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线缆基础知识讲座

发布时间2015-12-13 23:18:54作者:浏览:

线缆基础知识讲座


一、电线电缆简介
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。
电线及电缆二者区分并不严格,通俗地 讲,只要能传送电力或信号的有形线 材,都可以称之为电线电缆。
二.电线电缆的发展
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;逐步发展到目前的各类线缆。导体也相继有白金铜铝光缆等等。
三、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,主要传导材料为:金、 银、铝、铂等等。
2. 卷线---- 类似目前有线电话听筒线,CE厂的汽车充电器线。
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。
4. 电力电缆---- 一般为高压传电线。
5. 被覆线---- 一般为低压传输电线。
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PU CABLE 、PVC CABLE 、圆线、扁线、MOUSE CABLE 、警报用电线等 等,
四、电线电缆的制作及工序简介
炼铜→伸铜(伸线)→制粒→线缆加工→组装加工
1. 炼铜 目前工业应用阴极电解铜法炼铜。
2. 伸铜(伸线)
2.1 铜线分类: 1. 裸铜2. 镀锡铜
裸铜柔软,电阻小,对bending有好处;
镀锡铜容易焊接,且不容易氧化.
2.2伸铜分为三个阶段:粗伸( 8.0→3.2~2.6 mm)、中伸
 (3.2~2.6→1.2~1.0 mm)、细伸(1.2~1.0→0.08~0.05mm)
3.制粒: 配方和配色.
4. 线缆加工: 绞线,绝缘,集合(包带、填充、地线),缠绕(编
织),外被,包装(裁条、卷装、轴装)
包装等工序).
五、电线电缆相关规格描述
1. 电线电缆的规格描述.
例: UL 2725 28AWG ( 7 / 0.127 A S ) ×6C + E + A + B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1. --- 表示UL安规.
2. --- 表示AWG (American Wire Gauge 美国线规)数,AWG数的选用可参 考附件一,二.
3. --- 表示导体购成,此条导体由7股细铜丝组成.
4. --- “/”表示7股细铜丝是绞合在一起,“×”则表示7股细铜丝是直放在一 起。一般而言,电话线导体直放的多.
5. --- 表示铜丝单线径是0.127mm.
6. --- “A”表示裸铜线(“T”表示镀锡线),“S”表示细铜丝绞合.
7. --- “C”(core)表示芯数.
8. --- “E”(earth)表示地线.
9. --- “A”(al/mylar)表示包铝薄麦拉带(“P”表示包纸).
10.--- “B”(braid)表示编织(“S”(spiral)表示缠绕).
 
六、导体相关知识
6.1. 绞距(Pitch)、捻入率的概念
*.线材之铜导体一般都是由若干股细铜丝绞合而成的,导体绞合有两种 方式:同心绞和束绞。在了解它们之前,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。如下图示:
一般而言,绞距较小Binding效果较好,但绞距越小价格越贵.
*.显然,相同规格之导体,绞合之细铜丝要比直放之细铜丝长。这里就 存在捻入率的概念。我们用导体之长度乘上一个系数K(一般K取1.02,大 于61根时取1.03),就得到绞线的实际长度,这里K就是捻入系数。
六、导体相关知识
6.2.导体绞合外径的计算
精确计算各材料的用量,这对一个工厂效益来说是非常重要的。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。每层的单线总数均比其内一层多 6条(条数为3n(1+n)+1)。束绞是将所有单线,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并绞合 时,为同心绞(条数为3n(1+n)+1);其余股数(芯数)为束绞。导体绞合外径 的计算公式如下:
同心绞绞合外径 D = (1+2n ) × d n为导体自内到外的层数;
束绞绞合外径 D = √N× 1.155× d D为绞合外径; N为导体股数;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,下面介绍一下层心径的概念,层芯径为绞合外径-单线径,如下图示 (D’即为层芯径):
七、常用的绝缘材料及特性
常用到的绝缘材料有:
PP(Polypropylene)材料--较亮,较硬,燃烧平稳,无太多的烟 尘,有下滴现象。价格较低,比重: 0.91。
SR-PVC(Semi Rigid-Polyvinyl chloride)材料--较暗,较软,燃烧 有大量的烟尘。价格较贵,比重: 1.45。
PE(PolyEthylene Resin)材料—很亮,较软,较难加工,燃烧无 下滴现象。价格较贵,比重: 0.93。
本厂生产的一般电话线所用到的绝缘材料为PP材料再加上 EVA,重量比为10:1,而鼠标料通常用SR-PVC材料。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《化工词典》。比重在电线 电缆设计中也很重要,他直接影响到用量的多少.
八、集合相关知识
*.构成: 具体之集合构成,需从内到外一一列出.
例如: 4C+F+E+A 表示4C+填充+地线+铝箔集合.
*.绞距: 需依如下规定订定集合绞距.
UL: 集合之层芯径*35(参考值),须参照各种不同UL
标准规定订定.
Non UL:集合之层芯径*40 (参考值).
  特殊要求: 视具体情况而定.
九、包带及包带材料相关知识
9.1. 选用包带之原因
1. 使线材成圆柱状(有的芯线不需要总绞,外面纵包一层包带);
2. 防止线材松散;
3. 遮蔽,使信号不受干扰;
4. 在导体与遮蔽线之间起绝缘作用;
9.2. 包带材料
1. Al-mylar (ρ=1.872 ≈1.9) , 2.麦拉带(ρ=1.4)
3.棉纸带(ρ=0.8)
除了以上三种包带材料外还有铜箔(ρ=8.89),PE带(ρ=0.93),
发泡PP带等等。
9.3.包带方式
包带方式分纵包和横包,横包又分卷包和斜包两种方式。如下图中示:
纵包用在扁平线材和芯线不需要总绞的场合,横包柔软度较好;纵包柔
软度较差。
选择带宽: 卷包时w=3D,斜包时w=4~5D ,并可参考公司采购之包带
材料宽度(w为带宽,D为包带前线材外径,又称包带下径)。包带重迭
度取决于线材直径,一般来说,不超过1/4圆弧长。
十、缠绕与缠绕相关知识
前面已经提到过缠绕与编织的共同作用是遮蔽,对外界电磁波产生隔离作 用;保证内部信号的不受干扰,同时如果缠绕与编织接地的话,内部信号也 不会泄漏。
10.1. 缠绕有关计算
缠绕所需条数(N):
N=(D′×π/d)-3={[(D1 +d)×π]/d}-3
式中: D′---层心径(mm),d---缠绕铜线径(mm),D1 ---缠绕下径,3 是经验值,保证缠绕后的线材外表美观,否则由于缠绕铜线挨得 比较紧密而容易出现交错现象,导致押出的线材外表面出现疙 瘩,起伏不平。
缠绕表示方法
 
例如: 32/0.1T POC.=85%
A B C
说明: A. 表示缠绕条数;
B. 表示缠绕铜丝为0.1mm镀锡铜线;
C. 表示缠绕遮蔽率(缠绕所用条数与理论值的比值的百分数).
十一、缠绕与编织相关知识
10.2. 编织制程
编织机规格,目前电线厂有16锭、24锭两种美式编织机,
通常编织的构成方式用这种表示方法:
例如: 16 / 5 / 0.1T 8目
A B C D
说明: A. 表示锭数,“16”表示16锭编织机;
B. 表示每锭上导体股数;
C. 表示编织铜线的单线径及材质;
D. 表示编织目数.
股数与目数不可以任意变得过大或过小,但还是可以变化。若要达成相同 遮蔽率情况下,可以增加目数,减少条数,同时编织的速度相应降低。
十二、外被及相关知识
11.1.外被材料
本厂常用的外被材料有:
PU(polyurethane)材料: 弹性好,耐磨,价格比PVC贵,火烧有刺 激性气味;
PVC材料: 色泽较暗,弹性比PU材料要差,火烧有臭味。本厂PVC料 使用比较广泛,常用的有键盘线、鼠标料、充电器等等。( 本厂所用 PVC材料均为低毒之材料)
TPR材料: 弹性好,耐磨,价格与PU相当,较硬,火烧有刺激性气味;
外被材料除以上常用的几种外,仍有橡胶,TPE等材料同样可以作被复用,外被材料各项物理性能与化学性能请查阅《化工词典》.
十二、外被及相关知识
 
  11.2. 外被押出:
本厂外被押出方式一般有:
充实押出---即芯线直接经外被押出成型,不经过包带、编织之类的
加工。如电话线;
编织押出---实际上是半管状押出,半成品线材在编织(或缠绕)后外被
押出,如USB CABLE;
管状押出---有专用的押出模具,押出的外被形状成圆管状,如网络线
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