电线电缆设计依1Word文件下载.docx
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日本工业标准JIS等。
德国工业标准DIN。
英国国家标准BS。
美国电气及电子工程师学会标准
IEEE。
澳洲标准AS
-国内标准
中华人民共和国国家标准GB/TXXXX-XXXX,GBXXXX-XXXX。
中华人民共和国通讯行业标准YD/TXXXX-XXXX。
中华人民共和国机械行业标准JBXXXX-XXXX。
中华人民共和国电子行业标准SJ/TXXXX-XXXX。
-企业标准
企业制订的演示文稿有关省市部门批准的各类企业标准。
客户规格书或实样
客户提供的各种产品技术规范,条件及规格书,或是电线各种
实样。
客户提出的技术要求
-电线使用温度,电压等级要求。
使用温度是60℃,80℃,90℃,105℃,125℃,150℃,,200等
级;
使用电压等级(要求是低压还是高压)
-电线敷设及使用环境要求
首先要告知所需电线的使用场合及用途情况。
有否耐热、耐寒、耐油、耐化学溶剂、耐辐射、防水等特殊性能
要求,如用在室外敷设,还要耐日光及耐紫外线的性能要求等。
• 电线在敷设和使用中有否经常受较大机械力作用
(如拉伸和挤压)。
•
电线在使用中要经受频繁移动和弯曲的要求,则电线要求柔软,
弯曲性能要好。
-电线加工时的要求
电线加工一般有注塑和装配
2种,由于加工方式的不同,经常会有一些特殊要求
如附着力,线径公差要求;
加工时电线要浸锡或焊锡用,则需要采用镀锡
导体的电线;
如有注塑工艺要求,电线外护套要求结实圆整一些(
不可用挤管式)。
-电线性能方面要求
要求电线承受的载流量(A).
对于通信电缆在传输性能上要求(如特性阻抗、衰减、串音、回
波损耗等指针)
第3章、电线电缆材料……电缆用金属材料
1、铜
导电性仅次于银,导热性仅次于金、银;
抗腐蚀,无磁性,塑性
好,易于焊接,用途广泛。
铜合金主要为提高铜的耐磨性,耐腐
蚀性及机械物理性能。
2、银
金属导电性及导热性最高,具有良好的耐腐蚀性及耐氧化性,易
于焊接;
主要用于镀层和包复层;
主要用做耐高温线及(注:
依
照集肤效应原理)用做高频通讯电缆导体。
3、铝
导电性仅次于银、铜、金;
导热性好,耐腐蚀性好,机械强度一
般,塑性好,比重小。
缺点是抗拉强度低,不易焊接。
铝合金主
要为提高铝的机械强度,耐热性及可焊性。
4、金,镍
用做耐高温线。
5、铁(钢)
常作复合导体的加强材料,如钢芯铝较线,铜包钢,铝包钢线等。
6、锌
用做钢丝/钢带/铁导体的镀层,用以防腐蚀。
7、锡
用做钢丝/铜线的镀层,用以防腐蚀,并有利于铜线的焊接。
第4章、电线电缆材料……聚氯乙烯塑料(PVC)
聚氯乙烯(PVC)塑料是以聚氯乙烯树脂为基础的多组份混合材
料,根据各种电线电缆的要求,在PVC配方配入有可塑剂、安
定剂、填充剂、耐燃剂、加工助剂(润滑剂),紫色线吸收剂
,着色剂和特殊用途添加剂等物质。
• PVC树脂
是PVC配方中最基本材料(母料),电线电缆PVC常用PVC树脂
是采用悬浮法聚合制成。
常用PVC树脂牌号有:
K-70,K-75。
• 可塑剂
是PVC配方中重要配合剂,也是用量最大的配合剂。
一般软质
PVC塑料的性能在很大程度上取决于可塑剂的品种和用量。
例
如:
PVC配方的耐温等级、耐寒性、耐气候、耐油性、非移行
性和电绝缘性等都与可塑料剂有密切关系。
另外,PVC塑料中
加入可塑剂,可大大降低“玻璃化”温度,使其在常温下有良
好柔软性,以增加塑性,易于加工成型,并且还可调整塑料物
理机械性能。
PVC塑料中常用的可塑剂有DOP(60℃),DOA(
耐寒性),TOTM(105℃)。
• 安定剂
安定剂是聚氯乙烯塑料中的重要的配合剂,它能抑制PVC树脂
在加工和使用过程中由于受热,光的作用而引起降解和变色。
因为PVC树脂加工温度在150℃~170℃时就有少量盐酸(HCL)
游离而出开始分解,所以安定剂的稳定作用是通过吸收HCL来
达到的(即与HCL形成中性物质)。
PVC塑料安定剂种类很多,
在电线电缆中常用的有铅系安定剂和皂类安定剂、及无铅系复
合安定剂。
• 填充剂
在PVC塑料中,一是降低制造成本,增加体积,起增量剂作用;
二是会改善某些性能,如电气绝缘性,耐热变形性,耐光,热稳
定性等。
PVC常用的填充剂有CaCO3,陶土(黏土)等。
•
耐燃剂
PVC树脂本身含有56%氯,具有自熄性能,但在其中添加可燃
性可塑剂作成软质PVC,氯含量在30%以下时,就不具有自熄
性能。
因此,在耐燃性较高的电线电缆用PVC配方中必须加入
一定量耐燃剂来提高其耐燃性能。
一般耐燃剂有氧化锑
(Sb2O3)。
• 着色剂
因为电线电缆制品(特别是通讯电缆中绝缘芯线)由于安装使
用或检修需要,必须要有鲜艳的色别区分。
PVC塑料用着色剂
能使电线电缆制品具有鲜艳夺目的色泽并还能满足美观要求。
PVC塑料的着色剂通常是油溶性颜料,可分为有机颜料(塑料
红GR,塑料紫,钛青蓝,钛青绿等)和无机颜料(如钛白粉,
铬黄粉)等两大类。
• 紫外线吸收剂
能高度吸收日光的紫外部份,防止PVC塑料经过长时间光的作
用而变色,脆裂和降低机械强度。
目前常用的紫外线吸收剂是
:
羟基二苯甲酮和甲苯三唑咯。
• 加工助剂(润滑剂)
能减少聚合体在混炼中与加工机械的金属之间磨擦发热而产粘
连现象,增加其表面滑性,使之容易加工,并且润滑剂还能改
善塑料制品加工时的外观。
塑料中常用润滑剂有烃类(如天然
石蜡)和金属皂类(如硬脂酸铅/镉/钡/锌/钙)等几种润
滑剂。
第5章、电线电缆材料……电线电缆用PVC绝缘护套料
电线电缆用软PVC塑料根据其在电线电缆上用途不同,可分为
绝缘级电缆料和护套级电缆料两大类。
PVC绝缘料
根据电线电缆的使用要求和特性,PVC绝缘料类型,性能要求
及其主要用途,如下表1所示。
PVC护套料
电线电线用PVC护套料要具有较好的耐腐蚀性,足够的机械性
能,一定的耐大气老化性能,柔软,重要轻,加工及敷设方便
等要求。
根据电线电缆使用条件要求,研制有不同类型的PVC
护套料,其性能要求及应用范围如下表2所示。
第6章、电线电缆材料……聚乙烯塑料(PE)
聚乙烯塑料是所有塑料中产量最大,用途最广的一种塑料,在电
电缆中有非常广泛的应用。
例如除了制造某些特种细线和软线外
,还在塑力缆(高压)上(电压等级35-400KV)和海底电缆以及
各种类型通信电缆上使用,目前已有90%以上的通信电缆采用聚
乙烯作绝缘。
聚乙烯性能特点
聚乙烯具有优良的电绝缘性(介电常数及介质损耗角正切tgδ都
很小),良好的化学稳定性,很低的透气性和较小的吸水性,
比重小,无毒性,并有良好的塑性,易于加工成型。
聚乙烯的种类
聚乙烯是同单体聚乙烯聚合而成的高聚物,按其生产方法可分为
高压法聚乙烯/低压法聚乙烯和中压法聚乙烯,聚乙烯按其合成
密度大小,可分为三类,如下表所示。
聚乙烯电绝缘性能有如下几个特点:
(a)介电常数和介技损耗角正切tgδ很小,并且在很宽的频率范围内
几乎不变,因此是很理想的高频绝缘材料。
(b)体积电阻系数ρv和击穿场强Eb在浸水7天后仍然变化不大,因此
许多水下的大小电缆,如潜水电缆,海底电缆等均可采用PE作为
绝缘材料和护套材料。
发泡聚乙烯(FMPE)
发泡聚乙烯是一种在聚乙烯塑料中存在有许多封闭均匀的微孔材
料与实心聚乙烯比较,它的介电常数小,比重轻,技术经济指针
好,因此在通信电缆中也被广泛使用。
FMPE性能特点
• 发泡PE的性能与其发泡度有密切的关系。
通常比重,抗张强度
,伸长率,介电常数以及击穿强度等都随发泡度的增加而显著下
降。
体积电阻系数则基本与实心PE相同,但由于发泡聚乙烯的
吸水性较大,故在浸水或受潮时绝缘电阻会下降。
通信电缆的发泡PE绝缘曾要求孔细,数量多,分布均匀一致,
彼此间不贯通,并且表面要光滑平整。
由于各种电缆的用途要
求不同,发泡度也就不同,如同轴电缆发泡绝缘层发泡度一般
要求为50-60%,而市话电缆中使用发泡绝缘的发泡度只要求为
20-30%。
发泡PE种类
发泡PE按照押出方式分为化学发泡和物理发泡两种。
化学发泡法是把含有发泡剂(一般用AN型发泡剂)的聚乙烯
混合物,通过押出机时发泡剂受热分解,押出后分解的气
体迅速在绝缘层中膨胀,从而变成许多微孔状态即发泡聚
乙烯。
此发泡是制造发泡PE绝缘层的最常用方法。
物理发泡法是绝缘材料中混入成核剂,气体(一般为氮气)
注入押出机与材料混合,形成发泡绝缘。
最高发泡度80%。
第7章 电线电缆材料--聚丙烯塑料(PP)
一般性质
聚丙烯的外观呈白色蜡状固体,较透明,无毒,吸水性小,仅为0.03-0.04%可燃,比重为0.91,是目前常用塑料中最小的一种.
物理机械性能
PP机械强度很大,抗拉强度达300-390MN/2,特别是当温度高时其抗拉强度下降很小.PP的硬度比PE高,耐磨性及耐弯曲变形均十分好,所以聚丙烯有“低密度高强度塑料”之称.
电绝缘性能
聚丙烯有很好的电气绝缘性,绝缘性能基本上类似于低密度PE,而且在很宽的频率范围内不发生变化.它的介电常数只有2.1,介质损耗角正切为0.0005-0.001,体积电阻系数在1014Ω.m..再加上吸水性很小,所以PP完全可用做高频绝缘材料.
耐热性
PP的耐热性很好,它的熔融温度高达1670C,在负载下可以在1100C边续使用
化学稳定性
PP的化学稳定性很突出,在800C以下能耐酸/碱,盐及很多有机溶剂腐蚀
第8章 电线电缆材料--聚丙烯塑料(PP)(续)
由于PP具有很好的物理机械性能,较高的耐热性和较为优良的电绝缘性和化学稳定性,因而可用于制造各种电线,电力电缆,通信电缆的绝缘材料,例如由于PP的柔韧性及刚性好,用做电话线绝缘层为最佳材料.
第9章 电线电缆材料--氟塑料(Teflon)
氟塑料与其它塑料相比,具有优异的耐高低温,耐腐蚀,耐候性,电气绝缘性,不吸水,以及低摩擦系数等.主要用于制作高温航空导线,测油井电缆,地球勘探电线,太阳能收集窗,加热电缆,天花板plenum级电缆,火灾预警电缆,扁平电缆,电磁线,同轴射频电缆等.
氟塑料种类
氟塑料的种类很多,在电线电缆中常用的有:
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)性能物点
a)优良的电绝缘,比重2.1-2.2.介电常数2.1及很低的介质损耗系数(KHZ/MHZ时0.0002),并在很宽的温度及频率范围内保持稳定.耐电强度也很高,当厚度为0.02mm时,耐电强度可达20.0MV/m
b)优异的耐高低温特性.长期工作温度:
+250to195°
C
c)足够的机械性能,在室温下,抗张强度200MN/m2,伸长率400%,即使在300°
C高温下使用一个月,抗张强度只降低10%.
d)优异的化学性,它能抵抗最活性的化学试剂的作用.
e)良好耐热性和耐湿性.由于其分子结构特点,它的透湿性和吸水性极微,放在水中浸泡24h,吸水性几乎为0,浸光后绝缘电阻也基本不变.
第10章 电线电缆材料--氟塑料(Teflon)(续)
f)不能采用常规押出成型加工,使聚四氟乙烯的使用范围大大受到限制.在电线电缆绝缘时,一般采用绕包聚四氟乙烯薄膜,然后烧结成型;
或采用裸导线浸涂聚四氟乙烯液,然后烧结成型;
或采用活塞押出或糊状聚四氟乙烯的冷押出,振奋精神后烘干烧结.
g)冷流性严重,即边续负载下容易产生塑性变形.
h)导热性差.因温度变化,而引起的膨胀和收缩要比一般塑料为大,如在加工中烧结温度和冷缩速度控制不完善,易造成应力开裂.
i)耐电晕性和耐辐射性差.经受长期电压时,氟原子容易游离分解,击穿电压降低;
碳主链不能抵抗伽玛射线,所以聚四氟乙烯只能作为耐高温低电压,不耐辐射的绝缘材料.
j)氟塑料价格非常昂贵,是一般塑料的20-30倍及以上价格.为克服聚四氟乙烯的缺点,可以用几种途径加以改性.一种是在聚四氟乙烯中加入各种填料,例如加入玻璃纤维,就可提高其尺寸的稳定性,降低因温度造成的膨胀和收缩不一而导致的应力开裂,减小冷流等,另一种是采用改性的方法(与其它高聚物聚合)改变聚四氟乙烯原有结构,基本保存聚四氟乙烯的优点,改善其缺点,从而扩大应用范围,所以应出现了一系列的含氟塑料,如F-46(四氟乙烯和全氟丙烯的共聚物),F-40(四氟乙烯和乙烯的共聚物),FEP(四氟乙烯和六氟乙烯的共聚物),FPA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯醚的共聚物).这些含氟塑料基本上保持或接近聚四氟乙烯的各种优良特性,并且改善了聚四氟乙烯的某些不足之处,而且可以用一般押出和注射的方法加工成型