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电线电缆基础知识大全(推荐收藏)

2019-05-20 15:11:38浏览:177评论:0 来源:绿水青山环保网   
核心摘要:第一章 电线电缆导体介绍第一节 导 体 概 述按电阻率(长为1m,截面积为1mm2的材料电阻值大小)划分,一般情况下我们将材料分为
 

第一章  电线电缆导体介绍

第一节  导 体 概 述

     按电阻率(长为1m,截面积为1mm2的材料电阻值大小)划分,一般情况下我们将材料分为三类:

      导  体:电阻率在102Ω·mm2/m以下

     半导体:电阻率为103~108Ω·mm2/m﹔

     绝缘体:电阻率为108Ω·mm2/m以上。

目前常用的金属导体有金、银、铜等(如下表),考虑到导体的价格和导电性能,最常用的为铜导体。导电系数以铜为标准(100%),各导体比较如下表:

名称

符号

比重(g/cm3)

导电常数%

备     注

Au

19.3

70.80

不氧化、价格昂贵

Ag

10.5

109

导电性最优、价格昂贵

Cu

8.89

100

导电性次优、价格普及

钢(铁)

Fe

7.86

17.80

导电性不良、抗张好

Al

2.7

61.20

质量轻

      由上表可知,铜的导电率较佳,适用性能广,成本较低,还可在其表面镀锡,利于焊接,并有抗氧化作用(指与空气中氧气结合氧化)。

第一节   铜导体

一、铜线的类别

      铜导体由单条铜线或多条铜线组成,分别叙述如下:

      1.硬铜线:经伸线冷加工而成,具有较高的抗张强度,适用于架空输电线、配电线及建筑线之导体。

      2.软铜线:硬铜线加热去除冷却加工所产生之残余应力而成,富柔软性及弯曲性,并具有较高之导电率,用以制造通信及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。

      3.半硬铜线:抗张强度介于硬铜线与软铜线之间,用于架空线之绑线及收音机之配线。

      4.镀锡铜线:铜线表面镀锡以增加焊接性及保护铜导体于PVC或橡胶绝缘押出时不受侵蚀,并防止橡胶绝缘之老化。

      5.平角铜线:断面为正方形或长方形之铜线,为制造大型变压器或大型马达等感应线圈之材料。

      6.无氧铜线:含氧量0.001%以下、纯度特高之铜线,铜之含量在99.99%以上,不会受氧脆化,用以制真空管内之导线、半导体零件导线及极细线等。

      7.漆包线:铜线软化后,表面涂以绝缘漆,经加热烤干而成,一般分为天然树脂及合成树脂漆包线。

      8.铜箔丝:以扁平且极薄之铜丝卷绕于纤维丝上的导体。

      9.先绞后镀线:将未镀之铜线绞合后,再加以镀铝。

      10.铜包钢:一般用于同轴线作信号的传输(如电视机与VCD的连接、户外电视天线、闭路电视等﹔较硬线具有更高的抗张强度,在高山地带,跨越河流等须长距离时作为架空线用,依其铜厚度,一般分导电率21%、30%、40%等。

      11.合金铜:由铜和其它导体金属组成,如铜镍合金等,用于特殊用途线。

      註﹕ 目前我公司常用的导体主要有如下几种:

      (1)       镀锡铜线,英文缩写为TA﹔

      (2)       裸铜线,英文缩写为BA﹔

      (3)       镀银铜线,英文缩写为SC﹔

      (4)       镀银铜包钢,英文缩写为SCCS﹔

      (5)       铜包钢,英文缩写为CP。

      其它如铜铂丝、漆包线等很少用。

二、铜线的各种性能

1. 导体电阻 — 导体之电阻与其长度成正比与其截面积成反比。

2.导电率—以 20℃时长度为1m、截面积为1mm2之标准软铜线之电阻1/58ohm(0.017241 ohm)为基准,称为100%导电率。电阻愈大,则导电率愈低,两者成反比例。

3.耐弯折性—单线之一端固定,另一端加上重量使垂直向下,然后来回180地弯折,直至线断为止,弯折次数愈多,表示耐弯折性愈强。

4.拉断力—抗张试验时,施于试样而使其断裂之最大负荷重量或力。

5.抗张强度—抗张试验时,使得试样断裂,单位面积承受的拉断力。

6.伸长率 — 于规定之标准距离,试样经伸长至断裂后所增加之长度与原来长度之比率。 导体在温度不同时会有不同的阻抗,一般常以20℃或25℃时为标准,温度愈高,阻抗会愈大。

第二章  绝缘体和被覆材料

第一节  塑料概述

一、 塑料的分类     

1. 热塑性塑料:

      此材料加热时可以迅速软化或液化,成型后再加热也可再度软化成型,如PVC, PP, PE等。

2. 热固性塑料:

      此材料固化成型后,再加热无法软化成型,这种塑料在我公司极少用。

二、塑料的性质     

1.基本物理性质:

       a)比重(密度)  b)分子量  c)粘度  d)比重及粒径分布

      e)游离单体含量(聚合程度)  f)吸水性  g)透气性

2.机械性质:

     a)抗张强度及伸长率  b)弯曲强度  c)压缩强度  d)冲击强度  e)硬度            

      f)弹性系数:受外力作用变形后回复原来形状的能力

3.热性质:

     a)热变形温度:显示塑料在高温受压下能否保持不变的外形。

     b)软化点:受热而硬度降低,即将开始流动温度。

     c)热传导率:热量在塑料材料中传导的速率。

     d)热膨胀系数:塑料加热时尺寸膨胀的比率。

     e)收缩率:收缩后与原模具设计尺寸的比例。

      f)熔态指数又称熔化指数:通常用来判断热塑性塑料的加工性质。

4.化学性质

     a)抗溶剂性:对酸、碱、醚、醇、酮、芳香烃、脂肪烃……等抵抗性。

     b)燃烧性:为改善塑料的耐烧性通常添加难燃剂。

     c)耐候性:受光、热、空气……等影响而引起的变质,劣化的抵抗性,包含在紫外光、氧、臭氧影响下之安定性。

5.光学性质

     a.透明度:可视光域的光透过率,分为透明、半透明、不透明。

     b.雾度:透明塑料内部或表面呈现模糊状的、雾状外观程度,雾状外观是由于光线散射而引起的。

     c.尚有其它要求之光泽度、折光率、黄色指数等。

6.电气特性

     a.导电率及电阻率:导电性越高表示导电率越好,导电性越低表示导电率越差即绝缘性越好。

     b.容积电阻:将绝缘体内部 1cm3的立方体在其相对两面施加电压的电阻,以Ω-cm表示,详细方法可查 JIS K6911或ASTM D527规定。

     c.介电强度(Dielectric Strength):

        绝缘体所能承受的介电破坏电压与其厚度的商值,可参考ASTM D149方法测试。

     d.介电常数 (Dielectric Constant)

        介电常数亦称电容率,为物体中电容与真空中电容的比值,可参考   ASTM D150。

     e.功率因子(Power Factor)

        散逸于物质中电力对正弦曲线电压(V)与电流(I)乘积的比例,即:PF=W/(VI)=sinδ,sinδ为损失角度,可参考ASTM D150。

     f.散逸因子(Dissipation Factor)

        施于介电物质之交流电压的正弦曲线与流过介电物质的电压曲线的夹角的余角。δ的正切值tanδ称为散逸因子,可参考ASTM D150。

     g.屏蔽效果(Shielding Effectiveness)

        指减少电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)的效应,其测定方法为:     

     SE=20xLOG(Eb/Ea)。

     Eb=:屏蔽前的电场强度﹔

     Ea=:屏蔽后的电场强度。

7.加工性                                                                      

      要注意其流动性,热安定性,成型(押出)温度,融解温度点(融点),成形收缩率等问题

三、塑料添加剂

       添加剂是指分散在塑料分子构造中,不会严重影响塑料分子结构、却能改善其性质或降低成本的化学物质,依其功能可分下述各类: 

     

1.抗氧化剂(Antionxidant)

      主要是防止塑料中的不饱和双键受氧原子侵袭而引起的品质劣化,如芳香胺类,烷基酚……等。

 

2.抗静电剂(Antistatic agent)

      主要是赋予塑料细微的导电性,以避免因磨擦而造成静电的积存,如乙氧化胺类……等。

 

3.发泡剂:发泡剂主要有三类

a.直接压入塑料熔胶中使发泡,压入气体有氮气、二氧化碳、空气……等。

b.挥发性液体,升温后挥发膨胀,而使塑料体发泡,常见有聚苯乙烯泡棉。

  c.分解性化学发泡剂,一般为固体粉未,它们在加热时即分解放出气体(通常为氮或二氧化碳)常用者为偶氮化合物(有机物)或无机盐类,如酸氢钠。      

     

4.着色剂(染料)

      分有机与无机两大类,又分为染料及颜料两大类。

 

5.难燃剂(又称防火剂)

  当塑料暴露于火焰时,能压抑火焰之蔓延,防止烟雾形成,当火焰去掉时,燃烧便会停止,大致可分为有机与无机二大类型。

 

6.安定剂(Heat Stabilizer)

      一般塑料均会在高温时分解劣化,以PVC最严重,PVC在 100℃以上长时间加热,有少量盐酸游离出来,开始分解,安定剂的作用是阻止分解,因此安定剂的添加是非常重要的。

 

7.紫外光吸收剂(UV absorber)

      塑料受到高温能量的紫外光照射而发生劣化,因此户外使用的塑料必须添加此剂,将紫外光线吸收或遮断,如水杨酸脂类。

 

8.冲击改质剂(Impact modifier)

      加入具有特殊性质的树脂,可籍着混炼的方式增加,以改良塑料的耐冲击性,该剂也常影响到塑料的耐热性,流动性,必须慎重选择。

 

9.滑剂(Lubricant)

    可分内部与外部滑剂:内部滑剂的目的减少聚合分子间的磨擦,降低粘度,提高流动性﹔外部滑剂是使塑料从金属模具表面易于脱模。常用滑剂有脂肪酸酯类或脂肪酯醯胺类、烃类(如天然石腊),金属皂类。

 

10.可塑剂(Plasticizer)

       可塑剂为挥发性低的物质,添加于塑料时,能使塑料的弹性系数增加或减少,而于常温时增加柔软性,高温时易于加工,以PVC为例,添加量愈多时制品愈软。

 

11.硬化剂(Curing agent)

       硬化剂目的在促进塑料形成交联结构称之硬化,其目的提高机械强度、耐热性、耐溶剂性、与尺寸稳定性,如DCP ……等。

 

12.填充剂(Filler)

       改善机械强度作为补强剂,增加重量作为增量剂,以降低成本,如高岭土,碳酸钙等。

 

13.其它

   a)成核剂:有些无机粉未在发泡中可使泡棉结构更为细致。

   b)导电剂:如碳烟,金属粉未等。

 

四、塑料的加工形式

 

塑料的加工方式有压缩成型、注射、挤出成型等。电线绝大部分用押出成型(Extrusion),是将热熔性塑料在加热筒内溶化再用螺杆予以押出。

 

五、塑料的鉴别

 

1.    燃烧法:依据材料是否燃烧,若有,辨其火焰颜色;是否冒烟,若有,辨其烟的颜色,如:烟为清烟还是含炭灰之烟;是否有溶胶滴落,若有看溶胶是否继续燃烧;以及燃烧时产生何种气味等。

 

    Teflon:遇火软化变形,有邹曲薄层,少量焦炭,微焦发味,不可燃性。

 

    PVC:绿色火焰光罩,软化冒出白烟并有盐酸味,自熄性塑料; 置于水中,下沉。

 

    PE:兰色光罩,燃烧区熔融透明,有熔胶滴落及蜡烛味﹔置于水中,上浮。

 

    PP:兰色光罩,燃烧区熔融透明,有熔胶滴落及煤油味﹔置于水中,上浮。

 

    PU:黑烟,有熔胶滴落,无焦灰,氮氧化合物味,延烧性。

 

    Nylon:兰色光罩,熔融,头发焦味,自熄性。

 

    Silicone类:无味,浓浓白烟,白色残余灰份,自熄性。

 

2.    比重法   :   密度比较法,即以水的密度为基准,塑胶料置于水中,若下沉,则塑胶密度比水大,若上浮,则比水小。此方法可与其它方法配合使用。

 

 

 

品名

PVC

Teflon

PE

PP

比重

硬质1.30-1.58

软质1.16-1.35

2.08-2.2

0.917-0.965

0.90-0.92

品名

PU

Nylon

Silicone

PVDF

比重

1.1-1.5

1.12-1.15

/

1.76-1.78

 

 3.   其它法如光谱分析法、溶剂鉴别法……等。

 

第二节绝缘体和护套料

一、绝缘体

 1.  目的:为导体绝缘。

 2.  常用材料一览表,如下:

种  类

主要用途

代表性产品

特   性

PVC

一般60℃

VCTF……等

1.广泛用于绝缘体,耐臭氧、耐油、耐药性优良,硬度、耐寒性可调整配合,介电常数,散逸因素……等(常数)大。

架桥(照射,化学架桥)增加耐热性,改变机械强度,耐有机溶剂性,焊接性。

2.SR-PVC(半硬质)有较良好的焊接性。

3.架桥有照射、化学、温水、空气架桥,以电子照射(X-ray)效果最好。

 耐热PVC

75℃,80℃,90℃,105℃

UL1007

UL1015UL10453

SVT等

SR-PVC

80℃,90℃,105℃

UL1061等

架桥PVC

105℃,125℃

UL1429,1430

……等

PE

75℃,80℃

信号线

同轴线

网络线

PE分为中高低密度PE、架桥、发泡PE。一般电气特性良好(如介电常数……等)机械性、耐药性、耐溶剂性良好,对直射日光、紫外线性不良,有热变形缺点,广泛用于高压线(绝缘性良好),通信用线,发泡目的在改变介质常数进而改善衰减等电气特性

架桥PE

90℃

/

发泡PE

80℃

UL1354

同轴线等

PTFE

260℃

RG同轴线

耐温度性(-70~+260℃)有良好的电气特性(比PE好),电气特性、不燃性、耐药品性良好,可用于薄皮膜押出,高价、高品位电线,价格高,专用押出机,比重高,硬、耐屈曲性不良

PFA

260℃

FEP

200℃

UL1330,1332

RG316等

ETFE

150℃

UL1829,1828

……等

PVDF

150℃

/

PP(或发泡PP)

80℃

UL1589 UL2960等

介电常数小,亦有发泡PP常用于传输信号线等

Thermopl-astic Elastomer

热塑性弹性体

Polyester系

聚脂系列

60℃

UL1982

UL10104  UL10190

耐屈曲疲劳性良好、弹性佳,用于曲线绝缘或机械人线缆外被,硬度等级低时(软)体积抵抗低绝缘性不良,押出时必须先干燥

Polyolefines

聚烯烃类

/

/

比重0.9以下,电气特性良好,有适度的弹性及耐燃性,常用于橡胶绝缘类之机械人用线之绝缘材料

天然橡胶(NR)

天然橡胶绝缘线60℃

/

电气特性、机械特性、低温柔软性良好,耐热性、耐油性差,可燃

Silicone橡胶

/

/

耐温度环境性能,耐候性能以及电气特性良好,机械特性、耐磨性能差

备    注

绝缘材料使用按场合应选择,最小体积抵抗在1015Ω以上

 

二、被覆材料(Sheath)

 1.目的:保护绝缘体……等,其材质及厚度皆有相关规定如UL等。

2.材料一览表:

 

材  料

主要用途

代表性制品

性    质

一般PVC

一般PVC外被(60℃)

一般线缆

用途最广,有较好的阻燃性能和线缆生产与使用的要求的各种性能,价格低廉。

耐热PVC

耐热PVC外被

75℃、80℃、

90℃、105℃

UL1007、2464、1015

Polyethylene (PE)

PE外被

(75℃、80℃)

UL20855(FR-PE)

一般常用低密度PE,耐溶液性良,可燃性和抗紫外线性能不良

Polyamide

尼龙

――

UL THHN等

适用于耐汽油用线

TPU

――

个别对应用线

UL20197 UL20279

耐摩性、机械强度优良,弹性好

天然橡胶(NR)

(备注1)

天然橡胶外被

(60℃)

/

具有机械特性,低温柔软性,但耐候性,耐热性,耐油性,可燃性不良

Hy palon

(CSM)

(备注2)

Hy palon外被

(80℃)

耐候,耐热,耐药性良好,明色配色(合)软易,一部份被氯丁二烯橡胶取代,耐低温性不好,加工性不易

氯丁二烯橡胶 (CR)

(备注3)

Chloroprene外被

(60℃)

出口线等

耐候,耐油,耐摩耗,耐屈曲性良好,但贮藏性不好,明色配合困难

(责任编辑:小编)
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