電線電纜常規(guī)設(shè)計(jì)依據(jù)課件

第一章電線的常規(guī)設(shè)計(jì)依據(jù)-電線裝配加工時(shí)的要求電線在裝配時(shí),經(jīng)常會(huì)有一些特殊要求:附著力要求;對(duì)電線成品線徑公差要求;加工時(shí)浸錫或焊錫用,則需采用鍍錫導(dǎo)體的電線;如有注塑工藝要求,電線外護(hù)套要求結(jié)實(shí)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(duì)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(biāo)第二章電線電纜材料—導(dǎo)體1.銀

金屬導(dǎo)電性及導(dǎo)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(fù)層;主要用于耐高溫線及用作高頻通訊電纜導(dǎo)體2.銅導(dǎo)電性僅次于銀,導(dǎo)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(jī)械物理性能3.鋁導(dǎo)電性僅次于銀,銅,金;導(dǎo)熱性好,耐腐蝕性好,機(jī)械強(qiáng)度一般,塑性好,比重小.缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低,不易焊接,鋁合金主要是為提高鋁的機(jī)械強(qiáng)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(fù)合導(dǎo)體的加強(qiáng)材料,如銅包鋼,鋁包鋼線等6.鋅用做鋼絲/鋼帶/鐵導(dǎo)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(dǎo)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(qiáng)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(jī)線的導(dǎo)體2.裸銅線裸銅線具有高導(dǎo)電率,但在高溫下易氧化.有單根(或?qū)嵭?裸銅線和絞合裸銅線之分.絞合的目的是保持導(dǎo)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(dǎo)體表面,以防止銅腐蝕/變色,及使導(dǎo)體更易于焊接,分為單根/實(shí)心鍍錫銅線和絞合.絞合目的保持導(dǎo)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(dǎo)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(chǎn)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(yīng)用.例如除了制造某些特種細(xì)線和軟線外,還在塑力纜的高壓纜上(電壓等級(jí)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(diǎn)聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性(介電常數(shù)及介質(zhì)損耗正切都很小),良好的化學(xué)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(chǎn)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(jiǎn)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(jié)構(gòu)是對(duì)稱,不含有極性基團(tuán),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(gè)特點(diǎn):

a)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值很小,并且在很寬的頻率范圍內(nèi)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(chǎng)強(qiáng)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(hù)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(shí)心聚乙烯比較,它的介電常數(shù)小,比重輕,技術(shù)以濟(jì)指標(biāo)好,因此在通信電纜中也被廣泛使用.FMPE性能特點(diǎn)發(fā)泡PE的性能與發(fā)泡度有密切關(guān)系.通常比重,抗張強(qiáng)度,伸長(zhǎng)率,介電常數(shù)以及擊穿強(qiáng)度等都隨發(fā)泡度的增加而顯著下降,體積電阻率則與實(shí)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(shí)絕緣電阻會(huì)下降.通信電纜的發(fā)泡PE絕緣層要求孔細(xì),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(zhì)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(jī)械性能

PP機(jī)械強(qiáng)度很大,抗拉強(qiáng)度達(dá)300-390MN/2,特別是當(dāng)溫度高時(shí)其抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(nèi)不發(fā)生變化.它的介電常數(shù)只有2.1,介質(zhì)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(dá)1670C,在負(fù)載下可以在1100C邊續(xù)使用化學(xué)穩(wěn)定性PP的化學(xué)穩(wěn)定性很突出,在800C以下能耐酸/堿,鹽及很多有機(jī)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(jī)械性能,較高的耐熱性和較為優(yōu)良的電絕緣性和化學(xué)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(dǎo)線,測(cè)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(jí)電纜,火災(zāi)預(yù)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(diǎn)

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(zhì)損耗系數(shù)(KHZ/MHZ時(shí)0.0002),并在很寬的溫度及頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定.耐電強(qiáng)度也很高,當(dāng)厚度為0.02mm時(shí),耐電強(qiáng)度可達(dá)20.0MV/mb)優(yōu)異的耐高低溫特性.長(zhǎng)期工作溫度:+250to195°Cc)足夠的機(jī)械性能,在室溫下,抗張強(qiáng)度200MN/m2,伸長(zhǎng)率400%,即使在300°C高溫下使用一個(gè)月,抗張強(qiáng)度只降低10%.

d)優(yōu)異的化學(xué)性,它能抵抗最活性的化學(xué)試劑的作用.

e)良好耐熱性和耐濕性.由于其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(diǎn)/0C_372262-282265-270拉伸強(qiáng)度/MPa(230C)D63827.44-61.7419.6-31.3641.16-49.98伸長(zhǎng)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(duì)介電常數(shù)60HZD150103HZD150106HZD150介質(zhì)損耗正切值60HZD1500.00020.00020.0006103HZ0.00020.00020.0008106HZ0.00020.00050.0005擊穿電壓強(qiáng)度/(MV/m)D14916-2420-2416耐化學(xué)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(qiáng)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(shí)繞包紙帶或押出外被時(shí)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(shí),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(shí)噴涂硅油,主要是改善導(dǎo)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(dǎo)體與絕緣之間,改善導(dǎo)體與絕緣之間的附著力B.T.A溶液在押出絕緣時(shí)涂于導(dǎo)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(nèi)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(lán),紫,灰,白,粉紅,淺綠,淺藍(lán),淺灰通訊電纜線對(duì)主—輔顏色A線(主色):白,紅,黑,黃,紫.B線(輔色):藍(lán),橙,綠,棕,灰多對(duì)數(shù)基于主輔顏色,配以絕緣間色/色條/色點(diǎn)/色環(huán)/芯線標(biāo)號(hào)等方法進(jìn)行標(biāo)識(shí)區(qū)分.或做成基本單位,配以電纜扎帶進(jìn)行標(biāo)識(shí)區(qū)分其它線材的顏色主要按照電線標(biāo)準(zhǔn)要求或協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)可客戶要求或公司內(nèi)部便于統(tǒng)一管理而制定的顏色標(biāo)準(zhǔn)顏色標(biāo)準(zhǔn)具體的顏色標(biāo)準(zhǔn)參照PANTONE,或RAL840HR和RAL841GL或客戶實(shí)樣顏色第17章NTC電線產(chǎn)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(jié)構(gòu)代號(hào)120----延續(xù)結(jié)構(gòu)代號(hào)2測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)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(biāo)識(shí)電纜UL1063電動(dòng)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(chǎn)品類別用作電氣裝備的連接線(機(jī)內(nèi)及機(jī)外配線)產(chǎn)品如:UL1007,1015,1061第18章NTC電線產(chǎn)品介紹---電源線使用場(chǎng)合用作電氣元件或設(shè)備與電源的連接線電線類別GB電源線參照國(guó)家GB5023.1-7,97,產(chǎn)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(guó))歐共體DIN/VDE0281,產(chǎn)品如:H03VV-F,H05VV-F,H03VVH2-F,H05VVH2-FAS電源線參照澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS3191UL/CSA電源線分別參照(美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn))UL62及(加拿大標(biāo)準(zhǔn))CAN/CSANO.49,產(chǎn)品如SPT-1,SPT-2,SPT-3,SVT,SJT,SJTO等JIS電源線參照J(rèn)IS3306,產(chǎn)品如HCFF,HVCTF,HVCTFK,VFF,VCTF,VCTFK第19章NTC電線產(chǎn)品介紹---局域網(wǎng)絡(luò)線一般通訊電纜的結(jié)構(gòu)形式按照信號(hào)回路的結(jié)構(gòu)形式分為:對(duì)稱電纜與同軸電纜.對(duì)稱電纜,線對(duì)是傳輸回路;同軸電纜,內(nèi)外導(dǎo)體是傳輸回路.局域網(wǎng)絡(luò)線一般說明局域網(wǎng)絡(luò)線是信息化建設(shè)中的局域網(wǎng)絡(luò)和智能大廈結(jié)構(gòu)化布線的必備線材.它具有傳播速度高,信息運(yùn)送量大等特點(diǎn),線材在特性阻抗,衰減,近端串音,遠(yuǎn)端串音,回波損耗,衰減串音比等方面有極高要求選用標(biāo)準(zhǔn)UL444商業(yè)大樓而線標(biāo)準(zhǔn):(美國(guó)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))EIA/TIA568-B.2-1&NEMAWC66),(國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn))IEC/ISO11801常規(guī)結(jié)構(gòu)(以屏蔽性能化分)UTP:線對(duì)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(duì)單獨(dú)屏蔽,總屏蔽常規(guī)線對(duì)數(shù)2．３．４．２５．５０．１００對(duì)．另有２＊４Ｐ，４＊４Ｐ，６＊４Ｐ等多單位組合結(jié)構(gòu)第21章NTC電線產(chǎn)品介紹---局域網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)端串音;等電平遠(yuǎn)端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時(shí)，延時(shí)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(yuǎn)端串音;等電平遠(yuǎn)端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時(shí)，延時(shí)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(yuǎn)端串音;等電平遠(yuǎn)端串音功率和;衰減串音比;衰減串音比功率和;延時(shí)，延時(shí)差,波速比;回波損耗第22章NTC

電線產(chǎn)品介紹---音頻/視頻/電話線/家用網(wǎng)絡(luò)線音頻線音頻線(Audiocable)用作傳輸音頻信號(hào),常規(guī)結(jié)構(gòu)為雙支同軸線等結(jié)構(gòu).用于連接音響設(shè)備.視頻線視頻線(Videocable)是用來傳輸視頻信號(hào),常規(guī)結(jié)構(gòu)亦為同軸線結(jié)構(gòu),用作系統(tǒng)配接時(shí)有嚴(yán)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(jié)構(gòu),外形多為扁平或飛碟狀家用網(wǎng)絡(luò)線電纜結(jié)構(gòu)中含局域網(wǎng)絡(luò)線,同軸電纜,光纖;用于家庭網(wǎng)絡(luò)及多媒體系統(tǒng)第23章NTC

電線產(chǎn)品介紹---電腦周邊線IEEE1284電線參照IEEE1284標(biāo)準(zhǔn),一般用作電腦與打印機(jī)連接線USB電線

USB電線用作電腦與周邊設(shè)備如鍵盤,滑鼠,打印機(jī)的連接線.USB把不同電腦插口介面統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)插頭,已成為個(gè)人電腦系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能.

USB阻抗值為90±13.5Ω,由28AWG信號(hào)線對(duì)及2條20-28AWG電源線組成,分為Fully-rated及sub-channel結(jié)構(gòu),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(jī)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(chǎn)生電磁場(chǎng),進(jìn)而在第二回路產(chǎn)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(zhì)耦合),指主被串回路芯線間介質(zhì)能量損耗不平衡的結(jié)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(dǎo)電耦合),指主被串回路芯線間導(dǎo)體金屬能量損耗不平衡的結(jié)果.m---電感耦合,指主被串回路部分電感不平衡的結(jié)果.二次傳輸參數(shù)主要參數(shù)為近端串音衰減,遠(yuǎn)端串音衰減,遠(yuǎn)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(duì)數(shù)*10位,單位“Db”第26章通訊電纜傳輸參數(shù)(續(xù))--遠(yuǎn)端串音衰減主串回路發(fā)送功率與串到被串回路遠(yuǎn)端功率的比值,取對(duì)數(shù)*10倍,單位“DB”--衰減串音比(遠(yuǎn)端串音防衛(wèi)度)被串回路遠(yuǎn)端收到的信號(hào)電平與串到該接收端的串音電平的有效期.當(dāng)主串與被串回路相同時(shí),可簡(jiǎn)化為遠(yuǎn)端串音衰減的差.(它直接影響信號(hào)的誤碼程度).串音的影響取決于接收的有功信號(hào)與串音功率的相對(duì)大小,因在遠(yuǎn)端信號(hào)經(jīng)過衰減,信號(hào)相對(duì)較近端小,故通訊工程中串音防衛(wèi)度是指遠(yuǎn)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(zhǎng)度)