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電線電纜基礎知識

作者:jcxlgs   時間:2021-06-21

電線電纜產品的種類有成千上萬,應用在各行各業中。它們總的用途有兩種,一種是傳輸電流,一種是傳輸信號。

傳輸電流類的電纜最主要控制的技術性能指標是導體電阻、耐壓性能;傳輸信號類的電纜主要控制的技術性能指標是傳輸性能—特性阻抗、衰減及串音等。當然傳輸信號主要也靠電流(電磁波)作載體,現在隨著科技發展可以用光波作載體來傳輸。

分類:電纜總體來說可以分為五大類:(1)裸線類(2)電磁線(漆包線)(3)電力電纜(4)電氣裝備用電線電纜(5)通信電纜及光纜。

電纜的基本結構:

一般電纜最基本的結構有導體、絕緣層及外護層,根據要求再增加一些結構,如屏蔽層、內護層或鎧裝層等,為了電纜有圓整性再輔加一些填充材料。導體是傳輸電流或信號的載體,其他結構都是作防護用。防護的性能根據電纜產品的需要總體上有三種,一種是保護電纜本身各單元不相互或減少影響,如耐壓,耐熱,防電磁場產生的損耗,通信電纜防信號相互干擾等。另一種防護是保護導體中的電流不對外部產生影響,如防止電流外泄,防電磁波外泄等;最后一種保護外界不對電纜內部產生影響,如抗壓、抗拉、耐熱、耐候、耐燃、防水、抗電磁波干擾等。

1、導體

其作用是傳導電流。有實芯和絞合之分。材料有銅、鋁、鋁合金、銀、銅包鋼、鋁包鋼等,主要用的是銅與鋁。銅的導電性能比鋁要好得多。銅導體的電阻率國家標準要求不大于0.017241Ω.mm2/m(20℃時),鋁導體的的電阻率要求不大于0.028264Ω.mm2/m(20℃時)。

2、耐火層

只有耐火型電纜有此結構。其作用是在火災中電纜能經受一定時間,給人們逃生時多一些用電的時間?,F在使用的材料主要是云母帶?;馂闹?,電纜會很快燃燒,因云母帶的云母片耐高溫,且又有絕緣作用,在火災中能保護導體運行一定時間。

3、絕緣層

包覆在導體外,其作用是隔絕導體,承受相應的電壓,防止電流泄漏。絕緣材料有多種多樣,如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、交聯聚乙烯(XLPE)、橡皮(橡皮內種類較多,有丁睛橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠等)、硅橡膠、丁腈聚氯乙烯、氟塑料等。這些材料最主要的性能就是絕緣性能要好,其他的性能要求根據電纜使用要求各有不同,有的要求介電系數要小,以減少損耗,有的要求有阻燃性能或能耐高溫,有的要求電纜在燃燒時不會或少產生濃煙或有害氣體,有的要求能耐油、耐腐蝕,有的則要求柔軟等。

4、屏蔽層

在絕緣層外,外護層內,作用是限制電場和電磁干擾。

對于不同類型的電纜,屏蔽材料也不一樣,主要有:銅絲編織、銅絲纏繞、鋁絲(鋁合金絲)編織、銅帶、鋁箔、鋁(鋼)塑帶、鋼帶等繞包或縱包等。

5、填充

填充的作用主要是讓電纜圓整、結構穩定,有些電纜的填充物還起到阻水、耐火等作用。主要的材料有聚丙烯繩、玻璃纖維繩、石棉繩、橡皮等,種類很多,但有一個主要的性能要求是非吸濕性材料,當然還不能導電。

6、內護層

內護層作用是保護絕緣線芯不被鎧裝層或屏蔽層損傷用。

內護層有擠包、繞包兩種種形式。對要求高的采用擠包形包形式,要求低的采用繞包形式?,F在繞包用的材料也多種多樣,如鋼帶鎧裝的內護層,有采用PVC帶繞包的,也有采用聚丙烯帶(很薄的,表面做成顆粒凸起來湊厚度)繞包的。能不能用?主要是電纜產品質量的市場定位問題。這跟硅烷交聯絕緣線芯采用顏色區分還是采用色帶來區分,性質有一些一樣,但不全一樣。這里繞包帶采用PVC帶和聚丙烯帶對產品質量是有影響的。硅烷交聯絕緣線芯采用顏色區分還是采用色帶來區分,對產品質量影響不大,主要是用戶的需求問題。

7、鎧裝層

鎧裝層作用是保護電纜不被外力損傷。最常見的是鋼帶鎧裝與鋼絲鎧裝,我公司開發的主要是鋁合金帶聯鎖鎧裝,還有鋁帶鎧裝、不銹鋼帶鎧裝等。鋼帶鎧裝主要作用是抗壓用,鋼絲鎧裝主要是抗拉用。根據電纜的大小,鎧裝用的鋼帶厚度是不一樣的,這在各電纜標準中都有規定。

8、外護層

在電纜最外層起保護作用的部件。

主要有三種類:塑料類、橡皮類及金屬類。

其中塑料類最常用的是聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料,還有根據電纜特性有阻燃型、低煙低鹵型、低煙無鹵型等。

圖片

電線電纜的表示方法:

1.型號的含義

1) 類別、用途代號

A-安裝線   B-布電線   C-船用電纜

K-控制電纜   R-軟線

Y-移動電纜   JK-絕緣架空電纜

M-煤礦用

Z、ZR-阻燃型   N、NH-耐火型   ZA-A級阻燃

ZB-B級阻燃   ZC-C級阻燃   WD-低煙無鹵型

2)導體代號

T—銅導線(略)

L-鋁芯

LH-鋁合金芯

3)絕緣層代號

V—PVC塑料

YJ—XLPE絕緣

F—氟塑料

Y—聚乙烯料

E-乙丙橡皮

4)護層代號

V-聚氯乙烯護套   Y-聚乙烯料

G—硅橡膠   F—氟塑料護套   F-氯丁橡皮

N-尼龍護套   P-銅絲編織屏蔽

P2-銅帶屏蔽    P3-鋁塑復合帶屏蔽

5)特征代號

B-扁平型

R-柔軟

C-重型

Q-輕型

H-電焊機用

S-雙絞型

6)鎧裝層代號

2—雙鋼帶

3—細圓鋼絲

4—粗圓鋼絲

6—非磁性金屬帶(鋁合金聯鎖鎧裝)

7—非磁性金屬絲

7)外護層代號

2—PVC套

3—PE套(或聚烯烴套)

最常用的電氣裝備用電線電纜及電力電纜的型號示例:

VV—銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜

VLV—鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜

YJV22—銅芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

YJLHV62—鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聯鎖鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

KVV—聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套控制電纜

60227IEC 01(BV)—簡稱BV,一般用途單芯硬導體無護套電纜

60227IEC 02(RV)—簡稱RV,一般用途單芯軟導體無護套電纜

60227IEC 10(BVV)—簡稱BVV,輕型聚氯乙烯護套電纜

60227IEC 52(RVV)—簡稱RVV,輕型聚氯乙烯護套軟線

60227IEC 53(RVV)—簡稱RVV,普通聚氯乙烯護套軟線

BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線

BVR—銅芯聚氯乙烯絕緣軟電纜

BVVB—銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套扁型電纜

JKLYJ—交聯聚乙烯絕緣架空電纜

YC、YCW—重型橡套軟電纜

YZ、YZW—中型橡套軟電纜

YQ、YQW—輕型橡套軟電纜

YH—電焊機電纜

3.規格

規格又由額定電壓、芯數及標稱截面組成。

電線及控制電纜等一般的額定電壓為300/300V、300/500V、450/750V;

中低壓電力電纜的額定電壓一般有0.6/1kv、1.8/3kv、3.6/6kv、6/6(10)KV、8.7/10(15)kv、12/20kv、18/20(30)kv、21/35kv、26/35kv等。

電線電纜的芯數根據實際需要來定,一般電力電纜主要有1、2、3、4、5芯,電線主要也是1~5芯,控制電纜有2~61芯。

標稱截面是指導體橫截面的近似值。為了達到規定的直流電阻,方便記憶并且統一而規定的一個導體橫截面附近的一個整數值。我國統一規定的導體橫截面有0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200等。這里要強調的是導體的標稱截面不是導體的實際的橫截面,導體實際的橫截面許多比標稱截面小,有幾個比標稱截面大。實際生產過程中,只要導體的直流電阻能達到規定的要求,就可以說這根電纜的截面是達標的。

4.標準編號

1)GB/T 5023  額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜

2)JB/T 8734  額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線

3)GB/T 5013  額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜

4)JB/T 8734  額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜

5)GB/T 12706  額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件

6)GB/T 9330  塑料絕緣控制電纜

7)TICW/06  計算機電纜

5.舉例說明

A)VV-0.6/1  3×150+1×70  

銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜,額定電壓為0.6/1kV,3+1芯,主線芯的標稱截面為150mm2,第四芯截面為70mm2。

B)BVVB-450/750V  2×1.5

銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套扁型電纜,額定電壓為450/750V,2芯,導體的標稱截面為1.5mm2。

C)YJLV22-8.7/10   3×120 

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜,額定電壓為8.7/10kV,3芯,主線芯的標稱截面為120mm2。

主要原材料:

1.銅絲

采用電解銅作為原料,經連鑄連軋工藝制成的的銅線稱為低氧銅線;經上引法制成的銅線稱為無氧銅線。

低氧銅線含氧量為100~250ppm,含銅量為99.5~99.9%,導電率為100~101%。

無氧銅線含氧量為4~20ppm,含銅量為99.96~99.99%,導電率為102%。

銅的比重為8.89g/cm3。

2.鋁線

用作電線用的鋁線都要進行退火軟化過。用作電纜用的鋁線一般不用軟化。

電線電纜用的鋁的電阻率要求達到0.028264Ω.mm2/m,鋁的比重為2.703g/cm3。

鋁合金線:以鋁錠為主要原材料,加入一些鐵、鎂、稀土等元素,經過退火工序,改善了其機械性能和電氣性能。電阻率不大于0.0280348Ω.mm2/m。比重為2.703g/cm3。

3.聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎,加入各種配合劑混合而成的,如防老劑、抗氧劑、填料、光亮劑、阻燃劑等,其密度為1.38~1.46g/cm3左右。

聚氯乙烯材料的特點:

力學性能優越,耐化學腐蝕,不延燃,耐候性好,電絕緣性能好,容易加工等。

聚氯乙烯材料的缺點:

① 燃燒時有大量有毒的煙霧發出;

② 熱老化性能差。

聚氯乙烯有絕緣料與護套料之分。

4.聚乙烯(PE)

聚乙烯是由精制的乙烯聚合而成的,按密度可分為:

低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。

低密度聚乙烯的密度一般為0.91~0.925g/cm3;中密度聚乙烯的密度一般為0.925~0.94g/cm3;高密度聚乙烯的密度一般為0.94~0.97g/cm3。

聚乙烯材料的優點:

① 絕緣電阻和耐電壓強度高;

②在較寬的頻帶范圍內,介電常數ε和介質損耗角正切值tgδ??;

③ 富于可撓性,耐磨性能好;

④ 耐熱老化性能、低溫性能及耐化學穩定性好;

⑤ 耐水性能好,吸濕率低;

⑥ 用它制作的電纜質量輕,使用敷設方便。

聚乙烯材料的缺點:

① 接觸火焰時易燃燒;

② 軟化溫度較低。

5.交聯聚乙烯(XLPE)

現在電纜行業使用的主要有二種類型的交聯聚乙烯。一種是以硅烷作交聯劑的,叫硅烷交聯料,主要應用在低壓電線電纜的絕緣層上。另一種是以過氧化二異丙苯(DCP)作交聯劑的交聯聚乙烯料,其主要是由聚乙烯、交聯劑和抗氧劑組成。主要應用在中、高壓電纜的絕緣層上,對絕緣耐壓等級越高,要求純凈度就越高。

DCP是一種過氧化物,溫度越高,分解越快,其分解后就會催化聚乙烯起交聯反應。DCP在常溫下也會分解,不過分解速度很慢,但加熱到一定的溫度(溫度超過125℃時)會快速分解。

硅烷交聯劑也有同樣的性能,但它還需要有水來作助劑,才能起到完全的接枝反應?,F在的硅烷交聯聚乙烯市場上主要有二種類型,一種叫一步法,一種叫二步法(這種叫法與學術上的硅烷交聯叫法不同)。一步法的絕緣料是交聯劑與催化劑已預先混好,也有叫成共聚物法料;二步法料是分A料與B料,在生產前將A、B料拌勻。一步法的料貯藏時間很短,二步法的料主料與催化劑料分開,所以貯藏時間較長,但混合后的料必須要馬上用掉。另外,硅烷交聯料中還可以加入碳黑母料,起到耐氣候作用,用在絕緣架空電纜系列產品中。

交聯聚乙烯材料的優點:

電氣性能比聚乙烯還優良;其機械性能比聚乙烯好,所以應用比聚乙烯廣泛。軟化溫度比PVC高,電纜正常的運行溫度能達到90℃。

缺點是加工困難,易燃燒。


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