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1第１章、電線電纜分類•電力電纜又稱力纜，用于傳輸電能；常做地下敷設。•架空線(裸電線)又稱裸電線，用于傳輸電能；常做架空敷設。•通訊電纜用于傳輸電信號；常敷設于地下或架空。•漆包線(繞組線)又稱繞組線，用于電機繞組，將電能轉化為機械能。•電氣裝備用電纜用做電氣裝備的連接線。•光纖光纜用于傳輸光信號，因具有低衰減性能，常用作長途通訊的主幹線。2第２章、電線的常規設計依據電線電纜的各種標準–國際標準•國際電工委員會標準IEC。•美國保險商實驗所標準UL。•美國軍用標準MIL-C-17G。•日本工業標準JISC﹐JISK等。•德國工業標準DIN。•英國國家標準BS。•美國電氣及電子工程師學會標準IEEE。–國內標準•中華人民共和國國家標準GB/TXXXX-XXXX﹐GBXXXX-XXXX。•中華人民共和國通訊行業標準YD/TXXXX-XXXX。•中華人民共和國機械行業標準JBXXXX-XXXX。•中華人民共和國電子行業標準SJ/TXXXX-XXXX。3第２章、電線的常規設計依據(續)–企業標準•企業制訂的﹐報有關省市部門批准的各類企業標準﹐如上海樂庭電線工業有限公司起草制訂的Q/IDIS01-1996數字通信用無屏蔽對絞電纜。客戶規格書或實樣客戶提供的各種產品技術規範﹐條件及規格書﹐或是電線各種實樣。客戶提出的技術要求–電線使用溫度﹐電壓等級要求•使用溫度是65℃﹐80℃﹐105℃﹐125℃﹐150℃中哪個溫度等級﹔使用電壓要求是低壓還是高壓。–電線敷設及使用環境要求•首先要告知所需電線的使用場合及用途情況。•有否耐熱﹐耐寒﹐耐油﹐耐化學溶劑﹐耐輻射﹐防水等特殊性能要求﹐如用在室外敷設﹐還要耐日光及耐紫外線的性能要求等。•電線在敷設和使用中有否經常受較大機械力作用(如拉伸和擠壓)。•電線在使用中要經受頻繁移動和彎曲的要求﹐則電線要求柔軟﹐彎曲性能要好。4第２章、電線的常規設計依據(續)–電線裝配加工時的要求•電線在裝配時﹐經常會有一些特殊要求﹕附著力要求﹔對電線成品線徑公差要求﹔加工時電線要浸錫或焊錫用﹐則需要採用鍍錫導體的電線﹔如有注塑工藝要求﹐電線外護套要求結實圓整一些(不可用擠管式)。–電線性能方面要求•要求電線承受的載流量(A)。•對于通信電纜在傳輸性能上要求(如特性阻抗﹐衰減﹐串音﹐回波損耗等指標)。(見附錄A計算公式)5第３章、電線電纜材料------電纜用金屬材料•1、銀金屬導電性及導熱性最高﹐具有良好的耐腐蝕性及耐氧化性﹐有良好塑性﹐易于焊接﹔主要用于鍍層和包復層﹔主要用做耐高溫線及(注﹕依照集膚效應原理)用做高頻通訊電纜導體。•2、銅導電性僅次于銀﹐導熱性僅次于金﹐銀﹔抗腐蝕﹐無磁性﹐塑性好﹐易于焊接﹐用途廣泛。銅合金主要為提高銅的耐磨性﹐耐腐蝕性及機械物理性能。•3、鋁導電性僅次于銀﹐銅﹐金﹔導熱性好﹐耐腐蝕性好﹐機械強度一般﹐塑性好﹐比重小。缺點是抗拉強度低﹐不易焊接。鋁合金主要為提高鋁的機械強度﹐耐熱性及可焊性。•4、金﹐鎳用做耐高溫線。•5、鐵(鋼)常作複合導體的加強材料﹐如鋼芯鋁絞線﹐銅包鋼﹐鋁包鋼線等。•6、鋅用做鋼絲/鋼帶/鐵導體的鍍層﹐用以防腐蝕。•7、錫用做鋼絲/銅線的鍍層﹐用以防腐蝕﹐並有利于銅線的焊接。6第３章、電線電纜材料------常用導體•1、銅箔絲一條銅箔條(由銅絲壓扁)繞包在聚脂纖維上成一股﹐然後四股正規絞合而成。銅箔絲彈性﹐柔軟性和彎折強度好﹐因含有纖維芯,易吸潮及氧化變黑。主要用做電話曲線和游戲機線的導體。•2、裸銅線裸銅線具有高導電率,但在高溫下易氧化。有單根(或實心)裸銅線和絞合裸銅線之分。絞合的目的是保持導體柔軟。•3、鍍錫銅線用熱鍍或電鍍方式將金屬錫鍍于銅導體表面﹐以防止銅腐蝕/變色﹐及使導體更易焊接。分為單根(或實心)鍍錫銅線和絞合。絞合的目的是保持導體柔軟。•4、裸絞鍍銅線主要用于電子線上﹐一方面便于焊錫﹐另一方面由于導體較硬,不易彎曲﹐便于插到印刷電路板上面。•5、鍍絞鍍銅線主要用于電子線上﹐性能同裸絞鍍銅線﹐錫層附著性優于裸絞鍍銅線。7第３章、電線電纜材料------常用導體(續)•6、鍍銀銅線相對于鍍錫銅線﹐主要增加導體的導電性能(導電性能亦優于裸銅線)﹐耐氧化性(耐熱性)好。加工方式與鍍錫銅線相同﹐分為單根(或實心)鍍錫銅線和絞合。絞合的目的是保持導體柔軟。•7、銅包鋼銅材包覆在鋼芯上制成﹐既有銅的高導電性能﹐又具有鋼的高機械強度。銅包鋼線可用于電力傳輸和電話線路的架空線﹔用于微波線路與銅線具有同樣的傳輸效果﹔在山區寒冷地帶及農村用作架空電話線時﹐能承受冰凍負荷和大風沖擊﹐架設跨距比銅線大一倍。另有鍍銀銅包鋼導體﹐主要是提高導體的導電性能﹐耐腐蝕性及耐氧化性(耐熱性)。•8、聚氨脂漆包線強度好且特別柔軟,主要用于耳機線或電機上。目的是減小耳機線的外形尺寸﹐從而減少耳機線整體重量﹐保證強度﹑柔軟﹔或做為電機繞組線。8第３章、電線電纜材料------聚氯乙烯塑料(PVC)聚氯乙烯(PVC)塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎的多組份混合材料﹐根據各種電線電纜的要求﹐在PVC配方中配入有可塑劑﹐安定劑﹐填充劑﹐耐燃劑﹐加工助劑(潤滑劑)﹐紫外線吸收劑﹐著色劑和特殊用途添加劑等物質。•PVC樹脂是PVC配方中最基本材料(母料)﹐電線電纜PVC常用PVC樹脂是採用懸浮法聚合制成。常用PVC樹脂牌號有﹕K-70﹐K-75﹐GR-1300S。•可塑劑是PVC配方中重要配合劑﹐也是用量最大的配合劑。一般軟質PVC塑料的性能在很大程度上取決于可塑劑的品種和用量。例如﹐PVC配方的耐溫等級﹐耐寒性﹐耐氣候性﹐耐油性﹐耐溶劑性﹐非移行性和電絕緣性等都與可塑料劑有密切關係。另外﹐PVC塑料中加入可塑劑﹐可大大降低“玻璃化”溫度﹐使其在常溫下有良好柔軟性﹐以增加塑性﹐易于加工成型﹐並且還可調整塑膠物理機械性能。PVC塑料中常用的可塑劑有DOP(60℃)﹐DIDP(60℃)﹐DOA(耐寒性)﹐TOTM(105℃)﹐聚酯型W-2050(105℃﹐非移行性)。9第３章、電線電纜材料------聚氯乙烯塑料(PVC)(續)•安定劑安定劑是聚氯乙烯塑料中重要的配合劑﹐它能抑制PVC樹脂在加工和使用過程中由于受熱﹐光的作用而引起降解和變色。因為PVC樹脂加工溫度在150℃-170℃時就有少量鹽酸(HCL)游離而出開始分解﹐所以安定劑的穩定作用是通過吸收HCL來達到的(即與HCL形成中性物質)。PVC塑料安定劑種類很多﹐在電線電纜中常用的有鉛系安定劑和皂類安定劑。(T.S.﹐DBL)(硬脂酸鈣和鋇)。無鉛系安定劑(Ba-Zn﹐粉或液態)。•填充劑在PVC塑料中﹐一是降低製造成本﹐增加體積﹐起增量劑作用﹔二是會改善某些性能﹐如電氣絕緣性﹐耐熱變形性﹐耐光﹐熱穩定性等。PVC常用的填充劑有CaCO3﹐陶土(黏土)﹐氫氧化鋁等。•耐燃劑PVC樹脂本身含有56%氯﹐具有自熄性能﹐但在其中添加可燃性可塑劑作成軟質PVC﹐氯含量在30%以下時﹐就不具有自熄性能。因此﹐在耐燃性較高的電線電纜用PVC配方中必須加入一定量耐燃劑來提高其耐燃性能。一般耐燃劑有氧化銻(Sb2O3)和氯化石蠟(S-52)。10第３章、電線電纜材料------聚氯乙烯塑料(PVC)(續)•著色劑因電線電纜製品(特別是通訊電纜中絕緣芯線)由于安裝使用或檢修需要﹐必須要有鮮艷的色別區分。PVC塑料用著色劑能使電線電纜製品具有鮮艷奪目的色澤並還能滿足美觀要求。PVC塑料的著色劑通常是油溶性顏料﹐可分為有機顏料(塑料紅GR﹐塑料紫﹐鈦青藍﹐鈦青綠等)和無機顏料(如鈦白粉﹐鉻黃粉)等兩大類。•紫外線吸收劑能高度吸收日光中的紫外線部份﹐防止PVC塑料經過長時間光的作用而變色﹐脆裂和降低機械強度。目前常用的紫外線吸收劑是﹕羥基二苯甲酮和甲苯三唑咯。•加工助劑(潤滑劑)能減少聚合體在混煉中與加工機械的金屬之間磨擦發熱而產生粘著現象﹐增加其表面滑性﹐使之容易加工。並且潤滑劑還能改善塑膠製品加工時的外觀。塑膠中常用潤滑劑有烴類(如天然石蠟)和金屬皂類(如硬脂酸鉛/鎘/鋇/鋅/鈣)等幾種潤滑劑。11第３章、電線電纜材料------電線電纜用PVC絕緣護套料電線電纜用軟PVC塑料根據其在電線電纜上用途不同﹐可分為絕緣級電纜料和護套級電纜料兩大類。PVC絕緣料根據電線電纜的使用要求和特性﹐PVC絕緣料類型﹐性能要求及其主要用途﹐如下表1所示。PVC護套料電線電纜用PVC護套料要具有較好的耐腐蝕性﹐足夠的機械性能﹐一定的耐大氣老化性能﹐柔軟﹐重要輕﹐加工及敷設方便等要求。根據電線電纜使用條件要求﹐研製有不同類型的PVC護套料﹐其性能要求及應用範圍如下表2所示。12第３章、電線電纜材料------電線電纜用PVC絕緣料表1類型性能要求溫度主要用途普通絕緣級電絕緣性能較好﹐一定的耐熱性﹐柔軟性65℃通信﹐控制﹐信號及低壓電力電纜絕緣柔軟絕緣級一定的絕緣性能﹐較好的柔軟性及耐氣候性65℃室內固定敷設的電線﹐護套軟線﹐500V農用電纜絕緣以及儀表/儀器安裝線絕緣耐熱絕緣級較佳的耐熱老化和耐熱變形性﹐電絕緣性能良好80℃105℃耐熱較高的船用電纜﹐航空導線﹐電力電纜及安裝用線的絕緣高電性能絕緣級較佳的電絕緣性能﹐絕緣電阻高﹐介電性能好﹐一定耐熱性65℃電壓為6KV-10KV級的電力電纜的絕緣耐油耐溶劑絕緣級具有較好的耐油性﹐耐溶劑性和柔軟性65℃接觸油類和化學物質的電線電纜的絕緣13第３章、電線電纜材料------電線電纜用PVC護套料表2類型性能要求溫度主要用途普通護套級足夠的機械性能﹐耐熱/光老化性及耐寒性尚可65℃各種塑料電線電纜的護套耐寒護套級具有較高的耐寒性低溫柔軟性65℃戶外及耐寒電線電纜護套柔軟護套級具有較高的柔軟性較好的耐寒性65℃耐柔軟的電線電纜護套耐熱護套級耐熱性能優良80℃105℃耐熱電線電纜護套耐油護套級耐油性﹐耐化學溶劑性好65℃與油類及化學溶劑接觸的電線電纜護套易撕護套級抗撕裂性低敷設方便﹐價格低廉65℃室內固定敷設用布線的護套防霉/白蟻/鼠護套級抗生物性好(防霉/白蟻/鼠等)65℃熱帶及溫熱帶地區用電纜護套14第３章、電線電纜材料------聚乙烯塑料(PE)聚乙烯塑料是所有塑料中產量最大﹐用途最廣的一種塑料﹐在電線電纜中有非常廣泛的應用。例如除了製造某些特種細線和軟線外﹐還在塑力纜的高壓纜上(電壓等級35-400KV)和海底電纜以及各種類型通信電纜上使用﹐目前已有90%以上的通信電纜採用聚乙烯作絕緣。聚乙烯性能特點聚乙烯具有優良的電絕緣性(介電常數及介質損耗角正切tgδ都很小)﹐良好的化學穩定性﹐很低的透氣性和較小的吸水性﹐比重小﹐無毒性﹐並有良好的塑性﹐易于加工成型。聚乙烯的種類聚乙烯是由單體聚乙烯聚合而成的高聚物﹐按其生產方法可分為高壓法聚乙烯/低壓法聚乙烯和中壓法聚乙烯﹐聚乙烯按其合成密度大小﹐可分為三類﹐如下表所示。聚乙烯密度種類簡稱0.903-0.910低密度聚乙烯LDPE0.913-0.940中密度聚乙烯MDPE0.941-0.970高密度聚乙烯HDPE15第３章、電線電纜材料------聚乙烯塑料(PE)(續)聚乙烯的電絕緣性能PE分子﹐由于其分子結構是對稱﹐不含有極性基團﹐因此具有非常優良電絕緣性能﹐如下表所示。電氣性能高密度聚乙烯低密度聚乙烯ρv﹐Ω.m浸水7天後1015101510151015ε﹐60Hz103Hz106Hz2.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.35tgδ﹐60Hz103Hz106Hz0.0020.0020.0030.00050.00050.0005E﹐MV/m浸水7天後18-2018-2018-4018-4016第３章、電線電纜材料------聚乙烯塑料(PE)(續)聚乙烯電絕緣性能有如下幾個特點﹕a)介電常數和介質損耗角正切tgδ很小﹐並且在很寬的頻率範圍內幾乎不變﹐因此是很理想的高頻絕緣材料。b)體積電阻係數ρv和擊穿場強Eb在浸水7天後仍然變化不大﹐因此許多水下的大小電纜﹐如潛水電纜﹐海底電纜等均可採用PE作為絕緣材料和