電線電纜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識

1、精品資料推薦電線電纜的發(fā)展可追溯至 1831 年,英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了“電磁感應(yīng)法則”為其實(shí)用發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ) ,電線電纜的發(fā)展主要涉及絕緣材料與導(dǎo)體的發(fā)展 ,絕緣材料 :裸線漆包線膠線塑膠線合成材料線;導(dǎo)體:白金銅鋁光纜 .通俗地講 ,只要傳送電力或信號的有形物體 ,都可稱為電線電纜 .另外 ,依日本電線工業(yè)協(xié)會1977 年對電線電纜的分類如下 :裸線;捲線;通訊電纜 ;電力電纜;被覆線 .電線電纜的生產(chǎn)過程 :集合纏繞印字包帶印字編織編織外被填充外被煉銅伸銅伸線絞線絕緣裁條 捲裝 軸裝地線、導(dǎo)體部分 :1.名詞術(shù)語 :AWG : American wire gauge美國電線規(guī)格 ;

2、業(yè)界中一般用此稱呼 cable 規(guī)格AWM : Appliance Wiring Material 器具配線伸長率 :將物體拉伸至斷裂后所增加的長度與原標(biāo)定長度的比率絞距 :絞線中之某一股線 ,捲繞一圈之直線距離抗張強(qiáng)度 :抗張?jiān)囼?yàn)時(shí) ,使其試樣斷裂 ,以單位面積表示之拉斷力導(dǎo)體電阻 :與其長度成正比 ,與其截面積成反比 ,電阻愈大導(dǎo)電率愈低UL: Underwriters Laboratories Inc. (美國 )保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室TC:Tinned Copper: 鍍錫銅CSA:Canadian Standards Association加 拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會組織UL94V-0: 防火等級OD:

3、Overall Diameter 完成外徑 (Outside diameter 外徑 )VW-1: 垂直耐燃測試ID: Insulation Diameter 絕緣直徑FT-1: 水平耐燃測試Shield: 遮蔽BC:Bare Copper 裸銅Braid:編織 Spiral: 纏繞Flame test: 燃燒測試Elongation:伸長率Thickness:厚度 （cable的絕緣層與被覆體都有最小厚度、平均厚度的要求 ）Aged test: 老化測試 （cable 的絕緣體與被覆體 ）Trensile Strength : 抗張強(qiáng)度 （cable 的絕緣體與被覆體 ）精品資料推薦Pitc

4、h :絞距(1P表示 1對)Connector:接插件(Mindin 、 USB、 RCA 等 plug&jack )Surface Treatment : 表面處理 (鍍金、鎳、錫、銅等 )2. 導(dǎo)體的種類 (電線電纜中常用 :銅合金 &鋁合金,電腦連接器用線為銅合金的導(dǎo)體 ):a. 裸銅線 (BC): 銅導(dǎo)體上不鍍或不包裹任何材料的銅線b. 鍍錫線 (TC): 在銅線表面上以熱浸或電渡方式 ,被覆一層錫或鉛錫合金的銅線 ,目的是避免氧 化,焊接方便1先鍍后絞 再鍍 :鍍錫銅線絞合后再鍍錫 ,此導(dǎo)體常用於電子連接線2先絞后鍍:將未鍍之銅線絞合后再加以鍍錫的銅線c. 銅箔絲 : 導(dǎo)體以扁平或且

5、極薄的銅箔捲繞在纖維繩上d. 漆包線 : 在銅線表面上以熱浸或電鍍方式 ,被覆一層絕緣漆e. 導(dǎo)體的生產(chǎn)過程 :煉銅 目前工業(yè)應(yīng)用陰極電解法煉銅伸 銅、 伸線 粗伸 ( 8.0 2.6mm) 、中伸 ( 2.6 1.0mm) 細(xì)伸(1.0 0.05,0.12,0.16等 mm)3. 常用的導(dǎo)體規(guī)格 :a.USB線(均為多股鍍錫線 ;28/26 即:信號線/電源線):Gauge(AWG)Composition(N/mm)Gauge(AWG)Composition(N/mm)28/287/0.12728/227/0.127 ; 28/0.12728/267/0.127 ; 7/0.1628/207

6、/0.127 ; 28/0.1628/247/0.127 ; 11/0.16b.PS/2線(滑鼠線為例 ;有 AS 或 TS 規(guī)格 ):滑鼠線一般使用多股 28# 線: 10/0.1AS+250D ; 15/0.08AS+250D ; 19/0.08AS+250D ;D-總丹尼數(shù) 纖維長為 9000 米,而重量為 1 公克時(shí)則稱為 1 丹尼4 導(dǎo)體電阻 (UL758 & UL1581):a. 最大允許直流導(dǎo)體電阻 (20時(shí) )Gauge(AWG)Max. DCR( /Km)Gauge(AWG)Max. DCR( /Km)1613.5013.7026142.79148.941821.4021.8

7、028227.39237.25精品資料推薦2033.9034.6030361.13376.962254.3055.0032563.49588.852489.3993.25b. 計(jì)算公式: R(/Km )=實(shí)測值 R()*溫度系數(shù) *1000/電母實(shí)長(m) c.溫度系數(shù)表 :導(dǎo)體溫度系數(shù)導(dǎo)體溫度系數(shù)181.008220.992191.004230.989201.000240.985210.996250.9815. 導(dǎo)體的檢測 :a.伸長率 :導(dǎo)體伸長率測試機(jī)TC(單股)伸長率BC(單股)伸長率0.10.1210%0.1以下15%0.120.25418%0.120.25418%0.2540.64

8、324%0.2540.51124%0.6430.925%0.5112.030%b.線徑 : 千分尺6. 導(dǎo)體的絞合方式 :a. 束絞:導(dǎo)體內(nèi)各個(gè)單線不依幾何形狀排列只沿同一方向絞合b. 同心絞 :導(dǎo)體中間為一條或一核心 ,共周圍為一層或多層螺旋狀排列之單線 ,每層之單線條數(shù) 均較其內(nèi)一層多 6,條而呈左右變化之方向絞合 .c. 絞向:左絞:將導(dǎo)體與人體垂直 ,其絞合方向?yàn)橛疑系阶笙聞t為左絞 (Z 絞)右絞:將導(dǎo)體與人體垂直 ,其絞合方向?yàn)樽笊系接蚁聞t為左絞 (S 絞) d.絞距:(依 UL758 AWM Section.5)AWGInchesmmAWGInchesmm28 or higher0

9、.513182.051260.615162.051240.718142.051精品資料推薦220.820122.051201.2532102.564e.絞 合外徑計(jì)算 : 束絞D= N*1.155*d 同心絞 D=(1+2n)*d N=3n(1+n)+1多心絞合 D=K*dN- 股數(shù) d-單線徑 n-層數(shù)NKNK2293.61332.155104.042.414114.052.7124.15563.0134.41473.0144.41983.305154.5f.導(dǎo)體截面積計(jì)算 :S=d2*0.7854*NAWG2Nom.Arear(mm )AWG2Nom.Arear(mm )320.03242

10、20.324300.0507200.519280.0804180.823260.128161.31240.205142.08 依 UL758 AWM Section.5 table5.1g.導(dǎo)體真圓度計(jì)算 : (A,B 值系從銅線同點(diǎn)成 90 度角的兩個(gè)實(shí)測值 ) 標(biāo)準(zhǔn)值:X=(A+B)/2偏差值 :Y= A-B 真圓度 :R=(X-Y/X)*100%7. 導(dǎo)體的用量計(jì)算 :a. 公式:W=d 2*6.9822*N*K 1*C*K 2*P*K 3 d-單線徑(mm)N-股數(shù) K1 -銅線撚入率C-芯數(shù) P-對數(shù)K2 -芯線撚入率K3 -對型線纜集合線撚入率b. UL 線 K1 K2 K3均以

11、1.02計(jì)算; NON-UL 線均以 1.01計(jì)算;8. 導(dǎo)體絞合設(shè)備 :400P束絞機(jī) :主要用於銅線絞合精品資料推薦9. 絞線工時(shí) :a. 計(jì)算公式工時(shí)(M/Min)=絞距(mm)*RPM*2/1000單位換算 :1mm=39.37mil1kg/mm2=1420PSI1m=1.0936Yd1Yd=3Ft=0.914m(RPM 一般以 1800 轉(zhuǎn)計(jì)算)1Inch=25.4mm=2.54cm 1Ft=12Inch1m=3.281Ft 1kg=2.204LBS1mil=1/1000 INCH=0.0254mm 1Ft=0.3048m比重 :PVC:1.45 SR-PVC:1.38 PP:0.9

12、5 PE:0.95舉例(以 640400064300 100KM 為例):A. 導(dǎo)體結(jié)構(gòu) : 10/0.1BC*4C+7/0.12TCB. 用量: W1=d2*6.9822*N*K 1*C*K 2*P*K 3=0.12*6.9822*10*1.02*4*1.02=2.906 Kg/Km 總用量 :2.906*100=290.6Kg2 W2=d2*6.9822*N*K 1*C*K 2*P*K 3=0.12*6.9822*7*1.02=0.499 Kg/Km 地線總用量 0.499*100=49.9KgC. 絞線工時(shí) :110/0.1AS工時(shí)(M/Min) = 絞距(mm)*RPM*2/1000

13、(RPM 一般以 1800轉(zhuǎn)計(jì)算 )=11*1800*2/1000*0.9=35.6 M/Min 總生產(chǎn)時(shí)間 :47h27/0.12TS工時(shí)(M/Min) = 絞距(mm)*RPM*2/1000 (RPM 一般以 1800轉(zhuǎn)計(jì)算 ) =13*1800*2/1000*0.9=42.0 M/Min 總生產(chǎn)時(shí)間 :40h、絕緣部份 :1. 材料種類與特性 :精品資料推薦a. PP（聚丙烯 Polypropylene） : 其質(zhì)量較 PE 輕,特性與 PE 大致相當(dāng) ,比重為 0.890.91, 而其耐熱性、抗張強(qiáng)度及耐磨性優(yōu)於PE,介質(zhì)常數(shù)變比 PE 低（PP2.2,PE2.3）,因此廣泛用於通信電

14、纜之絕緣體 !PP 押出溫度約為 190250!較亮,較硬,易燃,無太多的煙塵 ,有下滴現(xiàn)象 ,價(jià)格較低 .b. PE（聚乙稀 Polyethlene） : 熱塑性絕緣材料 ,是目前電線行業(yè)中絕緣及被覆材料中用途 最廣泛者 ,因其具有優(yōu)異的電氣特性 , 用於絕緣最為適當(dāng) ,另其耐磨 性、耐溶性、防濕性、耐低溫劣化、質(zhì)量輕 ! HDPE 押出溫度約為 200230,LDPE 約為 220250,很亮,很軟,較維加工,無下滴現(xiàn)象 ,價(jià)格較貴 .c. SR-PVC（聚氯乙稀 SR-Polyvinyl Chloride） :熱塑性材料 ,主要用於通信電纜、控制電纜、燈具用線、及馬達(dá)引線等之絕緣或被覆材

15、料 ,PVC 絕緣使用之電壓以低壓 （600V）為 多,且 PVC 在高溫、低溫皆可適用 ,另因其具有耐燃之特性及柔軟 性好,介質(zhì)強(qiáng)度高 ,因此家電器具用線皆以 PVC 為主體,成本低是其 另一主因 ! PVC 的在 6585軟化 ,120150有完全的可塑 性 ,190以上則分解 ,故加工溫度一般在 150180,其比重約為 1.4,最早使用起源於 1933 年!較暗,較軟,不易燃燒 ,有大量的煙塵 ,價(jià)格較貴 .2. 測試要求 （UL758 AWM & UL 1581 ）:1Unaged :（老化前伸長率及抗張強(qiáng)度 ）Polymer designationPolymer type/test

16、 speedElongation , percentTensile strength,psi(Kg f/mm 2)TPESThermoplastic/202inchesper minute1001500(1.05)精品資料推薦2Air oven aged:（老化后伸長率及抗張強(qiáng)度 ）Polymer designationDry temperature rating ,OvenTemperature Time, daysElongation , percentTensile Strength, percentTPES80113765707510010657060100765703Thicknes

17、s requirements for PVC insulation:Conductor size,AWGConductor2 size , mmWires rated 300VWires rated 600VPVC wall thickness(mm)PVC wall thickness(mm)24-190.3-0.830.230.3818-151.04-2.100.230.3814-122.65-4.200.30.3811-105.3,6.70.380.514伸長率測試 :取樣長約 1520公分,將銅線剔除 ,然后在中間做 5公分（或 1吋）的記號,利用拉力機(jī)以 每分鐘 202 之速度拉力觀

18、察拉斷后之長度 ,利用下列公式求出 :拉斷后之標(biāo)點(diǎn)距離 -拉斷前之距離伸長率=X 100%拉斷前之標(biāo)點(diǎn)距離5抗張強(qiáng)度 （KG/MM 2 ）:拉斷力抗張強(qiáng)度=截面積6截面積:a. 芯線截面積 =（外徑*外徑-內(nèi)徑 *內(nèi)徑）*0.7854b. 外被截面積 （以 10 吋 計(jì)算 ）精品資料推薦空重 空重截面積 =*25.4 * 25.4比重 =比重*163.87空重 -水中重7火花測試 :品名標(biāo)準(zhǔn)值品名標(biāo)準(zhǔn)值10073kv2464芯線3kv10156kv外被5kv10612.5kv2835芯線3kv26512.5kv外被5kv8絕緣電阻測試 (M ) : (具體依不同安規(guī)要求 ) 9耐電壓測試 (K

19、V/min) : (具體依不同安規(guī)要求 )10導(dǎo)體電阻 (/Km): ( 具體依不同安規(guī)要求 )11搖擺測試:依客戶要求12移行測試:依客戶要求 ,一般為溫度 60 ; 24 小時(shí) ; 荷重 500g ; 線材不 得染色至 ABS板13低溫捲繞試驗(yàn) : -20 ; 4小時(shí) ; 表面無裂紋 ,瑕疵14加熱捲繞試驗(yàn) : 121 ; 1小時(shí) ; 表面無裂紋 ,瑕疵 15燃燒試驗(yàn) : 水平燃燒 (FT-1) 垂直燃燒 (VW-1)3. 絕緣厚度 : 平均厚度=標(biāo)準(zhǔn)厚度*0.9最小厚度 =標(biāo)準(zhǔn)厚度*0.84. 用量計(jì)算 :22 W(Kg/km)=(D 2-Nd2)*0.7854*G*C*K2D-絕緣外徑

20、 d導(dǎo)體外徑 -比重 K2- 芯線撚入率 N-導(dǎo)體總條數(shù)C芯數(shù)舉例(以 640400064300 100KM 為例):a. 用量計(jì)算 : W(Kg/km) = (D 2-Nd2)*0.7854* *C*K2 =(0.72-40*0.12)*0.7854*1.38*4*1.02=0.40b. 芯線押線設(shè)備 : 50mm押出機(jī) (50mm 指押出機(jī)的螺桿直徑 )精品資料推薦c. 芯線押出工時(shí) : (經(jīng)驗(yàn)值 :PP(PE)絕緣 480M/Min; SR-PVC 絕緣 300M/Min) 總生產(chǎn)時(shí)間 400,000M *1/60= 22.2 h300M/Min三、集合部份 (含包帶、纏繞、編織 ):1

21、. 絞合外徑計(jì)算 : D= N*1.155*dD=(1+2n)*d N=3n(1+n)+1 D=K*dN- 股數(shù) d-單線徑 n-層數(shù)2. 絞向 :左絞與右絞 (見導(dǎo)體部分 )3. 絞距 : UL 集合之層心徑 *35 Non-UL 集合之層心徑 *404. 填充材料 :a. PVC填充條:用量計(jì)算 (Kg/Km)W=d 2*0.7854* b. PPY(充麻): 經(jīng)驗(yàn)用量值小電線每 1mm2約 4140D;大電線每 1mm2約 3240Dc. 絲或紗:用量計(jì)算(Kg/Km)W=D*0.0001111 D 指總丹尼數(shù)5. 包帶:a.包帶作用:使線材成圓柱狀 ;防止線材松散 ;遮蔽使信號不受干擾

22、 ;增加機(jī)械力 ,隔離絕緣體 與被覆體 ;b. 包帶方式 :縱包與橫包c(diǎn). 包帶材料 :AL-Mylar( =1.872):其導(dǎo)電面必須與地線或編織 (纏繞 )接觸;Mylar ( =1.4): 材質(zhì)為聚脂 ;主要防止松散 ;棉紙帶(=0.8) : 主要起圓滑、柔軟、絕緣作用 ;d. 帶寬的選擇 :一般為包帶前線材外徑的 35 倍;e. 包帶部份的用量計(jì)算 (Kg/Km):W(Kg/km)=(N/N-1)* * *t*(D+t )N- 重疊度之倒數(shù)- 圓周率 -包帶材料之比重t- 包材之厚度D-芯線集合外徑 t- 捲斜包之厚度f 絞線工時(shí) :工時(shí)(M/Min)= 絞距 (mm)*RPM/100

23、0精品資料推薦6. 纏繞 /編織 :a.作用:對外界電磁波產(chǎn)生隔離作用 ,確保內(nèi)部信號不受干擾 ,也不會泄漏 ;b. 纏繞:絞距;方向(s ; z );c. 編織:目數(shù)/吋;d 用量 :纏繞 W(Kg/km)=d 2*6.9822*N*K 5編織 W(Kg/km)=d 2*6.9822*M/Cos d-單線徑 N纏繞所需條數(shù) M- 編織總條數(shù) - 編織角度四、被覆體部份 :1. 材料種類與特性 :a.PU料: 彈性好耐磨 ,較硬,火燒有刺激性氣味 ,價(jià)格較貴 ; b.PVC料:色澤較暗,彈性比 PU差,火燒有臭味 ,2. 測試要求 :1Unaged :(老化前伸長率及抗張強(qiáng)度 )Polymer

24、 designationPolymer type/test speedElongation , percentTensile strength,psi(Kg f/mm 2)TPESThermoplastic/202inchesper minute1001500(1.05)2Air oven aged:(老化后伸長率及抗張強(qiáng)度 )Polymer designationDry temperature rating ,OvenTemperature Time, daysElongation , percentTensile Strength, percentTPES80113765707510010

25、657060100765703Thickness requirements for PVC insulation: 具體依 UL 安規(guī)標(biāo)準(zhǔn) ;10精品資料推薦例:UL2725 AVG Thickness 9mil min At any point 7mil min4伸長率測試 :取樣長約 1520公分,將銅線剔除 ,然后在中間做 5公分(或 1吋)的記號,利用拉力機(jī)以每分鐘 202 之速度拉力觀察拉斷后之長度 ,利用下列公式求出 :拉斷后之標(biāo)點(diǎn)距離 -拉斷前之距離伸長率= X 100%拉斷前之標(biāo)點(diǎn)距離5抗張強(qiáng)度 (KG/MM 2 ):拉斷力抗張強(qiáng)度=截面積6截面積:外被截面積 (以 10 吋

26、計(jì)算 )空重 空重截面積 =*25.4 * 25.4比重 =比重*163.87空重 -水中重7燃燒測試:VW-1: 垂直耐燃測試 FT-1: 水平耐燃測試8移行性測試 ;9搖擺測試;10加熱繞捲與低溫繞捲 ;11印字耐磨測試 ;3. 被覆體厚度 :平均厚度=標(biāo)準(zhǔn)厚度*0.9最小厚度 =標(biāo)準(zhǔn)厚度 *0.84. 被覆體押出方式 :a.充實(shí)押出 :押出內(nèi)眼模無管狀廊長部份 ,熔融的塑膠全部包裹芯線 ;b.空管押出 :內(nèi)眼模有管狀廊長部份 (512mm),且廊長部份伸出外眼?；蚺c外眼持平 ,管狀押出能保證外被的光滑度 ;c. 半空管押出 : 內(nèi)眼模有管狀廊長部份 (25mm),一般用於編織與纏繞線押出

27、 .11精品資料推薦5. 外被表面光澤度 :特亮面; 亮面;半霧面; 霧面;6. 外被用量 :a.充實(shí)押出 (4 芯): W(Kg/km)=D2-4d2*0.7854-0.2146* d2*b.管 狀 押 出 : W(Kg/km)= *t* D1+tc. 編 織 押 出 : W(Kg/km)=D2-D22- d2*M *0.7854* D- 線纜完成外徑 d-芯線外徑 - 外被料比重D1-外被下徑t-外被厚度D2 -編織前外徑M-編織總條數(shù)五、模具費(fèi)用 :制線模具費(fèi)用表 :規(guī)格價(jià)格(HKD)規(guī)格價(jià)格(HKD)內(nèi)眼模300400免對內(nèi)眼模8001000外眼模200250免對外眼模300450絞線

28、模6010012精品資料推薦附:一、電線原材料採購單價(jià)表導(dǎo)體材料PVC 材料材料規(guī)格單價(jià)(HKD/KG)材料規(guī)格單價(jià)(HKD/KG)銅絞線 #28+250D36.9防火無毒 60P8.3銅絞線 #26+250D36.5無毒滑鼠料 75P8.6銅絞線 #28(10/0.1+250D)40.70一般滑鼠料 85P8.3銅絞線 #28(19/0.08+250D)45.0無毒耐硫非移外被料 75P11.8銅絞線 #28(15/0.05+250D)49.9SR-PVC 無毒芯線料 30P8.2銅絞線 #28(19/0.12+250D)37.7UL1015 電子線料 35P7.7鍍絞線#28(7/0.12

29、7 s11)36.4UL1015 電子線料 45P7.6鍍絞線#26(10/0.12 s13)34.1無毒插頭料 45P8.0銅絞線 #24(11/0.16s15)33.0無毒耐寒插頭料 45P8.4鍍錫線 0.1032.8無毒耐硫強(qiáng)非移外被料 75P12.0鍍錫線 0.1230.2PU料19.0裸銅線 0.1229.8防火非移插頭料 35P7.6裸銅線 0.1030.1無毒耐硫強(qiáng)非移插頭料 45P10.0填充材料絕緣材料材料規(guī)格單價(jià)(HKD/KG)材料規(guī)格單價(jià)(HKD/KG)棉線(20S/2)32.17HD-PE14.5棉線(20S/3)32.7LD-PE9.5棉線(20S/6)34.1PP

30、4.26充麻 PPY 3800D12.26EVA9.6特多龍絲 250D35.0特多龍絲 500D35.0AL-Mylar44.013精品資料推薦附:二、 CABLE 線組裝材料採購單價(jià)表組裝材料組裝材料材料規(guī)格單價(jià)(HKD/EA)材料規(guī)格單價(jià)(HKD/EA)熱縮套管 3.5*15mm0.0050D-SUB 9P鐵殼白膠芯 (F)0.2熱縮套管 3.5*45mmUL 低毒辣0.0279D-SUB 25P鐵殼藍(lán)膠芯 (F)0.4熱縮套管 1.5*22mm UL0.0095D-SUB 9P鐵殼白膠芯 (M)無毒0.25熱縮套管 1.0*16mmUL0.0040D-SUB 15P鐵殼黑膠芯 (M)0.26熱縮套管 1.0*22mmUL0.0055HSG 2P 2001-H0.012CORE D17.5*d9.5*28.5mm0.25HSG 4P 2001-H0.024CORE D14.2*d6.35*28.5mm0.18HSG 5P A2501-H0.037CORE D10.5*d5.6*20mm0.10HSG 6P 2003-H-6P0.048COR