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第二章电线电缆第一节电线电缆的分类和型号第二节电线电缆的基本结构和所用材料第三节裸电线第四节电磁线第五节电气装备用电线电缆和电力电缆第六节通信电缆第七节电线电缆的发展方向第八节电线电缆的验收与发展第一节电线电缆的分类和型号1.1电线电缆的分类1.2电线电缆的型号1.1电线电缆的分类电线电缆是用以传输电力，传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工线材产品。电线电缆的种类很多，综合产品的性能、结构和使用特点，可将所有电线电缆产品分为五大类。（一）裸电线和裸导体制品裸电线与裸导体制品是指没有绝缘、没有护层的导电线材，是电线电缆产品中最基本的一大类产品。主要包括裸单线、裸绞线和型线型材等产品。（二）电磁线电磁线，又称绕组线，是用以制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线。电磁线通常分为漆包线、绕包线、漆包绕包线和无机绝缘线。（三）电力电缆电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括0.5-330KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。（四）通信电线电缆传输音频及音频以上各种电讯信息的电线电缆。它包括市内电话电缆，长途对称通信电缆，同轴通信电缆，电话设备用电缆及各种通信线等。（五）电气装备用电线电缆从电力系统的配电点把电能直接传送到各种用电设备、器具的电源连接线路用电线电缆,各种工、农、工矿企业所用装备中的电气安装线和控制信号用的电线电缆均属于此类产品。此类产品使用范围最广、品种最多、而且大多要结合所用装备的特性和使用环境条件来确定产品的结构、性能。因此，除大量的通用产品外,还有许多专用和特种产品。此类产品包括通用的绝缘电线，安装线，通用移动式橡套电缆，控制和信号电线电缆，飞机和汽车及拖拉机专用的电线，电机等电器引出线，矿用电缆，船用电线电缆，农用电线电缆，油矿及探测电缆，野外工作用电线电缆等多种产品。1.2电线电缆的型号电线电缆的型号是由一个或几个汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，分别代表电线电缆的用途，类别及其结构的特征等。第一项为电线电缆品种类别或用途，其中有的以导体为类别代号，如裸导线等；有的以绝缘为类别代号，如电磁线、电力电缆等；有的以用途表示，如矿用电缆、控电缆等。第二至第六项为电线电缆从里到外各层的材料和结构特征。第七项为同一品种的派生结构。可表示不同的耐压等级、使用频率、特殊的使用场合等。在表示方法上，前五项以汉语拼音字母标注，第六项用阿拉伯数字标注，第七项可用汉语拼音字母或数字标注。由于各类电线电缆有不同的结构，每一品种的型号不一定包括上述所有内容，同时为避免型号冗长难记，在不同类别中，也各有某些项目的省略。所以，型号可由其中一个或几个部分组成。其组成部分必须按1、2、3……的顺序排列，不可混淆。第二节电线电缆的基本结构和所用材料2.1导体2.2绝缘层2.3保护层2.4金属的电阻及影响电阻的因素2.1导体导体是善于导电的物体，即是能够让电流通过的材料，用作电线电缆的导体材料有铜，铝，铜合金，铝合金以及钢铁等金属，而最常用的是铜和铝。（一）铜电线电缆的导体通常用铜，要求纯度较高，一般都用电解法生产。铜导体一般选用一号工业纯铜和二号工业纯铜。除此之外，还有一号，二号无氧铜和无磁性高纯铜作导体。用铜作电线电缆导体有以下特点:1.延展性能好，可塑性好，可用于加工方法加工成各种形状。2.导热性能好，导电性能好。3.机械性能好，有足够的抗拉强度和伸长率。4.铜在干燥的空气中几乎不氧化，在较高温时氧化比较慢。5.耐腐蚀性好。干燥的空气中有较好的耐腐蚀性，但在潮湿的空气中易生成有毒的铜绿。6.易于焊接，可以锡焊，也可以高温熔焊。（二）铝电线电缆导体用铝也可以由电解法生产，通常选用特一号铝，特二号铝，一号铝。用铝作电线电缆导体有以下特点:1.铝的导电性仅次于银和铜2.延展性能好，可塑性好，易于机械加工各种型材。3.铝在室温下极易生成一层薄而密却又坚固的氧化膜，阻止进一步氧化，并阻止其他因素对铝的腐蚀。4.质量轻，比重仅为铜的30%。5.铝的抗拉强度差，不及铜的一半6.铝不易焊接，给工艺加工带来一些困难。2.2绝缘层绝缘层简称为绝缘，它将绝缘材料按其耐受电压程度的要求，以不同的厚度包覆在导体的外表，起着使带电体与其他部分隔绝的作用。绝缘层的材料必须具有良好的电气绝缘性能和一定的机械物理性能以及加工制造的工艺性能，常用的绝缘材料有橡皮，塑料和经过浸渍剂浸渍过的纸等。（一）橡皮橡皮是由橡胶和各种配合剂混制而成。它的机械，物理，化学，电气性能在很大程度上由其组成成分和工艺因素来决定。目前，我国在电线电缆的绝缘层中主要采用天然-丁苯橡皮和氯丁橡皮，另外还有丁基橡皮和乙丙橡皮。•1天然-丁苯橡皮天然-丁苯橡皮是由天然橡胶和丁苯橡胶按1:1比例配制而成。天然-丁苯橡皮使这两种橡胶可以互相取长补短，天然橡胶可以弥补丁苯橡胶抗张强度不足，丁苯橡胶可以弥补天然橡胶耐热性不足，使混合橡胶的耐热老化性，抗张强度均有所提高。天然-丁苯橡皮主要作为橡皮绝缘层电力电缆，橡套电缆，橡皮绝缘的绝缘层，其电压等级为6KV。•2氯丁橡皮氯丁橡皮是由氯丁橡胶配制而成。氯丁橡胶的机械性能与天然橡胶相近。有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂。具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，粘接性好。耐老化、耐热。耐油、耐化学腐蚀性优异。耐候性和耐臭氧老化仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶。氯丁橡胶和天然橡胶或丁苯橡胶掺和，绝缘电阻稍有提高。•3丁基橡皮丁基橡皮的电气性能、耐热性、耐臭氧性、耐气候性都较好，并且吸水性和透气性。丁基橡皮对动、植物油多数化学药品（包括硫酸和硝酸）和霉菌的腐蚀都比较稳定。但其缺点是强度低、弹性小、不耐矿物油.它通用于作电缆和离压电机引接线的绝缘。•4乙丙橡皮乙丙橡皮的电气性能、抗大气老化性能、耐臭氧性能和耐热老化性能均优于丁苯橡皮和氯丁橡皮，耐溶剂和化学药品的性能与丁苯橡皮相似。它适用作电力电缆、控制电缆、电焊机电缆及电机引接线的绝缘。国际上中、低压橡皮电缆大多釆用乙丙橡皮作绝缘。（二）塑料用作电线电缆产品绝缘的塑料是热塑性塑料。它可以在一定温度下进行塑化，具有一定的弹性、较好的电气绝缘性能和物理性能。常用的有聚氯乙烯塑料（常简称塑料）、聚乙烯塑料和交联聚乙烯塑料。•1聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料有硬、软两类。软聚氯乙烯塑料与橡皮相似，比较柔软，机械性能优越，电气性能良好，对酸、碱和有机化学药品亦较稳定，并有抗大气、抗日光、耐潮湿、不易燃烧、成本低、加工方便等优点。•2聚乙烯塑料聚乙烯塑料具有优异的电气性能，其相对介电系数和介质损耗角正切值均很小，且在广阔的频率范围几乎不变。对非氧化酸和碱的作用极为稳定，在室温下耐溶剂性亦较好，耐潮、耐寒性优良，但软化温度较低，长期工作温度不高于70℃。聚乙烯塑料为主要用作通信电缆（市内电缆、长途对称髙频电缆、同轴电缆、海底通信电缆等）和电力电缆的绝缘。电力电缆的电压等级已达到225KV,且仍在试制更高电压等级的产品。•3交联聚乙烯塑料聚乙烯具有一系列的优点，但其缺点是耐热性和机械性能较差，热变形大和容易产生应力开裂现象等，妨碍聚乙烯在电缆工业中的广泛应用。为了克服这一缺点，来用了交联的方法将聚乙烯的线型分子结构转化为网状结构，即制成交联聚乙烯。交联聚乙烯电性能与聚乙烯接近，但耐热性好，长期工作温度可达90℃。另外交联聚乙烯的机械物理性能也大为改善，并可避免环境应力而开裂。交联聚乙烯塑料主要作电力电缆绝缘。由于交联聚乙烯抗过载电流能力远高于一般聚乙烯，使用温度又比一般聚乙烯高，因此,它的用量将与日俱增。•4油浸纸油浸纸是我国目前电力电缆中较广泛使用的绝缘材料。绝缘用的电缆是用硫酸盐木浆制成的，具有良好的电气绝缘性能和机械物理性能。但因纸属于强极性纤维材料，极易吸收水分，使绝缘性能遭到破坏，所以必须用绝缘浸溃剂浸溃。油浸纸绝缘的特点1）耐热能力强，经常运行温度可达80℃以上；2）介质损耗低，耐压强度高，可用作电压35KV以及以上电缆的绝缘；3）经久耐用，价格便宜；4）结构和生产工艺比较复杂；5）可曲性比较差，不易在低温环境下敷设。2.3保护层保护层简称护层，它是使电线电缆适应各种使用环境的要求，而在电线电缆的绝缘层外面所施加的保护覆盖层.它的作用是保护电线电缆在敷设和运行中，免速机械损伤和各种环境因素如水、日光、生物、火灾等的破坏，以保持长时间稳定的电气性能，所以保护层关系到电线电缆的寿命，电线电缆的护层一般来说，绝缘电线用轻型护层，如橡塑护套、玻璃丝纤维编织、薄层尼龙护套等，电缆用重型护层，如金属护层，橡塑护层和组合护层三大类，在特殊需要时也可以釆用特种护层。•1金属护层金属护层通常由金属护套和外护层构成。金属护层的特点是完全不透水。它广泛地用作耐湿性小的油浸纸绝缘电力电缆的保护层。目前常用的铅护套、铝护套和钢管等。（1）铅护套铅护套的优点是铅的熔点低、加工工艺性好，对酸、碱等化学物质有很好的抵抗性，柔软性好，便于弯曲和接续，缺点是比重大，不易搬运，耐震性和弹性差。（2）铝护套铝护套的优点是比重小、重量轻、机械强度高、耐震性和弹性好、价格低。缺点是耐腐蚀性差、加工工艺复杂和接续困难。铝护套与铅护套比较，不仅前者比后者更经济，而且可以提高电缆的运行性能，所以大力推广使用铝护套以节约用铅是电缆金属护层的主要发展方向。（3）金属护套外护层金属护套外护层的主要作用是保护金属护套免受外界腐蚀和机械损伤，一般由衬层、铠装层和外被层三部分组成。内衬层位于金属护层和铠装层之间，是起铠装衬垫和金属护套防蚀作用的同心层。一般由浸以沥青的黄麻、电缆纸或由浸以沥青的黄麻、电缆纸、聚氯乙烯带包绕制而成。铠装层是在内衬层上面的同心层。包括钢带铠装和钢丝铠装两种。钢带铠装主要作用是抗压，适用于地下埋设场合。钢丝铠装主要作用是抗拉，主要用于水下或垂直敷设场合。外被层是在铠装层外面的同心层，主要对铠装起防蚀保护作用，外被层主要有纤维外被层、聚氯乙烯护套、聚乙烯护套等。•2橡塑护层为了使电线电缆在安装和使用中不受外界的损伤和腐蚀就需要在绝缘层外包覆耐磨、防腐、不易燃烧的材料，如橡皮或塑料，形成橡塑护层。橡塑护层的最大特点是软、轻、便。橡塑护层可分为橡皮护套和塑料护套两种。（1）橡皮护套橡皮护套的特点是机械强度、弹性和柔韧性较高。常甩的氯丁橡皮护套和丁腈橡皮护套.氯丁橡皮护套的耐热性、耐油性、耐臭氧性优于聚氯乙烯护套，而且不会在低温下明显变硬，柔软性也比聚氯乙烯护套好。（2）塑料护套塑料护套的特点是有好的耐药品性，机械强度也比较好,而且料源丰富，价格便宜，加工方便，目前应用最多的是聚氯乙烯，其次是聚乙烯、尼龙等。聚氯乙烯护套重量较轻，有较好的耐震性、防潮性和不燃烧性，且在低温下易变硬，降低了柔软性。（3）组合护层组合护层也叫综合护层或简易金属护层。所谓组合护层一般都由薄铝带和聚乙烯护套组合构成。它的最大特点是柔软轻便，而且透水性比橡塑护套小。因此，组合护层适舍于石油、化工等侵蚀性环境中使用的电缆。常用的组合护层有三种。铝-聚乙烯组合护层，铝-聚乙烯粘结组合护层和铝-钢-聚乙烯组合护层。由于电线电缆离不开金属，所以下面简单介绍一下金属的电阻及影响其电阻的因素。2.4金属的电阻及影响电阻的因素金属导电材料的电阻比绝缘材料的电阻小得多，它的作用也与绝缘材料相反，是用来传导电流的。在金属中，由于离子的晶格不断地热运动，使其周围的电场发生变化，所以金属加入电场后，其中的电子波发生散射，由于电子波的散射阻碍了电子顺利的运动，同时也因温度、杂质和机械加工等作用，增加了电子波散射，因而使电子的运动受到阻碍，表现为电阻效应。在一个具有均匀截面积为S，长度为l的导体中,电阻率ρ为ρ=R·S/l(Ω·m)其中，R为导体的电阻阻值。导体的电阻率的倒数就是它的电导率，为γγ=1/ρ1温度对电阻的影响金属离子的热运动是随温度而变化的，金属受到热作用时，正离子振动的幅值增加，晶格发生崎变而使电阻增加。当金属过渡到液态时，晶格受到彻底的破坏，正离子任意分布，自由电子与正离子的碰撞频繁，则金属的电阻发生跃变，过渡到气态时显然也是一个