電線電纜常規(guī)設計依據(jù)課件

第一章電線的常規(guī)設計依據(jù)-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;加工時浸錫或焊錫用,則需采用鍍錫導體的電線;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)-電線性能方面的要求要求電線承受的載流量(A)對于通訊電纜在傳輸性能上要求(如特性阻抗,衰減,串音,回波損耗等指標第二章電線電纜材料—導體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,有良好的塑性,易于焊接;主要用于鍍層和包復層;主要用于耐高溫線及用作高頻通訊電纜導體2.銅導電性僅次于銀,導熱性僅次于金,銀;抗腐蝕性好,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,鋁合金主要是為提高鋁的機械強度,耐熱性及可焊性4.金,銀主要用作耐高溫線及通訊電纜5.鐵(鋼)常作復合導體的加強材料,如銅包鋼,鋁包鋼線等6.鋅用做鋼絲/鋼帶/鐵導體的鍍層,以防腐蝕7.錫用作鋼絲/銅線的鍍層,用以防腐蝕,并用利于銅線的焊接第三章電線電纜材料—導體1.銅箔絲一條銅箔絲(由銅線壓扁)繞包在聚脂纖維上成一股,然后四股正規(guī)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.主要用用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性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,及使導體更易于焊接,分為單根/實心鍍錫銅線和絞合.絞合目的保持導體柔軟性4.裸銅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5.鍍絞鍍銅線主要用于電子線上,性能同裸銅絞鍍銅線,錫層附著性優(yōu)于裸絞鍍銅線第五章電線電纜材料－－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.例如除了制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%以上的通信電纜采用聚乙烯作絕緣.聚乙烯性能特點聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性(介電常數(shù)及介質損耗正切都很小),良好的化學穩(wěn)定性,很低的透氣性和較小的吸水性,比重小,無毒性,并有良好的塑性,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,按其生產方式可分為高壓法聚乙烯/低壓法和中壓法聚乙烯,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LDPE0.913-0.94中密度聚乙烯MDPE0.941-0.970高密度聚乙烯HDPE第六章電線電纜材料－－聚乙烯塑料(PE)(續(xù))電氣性能高密度聚乙烯低密度聚乙烯Ρv,Ω.m(浸水7天后)10151015Ε,60HZ103HZ106HZ2.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.352.30-2.35Tgσ,60HZ103HZ106HZ0.0020.0020.0020.00050.00050.0005E,Mv/m(浸水7天后)18-2018-2018-4018-40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(yōu)良電絕緣性能,如下表所示.第七章電線電纜材料－－聚乙烯塑料(PE)(續(xù))聚乙烯電絕緣性能有如下幾個特點:

a)介電常數(shù)和介質損耗角正切值很小,并且在很寬的頻率范圍內幾乎不變,因此是很理想的高頻絕緣材料.

b)體積電阻系數(shù)Ρv和擊穿場強Eb在浸水7天后仍然變化不大,因此許多水下的大小電纜,如潛水電纜,海底電纜等均可采用PE作為絕緣材料和護套材料.發(fā)泡聚乙烯(HFPE/WFPE)

發(fā)泡聚乙烯是一種在聚乙烯塑料中存在有許多封閉的微孔材料,與實心聚乙烯比較,它的介電常數(shù)小,比重輕,技術以濟指標好,因此在通信電纜中也被廣泛使用.FMPE性能特點發(fā)泡PE的性能與發(fā)泡度有密切關系.通常比重,抗張強度,伸長率,介電常數(shù)以及擊穿強度等都隨發(fā)泡度的增加而顯著下降,體積電阻率則與實心PE相同.但由于發(fā)泡PE的吸水性較大,故在浸水或受潮時絕緣電阻會下降.通信電纜的發(fā)泡PE絕緣層要求孔細,數(shù)量多,分布均勻一致,彼此間不貫通,并且表面要光滑平整.由于各種電纜的用途要求不同,發(fā)泡度也就使用發(fā)泡絕緣的發(fā)泡度只要求為20-30%.第九章電線電纜材料－－聚丙烯塑料(PP)一般性質聚丙烯的外觀呈白色蠟狀固體,較透明,無毒,吸水性小,僅為0.03-0.04%可燃,比重為0.91,是目前常用塑料中最小的一種.物理機械性能

PP機械強度很大,抗拉強度達300-390MN/2,特別是當溫度高時其抗拉強度下降很小.PP的硬度比PE高,耐磨性及耐彎曲變形均十分好,所以聚丙烯有“低密度高強度塑料”之稱.電絕緣性能聚丙烯有很好的電氣絕緣性,絕緣性能基本上類似于低密度PE,而且在很寬的頻率范圍內不發(fā)生變化.它的介電常數(shù)只有2.1,介質損耗角正切為0.0005-0.001,體積電阻系數(shù)在1014Ω.m..再加上吸水性很小,所以PP完全可用做高頻絕緣材料.耐熱性

PP的耐熱性很好,它的熔融溫度高達1670C,在負載下可以在1100C邊續(xù)使用化學穩(wěn)定性PP的化學穩(wěn)定性很突出,在800C以下能耐酸/堿,鹽及很多有機溶劑腐蝕第十章電線電纜材料－－聚丙烯塑料(PP)(續(xù))由于PP具有很好的物理機械性能,較高的耐熱性和較為優(yōu)良的電絕緣性和化學穩(wěn)定性,因而可用于制造各種電線,電力電纜,通信電纜的絕緣材料,例如由于PP的柔韌性及剛性好,用做電話線絕緣層為最佳材料.第十一章電線電纜材料－－氟塑料(Teflon)氟塑料與其它塑料相比,具有優(yōu)異的耐高低溫,耐腐蝕,耐候性,電氣絕緣性,不吸水,以及低摩擦系數(shù)等.主要用于制作高溫航空導線,測油井電纜,地球勘探電線,太陽能收集窗,加熱電纜,天花板plenum級電纜,火災預警電纜,扁平電纜,電磁線,同軸射頻電纜等.氟塑料種類氟塑料的種類很多,在電線電纜中常用的有:聚四氟乙烯(F-4),聚三氟乙烯(F-3);聚全氟乙烯(F-46);四氟乙烯和乙烯共聚物(F-40),四氟乙烯和全氟烷基共聚物(FPA),四氟乙烯和六氟乙烯共聚物(FEP)等.聚四氟乙烯(F-4)性能物點

a)優(yōu)良的電絕緣,比重2.1-2.2.介電常數(shù)2.1及很低的介質損耗系數(shù)(KHZ/MHZ時0.0002),并在很寬的溫度及頻率范圍內保持穩(wěn)定.耐電強度也很高,當厚度為0.02mm時,耐電強度可達20.0MV/mb)優(yōu)異的耐高低溫特性.長期工作溫度:+250to195°Cc)足夠的機械性能,在室溫下,抗張強度200MN/m2,伸長率400%,即使在300°C高溫下使用一個月,抗張強度只降低10%.

d)優(yōu)異的化學性,它能抵抗最活性的化學試劑的作用.

e)良好耐熱性和耐濕性.由于其分子結構特點,它的透濕性和吸水性極微,放在水中浸泡24h,吸水性幾乎為0,浸光后絕緣電阻也基本不變.第十三章電線電纜材料－－氟塑料(Teflon)(續(xù))性能ASTMPTFEFEPETFE密度(g/cm3)D7922.1-2.22.12-2.171.7-1.75熔點/0C_372262-282265-270拉伸強度/MPa(230C)D63827.44-61.7419.6-31.3641.16-49.98伸長率(100%)D638200-400300100-300彎曲彈性模量/Mpa(230C)D790392656.62646洛氏硬度D785R25R25R50連續(xù)使用溫度/0C_260200160-180體積電阻率/?．CmD257>1018>1016>1016

相對介電常數(shù)60HZD150103HZD150106HZD150介質損耗正切值60HZD1500.00020.00020.0006103HZ0.00020.00020.0008106HZ0.00020.00050.0005擊穿電壓強度/(MV/m)D14916-2420-2416耐化學藥品性D643優(yōu)優(yōu)優(yōu)耐燃性D653不燃不燃不燃吸水性(100%)D5700.010.010.03耐輻照性能

差

差

優(yōu)

第十四章電線電纜材料－－填充/分隔/屏蔽材料填充材料聚酯纖維,棉紗,PP繩.目的是保持電纜圓整,減少膠料用量,降低成本,可增加電纜強度.聚脂纖維常用于彎曲要示高的線材.分隔材料棉紙.聚酯帶.發(fā)泡PP帶.滑石粉/云母帶,硅油,DOP,B.T.A.芯線成纜時繞包紙帶或押出外被時縱包紙帶,可使電線圓整,保證開皮.滑石粉/云母粉---外被押出時,芯線PVC表面與被覆PVC受熱,易粘著一起,使用滑石粉隔離,可以保證開皮及控制附著力.絕緣押出時噴涂硅油,主要是改善導體與絕緣這間的附著力,用于絕緣與外被之間可以保證開皮DOP用于導體與絕緣之間,改善導體與絕緣之間的附著力B.T.A溶液在押出絕緣時涂于導體表面,主要是防止裸銅線氧化.屏蔽材料鋁箔麥拉帶,編織線,斜包線.屏蔽要有效地防止屏蔽層內外雜訊的相互干擾.第十五章電線電纜顏色電子線主要顏色黑,棕,紅,橙,黃,綠,藍,紫,灰,白,粉紅,淺綠,淺藍,淺灰通訊電纜線對主—輔顏色A線(主色):白,紅,黑,黃,紫.B線(輔色):藍,橙,綠,棕,灰多對數(shù)基于主輔顏色,配以絕緣間色/色條/色點/色環(huán)/芯線標號等方法進行標識區(qū)分.或做成基本單位,配以電纜扎帶進行標識區(qū)分其它線材的顏色主要按照電線標準要求或協(xié)會標準可客戶要求或公司內部便于統(tǒng)一管理而制定的顏色標準顏色標準具體的顏色標準參照PANTONE,或RAL840HR和RAL841GL或客戶實樣顏色第17章NTC電線產品介紹---AWM電子線4---多芯線,熱固性絕緣5---單芯或多芯線,特種要求10----延續(xù)結構代號120----延續(xù)結構代號2測試標準及測試方法來源UL44橡膠絕緣電線電纜UL62安裝軟電線電纜(電源線)UL83熱塑性絕緣電線電纜UL493熱塑性絕緣地下分流電纜UL814氣管標識電纜UL1063電動工具用電線電纜UL4鎧裝電纜UL719非金屬套電纜UL1581電線電纜及軟線UL758(AWM電器配線總則)用途,常見產品類別用作電氣裝備的連接線(機內及機外配線)產品如:UL1007,1015,1061第18章NTC電線產品介紹---電源線使用場合用作電氣元件或設備與電源的連接線電線類別GB電源線參照國家GB5023.1-7,97,產品如:RV,RVV,BV,BVV等.R軟線;B扁線,V聚氯乙烯,A安裝線,P屏蔽線VDE參照(德國)歐共體DIN/VDE0281,產品如:H03VV-F,H05VV-F,H03VVH2-F,H05VVH2-FAS電源線參照澳大利亞標準AS3191UL/CSA電源線分別參照(美國UL標準)UL62及(加拿大標準)CAN/CSANO.49,產品如SPT-1,SPT-2,SPT-3,SVT,SJT,SJTO等JIS電源線參照JIS3306,產品如HCFF,HVCTF,HVCTFK,VFF,VCTF,VCTFK第19章NTC電線產品介紹---局域網絡線一般通訊電纜的結構形式按照信號回路的結構形式分為:對稱電纜與同軸電纜.對稱電纜,線對是傳輸回路;同軸電纜,內外導體是傳輸回路.局域網絡線一般說明局域網絡線是信息化建設中的局域網絡和智能大廈結構化布線的必備線材.它具有傳播速度高,信息運送量大等特點,線材在特性阻抗,衰減,近端串音,遠端串音,回波損耗,衰減串音比等方面有極高要求選用標準UL444商業(yè)大樓而線標準:(美國協(xié)會標準)EIA/TIA568-B.2-1&NEMAWC66),(國際組織標準)IEC/ISO11801常規(guī)結構(以屏蔽性能化分)UTP:線對及電纜芯都無屏蔽FTP:鋁箔總屏蔽STP:鋁(銅)箔+銅線編織總屏蔽S-STP:線對單獨屏蔽,總屏蔽常規(guī)線對數(shù)2．３．４．２５．５０．１００對．另有２＊４Ｐ，４＊４Ｐ，６＊４Ｐ等多單位組合結構第21章NTC電線產品介紹---局域網絡線（續(xù)）Ｃａｔ５e１００ＭＨＺＵＬ４４４＆ＥＩＡ／ＴＩＡ－Ａ－５＆ＩＥＣ／ＩＳＯ１１８０１阻抗,衰減,近端串音，近端串音功率和,等電平遠端串音;等電平遠端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時，延時差,波速比;回波損耗Ｃａｔ625０ＭＨＺＵＬ４４４＆ＥＩＡ／ＴＩＡ－B．２－１＆ＮＥＭＡＷＣ６６阻抗,衰減,近端串音，近端串音功率和,等電平遠端串音;等電平遠端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時，延時差,波速比;回波損耗Ｃａｔ76００ＭＨＺＵＬ４４４＆ＥＩＡ／ＴＩＡ－B．２－１＆ＮＥＭＡＷＣ６６阻抗,衰減,近端串音，近端串音功率和,等電平遠端串音;等電平遠端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時，延時差,波速比;回波損耗第22章NTC

電線產品介紹---音頻/視頻/電話線/家用網絡線音頻線音頻線(Audiocable)用作傳輸音頻信號,常規(guī)結構為雙支同軸線等結構.用于連接音響設備.視頻線視頻線(Videocable)是用來傳輸視頻信號,常規(guī)結構亦為同軸線結構,用作系統(tǒng)配接時有嚴格特性阻抗匹配的要求.電話線即電話連接線,通常采用透明PVC塑料絕緣,多為2芯,4芯,6芯,8芯結構,外形多為扁平或飛碟狀家用網絡線電纜結構中含局域網絡線,同軸電纜,光纖;用于家庭網絡及多媒體系統(tǒng)第23章NTC

電線產品介紹---電腦周邊線IEEE1284電線參照IEEE1284標準,一般用作電腦與打印機連接線USB電線

USB電線用作電腦與周邊設備如鍵盤,滑鼠,打印機的連接線.USB把不同電腦插口介面統(tǒng)一為標準插頭,已成為個人電腦系統(tǒng)的標準功能.

USB阻抗值為90±13.5Ω,由28AWG信號線對及2條20-28AWG電源線組成,分為Fully-rated及sub-channel結構,前者有統(tǒng)包外屏蔽而后者沒有,有USB1.0,USB1.1,USB2.0版本

第25章通訊電纜傳輸參數(shù)串音機理因回路間存在電磁耦合,則第一回路的電磁波在回路周圍產生電磁場,進而在第二回路產生干擾電流的現(xiàn)象稱為串音一次干擾參數(shù)-電耦合電耦合為被串電流與主串電壓的比值.g---電耦合的有功分量(介質耦合),指主被串回路芯線間介質能量損耗不平衡的結果-磁耦合磁耦合為被串電壓與主串電流的比值.r---磁耦合的有功分量(導電耦合),指主被串回路芯線間導體金屬能量損耗不平衡的結果.m---電感耦合,指主被串回路部分電感不平衡的結果.二次傳輸參數(shù)主要參數(shù)為近端串音衰減,遠端串音衰減,遠端串音防衛(wèi)度---近端串音衰減主串回路發(fā)送功率與串到被串回路近端功率的比值,取對數(shù)*10位,單位“Db”第26章通訊電纜傳輸參數(shù)(續(xù))--遠端串音衰減主串回路發(fā)送功率與串到被串回路遠端功率的比值,取對數(shù)*10倍,單位“DB”--衰減串音比(遠端串音防衛(wèi)度)被串回路遠端收到的信號電平與串到該接收端的串音電平的有效期.當主串與被串回路相同時,可簡化為遠端串音衰減的差.(它直接影響信號的誤碼程度).串音的影響取決于接收的有功信號與串音功率的相對大小,因在遠端信號經過衰減,信號相對較近端小,故通訊工程中串音防衛(wèi)度是指遠端串音防衛(wèi)度.干擾參數(shù)的影響因素--數(shù)十KHZ以下的短電纜(制造長度)