電線設(shè)計(jì)原理

1、威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 1 電線設(shè)計(jì)原理電線設(shè)計(jì)原理 制作日期:2008年11月11日 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 2 編者簡(jiǎn)介 工作經(jīng)歷：工作經(jīng)歷： 上個(gè)世紀(jì)末開始在電線電纜行業(yè)摸爬滾打,至今已有9年有余,從一個(gè)不 了解電線是怎么做出來的到如何設(shè)計(jì)將電線成本降至最低,性能發(fā)揮至 最大,費(fèi)了不少的功夫和時(shí)間,在這個(gè)行業(yè)內(nèi)還覺得路很遠(yuǎn),知識(shí)永無止 境,我還得堅(jiān)持走下去! 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire &

2、 Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 3 序言 電線設(shè)計(jì)說起來簡(jiǎn)單,做起來難,難的原因在哪里?是因 為我們沒有抓住問題的關(guān)鍵,沒有掌握設(shè)計(jì)的技巧.因?yàn)殡?線看似簡(jiǎn)單,但涉及的安全及性能及工藝等方方面面的內(nèi)容 太多,若是不掌握這些,電線是設(shè)計(jì)不好的.我們知道一件事 情的成敗往往在于細(xì)節(jié),其實(shí)我們做電線設(shè)計(jì)工作的,若是 設(shè)計(jì)不好,產(chǎn)品出現(xiàn)不良,那么往往是細(xì)節(jié)把握不夠.如何把 握細(xì)節(jié),那么請(qǐng)你從現(xiàn)在開始,先用心學(xué),先入了門后我想你 就知道你該如何設(shè)計(jì)好一款電線產(chǎn)品! 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 4 綱要 第一節(jié).如

3、何設(shè)計(jì)導(dǎo)體 第二節(jié).如何設(shè)計(jì)絕緣 第三節(jié).如何設(shè)計(jì)集合 第四節(jié).如何設(shè)計(jì)屏蔽 第五節(jié).如何設(shè)計(jì)外被 第六節(jié).如何設(shè)計(jì)印字 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 5 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧: 電源線一般依UL，IEC，JIS，GB等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計(jì)。（如：SVT、SJT、H05VV-F，H03VVH2-F、 VCTF、RVV等） 電腦周邊設(shè)備用線一般依UL ，CSA等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計(jì)。（如UL 1061、UL 2464、UL 2725等） 特殊結(jié)構(gòu)及特性標(biāo)準(zhǔn)。（如：USB 2.0，Serial ATA，IEEE 1284，IEEE

4、1394，DVI ，HDMI等） （各電線標(biāo)準(zhǔn)一般會(huì)規(guī)定導(dǎo)體尺寸，絕緣材質(zhì)、厚度，外被 材質(zhì)、厚度，線材形狀等參數(shù)。） 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 6 通訊電纜一般采用銅材質(zhì)作為導(dǎo)體，用以傳 輸電流或電磁信號(hào)。 常用銅導(dǎo)體可分為裸銅，鍍銅，銅包鋼，銅 合金，銅箔絲等。 裸銅-導(dǎo)體電阻小，易氧化 鍍銅-抗氧化性增強(qiáng) 鍍錫銅-抗氧化性增強(qiáng)，便于后續(xù)焊接 鍍銀銅-導(dǎo)電性強(qiáng)，價(jià)格高，多用于射頻電纜及氟塑料高溫線 銅包鋼-強(qiáng)度高，常用于架空電纜 銅合金-強(qiáng)度高（銅中加入少量其它金屬） 銅箔絲-抗彎折能力強(qiáng)，柔軟度高（將銅壓成

5、薄片后包裹在彈性纖 維上） 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 7 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 導(dǎo)體大小（Size）： 導(dǎo)體大小通常用AWG（American Wire Gauge）表示。 AWG數(shù)是根據(jù)導(dǎo)體截面積（Cross- sectional Area）來定義的，AWG數(shù)越大， 導(dǎo)體截面積越小，反之亦然。 導(dǎo)體截面積常用mm2或Cmil表示。 導(dǎo)體截面積的計(jì)算： S（mm2）=N*（d/2）2 S（Cmil）=N*（d*39.37）2 N-導(dǎo)體條數(shù) d-單條導(dǎo)體直徑 -圓周率(3.

6、14159) 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 8 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 (續(xù))常用導(dǎo)體AWG數(shù)與截面積對(duì)應(yīng)表： 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 9 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 導(dǎo)體絞合（Strand）： 為提高導(dǎo)體強(qiáng)度，通常采取將多條銅 線 絞合的方式。 絞距( Length of Lay） ：在絞線軸線方向 一個(gè)完整螺旋線之間的距離。 絞合銅線中單根銅線條數(shù)和直徑一般不作 規(guī)定，滿足截面積要求即可。（某些有特 殊規(guī)定的電源線除外

7、，如VDE等） 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 10 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 (續(xù))單束束絞絞合銅導(dǎo)體最大絞距： (束絞：所有導(dǎo)體都依同一方向絞合） 絞向：?jiǎn)尉€從下至上的方向向左 稱為左向，反之稱為右向。 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 11 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 (續(xù))導(dǎo)體絞距的測(cè)量及絞合直徑的計(jì)算： 導(dǎo)體絞距的測(cè)量：將絞合導(dǎo)體中的某條導(dǎo) 體從一點(diǎn)開始按與絞向相反方向退扭10圈 后到達(dá)另一點(diǎn)，兩點(diǎn)間的距離除以10即為 絞距值

8、。 絞合直徑：D=N*1.155*d N-導(dǎo)體條數(shù) d-單條導(dǎo)體直徑 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 12 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-導(dǎo)體篇 增強(qiáng)導(dǎo)體強(qiáng)度的方法： 減小導(dǎo)體絞距 導(dǎo)體絞合時(shí)加黃旦絲或尼龍絲填充 （如：為了增強(qiáng)線材的彎曲測(cè)試性能，可從上述兩方 面進(jìn)行改善） 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 13 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-絕緣篇 絕緣（Insulation）： 常用絕緣材質(zhì)有PVC（PolyVinyl Chloride ， 聚氯乙烯)、

9、SR-PVC（Semi-rigid PVC， 半硬質(zhì)PVC）、PP (Polypropylene，聚丙 烯）、PE（Polyethylene，聚乙烯）、 Foam-PE、Foam-PE+Skin等。 絕緣材質(zhì)一般依線材電氣特性及相應(yīng)安規(guī) 標(biāo)準(zhǔn)確定。 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 14 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-絕緣篇 絕緣厚度（Thickness of Insulation）： 一般電線電纜標(biāo)準(zhǔn)會(huì)規(guī)定絕緣最小平均厚 度（Min Average Thickness）和任意點(diǎn)最 小厚度（Min Thickness at A

10、ny Point）。 （如：UL 1061規(guī)定絕緣材質(zhì)為SR-PVC，最小平 均厚度為9Mil（0.23mm）、任意點(diǎn)最小厚度為7 Mil（0.18mm）) - 1Mil=1Inch/1000=0.0254mm 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 15 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-絕緣篇 絕緣外徑（Diameter of Insulation）： 絕緣外徑D2=導(dǎo)體絞合外徑D+絕緣平均厚度t1*2 如UL 1061 28AWG電子線(Hook-up Wire)： 導(dǎo)體絞合外徑D=N*1.155*d =7*1.155*0.127

11、 =0.388mm 絕緣外徑D2 =絞合外徑D+絕緣平均厚度t*2 =0.388+0.23*2 =0.85mm 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 16 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-集合篇 集合時(shí)絞線方向一般不作規(guī)定（多為S向）。 集合絞距設(shè)定為集合完成外徑的20-30倍。 集合時(shí)，各芯線應(yīng)按一定規(guī)律排列，使集合后 外觀圓整。 若集合時(shí)外觀不圓整，允許加適量填充物填充， 以保證線材圓整。 為了防止外被與芯線粘連，可在兩者之間添加 隔離物，即在集合時(shí)增加包帶。 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & C

12、able Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 17 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-集合篇 包帶（Wrapped Tape）： 棉紙-抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)較差，價(jià)格便宜 透明麥拉-抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)較好，無屏蔽 效果 麥拉鋁箔-抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)較好，有屏蔽 效果，但絕緣效果不及展翅鋁箔 展翅鋁箔-抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)較好，有屏蔽 效果，絕緣效果好，價(jià)格高 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 18 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-集合篇 (續(xù))包帶（Wrapped Tape）： 包帶厚度用m（1 m=0.001mm）表示。 常用棉紙厚40 m、麥拉鋁箔厚20m 透

13、明麥拉厚30m、展翅鋁箔厚43m 包帶寬度依集合外徑和重疊率而定。 包帶寬度=集合外徑* *(1+重疊率) 如：UL 2464 26AWG*7C鋁箔寬度為： D=(1.0*3)* *(1+25%)12mm (通常重疊率要求為25%，*(1+25%)4，所以一般將絞合外 徑*4即為包帶寬度） 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 19 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-集合篇 集合外徑的計(jì)算： 若集合芯線有兩種或以上不同外徑，集合 外徑可用幾何圖形模擬算出。 若集合芯線為相同外徑，集合外徑可用如 下公式算出： 集合外徑D3=芯線絕緣外徑

14、D2*絞合系數(shù) 如：UL 2464 26AWG*7C集合外徑為： 集合外徑D3=芯線絕緣外徑D2*絞合系數(shù) =1.0*3 =3mm 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 20 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-集合篇 多芯線集合排列規(guī)則及絞合系數(shù)表： 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 21 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-屏蔽篇 屏蔽就是為了減弱電磁場(chǎng)的干擾，利用金屬層 將主串回路和被串回路隔開 。 依要求抗干擾的強(qiáng)弱，可采用單屏蔽和雙屏蔽。 單屏蔽一般采用包鋁箔屏蔽

15、雙屏蔽一般采用包鋁箔后再加編織（或纏 繞）屏蔽。 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 22 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-屏蔽篇 編織屏蔽（ Braid Shield ）： 編織屏蔽可消除各個(gè)方向上的干擾, 屏蔽效果高, 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定, 外觀圓整 屏蔽效果與編織率有關(guān)。 編織率與編織錠數(shù)、每錠股數(shù)、編織線直徑、編 織目數(shù)及編織內(nèi)線徑有關(guān)。 編織率的計(jì)算(為編織角): Tg=2* *(D+2d)*P/(25.4*C) F=(N*P*d)/(25.4*Sin) =(2F-F2)*100% D-編織內(nèi)線徑 d-編織線直徑 P-目數(shù) C-錠

16、數(shù) N-每錠股數(shù) 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 23 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-屏蔽篇 (續(xù))編織屏蔽（ Braid Shield ）： 如：編織內(nèi)線徑為1.6mm，編織16/5/0.10，7.99目，求編織率。 Tg=2 *3.14159*(1.6+2*0.1)*7.99/(25.4*16) =0.22234547 Sin= Tg/ (Tg2+1) = 0.2170536 F= (5*7.99*0.1)/(25.4*0.2170536)=0.724629 =(2* 0.724629 0.724629 2)*100%

17、=92.41% （目數(shù)為1 Inch(25.4mm)內(nèi)編織菱形的個(gè)數(shù)） 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 24 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-屏蔽篇 纏繞屏蔽（Spiral Shield）： 纏繞銅線條數(shù)的計(jì)算： N=(D+d)* /d 以上N為屏蔽率為100%時(shí)的銅線條數(shù)。 屏蔽率=(實(shí)際纏繞銅線條數(shù))/N*100% 如：纏繞內(nèi)線徑為2.0mm，纏繞63/0.10，求屏蔽率。 N=(2.0+0.1)* 3.14159/0.1 =65 =(63/65)*100%=97% D-纏繞內(nèi)線徑 d-纏繞線直徑 威海泓淋電線電纜有限公司

18、 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 25 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-外被篇 外被（Jacket）： 常用外被材質(zhì)有PVC（PolyVinyl Chloride)、PU（Polyurethane）、TPE （Thermo Plastic Elastomer）、TPR （ Thermo Plastic Robber）等。 外被材質(zhì)一般依安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求而確 定。 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 26 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-外被篇 外被厚度（Thickness of Jack

19、et）： 一般電線電纜標(biāo)準(zhǔn)會(huì)規(guī)定外被最小平均厚 度（Min Average Thickness）和任意點(diǎn)最 小厚度（Min Thickness at Any Point）。 除此規(guī)定外，外被厚度的確定還應(yīng)考慮實(shí) 際生產(chǎn)能力。 （如：UL 2725規(guī)定外被最小平均厚度為9Mil（0.23mm）、 任意點(diǎn)最小厚度為7 Mil（0.18mm），但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)一般 會(huì)超過此標(biāo)準(zhǔn)。) - 1Mil=1Inch/1000=0.0254mm 威海泓淋電線電纜有限公司 培訓(xùn)教程 Honglin Wire & Cable Co.,Ltd 電線設(shè)計(jì)原理 27 電線電纜設(shè)計(jì)原理與技巧-外被篇 外徑（Diameter of Jacket）： 完成外徑D4=集合外徑D3+包帶層厚度t2+