电缆材料.docx

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电缆材料

电线电缆的制造与大多数机电产品的生产方式是完全不同的。

机电产品通常采用将另件装配成部件、多个部件再装配成单台产品，产品以台数或件数计量。

电线电缆是以长度为基本计量单位。

所有电线电缆都是从导体加工开始，在导体的外围一层一层地加上绝缘、屏蔽、、成缆、护层等而制成电线电缆产品。

产品结构越复杂，叠加的层次就越多。

一、电线电缆产品制造的工艺特性：

1．大长度连续叠加组合生产方式

大长度连续叠加组合生产方式，对电线电缆生产的影响是全局性和控制性的，这涉及和影响到：

（1）生产工艺流程和设备布置

生产车间的各种设备必须按产品要求的工艺流程合理排放，使各阶段的半成品，顺次流转。

设备配置要考虑生产效率不同而进行生产能力的平衡，有的设备可能必须配置两台或多台，才能使生产线的生产能力得以平衡。

从而设备的合理选配组合和生产场地的布置，必须根据产品和生产量来平衡综合考虑。

（2）生产组织管理

生产组织管理必须科学合理、周密准确、严格细致，操作者必须一丝不苟地按工艺要求执行，任何一个环节出现问题，都会影响工艺流程的通畅，影响产品的质量和交货。

特别是多芯电缆，某一个线对或基本单元长度短了，或者质量出现问题，则整根电缆就会长度不够，造成报废。

反之，如果某个单元长度过长，则必须锯去造成浪费。

（3）质量管理

大长度连续叠加组合的生产方式，使生产过程中任何一个环节、瞬时发生一点问题，就会影响整根电缆质量。

质量缺陷越是发生在内层，而且没有及时发现终止生产，那么造成的损失就越大。

因为电线电缆的生产不同于组装式的产品，可以拆开重装及更换另件；电线电缆的任一部件或工艺过程的质量问题，对这根电缆几乎是无法挽回和弥补的。

事后的处理都是十分消极的，不是锯短就是降级处理，要么报废整条电缆。

它无法拆开重装。

电线电缆的质量管理，必须贯串整个生产过程。

质量管理检查部门要对整个生产过程巡回检查、操作人自检、上下工序互检，这是保证产品质量，提高企业经济效益的重要保证和手段。

2．生产工艺门类多、物料流量大

电线电缆制造涉及的工艺门类广泛，从有色金属的熔炼和压力加工，到塑料、橡胶、油漆等化工技术；纤维材料的绕包、编织等的纺织技术，到金属材料的绕包及金属带材的纵包、焊接的金属成形加工工艺等等。

电线电缆制造所用的各种材料，不但类别、品种、规格多，而且数量大。

因此，各种材料的用量、备用量、批料周期与批量必须核定。

同时，对废品的分解处理、回收，重复利用及废料处理，作为管理的一个重要内容，做好材料定额管理、重视节约工作。

电线电缆生产中，从原材料及各种辅助材料的进出、存储，各工序半成品的流转到产品的存放、出厂，物料流量大，必须合理布局、动态管理。

3．专用设备多

电线电缆制造使用具有本行业工艺特点的专用生产设备，以适应线缆产品的结构、性能要求，满足大长度连续并尽可能高速生产的要求，从而形成了线缆制造的专用设备系列。

如挤塑机系列、拉线机系列、绞线机系列、绕包机系列等。

电线电缆的制造工艺和专用设备的发展密切相关，互相促进。

新工艺要求，促进新专用设备的产生和发展；反过来，新专用设备的开发，又提高促进了新工艺的推广和应用。

如拉丝、退火、挤出串联线；物理发泡生产线等专用设备，促进了电线电缆制造工艺的发展和提高，提高了电缆的产品质量和生产效率。

二、电线电缆的主要工艺

电线电缆是通过：

拉制、绞制、包覆三种工艺来制作完成的，型号规格越复杂，重复性越高。

1．拉制

在金属压力加工中.在外力作用下使金属强行通过模具（压轮）,金属横截面积被压缩,并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉制。

拉制工艺分：

单丝拉制和绞制拉制。

2．绞制

为了提高电线电缆的柔软度、整体度，让2根以上的单线，按着规定的方向交织在一起称为绞制。

绞制工艺分：

导体绞制、成缆、编织、钢丝装铠和缠绕。

3．包覆

根据对电线电缆不同的性能要求，采用专用的设备在导体的外面包覆不同的材料。

包覆工艺分：

A．挤包：

橡胶、塑料、铅、铝等材料。

B．纵包：

橡皮、皱纹铝带材料。

C．绕包：

带状的纸带、云母带、无碱玻璃纤维带、无纺布、塑料带等，线状的棉纱、丝等纤维材料。

D．浸涂：

绝缘漆、沥青等

三、塑料电线电缆制造的基本工艺流程

1．铜、铝单丝拉制

电线电缆常用的铜、铝杆材，在常温下，利用拉丝机通过一道或数道拉伸模具的模孔，使其截面减小、长度增加、强度提高。

拉丝是各电线电缆公司的首道工序，拉丝的主要工艺参数是配模技术。

2．单丝退火

铜、铝单丝在加热到一定的温度下，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线电缆对导电线芯的要求。

退火工序关键是杜绝铜丝的氧化.

3．导体的绞制

为了提高电线电缆的柔软度，以便于敷设安装，导电线芯采取多根单丝绞合而成。

从导电线芯的绞合形式上，可分为规则绞合和非规则绞合。

非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等。

为了减少导线的占用面积、缩小电缆的几何尺寸，在绞合导体的同时采用紧压形式，使普通圆形变异为半圆、扇形、瓦形和紧压的圆形。

此种导体主要应用在电力电缆上。

4．绝缘挤出

塑料电线电缆主要采用挤包实心型绝缘层，塑料绝缘挤出的主要技术要求：

4．1．偏心度：

挤出的绝缘厚度的偏差值是体现挤出工艺水平的重要标志,大多数的产品结构尺寸及其偏差值在标准中均有明确的规定。

4．2．光滑度：

挤出的绝缘层表面要求光滑，不得出现表面粗糙、烧焦、杂质的不良质量问题

4．3．致密度：

挤出绝缘层的横断面要致密结实、不准有肉眼可见的针孔，杜绝有气泡的存在。

5．成缆

对于多芯的电缆为了保证成型度、减小电缆的外形，一般都需要将其绞合为圆形。

绞合的机理与导体绞制相仿，由于绞制节径较大，大多采用无退扭方式。

成缆的技术要求：

一是杜绝异型绝缘线芯翻身而导致电缆的扭弯；二是防止绝缘层被划伤。

大部分电缆在成缆的同时伴随另外两个工序的完成：

一个是填充，保证成缆后电缆的圆整和稳定；一个是绑扎，保证缆芯不松散。

6．内护层

为了保护绝缘线芯不被铠装所疙伤，需要对绝缘层进行适当的保护，内护层分：

挤包内护层（隔离套）和绕包内护层（垫层）。

绕包垫层代替绑扎带与成缆工序同步进行。

7．装铠

敷设在地下电缆，工作中可能承受一定的正压力作用，可选择内钢带铠装结构。

电缆敷设在既有正压力作用又有拉力作用的场合（如水中、垂直竖井或落差较大的土壤中），应选用具有内钢丝铠装的结构型。

8．外护套

外护套是保护电线电缆的绝缘层防止环境因素侵蚀的结构部分。

外护套的主要作用是提高电线电缆的机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人、阻止电缆燃烧等能力。

根据对电缆的不同要求利用挤塑机直接挤包塑料护套。

聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯三者的区别

聚乙烯英文简称PE，它是乙烯的聚合物，无毒。

容易着色，化学稳定性好，耐寒，耐辐射，电绝缘性好。

它适合做食品和药物的包装材料，制作食具、医疗器械，还可做电子工业的绝缘材料等。

聚氯乙烯英文简称PVC，是氯乙烯的聚合物。

它化学稳定性好，耐酸、碱和有些化学药品的侵蚀。

它耐潮湿、耐老化、难燃。

它使用时温度不能超过60℃，在低温下会变硬。

聚氯乙烯分软质塑料和硬质塑料。

软质的主要制成薄膜，作包装材料、防雨用品、农用育秧膜等，还能作电缆、电线的绝缘层、人造革制品。

硬质的一般制成管材和板材，管材用作水管和输送耐腐蚀性流体管，板材用作各种贮槽的衬里和地板。

交联聚乙烯英文简称XLPE，是提高PE性能的一种重要技术。

经过交联改性的PE可使其性能得到大幅度的改善，不仅显著提高了PE的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了耐温等级，可使PE的耐热温度从70℃提高到90℃以上，从而大大拓宽了PE的应用范围。

目前，交联聚乙烯（XLPE）已经被广泛应用于管材、薄膜、电缆料以及泡沫制品等方面。

线电缆常用塑料有聚乙烯、交联聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚烯烃、氟塑料、尼龙等

聚乙烯是目前应用最广、用量最大的塑料，从表中数据看出，聚乙烯的介子损耗小，电阻率高、击穿场强高，耐候性、工艺性好，是目前最好的电绝缘材料。

但由于其工作温度低，所以主要用作通信电缆的绝缘。

中密度和高密度聚乙烯的强度和硬度较高，其透水率低，多用作电缆护套。

但是，聚乙烯有最大的缺点，即容易燃烧，且黑烟浓烈，因此它的应用给环境带来了许多隐患。

交联聚乙烯是利用低密度聚乙烯加入交联剂而形成的一种优良的热固型绝缘材料。

它在继承聚乙烯诸多优良性能的基础上，提高了力学性能，耐候性和允许工作温度，从而成了目前电力电缆最好的绝缘材料。

由于加入交联剂不同，所以形成了不同的交联工艺。

目前用得最多的化学交联、温水交联、和辐照交联三种。

化学交联主要用于中高压电缆（如10KV及以上）；温水交联和辐照交联主要用于低压电缆（1kV及以下）。

交联聚乙烯的绝缘性能与其纯净度有密切的关系。

35KV以上的高压及超高压电缆的绝缘须采用超净交联聚乙烯，不仅要求原材料的纯度高，而且要求交联工艺装备及环境的清洁度高，工艺稳定可靠。

应特别指出的是，聚乙烯和交联聚乙烯的绝缘性能有一“怪癖”，即适于做交流电绝缘，而不宜作直流电绝缘，尤其是直流高压会降低其绝缘寿命。

因此，直流电缆绝缘多采用橡胶绝缘或油纸绝缘。

再者，聚乙烯和交联聚乙烯绝缘有“恐水症”，其击穿往往与水的存在有关，即在高电压下形成“水树枝”，导致绝缘破坏。

因此，聚乙烯和交联聚乙烯作高压及超高压电缆的绝缘时，在其加工、储运及绝缘挤制过程中特别“忌水”，而且电缆绝缘屏蔽外应有阻水结构，如金属护套。

与聚乙烯、聚氯乙烯及纸绝缘相比较，交联聚乙烯绝缘一个最大优点就是工作温度提高了20℃，从而提高了电缆的安全性和降低了电缆的投入成本。

例如，当线路流量相同时（如300A），聚乙烯或聚氯乙烯绝缘电缆（如YV型或VV型）铜导体截面积需要120mm2，而交联聚乙烯绝缘带男篮铜导体截面积只需要70mm2就足够了。

可见交联聚乙烯绝缘电缆的优点是多么的显著。

聚氯乙烯具有良好的物理力学性能和优异的工艺性能，是20世纪用量最多的塑料，也是低压电线电缆的主要绝缘材料和护套材料。

但进入21世纪，聚氯乙烯在电缆市场中将逐渐萎缩甚至淡出。

其原因有两个方面。

一方面是人们的安全意识提高了，希望采用无卤材料，于是许多无卤材料应运而生，毫无疑问它将成为21世纪电缆界的新宠而挤占市场。

另一方面是因聚氯乙烯有五个弱点：

一是密度大，约为交联聚乙烯的1.5倍，且绝缘成本高；二是工作温度低；三是介质损耗高，比交联聚乙烯高一百多倍；四是耐寒性差（-15度就变脆）；五是燃烧时有毒气（HCL）放出。

近年来开发的交联聚氯乙烯力学性能、电热性能、绝缘电阻大幅度提高，一些小截面电缆利用辐照工艺进入市场，在设备装置用电线、高压引接线、汽车电线及建筑布线方面有所应用，但其有卤的缺点是无法改变的。

氟塑料因工作温度高，介质小，又有绝缘性、耐候性、耐酸碱性、耐油性、阻燃性好等诸多优点，在电线电缆中应用日益广泛。

其中尤以聚全氟乙丙烯因工艺性好而备受欢迎。

但其价格昂贵，用户只得三思而行。

低烟无卤聚烯烃是20世纪未发展起来的新型电缆护套材料，他最大的优点就是具有阻燃性，且燃烧时烟雾小、无毒气，在重要的公共建筑中得到日益广泛应用。

低烟无卤电缆的优点

发布时间:

2011-4-8信息来源：

中国电线电缆网

低烟无卤电缆指不含卤素（F、Cl、Br、I、At）、不含铅镉铬汞等环境物质的胶料制成的燃烧时不会发出有毒烟雾（如：

卤化氢、一氧化碳、二氧化碳等）的环保型电缆。

●其中卤素指针为：

所有卤素的值≦50PPM（根据法规PREN14582）　　

●燃烧后产生卤化氢气体的含量＜100PPM（根据法规EN5067-2-1）　　

●燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的PH值≧4.3（弱酸性）（根据法规EN-50267-2-2）　　

●产品在密闭容器中燃烧后