电线电缆的结构与材料Word文件下载.docx
- 文档编号:19797414
- 上传时间:2023-01-10
- 格式:DOCX
- 页数:65
- 大小:83.18KB
电线电缆的结构与材料Word文件下载.docx
《电线电缆的结构与材料Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电线电缆的结构与材料Word文件下载.docx(65页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
导体镀层
黑色金属
钢带
钢丝
不锈钢箔
护层导体中的承拉部分
电缆外带有承重的吊线
用于力缆、通信电缆、控缆的外护层铠装等。
在钢芯铝绞线、铜铝电车线铝包钢丝等导体中作承拉构件,也起导电作用
自承式电缆中用钢绞线吊住电缆
热塑性材料,可交联料
聚氯乙烯
聚乙烯
可交联聚乙烯
聚丙烯
氟塑料
绝缘
内护套
外护层中的铠装的外护套填充材料空气组合绝缘的嵌片
聚氯乙烯,聚乙烯用于绝缘或护套,牌号,配方组成均不同,各有多种品种
多芯电力电缆,用聚丙烯薄膜或塑料充填空隙
空气组合绝缘主要用于同轴式电缆
橡皮(橡胶)
天然胶,天然-丁苯混合胶
氯丁胶,氯化聚乙烯胶
氯磺化聚乙烯胶
乙丙胶
硅橡胶
护套
填芯
橡胶加入各种配合剂并经混炼、硫化后称为橡皮,必须有制造厂自己配制
天然胶、天然丁苯胶、硅橡胶以不同配方用于绝缘或护套;
乙丙胶只用于绝缘;
氯丁胶主要用于护套,但可用于低压电线作绝缘;
其余只用于护套。
纸和塑料薄膜、云母带
纸
用于油纸电力电缆,充油电缆、纸包线
隔离包带
在移动橡皮绝缘电缆中作导体外隔离带
聚酯薄膜
聚酯亚胺薄膜
用于绕包线
在移动橡套电缆中作导体外隔离带
云母带
绝缘护层
作耐火带用,如用于绝缘内层兼有绝缘作用
绝缘油,绝缘漆
粘性油,不滴流混合油,高压电缆绝缘油
与绝缘纸形成组合绝缘
混合油,在制造车间自己配方,熬煮处理
漆包线漆如聚酯、缩醛、聚氨脂、环氧、聚酰亚胺等
为漆包线漆膜。
制造厂可自己配制
浸渍漆,硅有机、聚酰亚胺、醇酸树脂
与纤维绕包组成复合绝缘
石英与纤维材料
石英-制成光纤
光导体
光缆用
玻璃纤维
聚酯纤维
供绕包线作绝缘用
橡皮绝缘电线作编织护层
配合剂等辅助材料
碳酸钙、炭黑、石墨等有几百种、溶剂、色母料等
供橡胶配方作硫化剂、填充料、着色剂增塑剂等
品种繁多,下面有专门介绍
3.由于材料对产品的性能起着非常关键的作用,也由于材料不光涉及的知识领域广泛、品种繁多;
而且,同一名称的材料由于其基料的分子结构不同分子量不同;
分子量不同;
混合料所用的配合剂不同,配比不同,因此,有许多牌子和配方号。
结果是各种牌号的材料工艺要求不同,制成后的成品性能差异很大。
所以要求生产工人必须熟悉本工序常用材料的特性,严格执行工艺操作规程;
要求检验部门加强对进厂原料和自己配制的材料严格进行质量控制。
这是线缆制造厂对生产工人的一项严格要求。
第二节导体结构与材料
一.电线电缆的导体结构
(一)导体结构类型
导体的结构包括形状,截面大小、组成、材质等,主要取决于产品的功能与应用要求。
表3-2是导体结构类型的汇总表。
必须指出,圆形导体是线缆产品最基本点结构,绝大多数哦品种,特别是电力系统用电线电缆大都采用各种圆形导体结构,因此将在下一小节中重点介绍。
表3-2电线电缆的导体结构类型
结构类型
品种例
圆形
圆单线
铜、铝及其合金圆单线
双金属圆单线(如铝包钢线)
镀层圆铜线(如镀锡)
单线除了直接作为小截面电线的导体外,大部分作为绞合线芯的半成品
圆绞线
铜及其合金圆绞线
铝及其合金圆绞线
铜、铝绞线大多供各种产品作导体用,少部分作为裸导体线直接作产品用
钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线
双金属绞线或组合绞线
架空导线大部分用钢芯铝绞线正在发展铝合金绞线和双金属绞线
紧压型绞线
紧压型铜或铝绞线
交联电力电缆及架空绝缘电缆用
中空圆绞线
内层有Z型单绞线构成中空,或绞在螺旋管上
充油电缆用,中空为绝缘油通道
扇形芯(单根或绞线)
三芯电缆:
导体为1200扇形;
四芯电缆:
1000(主线芯)和600中性线)扇形
粘性油和不滴流油纸电缆中采用。
小截面的塑料绝缘3~4芯电力电缆也可采用单根实芯扇形铝芯线
扁平型
中、小截面铜、铝扁线
漆包线、绕包线用
大截面铜、铝排
母线(汇流排)用
细小截面压扁铜皮线
特别饶软的电线用,铜皮线缆在中心纤维绳上构成导线,如电话耳机线
同轴电缆外导体和波导管
铜带纵包成管状构成
铜丝编织在绝缘表面
同轴电缆的线对,内导体在中心,外导体在绝缘外面。
铜波导管
电台、电视台大功率、高频发射用射频电缆
异型
双沟型铜接触线,葫芦型钢铝接触线
电气化铁道,城市工矿和电车、地铁用
非金属导体
光导纤维
传输光波用
导电石墨浸涂纱芯导线
导电塑料导线
汽车点火线,音响耳机线等用
(二)圆绞线结构
1.绞线结构电线电缆是大长度的产品,在生产、安装和使用中要经受多次的圈绕和拉开;
截面较大的导线如果不采用较小直径的的单线绞制而成,则线缆产品将无法生产和使用。
不同的使用状况和条件要求电线电缆又不同的柔软度,即可弯曲或扭曲性能。
为了保证弯曲时,较硬的导线产生的应力不损伤较软的绝缘,设计了多种以柔软度不同为特征的导线结构。
表3-3是标准规定的7种导线结构,从表中可见:
同一导线截面时,单线的根数和直径是最重要的结构参数;
即单线直径愈细(根数必然愈多),导线自身的柔软度愈好(对同一种导线材料)。
表3-3中所列的7种导线结构类型中,铜线和铝线的第Ⅰ种结构用得最多,主要用于电力电缆和供配电用的绝缘布线(B系列),裸铜、铝绞线等产品。
铜线第Ⅱ种结构用于要定期更换敷设场合的产品,如橡皮电力电缆铜线第Ⅲ~Ⅳ二种结构多用于通用橡皮电缆、橡皮橡套软线、安装线等。
铜线第Ⅴ种结构用电焊机电缆、矿用电缆,以及要求特别柔软的各种电器、仪表连接线等。
2.导线绞合方式多根导线组合成电线电缆的导线时必须经过绞合,绞合的方式有正规绞、非正规绞合(束绞)和复合绞合三种。
(1)正规绞合正规绞合采用直径相等的单线,按同心式排列,分几层绞成;
每一层单线根数是固定的。
即在中心层为1根单线时,第m曾对单线根数为6(m-1)即中心层为1根的导线第1层为6根、第2层为12根,以此类推;
即中心到外,依次为1+6+12+18+24……。
导线中的单线总根数为:
n=1+3m(m+1),m为层数。
表3-3导电线芯(单线根数/单线直径,mm)和计算外径
单线标称截面mm2
铜导电线芯结构
铝导电线结构
第Ⅰ种固定敷设的电线电缆用
第Ⅱ种固定敷设时要求柔软的电线电缆用
第Ⅲ种
移动电线电缆用
第Ⅳ种
频繁移动的电线电缆用
第Ⅴ种
特别柔软的电线电缆用
第Ⅱ种
结构
外径
0.012
7/0.05
0.15
0.03
1/0.20
0.20
7/0.07
0.21
0.06
1/0.30
0.3
7/0.10
0.30
15/0.07
0.33
0.12
1/0.40
0.40
7/0.15
0.45
30/0.07
1/0.50
0.50
7/0.20
0.60
12/0.15
0.62
56/0.07
0.61
1/0.60
7/0.23
0.69
16/0.15
0.71
77/0.07
0.87
1/0.70
0.70
7/0.26
0.78
23/0.15
0.90
49/0.10
0.84
1/0.80
0.80
7/0.30
16/0.20
0.94
28/0.15
1.01
63/0.10
1.00
0.75
1/0.97
0.97
7/0.37
1.11
19/0.23
1.15
42/0.15
1.26
91/0.10
1.30
1/1.13
1.13
7/0.43
1.29
19/0.26
32/0.20
1.41
56/0.15
1.31
1.50
1/1.37
1.37
7/0.52
1.56
19/0.32
1.60
48/0.20
1.71
84/0.15
1.87
2.00
1/1.60
7/0.60
1.80
49/0.23
2.07
64/0.20
2.10
112/0.15
2.12
2.50
1/1.76
1.76
19/0.41
2.05
49/0.26
2.34
77/0.20
2.49
133/0.15
2.25
4.00
1/2.24
2.24
19/0.52
2.60
49/0.32
2.88
77/0.26
3.24
126/0.20
3.00
6.00
1/2.73
2.73
19/0.64
3.20
49/0.39
3.51
77/0.32
3.99
189/0.20
3.69
10.0
7/1.33
49/0.52
4.68
84/0.39
4.86
133/0.32
4.80
322/0.20
4.89
3/3.99
16.0
7/1.70
5.10
49/0.64
5.76
84/0.49
6.11
133/0.39
5.85
513/0.20
228/0.30
6.32
25.0
7/2.12
6.36
98/0.58
7.68
133/0.49
7.35
189/0.41
7.57
789/0.20
8.00
7/212
342/0.30
7.50
35.0
7/2.50
133/0.58
8.70
259/0.41
8.61
1121/0.20
9.00
494/0.30
50.0
19/1.83
9.15
133/0.68
10.20
361/0.41
10.25
1596/0.20
11.00
703/0.30
10.50
70.0
19/2.12
10.60
189/0.68
12.55
323/0.52
13.00
999/0.30
12.92
95.0
19/2.5
12.50
259/0.68
14.28
444/0.52
15.12
1332/0.30
14.70
19/0.25
120
37/2.00
14.00
259/0.76
15.96
555/0.52
17.11
1702/0.30
17.12
150
37/2.24
15.68
336/0.74
19.71
703/0.52
18.20
2109/0.30
18.90
215
37/2.50
17.50
427/0.74
19.98
2562/0.30
21.6
37/2.60
18.18
240
61/2.24
20.16
427/0.85
22.95
3416/0.30
28.49
300
61/2.50
22.50
513/0.85
25.50
400
61/2.85
25.65
703/0.85
29.75
500
91/2.62
28.82
703/0.95
33.25
630
1272.50
32.50
854/0.97
38.54
127/2.50
800
127/2.85
37.05
正规绞合的特点是:
单线直径相同,有利于生产组织;
导线向任何方向弯曲,其中电线之间的相对滑移较稳定;
绞合后,导线的形状规则外径一致。
因此铜线的第Ⅰ、Ⅱ种结构和铝线的第Ⅰ种结构均采用正规绞合。
(2)束绞对于要求柔软性良好的导线,如铜线第Ⅲ~Ⅴ种结构,单线根数很多(几百到2000根以上),单线直径很细(1mm以下,甚至小于0.1mm);
工艺上较难实现绞合。
因此采用“束合”的办法,即将几十根单线一起扭绞(类似于棉纱的并线),通过并线模具成形。
并线时单线也采用近似于正规绞合的方式排列。
束绞的线芯外径不是很严格的、外形也只能是近似圆形;
但由于单线间相对松动,单线细,因此,更为柔软,在挤包或包制绝缘时基本上能控制为圆形。
(3)复绞对于要求特别柔软,而导线截面较大的导线,单线根数达几百根及2~3千根。
则必须采用复绞式绞合方式,及先束绞(几十根单线)成股,再将多股导线按正规绞合方式交织成导线。
有时要采用二次复绞。
3.绞线的技术参数绞线结构中有几项重要的技术参数,如节径比、绞入率、绞向等;
也是重要的工艺参数。
(1)节径比绞线是按规定根数的单线,一层层以螺旋形式绞合上去的;
外层单线绞在内层的外表上,把其中一根单线展开,可看到单线的螺旋上角α(称为绞入角);
单线沿内层单线绕一周的长度为ι;
图中的
表示以该层单线中心线为准的圆周长度,D为圆周的中心直径;
h是绞合时单线绕一周时沿中心线方向前进的距离,称为绞合节距。
将这一层单线的绞合节距长度除以绞线直径,其比值m称为节径比;
是导线绞合中重要的工艺参数,有可比性。
理论上,计算节径比应以该层单线的中心线直径D为准(称为理论节径比);
但为了使用方便,则可按该层绞线的实测外径D计算(称为使用节径比)。
实用节径比的计算式如下:
m=
(h、D单位为mm)
节径比大、即绞入角大,反映了绞合程度小;
反之则绞合程度大。
节径比小的导线,绞合较紧,结构较稳定,导线弯曲性好、柔软、即允许弯曲半径小;
但生产速度慢。
因此,不同要求的导线规定了不同的节径比选用范围。
对于多层绞合导线,则内层的节径比稍大,逐层减小,使结构稳定。
表3-3是架空导线的绞合节径比。
束线的节径比比较大,可达30左右,但束线复绞时一般取节径比为6~112。
表3-3架空导线绞合节径比
线材
层次
绞合节径比
规定值
推荐值
钢芯
第一层
16~28
24
第二层
14~24
20
导电金属线
单层
10~14
12.5
两层
11~17
13
11
多层
15
第三层
12
外层
10~13
(2)绞入率在绞线的一个节距长度上,单线的展开长度与绞线节距之比,称为绞入系数。
而单线展开长度与节距之差值与节距之比,以百分率表示时称为绞入率。
即:
绞入系数λ=
绞入率κ=
×
100%
绞入率这个参数主要用于生产组织和材料用料用量计算。
(3)填充系数导线中所有单线截面之和与导线轮廓截面积之比称为填充系数η可提高至0.89~0.92。
填充系数大的导线,在水汽透过绝缘时,因单线间气孔已形成细孔状态,可以阻止水汽等向两侧扩展,阻止外来损害的延伸。
导线紧压后,单线特别是最外层的单线变形较严重,但导线表面圆形程度更好。
紧压导线与未紧压导线相比时显得稍硬。
(4)绞向单线绞合时只有两种绞合方向,即左绞方向(S向)和右绞方向(Z向)。
正规绞合结构中规定相邻两层单线必须采用不同的绞合;
即第一层为左向,则第二层为右向;
交换绞向的目的是为了结构稳定,断开导线时不会发生散开。
但规定最外面一层单线必须采用右向绞合,目的是方便两端电缆的连接。
二.导线用材料
(一)对导线用金属材料的要求
1.供电线电缆作导体用的金属材料应符合下列要求:
(1)导电性优即要求材料的电阻率要低或导体率要高,这决定了电流在导线中传输时产生的电压降和导线损耗。
(2)导热性好导线因工作而发热,热量应高效向外发散,以保证导体允许温度。
(3)有良好的延展性有利于通过各种加工(主要是冷状加工)制成很细的单线;
并进行绞合。
(4)有足够的机械强度和断裂伸长率以满足制造和使用。
(5)有一定的耐腐蚀性在一般环境中不会严重腐蚀。
因此,电线电缆主要用的导线材料是铜和铝。
2.对导电金属材料性能影响最大的是材料中含有的杂质总量和杂质成份;
其次是加工过程中冷变形的程度。
因为固定的金属都是晶体结构,即原子按一定的几何形状呈规则排列,构成晶体。
晶格中原子分为正离子和自由电子,正离子位于晶格节点上作微弱的热振动,自由电子可在晶格中自由活动。
当有外电场作用时,自由电子就形成定向规则运动,这就是电流。
自由电子在晶格中受到了阻碍就是电阻。
杂质的存在会局部改变原有晶格的形态,因此对电阻的影响最大。
在加工过程中,特别是冷变形会使晶格受压、滑移而畸变,因此对机械性能影响最大,即抗拉强度和硬度增加,延伸率降低;
对导电性也有略有影响。
冷变形后的金属经过退火(又称韧炼,即让其保持在一个再结晶温度的环境中一定时间),畸变了晶格会经过恢复、再结晶的过程,恢复到变形前的状态。
但工艺上必须严格根据材料品种选定退火温度与时间。
(二)导线用铜
1.铜是最早,也是目前最主要的导电材料。
因为:
1导电性好,仅次于银居第二;
2导热性好,仅次于银和金居第三;
3塑性好,即延伸率极好,可以拉出极细的单丝(目前可达0.02mm)或极薄的薄膜。
金、银的延伸率比铜好,但价高,且成品的强度低、实用性差;
4有较好的耐腐蚀性;
5机械性好、有足够的抗拉强度和伸长率。
导电用铜的主要性能与工艺参数列于表3-4
表3-4导电用铜的主要性能与工艺参数
名称
单位
数值
熔点
℃
1084.5
抗拉强度(软态)
(硬态)
Kgf/mm2
20~24
3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电线电缆 结构 材料
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)