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1、电线电缆基础知识介绍第一章电线电缆导体介绍第一节导体概述按电阻率长为1m，截面积为1mm2的材料电阻值大小划分，一般情况下我们将材料分为三类：导体：电阻率在102mm2/m下面半导体：电阻率为103108mm2/m绝缘体：电阻率为108mm2/m以上。目前常用的金属导体有金、银、铜等(如下表)，考虑到导体的价格和导电性能，最常用的为铜导体。导电系数以铜为标准(100%)，各导体比拟如下表：由上表可知，铜的导电率较佳，适用性能广，成本较低，还可在其外表镀锡，利于焊接，并有抗氧化作用(指与空气中氧气结合氧化)。第一节铜导体一、铜线的类别铜导体由单条铜线或多条铜线组成，分别叙述如下：1.硬铜线：经伸
2、线冷加工而成，具有较高的抗张强度，适用于架空输电线、配电线及建筑线之导体。2.软铜线：硬铜线加热去除冷却加工所产生之残余应力而成，富柔软性及弯曲性，并具有较高之导电率，用以制造通信及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。3.半硬铜线：抗张强度介于硬铜线与软铜线之间，用于架空线之绑线及收音机之配线。4.镀锡铜线：铜线外表镀锡以增加焊接性及保护铜导体于PVC或橡胶绝缘押出时不受侵蚀，并防止橡胶绝缘之老化。5.平角铜线：断面为正方形或长方形之铜线，为制造大型变压器或大型马达等感应线圈之材料。6.无氧铜线：含氧量0.001%下面、纯度特高之铜线，铜之含量在99.99%以上，不会受氧脆化，用以制
3、真空管内之导线、半导体零件导线及极细线等。7.漆包线：铜线软化后，外表涂以绝缘漆，经加热烤干而成，一般分为天然树脂及合成树脂漆包线。8.铜箔丝：以扁平且极薄之铜丝卷绕于纤维丝上的导体。9.先绞后镀线：将未镀之铜线绞合后，再加以镀铝。10.铜包钢：一般用于同轴线作信号的传输(如电视机与VCD的连接、户外电视天线、闭路电视等较硬线具有更高的抗张强度，在高山地带，跨越河流等须长距离时作为架空线用，依其铜厚度，一般分导电率21%、30%、40%等。11.合金铜：由铜和其它导体金属组成，如铜镍合金等，用于特殊用处线。註目前我公司常用的导体主要有如下几种：(1)镀锡铜线，英文缩写为TA(2)裸铜线，英文缩
4、写为BA(3)镀银铜线，英文缩写为SC(4)镀银铜包钢，英文缩写为SCCS(5)铜包钢，英文缩写为CP。其它如铜铂丝、漆包线等很少用。二、铜线的各种性能1.导体电阻导体之电阻与其长度成正比与其截面积成反比。2.导电率以20时长度为1m、截面积为1mm2之标准软铜线之电阻1/58ohm(0.017241ohm)为基准，称为100%导电率。电阻愈大，则导电率愈低，两者成反比例。3.耐弯折性单线之一端固定，另一端加上重量使垂直向下，然后来回180地弯折，直至线断为止，弯折次数愈多，表示耐弯折性愈强。4.拉断力抗张试验时，施于试样而使其断裂之最大负荷重量或力。5.抗张强度抗张试验时，使得试样断裂，单位
5、面积承受的拉断力。6.伸长率于规定之标准距离，试样经伸长至断裂后所增加之长度与原来长度之比率。导体在温度不同时会有不同的阻抗，一般常以20或25时为标准，温度愈高，阻抗会愈大。第二章绝缘体和被覆材料第一节塑料概述一、塑料的分类1.热塑性塑料：此材料加热时能够迅速软化或液化，成型后再加热可以再度软化成型，如PVC,PP,PE等。2.热固性塑料：此材料固化成型后，再加热无法软化成型，这种塑料在我公司极少用。二、塑料的性质1.基本物理性质：a)比重(密度)b)分子量c)粘度d)假比重及粒径分布e)游离单体含量(聚合程度)f)吸水性g)透气性2.机械性质：a)抗张强度及伸长率b)弯曲强度c)压缩强度d
6、)冲击强度e)硬度f)弹性系数：受外力作用变形后回复原来形状的能力3.热性质：a)热变形温度：显示塑料在高温受压下能否保持不变的外形。b)软化点：受热而硬度降低，即将开场流动温度。c)热传导率：热量在塑料材料中传导的速率。d)热膨胀系数：塑料加热时尺寸膨胀的比率。e)收缩率：收缩后与原模具设计尺寸的比例。f)熔态指数又称熔化指数：通常用来判定热塑性塑料的加工性质。4.化学性质a)抗溶剂性：对酸、碱、醚、醇、酮、芳香烃、脂肪烃等抵抗性。b)燃烧性：为改善塑料的耐烧性通常添加难燃剂。c)耐候性：受光、热、空气等影响而引起的变质，劣化的抵抗性，包含在紫外光、氧、臭氧影响下之安宁性。5.光学性质a.透
7、明度：可视光域的光透过率，分为透明、半透明、不透明。b.雾度：透明塑料内部或外表呈现模糊状的、雾状外观程度，雾状外观是由于光线散射而引起的。c.尚有其它要求之光泽度、折光率、黄色指数等。6.电气特性a.导电率及电阻率：导电性越高表示导电率越好，导电性越低表示导电率越差即绝缘性越好。b.容积电阻：将绝缘体内部1cm3的立方体在其相对两面施加电压的电阻，以cm表示，具体方法可查JISK6911或ASTMD527规定。c.介电强度DielectricStrength：绝缘体所能承受的介电毁坏电压与其厚度的商值，可参考ASTMD149方法测试。d.介电常数(DielectricConstant)介电常
8、数亦称电容率，为物体中电容与真空中电容的比值，可参考ASTMD150。e.功率因子PowerFactor散逸于物质中电力对正弦曲线电压V与电流I乘积的比例，即：PFW/VIsin，sin为损失角度，可参考ASTMD150。f.散逸因子DissipationFactor施于介电物质之沟通电压的正弦曲线与流过介电物质的电压曲线的夹角的余角。的正切值tan称为散逸因子，可参考ASTMD150。g.屏蔽效果ShieldingEffectiveness指减少电磁干扰EMI与射频干扰RFI的效应，其测定方法为：SE20xLOG(Eb/Ea)。Eb：屏蔽前的电场强度Ea：屏蔽后的电场强度。7.加工性要注意其
9、流动性，热安宁性，成型押出温度，融解温度点融点，成形收缩率等问题。三、塑料添加剂添加剂是指分散在塑料分子构造中，不会严重影响塑料分子构造、却能改善其性质或降低成本的化学物质，依其功能可分下述各类：1.抗氧化剂Antionxidant主要是防止塑料中的不饱和双键受氧原子侵袭而引起的品质劣化，如芳香胺类，烷基酚等。2.抗静电剂Antistaticagent主要是赋予塑料细微的导电性，以避免因磨擦而造成静电的积存，如乙氧化胺类等。3.发泡剂：发泡剂主要有三类a.直接压入塑料熔胶中使发泡，压入气体有氮气、二氧化碳、空气等。b.挥发性液体，升温后挥发膨胀，而使塑料体发泡，常见有聚苯乙烯泡棉。c.分解性化
10、学发泡剂，一般为固体粉未，它们在加热时即分解放出气体通常为氮或二氧化碳常用者为偶氮化合物有机物或无机盐类，如酸氢钠。4.着色剂染料分有机与无机两大类，又分为染料及颜料两大类。5.难燃剂又称防火剂当塑料暴露于火焰时，能压抑火焰之蔓延，防止烟雾构成，当火焰去掉时，燃烧便会停止，大致可分为有机与无机二大类型。6.安宁剂HeatStabilizer一般塑料均会在高温时分解劣化，以PVC最严重，PVC在100以上长时间加热，有少量盐酸游离出来，开场分解，安宁剂的作用是阻止分解，因而安宁剂的添加是非常重要的。7.紫外光吸收剂UVabsorber塑料遭到高温能量的紫外光照射而发生劣化，因而户外使用的塑料必须
11、添加此剂，将紫外光线吸收或遮断，如水杨酸脂类。8.冲击改质剂Impactmodifier参加具有特殊性质的树脂，可籍着混炼的方式增加，以改进塑料的耐冲击性，该剂也常影响到塑料的耐热性，流动性，必须慎重选择。9.滑剂Lubricant可分内部与外部滑剂：内部滑剂的目的减少聚合分子间的磨擦，降低粘度，提高流动性外部滑剂是使塑料从金属模具外表易于脱模。常用滑剂有脂肪酸酯类或脂肪酯醯胺类、烃类(如天然石腊，金属皂类。10.可塑剂Plasticizer可塑剂为挥发性低的物质，添加于塑料时，能使塑料的弹性系数增加或减少，而于常温时增加柔软性，高温时易于加工，以PVC为例，添加量愈多时制品愈软。11.硬化剂
12、Curingagent硬化剂目的在促进塑料构成交联合构称之硬化，其目的提高机械强度、耐热性、耐溶剂性、与尺寸稳定性，如DCP等。12.填充剂Filler改善机械强度作为补强剂，增加重量作为增量剂，以降低成本，如高岭土，碳酸钙等。13.其它a)成核剂:有些无机粉未在发泡中可使泡棉构造更为细致。b)导电剂:如碳烟，金属粉未等。四、塑料的加工形式塑料的加工方式有压缩成型、注射、挤出成型等。电线绝大部分用押出成型Extrusion,是将热熔性塑料在加热筒内溶化再用螺杆予以押出。五、塑料的鉴别1.燃烧法：根据材料能否燃烧，若有，辨其火焰颜色；能否冒烟，若有，辨其烟的颜色，如：烟为清烟还是含炭灰之烟；能否
13、有溶胶滴落，若有看溶胶能否继续燃烧；以及燃烧时产生何种气味等。Teflon：遇火软化变形，有邹曲薄层，少量焦炭，微焦发味，不可燃性。PVC：绿色火焰光罩,软化冒出白烟并有盐酸味,自熄性塑料;置于水中，下沉。PE：兰色光罩，燃烧区熔融透明，有熔胶滴落及蜡烛味置于水中，上浮。PP：兰色光罩，燃烧区熔融透明，有熔胶滴落及煤油味置于水中，上浮。PU：黑烟，有熔胶滴落，无焦灰，氮氧化合物味，延烧性。Nylon：兰色光罩，熔融，头发焦味，自熄性。Silicone类：无味，浓浓白烟，白色残余灰份，自熄性。2.比重法：密度比拟法，即以水的密度为基准，塑胶料置于水中，若下沉，则塑胶密度比水大，若上浮，则比水小。
14、此方法可与其它方法配合使用。3.其它法如光谱分析法、溶剂鉴别法等。第二节绝缘体和护套料一、绝缘体(insulation)1.目的：为导体绝缘。2.常用材料一览表，如下：种类主要用处代表性产品特性PVC一般60VCTF等1.广泛用于绝缘体，耐臭氧、耐油、耐药性优良，硬度、耐寒性可调整配合，介电常数，散逸因素等常数大。架桥照射，化学架桥增加耐热性，改变机械强度，耐有机溶剂性，焊接性。2.SR-PVC(半硬质)有较良好的焊接性。3.架桥有照射、化学、温水、空气架桥，以电子照射X-ray效果最好。耐热PVC75，80，90，105UL1007UL1015UL10453SVT等SRPVC80，90，10
15、5UL1061等架桥PVC105,125UL1429，1430等PE75，80信号线同轴线网络线PE分为中高低密度PE、架桥、发泡PE。一般电气特性良好(如介电常数等)机械性、耐药性、耐溶剂性良好，对直射日光、紫外线性不良，有热变形缺点，广泛用于高压线(绝缘性良好)，通信誉线，发泡目的在改变介质常数进而改善衰减等电气特性架桥PE90/发泡PE80UL1354同轴线等氟塑料PTFE260RG同轴线耐温度性(-70+260)有良好的电气特性(比PE好)，电气特性、不燃性、耐药品性良好，可用于薄皮膜押出，高价、高档次电线，价格高，专用押出机，比重高，硬、耐屈曲性不良PFA260FEP200UL133
16、0，1332RG316等ETFE150UL1829，1828等PVDF150/PP或发泡PP80UL1589UL2960等介电常数小，亦有发泡PP常用于传输信号线等Thermopl-asticElastomer热塑性弹性体Polyester系聚脂系列60UL1982UL10104UL10190耐屈曲疲惫性良好、弹性佳，用于曲线绝缘或机械人线缆外被，硬度等级低时(软)体积抵抗低绝缘性不良，押出时必须先枯燥Polyolefines聚烯烃类/比重0.9下面，电气特性良好，有适度的弹性及耐燃性，常用于橡胶绝缘类之机械人用线之绝缘材料天然橡胶NR天然橡胶绝缘线60/电气特性、机械特性、低温顺软性良好，耐热性、耐油性差，可燃Silicone橡胶/耐温度环境性能，耐候性能以及电气特性良好，机械特性、耐磨性能差备注绝缘材料使用按场合应选择，最小体积抵抗在1015以上二、被覆材料(Sheath)