话手柄曲线。3、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。
7、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
8、成不同的配方，可以让你眼花缭乱。其中 TFL ， PVC 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。5 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 外被 轴装1.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
9、：粗伸（ 8.02.6 mm）,中伸(3.2/2.61.2/1.0 mm)， 细伸(1.2/1.00.07/0.05 mm)3.0 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
10、够导电的物体称之为导体。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：LR=PAR 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 1332 20AWG（19/0.19TS）导体线材。我们来分析一下1
11、332 20AWG (19 / 0.19 TS)A B C D EA1332 表示型号( AWG 美国线规)数,20AWG 其中一种.B19 表示此导体由 19 股细铜丝组成.C“/”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。ET 表示镀锡铜线，S 表示铜线为绞合。2.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。
12、当然下面的简单公式将的出导体面积：A=r2=0.7854d2（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绞距范围内芯线实际长度。D1 层心径。 L从而推出：= -1 ;K=1+ K 为掺入系数。1 导体重量
13、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 即它是单位长度线材的重量。W=d26.9822nk1ck2pk3 W=d2n0.78548.91.03式中：d为单股铜线直径; N股数 K1铜线掺入率;C芯数 P芯线对数 K2芯线集合掺入数;K3对型线缆集合掺入率(芯线无对绞,K3=1);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
14、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。每层的单线总数均比其内一层多 6 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（芯线条数）为 7、19 、37 、61、95 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 D=(1+2n)*d n 为导体自内到外的层数；束绞胶合外径 D=N1.155d D 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 “对型线缆集合掺入率” ，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
15、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-PLASTIC ）；1.2 热固性（THERMO-SETTING ）；2. 常用到的绝缘材料有：PP（Polyproplene）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-RVC(SR-Polyvinyl chloride)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。PE(Poly Ethylene Resin)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。
