电线电缆基础知识

类别：培训讲座1

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发布日期：2010-5-4

电线电缆基础知识

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目 录

1．电线电缆的分类

2．基础知识

A．常用导体

B．常用绝缘

C．电线电缆基础

D．安规常识

3．押出操作基础

A．操作基础

B．常见问题分析

4．说明

类别：培训讲座2

文件编号：WI-RD-014D

发布日期：2004-10-9

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*节    电线电缆的分类

1、电线电缆分类

1.1 电力电缆

又称力缆，用于传输电能，常做地下敷设

1.2 通讯电缆

用于传输电信号，常敷设于地下或架空

1.3 电气装备用电缆

用作电气装备的连接线

1.4 漆包线（绕组线）

又称绕组线，用于电机绕组，将电能转化为机械能

1.5 架空线（裸电线）

又称裸电线，用于传输电能，常做架空敷设

1.6 光纤光缆

又称光缆，用于传输光讯号，因具有低衰减性能，常用于作长途通讯的主干线

2、我司的电线电缆介绍

2.1 AWM电子线系列

2.1.1依据的标准

产品设计标准：UL758、UL62（电源线）

产品测试标准：UL1581

2.1.2 用途和产品类别

AWM电子线常用作电气设备的连接线，我司的认证类别有：

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

2.2 电源线系列

2.2.1 类别：

A、GB电源线

B、BS电源线

C、VDE电源线

D、AS电源线

E、UL/CSA电源线

2.3 我司生产的电源线种类：

2.3.1 UL/CUL系列：SPT和NISPT两个类别线材和插头。

2.3.2 VDE系列：H03VVH2-F和H05VVH2-F两个线材类别和插头，尾插。

2.3.3 AS系列：线材同VDE，插头。

类别：培训讲座3

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第二节    基础知识

1、常用导体

1.1 良好的导体应具有以下特性:

1.1.1 高导电率:导电率高则线路损失小,为良好导体的Z基本条件；

1.1.2 抗张力大:在长距离作业时,不会因为抗张力不足,而有断线之虞；

1.1.3 易于弯曲:好的导体具有相当的柔软性,不会因作业弯曲而造成折断；

1.1.4 比重小:即导体的重量轻;

1.1.5 经久耐用:导体的机械性能及电性能须持久不变,且需具有耐腐蚀能力；

1.1.6 价格低:惟有价格低的导体才能被普遍采用。

1.2 我司常用的金属导体特性

2、常用绝缘

2.1 聚氯乙烯（俗名PVC）

2.1.1 PVC料的组成

由PVC树脂、可塑剂、安定剂、填充剂、耐燃剂、著色剂等组成。

2.1.2     PVC料的用途

因其优异的阻燃、耐热、耐老化、耐磨等特性,常用于线材的绝缘和护套材料。

2.1.3 PVC料的应用

在开发时主要就其耐燃性、耐热性、移行性、软硬度，表面性以及外观色彩等方面去考虑,同时要考虑电气，加工和经济性。

2.2 聚乙烯（俗名PE）

常用PE种类有HDPE 、MDPE 、LDPE及FMPE等。

2.3 聚丙烯（俗名PP）

具有很好的电气绝缘材料,比重为0.9左右,是厂内目前比重Z小的塑料。

2.4 在线缆的成形过程中,还会用到填充材料（棉线、PP绳）分隔材料（棉纸、聚脂带、DOP油）,屏蔽材料（铝箔、编织、缠绕）等。

类别：培训讲座4

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3、电线电缆的基础

3.1 电线设计和物料用量计算

A.      电线的结构设计划内把线材各组成部分参数书面化，在设计过程中，主要是把线材的有关标准，结合本厂的生产能力，尽量满足客户的要求，并把结果以书面的形成表达出来，为生产提供依据；

B.      物料用量计算是根据设计线材时选用的材料及结构参数，计算出各种物料的用量，为业务报价及策划备料提供依据。

3.2 导体部分的有关设计与计算

3.2.1导体在结构上有实芯和绞线两种，而其成份方面有纯金属镀层及漆包线之分，在设计过程中，对于不同的线材选用不同的导体材料。

3.2.2 导体绞合节距设计

3.2.3 多根绞合导体外径计算

导体绞合采用束绞方式进行，绞合外径采用下面公式计算

D= N 1.155*d    

d-----单根导体的直径

D-----绞合后绞合导体外径

   N-----绞合根数

3.2.4 导体用量计算

W=0.7854*d*d*ρ*N*λ

W------绞合民导体的重量

d-------单根导体直径

ρ------导体的密度

N------导体绞合根数

λ------绞合系数

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3.3押出部分有关的设计与计算

3.3.1押出部分包括绝缘押出、内被押出及外被押出，在押出过程中，因对线材要求不同采用押出方式不同，一般情况下，绝缘押出采用挤压式，内被及外被多采用半挤管式，有时为了满足性能要求采用挤管式，现目前厂内使用的绝缘料有SR、PP、PE以及芯线料。

3.3.2 押出外径

D2=D+2*T

D------押出前外径

D2-----押出后外径

T--------押出厚度

押出厚度（T）主要依据线材有关标准,结合本厂生产能力尽量满足客户要求

3.3.3 胶料用量计算

采用简化的计算方法

W=0.7854*（D2*D2-D*D）* ρ

W------胶料重量

ρ------胶料密度（1.45）

D2-----押出后外径

D------押出前外径

3.4 芯线绞合有关设计与计算

3.4.1 芯线绞合国内称为成缆，是大多数多芯电缆线生产的重要工序之一，由若干绝缘线芯或单元组绞合成缆芯的过程称为芯线绞合。其原理类似如导体绞合，芯线绞合的一般工艺参数计算及线芯在绞合过程中的变形与绞线相同。

3.4.2 多芯绞合的外径计算

D2=K*D

D2------绞合后的外径

K-------绞合的系数

D-------单支芯线的外径

K值的选取按下表

若线芯数较多时,可近似地按束绞公式计算。

类别：培训讲座6

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电线电缆基础知识-3

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3.4.3 绞合节距的选取

一般绞合节距取绞合外径的15~~20倍，有时为了改善线材的性能，可选取全适的节距，如为了改善线材的弯曲性能时会刻意地去降低节距。

3.5斜包有关的设计与计算

3.5.1斜包在线材中主要起屏蔽的作用，有时作为同轴电缆的外导体（很少）。屏蔽的目的是将外界的干挠消除，对于同轴电缆，由于有屏蔽层而使阻抗得以匹配，降低信号或传输能量的损失。

3.5.2 从屏蔽效果来讲，斜包不如编织。.其屏蔽效果具有方向性，弯曲时屏蔽特性会发生变化，但他也具有完成外径小，线材柔软、价格较低等特点，适用于低频屏蔽。

3.5.3 斜包铜线的根数近似计算

N=（π*D）/d取整数部分

N------斜包根数

D------斜包前外径

d-------斜包铜线的直径

如果是二.三芯绞合,绞合后外径不圆整,D（斜包前）的外径为等效外径

3.3.4斜包节距的选取

现厂内常用节距为18MM.

类别：培训讲座7

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4、安规常识

4.1 护套厚度测量

美国UL安规线Z薄厚度和平均厚度---

表一（仅列两种说明，详见UL标准）

UL电线电缆有定义出Z小绝缘厚度和平均绝缘厚度,对Z大的绝绝缘度未做出具体的要求。在平行线中定义了撕裂Z小厚度要求,芯线Z小绝缘厚度要大于平均厚度的85%。

UL安规线以不同的规格定义出了绝缘层外被要求,在JAQ标准中只定义了平厚度的具体要求未明确要求Z小厚度。绝缘层厚度分类为三个等级小于 0.6mm；介于1.6---1.2mm和大于1.6mm。 可以选择的材质如同UL要求：PVC PE PP 橡胶等。

4.2 绝缘厚度测量选点方法:

4.2.1 将内部的芯线及 AL箔、棉纸去掉，用刀片在平板上切成0.3—1.5mm的薄片，薄片须厚薄一致且不可以有毛边，将切好的试片放在投影仪测试台中,调节好倍数及样品位置，（在整个面积的4/5之内），在投影仪调节到Z佳位置时,样品仍有毛边须重新切片取样。

4.2.2Z大值及Z小值测量取五个试样，10个测量值取平均值，取约缩后小数点后的两位数字。平均绝缘厚度取5个试样，每个试样取6个点，取平均值为平均厚度。

4.3 护套老化性能试验及判定

4.3.1 试验设备：老化箱、拉力试验机、电子天平。

4.3.2 样品选择：长度为5in的线材10PCS，长度为10in的线材一条，并将内部所有的导

体及内部物质拉出，在拉伸过程中不得损伤绝缘、外被、同时不得有纵向压缩现象。

类别：培训讲座8

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4.4 拉力试验机的试验有效长度为1in，pvc拉力速度1in/min分别在老化前后各测试5PCS，老化后须在24±8℃的环境下存放至少16H后才可以测试

抗拉强度=拉力/截面积

截面积=1000m/ρL

m=试样重量      L=试样长度         ρ=同种材料未老前的比重

4.5 老化炉内存放的线材须距箱壁10cm 以内放置，放在炉内挂钩上，彼此不能相碰，试验条件不同的线材不能在同一老化炉内同时试验，采取不同材质的线材单独进行试验,在试验进行中，老化炉的吹风及排气装置须处在工作状态。

    表二                          老化试验

4.6 绝缘电阻测试（一般的电源线要求必测项目）

4.6.1 试验设备：恒温水槽，绝缘电阻测试仪。

4.6.2 试验样品：长度不得小于50ft

4.6.3 试验方法：

将样品的两端各剥去3—5cm，对于多芯线须将所有芯线导体短接，将样品浸入15.6±1.0℃的恒温水槽中浸泡至少6H，两端的接头要露出水面20cm，达到时间后，将绝缘电阻测试仪的高压端与导体相连，接地端与水相接，升高压至DC500V，1min后读数.（如选择AC100V档位时,测试方法相同,判定标准不同），如水槽温度不是标准的试验温度须用温度系数计算出标准的测试值。

4.6.4 判定：测量绝缘电阻不得小于标准值，如SPT-2电源线不得小2.5MΩ/Kft

类别：培训讲座9

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4.7 耐压测试

4.7.1 试验设备：高压测试机、水槽

4.7.2 试验样品： 50FT

4.7.3 试验方法：

将样品两端各剥除3-5CM的绝缘层。将处理后的样品浸入已接地的水槽中至少6H。样品两端应远远高出水箱水面,必要时浸入熔融石蜡中防止潮气。试验机的高压极接到电缆的导体上,接地极与水槽中水相连。将电压从0开始匀速的在10-60秒内升至规定电压值,然后维持1in,Z后再于10-60秒内将电压值降为0。试验分别要在每一导体与其余导体之间,其余导体相互接通且与水浴接通及所有短接的导体与水浴之间进行。

4.7.4 判定：在电压上升，维持及下降期间，不得发生击穿现象。具体标准参考UL62

4.8 低温卷绕试验

4.8.1 试验设备：低温箱，低温卷轴

4.8.2 试验样品、：长至少为30in的样品2PCS。

4.9试验方法

将已装好试样的低温卷绕装置放入已降至规定温度（一般为-20℃）的低温箱中4H。到达规定时间后,以6S/匝的速度将试样绕在规定直径的卷绕轴上.共计6匝。试样外径大19.05mm时为1匝,匝与匝应相互接触，将已卷好试样取出目视检查。卷绕后样品内外表面应无可见裂纹。

表三：                          低温卷轴选用表

类别：培训讲座10

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4.10 垂直燃烧试验

4.10.1 试验设备：燃烧装置，无脂棉，钢尺。

4.10.2 试样数量：长为18in的试样3条。

4.11 试验方法

在试验装置底面铺一层厚度不超过1/4in，面积不小于12inX14in的医用棉。调节火焰高度,使其总长为125+/-10mm的火焰,其内焰长度为40+/-2mm。将试样垂直悬挂在试验装置上。调节喷灯灯管,使其与试样成20℃夹角,且喷火管端面轴向与试样的距离为25/16in,火焰内焰与试样交点距试样下端距离为9-9.5in，在距火焰内焰与试样交点上端相距10in的位置标上一宽0.5in,厚5mil的牛皮纸作指示旗。打开火焰燃烧15S后停止,待试样自燃停止后再次施加火焰15S，如此循环5次。

4.11.1 判定：如符合下述标准则判为合格。

a） 试样不燃烧。

b） 一次施火后试样继续燃烧小于60S。

c） 燃烧坠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烧或烧焦小于25%以下。

4.12 高温冲击试验   

4.12.1 试验设备：老化试验箱，卷轴。

4.12.2 样品数量：长度至少为30in的样品2PCS。

4.13.3 试验方法

将试样紧密卷绕在规定直径的试棒上6匝。匝与匝之间应相互接触，试样两端用胶带固定。将绕好的试样放入换气量为100~200次/H，温度为120±1℃的老化箱中1H。取出试样,冷至室温中并检查外观。

4.13.4 判定：试样内、外表面无肉眼可见之开裂为合格。

类别：培训讲座12

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第三节    押出基础

1、押出基础

1.1 押出的概念

押出是中国台湾电线行业的一种叫法，在大陆称为挤出,是塑料成型的一种加工方法，即通过一种机器将绝缘材料或护套材料以一定的形状包覆在导体（或其他材料）的外表面，使加工出来的产品能够满足一定的使用要求的加工方法，完成这种加工的机器称为押出机。

1.            1.2 押出的基本流程：

1.3 电线电缆各部位的名称：

类别：培训讲座13

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1.4 押出偏芯的调节

调偏芯的说法是针对传统的机头来说的，调偏芯就是要调节内.外眼模的位置，使两者对正从而使押出的电线不会产生偏芯，并达到合格的外观和其他要求。内眼模在整个的生产过程中都只能作简单的前后直线运动和圆周运动，所以从一定的程度上来讲调偏芯实际就是调外眼模的位置。而外眼模处在机头前部的偏芯套上，在调偏芯时只要调节偏芯套上的四个螺丝就可以了。

一句话，押出层薄的位置调偏芯螺丝要放松，厚的位置调偏芯螺丝要锁紧。

1.5 线电缆的品质基本要求

1.5.1 押出前检查结构,严禁用错芯线

1.5.2 绝缘胶料严禁用错

1.5.3 颜色要与标准板一致

1.5.4 线径要与标准一致,不得过大或过小

1.5.5 严禁线材表面不良:刮伤及杂色或是印字不良

1.5.6 注意连体,芯线排列方式

2、押出常见问题

2.1 绝缘电阻低或不稳定

根本原因:材料内部应力的存在，即线的内外表面的残留应力造成线体表面微显结构的块，芯线或导体过冷也会产生此类现象。

2.1.1 易产生此类问题的电线:细的电线,绝缘或外被厚度较小的电线;

2.1.2 工艺上的解决办法:

2.1.2.1 使用导体预热器对导体加热到138~~151左右的温度

2.1.2.2 降低引取速度

2.1.2.3 安装可调温度的预热装置

2.1.2.4 热老化后的伸长率低或抗张力低

产生原因:A.眼模出口处的冷却水温度过低;B.材料过热导致混合物发生分解

2.1.3 工艺上的解决办法:

2.1.3.1 对于A点*段水槽加80~~90度的热水解决,增加眼模与水槽间的空冷段距离;

2.1.3.2 对于B点,清理螺杆和机头,降低押出及引取速度

2.1.3.3 老化前的抗张力低:

2.1.3.4 原因:材料温度不当，即机械作用力不好。

2.1.4 工艺上解决办法:

A:增加对导体的预热

类别：培训讲座14

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发布日期：2004-10-9

电线电缆基础知识-3

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B:增加网目

C:注意螺杆的冷却

D“增国机头和螺缸的温度

E:选用新型螺杆

2.1.5 热弯曲试验,而热试验,焊锡试验及低温弯曲试验不合格:

2.1.6 产生原因:

A：芯线未预热或预热不够

B：*段水槽未加温

C：外模流道不畅

D：为了保持外径的稳定而使用了较大的管状眼模而造成引落比过大

2.1.7 易产生此类不良的线种：

绝缘层较薄的线

2.1.8 工艺上解决办法:

A：芯线（导体）预热30~150℃

B：将外模内表面重新刨光

C：改善眼模的流道

D：减小引落比,不能超出5~8%的面积比

2.2 气泡:

2.2.1 外被或绝缘表面的气泡

2.2.2 产生产原因:

A：空气经干燥料斗混入螺杆,这种情况多发生在融熔过于靠前的螺杆

B：螺杆的背压设计太小

C：超出押出机押出能力.

2.2.3 工艺上解决办法:

类别：培训讲座14

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发布日期：2004-10-9

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A：增加网目或将蜂巢板的孔改细

B：外模的廊段加长

C：调节螺杆的冷却水温

D：提高螺缸温度

E:：押出前将PVC预热

F：降低押出机的引取速度

G：较厚结构的线采用大规格押出机

I：换用融熔段较浅的螺杆

2.2.4 气泡发生在绝缘体或外被表面的下部，较严重者，产生粗皮或粒状表面。

2.2.5 产生原因:

材料中含有水份

2.2.6 产生此类不良现象的线种:

多数线的共同现象

2.2.7 工艺上改进的方法:

A：选用干燥料斗对胶料进行干燥

B：胶料保存在干燥的环境里

C：*去除湿气法:将有湿气的材料先押出后,再粉碎或切粒,然后进行正式生产。

2.3 绝缘或外被体周围不规则的气泡生成的粗面

2.3.1 形成原因:

由于材料温度过高,同时由于眼模的流道过于复杂,致使PVC分解而产生HCL气体。

2.3.2 工艺上的改进方法:

A：降低螺缸各机头的温度,减少过滤网的张数,或改用较粗滤网

B：降低押出和引取的速度