類別：培訓(xùn)講座1

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發(fā)布日期：2010-5-4

電線電纜基礎(chǔ)知識

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目 錄

1．電線電纜的分類

2．基礎(chǔ)知識

A．常用導(dǎo)體

B．常用絕緣

C．電線電纜基礎(chǔ)

D．安規(guī)常識

3．押出操作基礎(chǔ)

A．操作基礎(chǔ)

B．常見問題分析

4．說明

類別：培訓(xùn)講座2

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發(fā)布日期：2004-10-9

電線電纜基礎(chǔ)知識

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*節(jié)    電線電纜的分類

1、電線電纜分類

1.1 電力電纜

又稱力纜，用于傳輸電能，常做地下敷設(shè)

1.2 通訊電纜

用于傳輸電信號，常敷設(shè)于地下或架空

1.3 電氣裝備用電纜

用作電氣裝備的連接線

1.4 漆包線（繞組線）

又稱繞組線，用于電機繞組，將電能轉(zhuǎn)化為機械能

1.5 架空線（裸電線）

又稱裸電線，用于傳輸電能，常做架空敷設(shè)

1.6 光纖光纜

又稱光纜，用于傳輸光訊號，因具有低衰減性能，常用于作長途通訊的主干線

2、我司的電線電纜介紹

2.1 AWM電子線系列

2.1.1依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：UL758、UL62（電源線）

產(chǎn)品測試標(biāo)準(zhǔn)：UL1581

2.1.2 用途和產(chǎn)品類別

AWM電子線常用作電氣設(shè)備的連接線，我司的認(rèn)證類別有：

UL1007、UL1015、UL1061、UL1533、UL1571、UL1617、UL1672、UL2464、UL2547、UL2725

2.2 電源線系列

2.2.1 類別：

A、GB電源線

B、BS電源線

C、VDE電源線

D、AS電源線

E、UL/CSA電源線

2.3 我司生產(chǎn)的電源線種類：

2.3.1 UL/CUL系列：SPT和NISPT兩個類別線材和插頭。

2.3.2 VDE系列：H03VVH2-F和H05VVH2-F兩個線材類別和插頭，尾插。

2.3.3 AS系列：線材同VDE，插頭。

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第二節(jié)    基礎(chǔ)知識

1、常用導(dǎo)體

1.1 良好的導(dǎo)體應(yīng)具有以下特性:

1.1.1 高導(dǎo)電率:導(dǎo)電率高則線路損失小,為良好導(dǎo)體的Z基本條件；

1.1.2 抗張力大:在長距離作業(yè)時,不會因為抗張力不足,而有斷線之虞；

1.1.3 易于彎曲:好的導(dǎo)體具有相當(dāng)?shù)娜彳浶?不會因作業(yè)彎曲而造成折斷；

1.1.4 比重小:即導(dǎo)體的重量輕;

1.1.5 經(jīng)久耐用:導(dǎo)體的機械性能及電性能須持久不變,且需具有耐腐蝕能力；

1.1.6 價格低:惟有價格低的導(dǎo)體才能被普遍采用。

1.2 我司常用的金屬導(dǎo)體特性

2、常用絕緣

2.1 聚氯乙烯（俗名PVC）

2.1.1 PVC料的組成

由PVC樹脂、可塑劑、安定劑、填充劑、耐燃劑、著色劑等組成。

2.1.2     PVC料的用途

因其優(yōu)異的阻燃、耐熱、耐老化、耐磨等特性,常用于線材的絕緣和護套材料。

2.1.3 PVC料的應(yīng)用

在開發(fā)時主要就其耐燃性、耐熱性、移行性、軟硬度，表面性以及外觀色彩等方面去考慮,同時要考慮電氣，加工和經(jīng)濟性。

2.2 聚乙烯（俗名PE）

常用PE種類有HDPE 、MDPE 、LDPE及FMPE等。

2.3 聚丙烯（俗名PP）

具有很好的電氣絕緣材料,比重為0.9左右,是廠內(nèi)目前比重Z小的塑料。

2.4 在線纜的成形過程中,還會用到填充材料（棉線、PP繩）分隔材料（棉紙、聚脂帶、DOP油）,屏蔽材料（鋁箔、編織、纏繞）等。

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3、電線電纜的基礎(chǔ)

3.1 電線設(shè)計和物料用量計算

A.      電線的結(jié)構(gòu)設(shè)計劃內(nèi)把線材各組成部分參數(shù)書面化，在設(shè)計過程中，主要是把線材的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本廠的生產(chǎn)能力，盡量滿足客戶的要求，并把結(jié)果以書面的形成表達(dá)出來，為生產(chǎn)提供依據(jù)；

B.      物料用量計算是根據(jù)設(shè)計線材時選用的材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算出各種物料的用量，為業(yè)務(wù)報價及策劃備料提供依據(jù)。

3.2 導(dǎo)體部分的有關(guān)設(shè)計與計算

3.2.1導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)上有實芯和絞線兩種，而其成份方面有純金屬鍍層及漆包線之分，在設(shè)計過程中，對于不同的線材選用不同的導(dǎo)體材料。

3.2.2 導(dǎo)體絞合節(jié)距設(shè)計

3.2.3 多根絞合導(dǎo)體外徑計算

導(dǎo)體絞合采用束絞方式進行，絞合外徑采用下面公式計算

D= N 1.155*d    

d-----單根導(dǎo)體的直徑

D-----絞合后絞合導(dǎo)體外徑

   N-----絞合根數(shù)

3.2.4 導(dǎo)體用量計算

W=0.7854*d*d*ρ*N*λ

W------絞合民導(dǎo)體的重量

d-------單根導(dǎo)體直徑

ρ------導(dǎo)體的密度

N------導(dǎo)體絞合根數(shù)

λ------絞合系數(shù)

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3.3押出部分有關(guān)的設(shè)計與計算

3.3.1押出部分包括絕緣押出、內(nèi)被押出及外被押出，在押出過程中，因?qū)€材要求不同采用押出方式不同，一般情況下，絕緣押出采用擠壓式，內(nèi)被及外被多采用半擠管式，有時為了滿足性能要求采用擠管式，現(xiàn)目前廠內(nèi)使用的絕緣料有SR、PP、PE以及芯線料。

3.3.2 押出外徑

D2=D+2*T

D------押出前外徑

D2-----押出后外徑

T--------押出厚度

押出厚度（T）主要依據(jù)線材有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合本廠生產(chǎn)能力盡量滿足客戶要求

3.3.3 膠料用量計算

采用簡化的計算方法

W=0.7854*（D2*D2-D*D）* ρ

W------膠料重量

ρ------膠料密度（1.45）

D2-----押出后外徑

D------押出前外徑

3.4 芯線絞合有關(guān)設(shè)計與計算

3.4.1 芯線絞合國內(nèi)稱為成纜，是大多數(shù)多芯電纜線生產(chǎn)的重要工序之一，由若干絕緣線芯或單元組絞合成纜芯的過程稱為芯線絞合。其原理類似如導(dǎo)體絞合，芯線絞合的一般工藝參數(shù)計算及線芯在絞合過程中的變形與絞線相同。

3.4.2 多芯絞合的外徑計算

D2=K*D

D2------絞合后的外徑

K-------絞合的系數(shù)

D-------單支芯線的外徑

K值的選取按下表

若線芯數(shù)較多時,可近似地按束絞公式計算。

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電線電纜基礎(chǔ)知識-3

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3.4.3 絞合節(jié)距的選取

一般絞合節(jié)距取絞合外徑的15~~20倍，有時為了改善線材的性能，可選取全適的節(jié)距，如為了改善線材的彎曲性能時會刻意地去降低節(jié)距。

3.5斜包有關(guān)的設(shè)計與計算

3.5.1斜包在線材中主要起屏蔽的作用，有時作為同軸電纜的外導(dǎo)體（很少）。屏蔽的目的是將外界的干撓消除，對于同軸電纜，由于有屏蔽層而使阻抗得以匹配，降低信號或傳輸能量的損失。

3.5.2 從屏蔽效果來講，斜包不如編織。.其屏蔽效果具有方向性，彎曲時屏蔽特性會發(fā)生變化，但他也具有完成外徑小，線材柔軟、價格較低等特點，適用于低頻屏蔽。

3.5.3 斜包銅線的根數(shù)近似計算

N=（π*D）/d取整數(shù)部分

N------斜包根數(shù)

D------斜包前外徑

d-------斜包銅線的直徑

如果是二.三芯絞合,絞合后外徑不圓整,D（斜包前）的外徑為等效外徑

3.3.4斜包節(jié)距的選取

現(xiàn)廠內(nèi)常用節(jié)距為18MM.

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4、安規(guī)常識

4.1 護套厚度測量

美國UL安規(guī)線Z薄厚度和平均厚度---

表一（僅列兩種說明，詳見UL標(biāo)準(zhǔn)）

UL電線電纜有定義出Z小絕緣厚度和平均絕緣厚度,對Z大的絕絕緣度未做出具體的要求。在平行線中定義了撕裂Z小厚度要求,芯線Z小絕緣厚度要大于平均厚度的85%。

UL安規(guī)線以不同的規(guī)格定義出了絕緣層外被要求,在JAQ標(biāo)準(zhǔn)中只定義了平厚度的具體要求未明確要求Z小厚度。絕緣層厚度分類為三個等級小于 0.6mm；介于1.6---1.2mm和大于1.6mm。 可以選擇的材質(zhì)如同UL要求：PVC PE PP 橡膠等。

4.2 絕緣厚度測量選點方法:

4.2.1 將內(nèi)部的芯線及 AL箔、棉紙去掉，用刀片在平板上切成0.3—1.5mm的薄片，薄片須厚薄一致且不可以有毛邊，將切好的試片放在投影儀測試臺中,調(diào)節(jié)好倍數(shù)及樣品位置，（在整個面積的4/5之內(nèi)），在投影儀調(diào)節(jié)到Z佳位置時,樣品仍有毛邊須重新切片取樣。

4.2.2Z大值及Z小值測量取五個試樣，10個測量值取平均值，取約縮后小數(shù)點后的兩位數(shù)字。平均絕緣厚度取5個試樣，每個試樣取6個點，取平均值為平均厚度。

4.3 護套老化性能試驗及判定

4.3.1 試驗設(shè)備：老化箱、拉力試驗機、電子天平。

4.3.2 樣品選擇：長度為5in的線材10PCS，長度為10in的線材一條，并將內(nèi)部所有的導(dǎo)

體及內(nèi)部物質(zhì)拉出，在拉伸過程中不得損傷絕緣、外被、同時不得有縱向壓縮現(xiàn)象。

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4.4 拉力試驗機的試驗有效長度為1in，pvc拉力速度1in/min分別在老化前后各測試5PCS，老化后須在24±8℃的環(huán)境下存放至少16H后才可以測試

抗拉強度=拉力/截面積

截面積=1000m/ρL

m=試樣重量      L=試樣長度         ρ=同種材料未老前的比重

4.5 老化爐內(nèi)存放的線材須距箱壁10cm 以內(nèi)放置，放在爐內(nèi)掛鉤上，彼此不能相碰，試驗條件不同的線材不能在同一老化爐內(nèi)同時試驗，采取不同材質(zhì)的線材單獨進行試驗,在試驗進行中，老化爐的吹風(fēng)及排氣裝置須處在工作狀態(tài)。

    表二                          老化試驗

4.6 絕緣電阻測試（一般的電源線要求必測項目）

4.6.1 試驗設(shè)備：恒溫水槽，絕緣電阻測試儀。

4.6.2 試驗樣品：長度不得小于50ft

4.6.3 試驗方法：

將樣品的兩端各剝?nèi)?—5cm，對于多芯線須將所有芯線導(dǎo)體短接，將樣品浸入15.6±1.0℃的恒溫水槽中浸泡至少6H，兩端的接頭要露出水面20cm，達(dá)到時間后，將絕緣電阻測試儀的高壓端與導(dǎo)體相連，接地端與水相接，升高壓至DC500V，1min后讀數(shù).（如選擇AC100V檔位時,測試方法相同,判定標(biāo)準(zhǔn)不同），如水槽溫度不是標(biāo)準(zhǔn)的試驗溫度須用溫度系數(shù)計算出標(biāo)準(zhǔn)的測試值。

4.6.4 判定：測量絕緣電阻不得小于標(biāo)準(zhǔn)值，如SPT-2電源線不得小2.5MΩ/Kft

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電線電纜基礎(chǔ)知識-4

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4.7 耐壓測試

4.7.1 試驗設(shè)備：高壓測試機、水槽

4.7.2 試驗樣品： 50FT

4.7.3 試驗方法：

將樣品兩端各剝除3-5CM的絕緣層。將處理后的樣品浸入已接地的水槽中至少6H。樣品兩端應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出水箱水面,必要時浸入熔融石蠟中防止潮氣。試驗機的高壓極接到電纜的導(dǎo)體上,接地極與水槽中水相連。將電壓從0開始勻速的在10-60秒內(nèi)升至規(guī)定電壓值,然后維持1in,Z后再于10-60秒內(nèi)將電壓值降為0。試驗分別要在每一導(dǎo)體與其余導(dǎo)體之間,其余導(dǎo)體相互接通且與水浴接通及所有短接的導(dǎo)體與水浴之間進行。

4.7.4 判定：在電壓上升，維持及下降期間，不得發(fā)生擊穿現(xiàn)象。具體標(biāo)準(zhǔn)參考UL62

4.8 低溫卷繞試驗

4.8.1 試驗設(shè)備：低溫箱，低溫卷軸

4.8.2 試驗樣品、：長至少為30in的樣品2PCS。

4.9試驗方法

將已裝好試樣的低溫卷繞裝置放入已降至規(guī)定溫度（一般為-20℃）的低溫箱中4H。到達(dá)規(guī)定時間后,以6S/匝的速度將試樣繞在規(guī)定直徑的卷繞軸上.共計6匝。試樣外徑大19.05mm時為1匝,匝與匝應(yīng)相互接觸，將已卷好試樣取出目視檢查。卷繞后樣品內(nèi)外表面應(yīng)無可見裂紋。

表三：                          低溫卷軸選用表

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4.10 垂直燃燒試驗

4.10.1 試驗設(shè)備：燃燒裝置，無脂棉，鋼尺。

4.10.2 試樣數(shù)量：長為18in的試樣3條。

4.11 試驗方法

在試驗裝置底面鋪一層厚度不超過1/4in，面積不小于12inX14in的醫(yī)用棉。調(diào)節(jié)火焰高度,使其總長為125+/-10mm的火焰,其內(nèi)焰長度為40+/-2mm。將試樣垂直懸掛在試驗裝置上。調(diào)節(jié)噴燈燈管,使其與試樣成20℃夾角,且噴火管端面軸向與試樣的距離為25/16in,火焰內(nèi)焰與試樣交點距試樣下端距離為9-9.5in，在距火焰內(nèi)焰與試樣交點上端相距10in的位置標(biāo)上一寬0.5in,厚5mil的牛皮紙作指示旗。打開火焰燃燒15S后停止,待試樣自燃停止后再次施加火焰15S，如此循環(huán)5次。

4.11.1 判定：如符合下述標(biāo)準(zhǔn)則判為合格。

a） 試樣不燃燒。

b） 一次施火后試樣繼續(xù)燃燒小于60S。

c） 燃燒墜落物未引燃底面棉花。

d） 一次施火及全部5次施火后指示旗不燃燒或燒焦小于25%以下。

4.12 高溫沖擊試驗   

4.12.1 試驗設(shè)備：老化試驗箱，卷軸。

4.12.2 樣品數(shù)量：長度至少為30in的樣品2PCS。

4.13.3 試驗方法

將試樣緊密卷繞在規(guī)定直徑的試棒上6匝。匝與匝之間應(yīng)相互接觸，試樣兩端用膠帶固定。將繞好的試樣放入換氣量為100~200次/H，溫度為120±1℃的老化箱中1H。取出試樣,冷至室溫中并檢查外觀。

4.13.4 判定：試樣內(nèi)、外表面無肉眼可見之開裂為合格。

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第三節(jié)    押出基礎(chǔ)

1、押出基礎(chǔ)

1.1 押出的概念

押出是中國臺灣電線行業(yè)的一種叫法，在大陸稱為擠出,是塑料成型的一種加工方法，即通過一種機器將絕緣材料或護套材料以一定的形狀包覆在導(dǎo)體（或其他材料）的外表面，使加工出來的產(chǎn)品能夠滿足一定的使用要求的加工方法，完成這種加工的機器稱為押出機。

1.            1.2 押出的基本流程：

1.3 電線電纜各部位的名稱：

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1.4 押出偏芯的調(diào)節(jié)

調(diào)偏芯的說法是針對傳統(tǒng)的機頭來說的，調(diào)偏芯就是要調(diào)節(jié)內(nèi).外眼模的位置，使兩者對正從而使押出的電線不會產(chǎn)生偏芯，并達(dá)到合格的外觀和其他要求。內(nèi)眼模在整個的生產(chǎn)過程中都只能作簡單的前后直線運動和圓周運動，所以從一定的程度上來講調(diào)偏芯實際就是調(diào)外眼模的位置。而外眼模處在機頭前部的偏芯套上，在調(diào)偏芯時只要調(diào)節(jié)偏芯套上的四個螺絲就可以了。

一句話，押出層薄的位置調(diào)偏芯螺絲要放松，厚的位置調(diào)偏芯螺絲要鎖緊。

1.5 線電纜的品質(zhì)基本要求

1.5.1 押出前檢查結(jié)構(gòu),嚴(yán)禁用錯芯線

1.5.2 絕緣膠料嚴(yán)禁用錯

1.5.3 顏色要與標(biāo)準(zhǔn)板一致

1.5.4 線徑要與標(biāo)準(zhǔn)一致,不得過大或過小

1.5.5 嚴(yán)禁線材表面不良:刮傷及雜色或是印字不良

1.5.6 注意連體,芯線排列方式

2、押出常見問題

2.1 絕緣電阻低或不穩(wěn)定

根本原因:材料內(nèi)部應(yīng)力的存在，即線的內(nèi)外表面的殘留應(yīng)力造成線體表面微顯結(jié)構(gòu)的塊，芯線或?qū)w過冷也會產(chǎn)生此類現(xiàn)象。

2.1.1 易產(chǎn)生此類問題的電線:細(xì)的電線,絕緣或外被厚度較小的電線;

2.1.2 工藝上的解決辦法:

2.1.2.1 使用導(dǎo)體預(yù)熱器對導(dǎo)體加熱到138~~151左右的溫度

2.1.2.2 降低引取速度

2.1.2.3 安裝可調(diào)溫度的預(yù)熱裝置

2.1.2.4 熱老化后的伸長率低或抗張力低

產(chǎn)生原因:A.眼模出口處的冷卻水溫度過低;B.材料過熱導(dǎo)致混合物發(fā)生分解

2.1.3 工藝上的解決辦法:

2.1.3.1 對于A點*段水槽加80~~90度的熱水解決,增加眼模與水槽間的空冷段距離;

2.1.3.2 對于B點,清理螺桿和機頭,降低押出及引取速度

2.1.3.3 老化前的抗張力低:

2.1.3.4 原因:材料溫度不當(dāng)，即機械作用力不好。

2.1.4 工藝上解決辦法:

A:增加對導(dǎo)體的預(yù)熱

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B:增加網(wǎng)目

C:注意螺桿的冷卻

D“增國機頭和螺缸的溫度

E:選用新型螺桿

2.1.5 熱彎曲試驗,而熱試驗,焊錫試驗及低溫彎曲試驗不合格:

2.1.6 產(chǎn)生原因:

A：芯線未預(yù)熱或預(yù)熱不夠

B：*段水槽未加溫

C：外模流道不暢

D：為了保持外徑的穩(wěn)定而使用了較大的管狀眼模而造成引落比過大

2.1.7 易產(chǎn)生此類不良的線種：

絕緣層較薄的線

2.1.8 工藝上解決辦法:

A：芯線（導(dǎo)體）預(yù)熱30~150℃

B：將外模內(nèi)表面重新刨光

C：改善眼模的流道

D：減小引落比,不能超出5~8%的面積比

2.2 氣泡:

2.2.1 外被或絕緣表面的氣泡

2.2.2 產(chǎn)生產(chǎn)原因:

A：空氣經(jīng)干燥料斗混入螺桿,這種情況多發(fā)生在融熔過于靠前的螺桿

B：螺桿的背壓設(shè)計太小

C：超出押出機押出能力.

2.2.3 工藝上解決辦法:

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A：增加網(wǎng)目或?qū)⒎涑舶宓目赘募?xì)

B：外模的廊段加長

C：調(diào)節(jié)螺桿的冷卻水溫

D：提高螺缸溫度

E:：押出前將PVC預(yù)熱

F：降低押出機的引取速度

G：較厚結(jié)構(gòu)的線采用大規(guī)格押出機

I：換用融熔段較淺的螺桿

2.2.4 氣泡發(fā)生在絕緣體或外被表面的下部，較嚴(yán)重者，產(chǎn)生粗皮或粒狀表面。

2.2.5 產(chǎn)生原因:

材料中含有水份

2.2.6 產(chǎn)生此類不良現(xiàn)象的線種:

多數(shù)線的共同現(xiàn)象

2.2.7 工藝上改進的方法:

A：選用干燥料斗對膠料進行干燥

B：膠料保存在干燥的環(huán)境里

C：*去除濕氣法:將有濕氣的材料先押出后,再粉碎或切粒,然后進行正式生產(chǎn)。

2.3 絕緣或外被體周圍不規(guī)則的氣泡生成的粗面

2.3.1 形成原因:

由于材料溫度過高,同時由于眼模的流道過于復(fù)雜,致使PVC分解而產(chǎn)生HCL氣體。

2.3.2 工藝上的改進方法:

A：降低螺缸各機頭的溫度,減少過濾網(wǎng)的張數(shù),或改用較粗濾網(wǎng)

B：降低押出和引取的速度