导体部分有关设计与计算

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1、科名片住宅电气线路一般采用只有一层塑料绝缘的铜芯电线，它通常穿于塑料管或钢管之中暗敷在墙里，为的是避免受机械损伤。 导 体 部 分 有 关 设 计 与 计 算 :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 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

2、等 . 1.导 体 绞 合 节 距 设 计 : 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 线系 列 , 电 源 ,UL444 系 列 ,CSA TR-4 系 列 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 .下 面 的 节 距 表 选 择 表 是 针 对UL 电 子 线 . 美 制 线 规 对 应 截

3、面 积 及 绞 线 节 距 美制线规 标称截面积 最小截面积 节距 30 0.0507 0.0497 68 28 0.0804 0.0790 911 26 0.1280 0.1260 1113 24 0.2050 0.1990 1416 22 0.3240 0.3140 1619 20 0.5190 0.5090 2124 18 0.8230 0.8070 2732 16 1.3100 1.2700 3238 14 2.0800 2.0200 3947 2.多 根 绞 合 导 体 绞 合 外 径 计 算 : 导 体 绞 合 采 用 束 绞 方 式 进 行 ,绞 合 外 径 采 用 下 面 两

4、种 方 法 计 算 : 方 法 1: 方 法 2: d-单 根 导 体 的 直 径 D-绞 合 后 绞 合 导 体 外 径 N-导 体 根 数 上 述 两 种 方 法 中 ,方 法 2 比 较 适 合 束 绞 方 式 导 体 绞 合 外 径 计 算 ： 3.导 体 用 量 计 算 : 1.单 根 导 体 2.绞 合 导 体 d-单 根 导 体 直 径 导 体 密 度 N-导 体 绞 合 根 数 -导 体 绞 入 系 数 注 :用 量 计 算 为 单 芯 时 导 体 用 量 ,当 多 芯 时 须 考 虑 芯 线 绞 合 时 的 绞 入 系 数 . 4.导 体 防 氧 化 . 为 防 止 导 体

5、氧 化 , 可 在 导 体 绞 合 时 , 加 BAT 或 DOP 油 （ 如 电 源 线 ， 透明 线 ） 。 押 出 部 分 有 关 的 设 计 与 计 算 : 押 出 部 分 包 括 绝 缘 押 出 .内 被 押 出 及 外 被 押 出 ,在 押 出 过 程 中 ,因 对 线 材要 求 不 同 采 用 押 出 方 式 不 同 .一 般 情 况 下 ,绝 缘 押 出 采 用 挤 压 式 ,内 护 层 与 外护 层 采 用 半 挤 管 式 .有 时 为 了 满 足 性 能 要 求 采 用 挤 管 式 .其 具 体 选 择 方 法 ,参 照 押 出 技 术 . 1.押 出 料 的 选 择 :

6、设 计 过 程 中 押 出 料 的 选 择 主 要 根 据 胶 料 的 用 途 、 耐 温 等 级 、 光 泽 性 、 软硬 度 、 可 塑 剂 耐 迁 移 性 、 无 毒 性 能 等 来 选 择 . 2.押 出 外 径 : D2=D+2*T D-押 出 前 外 径 D2-押 出 后 外 径 T-押 出 厚 度 押 出 厚 度 (T)主 要 根 据 线 材 有 关 标 准 ,结 合 厂 内 设 备 生 产 能 力 尽 量 满 足客 户 要 求 . 3.胶 料 用 量 : 采 用 不 同 的 押 出 方 式 ,押 出 胶 料 用 量 计 算 公 式 也 有 不 同 . 挤 管 式 挤 压 式 W

7、=(S 成 品 截 面 -S 缆 芯 内 容 物 )* -胶 料 密 度 . 考 虑 到 线 材 的 公 差 , 现 期 线 缆 企 业 一 般 采 用 下 面 计 算 方 法 . W=3,14159*1.05*T*(2*D+T)* 芯 线 绞 合 有 关 设 计 与 计 算 :芯 线 绞 合 国 内 称 为 成 缆 ， 是 大 多 数 多 芯 电 缆 生 产 的 重 要 工 序 之 一 。 由 若干 绝 缘 线 芯 或 单 元 组 绞 合 成 缆 芯 的 过 程 称 芯 线 绞 合 。 其 原 理 类 似 如 导 体 绞 合 ，芯 线 绞 合 的 一 般 工 艺 参 数 计 算 及 线 芯

8、在 绞 合 过 程 中 的 变 形 与 绞 线 相 似 。 芯 线绞 合 根 据 绞 合 绝 缘 线 芯 直 径 是 否 相 同 分 为 对 称 绞 合 和 不 对 称 绞 合 。 因 为 芯 线在 绞 合 过 程 中 有 弯 曲 变 形 ,有 些 较 粗 绝 缘 芯 线 在 绞 合 过 程 采 用 退 扭 。 如UL2919、 CAT.5、 IEEE1394、 DVI 芯 线 及 其 它 高 发 泡 绝 缘 芯 线 。 以 下 分 几 个方 面 叙 述 芯 线 绞 合 的 工 艺 参 数 计 算 : 1.对 绞 : 对 绞 线 的 等 效 外 径 : D=1.65d 或 1.71d (软 质

9、 用 1.65d,硬 质 用 1.71d),sometimes D=1.86d 复 对 绞 线 等 效 外 径 D=2.6d 多 对 数 绞 线 等 效 外 径 对 绞 节 距 . 根 据 对 绞 组 对 数 ,芯 线 外 径 选 取 . 2. 多 芯 绞 合 : 绞 合 外 径 当 芯 线 根 数 不 多 时 ,按 正 规 绞 合 计 算 .见 下 表 . 芯 线 排 列 方 式 及 芯 线 绞 合 外 径 计 算 可 根 据 下 表 : 芯数 芯线排列 外径比(M=D/d) 中芯空隙面积 Xd2 外层空隙面积 Xd2 2 2 2 0 1.571 3 3 2.154 0.04 1.248 4

10、 4 2.414 0.215 1.22 5 5 2.7 0.543 1.259 6 6 3 1.025 1.329 7 1+6 3 0 1.329 8 1+7 3.3 0 1.39 9 1+8 3.7 0 1.679 10 2+8 4 0 2.276 11 3+8 4.154 0.04 2.593 12 3+9 4.154 0.04 2.039 13 4+9 4.414 0.215 2.553 14 4+10 4.414 0.215 2.025 15 5+10 4.7 0.543 2.578 16 5+11 4.7 0.543 2.071 17 6+11 5 1.025 2.641 18 6+

11、12 5 1.025 2.137 19 1+6+12 5 0 2.137 20 1+6+13 5.154 0 1.944 21 1+7+13 5.3 0 2.257 22 1+8+13 5.7 0 4.442 23 2+8+13 6 0 3.598 24 2+8+14 6 0 2.975 25 3+8+14 6.154 0.04 3.285 26 3+9+14 6.154 0.04 3.285 27 3+9+15 6.154 0.04 2.801 28 4+9+15 6.414 0.215 3.282 29 4+9+16 6.414 0.215 2.806 30 4+10+16 6.414 0

12、.215 2.806 31 5+10+16 6.7 0.543 3.319 32 5+11+16 6.7 0.543 3.319 33 5+11+17 6.7 0.543 2.864 34 6+11+17 7 1.025 3.398 35 6+12+17 7 1.025 3.398 36 6+12+18 7 1.025 2.927 37 1+6+12+18 7 0 2.927 38 1+7+12+18 7.3 0 3.458 39 2+6+12+18 8 0 4.705 40 2+7+12+19 8 0 4.254 41 2+7+13+19 8 0 4.254 42 2+8+13+19 8 0

13、 4.254 44 2+8+14+20 8 0 3.774 45 3+8+14+20 8.154 0.04 4.042 48 3+9+15+21 8.154 0.04 2.867 当 芯 线 根 数 较 多 并 线 径 较 小 的 情 况 下 ,可 按 束 绞 近 似 计 算 (导 体 绞 合 外 径计 算 公 式 ) 绞 合 节 距 一 般 绞 合 节 距 取 绞 合 外 径 的 1520 倍 .有 时 为 了 改 善 线 材 性能 ,可 选 择 合 适 的 节 距 .如 为 了 改 善 线 材 的 弯 曲 性 能 降 低 绞 合 节 距 .USB 电 缆为 了 减 小 芯 线 变 形 ,采

14、 用 大 节 距 . 3. 有 关 绞 合 中 的 基 圆 直 径 .节 圆 直 径 .绞 合 外 径 基 圆 直 径 :对 于 某 一 绞 线 层 ,绞 线 前 芯 线 直 径 称 基 圆 直 径 . 节 圆 直 径 :单 线 绞 合 在 直 径 为 D0 的 圆 柱 体 上 ,以 单 线 轴 线 至 绞 线 轴 线 的距 离 为 半 径 的 圆 为 节 圆 ,其 直 径 为 节 圆 直 径 . 绞 合 外 径 :该 层 绞 线 的 外 接 圆 直 径 为 绞 线 外 径 . 图 中 对 于 第 三 层 绞 合 : 基 圆 直 径 为 D0(即 第 二 层 (1+6)绞 合 的 绞 合 外

15、径 ) 节 圆 直 径 为 D D=D0+d 绞 合 外 径 为 D D=D+d 4.绞 入 系 数 : 芯 线 绞 合 的 绞 入 系 数 为 1+(圆 周 率 X 绞 合 外 径 /绞 合 节 距 )的 二 次 方 . D-绞 合 外 径 . H-绞 合 节 距 . 在 绞 线 过 程 中 ,对 于 多 芯 并 芯 线 分 层 的 情 况 ,虽 然 为 束 绞 ,各 层 芯 线 绞 入系 数 并 不 相 同 .为 了 保 守 起 见 ,增 大 安 全 系 数 ,并 且 减 化 计 算 ,所 以 在 上 述 绞入 系 数 的 计 算 中 D 采 用 芯 线 绞 合 的 绞 合 外 径 (理

16、论 上 ,各 层 的 绞 合 系 数 应 为节 圆 直 径 代 入 上 式 计 算 ). 斜 包 有 关 的 设 计 与 计 算斜 包 在 线 材 中 主 要 起 屏 蔽 作 用 ， 有 时 作 为 同 轴 电 缆 的 外 导 体 。 屏 蔽 目 的 是 将 外 界 干 挠 消 除 ， 对 于 同 轴 电 缆 ， 由 于 有 屏 蔽 层 而 使 阻 抗 得以 匹 配 ,降 低 信 号 或 传 输 能 量 之 损 失 。 从 屏 蔽 效 果 来 讲 ， 斜 包 不 如 编 织 ，其 屏 蔽 效 果 具 有 方 向 性 ， 弯 曲 时 屏 蔽 特 性 发 生 变 化 但 其 具 有 完 成 外 径 小 、 线材 柔 软 、 价 格 也 比 较 低 特 点 。 适 用 于 低 频 屏 蔽 。 以 下 从 几 个 方 面 叙 述 斜 包 结构