《電纜知識講座》PPT課件.ppt

安徽藍(lán)德集團(tuán)股份有限公司,楊正榮,電線電纜產(chǎn)品的種類有成千上萬，應(yīng)用在各行各業(yè)中。它們總的 用途有兩種，一種是傳輸電流，一種是傳輸信號。傳輸電流類電纜最主 要控制的技術(shù)性能指標(biāo)是導(dǎo)體電阻、耐壓性能；傳輸信號類的電纜主要 控制的技術(shù)性能指標(biāo)是傳輸性能特性阻抗、衰減及串音等。當(dāng)然傳 輸信號主要也靠電流（電磁波）作載體，現(xiàn)在隨著科技發(fā)展可以用光波 作載體來傳輸。 電纜總體來說可以分為五大類： 裸電線； 繞組線； 電力電纜； 通信電纜和通信光纜； 電氣裝備用電線電纜。,電纜結(jié)構(gòu),一般電纜最基本的結(jié)構(gòu)有導(dǎo)體、絕緣層及外護(hù)層， 根據(jù)要求再增加一此結(jié)構(gòu)，如屏蔽層、內(nèi)護(hù)層或鎧裝層 等，為了電纜有圓整性再輔加一些填充材料。 導(dǎo)體是傳輸電流或信號的載體。 絕緣包覆在導(dǎo)體外，其作用是隔絕導(dǎo)體，承受相應(yīng)的電壓，防止電流泄漏。 其他結(jié)構(gòu)都是作防護(hù)用。防護(hù)的性能根據(jù)電纜產(chǎn)品的需要總體上有三種，一種是保護(hù)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(chǎn)生的損耗，通信電纜防信號相互干擾等。另一種防護(hù)是保護(hù)導(dǎo)體中的電流不對外部產(chǎn)生影響，如防止電流外泄，防電磁波外泄等；最后一種保護(hù)外界不對電纜內(nèi)部產(chǎn)生影響，如抗壓、抗拉、耐熱、耐候、耐燃、防水、抗電磁波干擾等。,命 名 方 法 ZR-K V V R P2-22 7x2.5 ,1 阻燃特性 ZR一般阻燃 ZRAA類型阻燃 ZRBB類型阻燃 ZRCC類阻燃 WDZ低煙無鹵阻燃 DL低煙低鹵阻燃 2 電纜用途系列代號 K控制電纜 B布電線 DJ（J）電子計算機電纜 電力電纜省略 C船用電纜 M礦用電纜 3 絕緣材料特征代號 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 YJ交聯(lián)聚乙烯 F46氟塑料 G 硅橡膠 4 導(dǎo)體材料特征代號 T銅導(dǎo)體（省略） L鋁導(dǎo)體 SC KC KX NC NX EX JX TX補償電纜用合金絲 5 護(hù)套材料特征代號 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 F46氟塑料 G 硅橡膠 6 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)特征代號 R柔軟結(jié)構(gòu)（第5、6種導(dǎo)體） 第1、2種導(dǎo)體可省略不寫 7 屏蔽結(jié)構(gòu)特征代號 P銅絲編織屏蔽 P1鍍錫銅絲編織屏蔽 P2銅帶繞包屏蔽 P3(PL)鋁箔繞包屏蔽 8 鎧裝結(jié)構(gòu)特征代號 22鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套 23鋼帶鎧裝聚乙烯護(hù)套 32細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套 33細(xì)鋼絲鎧裝聚乙烯護(hù)套 42粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套 43粗鋼絲鎧裝聚乙烯護(hù)套 9 電纜芯數(shù) 10 每芯導(dǎo)體截面積,舉例說明,VV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 VLV鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 YJV22銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜 KVV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套控制電纜 DJYPVP銅芯聚乙烯絕緣銅絲編織分屏及總屏聚氯乙烯護(hù)套計算機電纜 YJLV22-8.7/10 3120 GB/T 12706.3-2002 鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，額定電壓為8.7/10kv，3芯，主線芯的標(biāo)稱截面為120mm2。,電線電纜生產(chǎn)特點： (1)大長度連續(xù)疊加的生產(chǎn)方式：從導(dǎo)體開始，每道工序都是逐層疊加，電纜結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，疊加的層數(shù)也就越多; (2)生產(chǎn)工藝門類多、物料流量大：涉及化工、金屬等加工; (3)專用設(shè)備多 。 電線電纜的主要工藝： 電線電纜是通過拉制、絞制、包覆、編織等工藝來制作 完成的，型號規(guī)格越復(fù)雜，重復(fù)性越高。 工藝流程(例：KVVRP22) 領(lǐng)料 束絞 絕緣 火花耐壓試驗 成纜 屏蔽 內(nèi)襯 鎧裝 外護(hù)層 成品驗收 包裝（入庫） 成纜：將一根或多根線芯絞合在一起的過程叫成纜,導(dǎo)體（或稱導(dǎo)電線芯）,其作用是傳導(dǎo)電流。有實芯和絞合之分。材料有銅、鋁、銀、銅包鋼、鋁包鋼等，主要用的是銅與鋁。銅的導(dǎo)電性能比鋁要好得多。銅導(dǎo)體的電阻率國家標(biāo)準(zhǔn)要求不小于0.017241.mm2/m（20時），鋁導(dǎo)體的的電阻率要求不小于0.028264.mm2/m（20時）。 硬結(jié)構(gòu)（實芯）導(dǎo)體、絕緣斷面 軟結(jié)構(gòu)（絞合）導(dǎo)體、絕緣斷面,絕緣層,包覆在導(dǎo)體外，其作用是隔絕導(dǎo)體，承受相應(yīng)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(lián)聚乙烯（XLPE）、橡皮（橡皮內(nèi)種類較多，有丁睛橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠等）、氟塑料、尼龍、絕緣紙等。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(jù)電纜使用要求各有不同，有的要求介電系數(shù)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(chǎn)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。,屏蔽層,在絕緣層外，外護(hù)層內(nèi)，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。,填充層,填充的作用主要是讓電纜圓整、結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(dāng)然還不能導(dǎo)電。,內(nèi)護(hù)層,內(nèi)護(hù)層作用是保護(hù)絕緣線芯不被鎧裝層或屏蔽層損傷用。 內(nèi)護(hù)層有擠包、繞包和縱包等幾種形式。對要求高的采用擠包形包形式，要求低的采用繞包或縱包形式?，F(xiàn)在繞包用的材料也多種多樣，如鋼帶鎧裝的內(nèi)護(hù)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(chǎn)品質(zhì)量的市場定位問題。這跟硅烷交聯(lián)絕緣線芯采用顏色區(qū)分還是采用色帶來區(qū)分，性質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量是有影響的。硅烷交聯(lián)絕緣線芯采用顏色區(qū)分還是采用色帶來區(qū)分，對產(chǎn)品質(zhì)量影響不大，主要是用戶的需求問題。,鎧裝層,鎧裝層作用是保護(hù)電纜不被外力損傷。最常見的是鋼帶鎧裝與鋼絲鎧裝， 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(jù)電纜的大小，鎧裝用的鋼帶厚度是不一樣的，這在各電纜標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。,外護(hù)層,在電纜最外層起保護(hù)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(jù)電纜特性有阻燃型、低煙低鹵型、低煙無鹵型等。,聚氯乙烯（PVC）,聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)，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1.381.46g/cm3左右。 聚氯乙烯材料的特點： 力學(xué)性能優(yōu)越，耐化學(xué)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(fā)出； 2）熱老化性能差。 3）聚氯乙烯有絕緣料與護(hù)套料之分。,以上講的是一般電纜的基本結(jié)構(gòu)，有些品種電纜結(jié)構(gòu)還要簡單，只有導(dǎo)體和絕緣層，有些電纜沒有鎧裝層或屏蔽層，所以根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同情況及所用材料的不同產(chǎn)生各種型號的電線電纜。,聚乙烯材料的優(yōu)點： 絕緣電阻和耐電壓強度高； 在較寬的頻帶范圍內(nèi)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值tg??； 富于可撓性，耐磨性能好； 耐熱老化性能、低溫性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性好； 耐水性能好，吸濕率低； 用它制作的電纜質(zhì)量輕，使用敷設(shè)方便。 聚乙烯材料的缺點： 軟化溫度低；接觸火焰時易燃燒和熔融，并放出與石蠟燃燒時同樣的臭味；耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性較差，在聚乙烯作為海底電纜和落差較大（尤其是垂直敷設(shè)）電纜的絕緣和護(hù)套材料使用時應(yīng)特別注意。,聚乙烯（PE）,交聯(lián)聚乙烯（XLPE）,現(xiàn)在電纜行業(yè)使用的主要有二種類型的交聯(lián)聚乙烯。一種是以硅烷作交聯(lián)劑的，叫硅烷交聯(lián)料，主要應(yīng)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(lián)劑的交聯(lián)聚乙烯料，其主要是由聚乙烯、交聯(lián)劑和抗氧劑組成。主要應(yīng)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。 交聯(lián)聚乙烯材料的優(yōu)點： 電氣性能比聚乙烯還優(yōu)良；其機械性能比聚乙烯好，所以應(yīng)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(dá)到90。 缺點是加工困難，易燃燒。,電線電纜生產(chǎn)中使用的模具，根據(jù)不同的產(chǎn)品和工藝要求，模芯和模套的配合主要有型式有三種，即擠壓式、擠管式、半擠壓式（又稱半擠管式）。其配合方式見下圖：,擠壓式模具是靠壓力實現(xiàn)產(chǎn)品最后定型的，塑料通過模具的擠壓，直接擠包在線芯和纜芯上，擠出的塑料層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實。擠包的塑料能嵌入線芯或纜芯的間隙中，與制品結(jié)合緊密無隙，擠包層的絕緣強度可靠，外表面平整光滑。由于模芯和模套的配合角差決定最后壓力的大小，影響著塑料層質(zhì)量和擠出產(chǎn)量；模芯和模套尺寸也直接決定著擠出產(chǎn)品的幾何形狀尺寸和表面質(zhì)量，模套成型部分孔徑必須考慮解除壓力后的“膨脹”以及冷卻后的收縮等綜合因素。而就模芯而言其孔徑尺寸也是很嚴(yán)格的。模芯孔徑太小，顯然線芯或纜芯通不過，而太大會引起擠出偏芯。另外，由于擠出式模具在擠出的?？谔幃a(chǎn)生了較大的反作用力，擠出產(chǎn)量較擠管式的要低的多。因此，擠壓式模具一般僅用于小截面線芯或要求擠包緊密、外表特別圓整、均勻的線芯，以及擠出塑料拉伸比過小者。,1）擠管式模具充分利用了塑料的可拉伸性，塑料擠包層厚度由模芯與模套間所形成的圓管厚度來確定，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過包覆所需要的塑料層厚度，所出線速度根據(jù)拉伸比的不同，有不同程度的提高，大大提高擠出產(chǎn)量。 2）塑料經(jīng)拉伸發(fā)生“取向”作用，取向作用的結(jié)果使其機械強度提高，擠出的電線電纜的彎曲性能好，這對結(jié)晶性高聚物的擠出尤其有意義，能有效的提高制品的耐龜裂性。 與擠壓式擠出相比，擠管式擠出的不足之處在于：塑料擠包層的致密性，膠層與線芯或纜芯結(jié)合的緊密性都較差，制品表面有線芯或纜芯絞合節(jié)距和繞包節(jié)距的痕跡，這在絕緣層擠制時應(yīng)予以重視。為了克服這些缺陷，在擠管式擠出中往往增加拉伸比，以使分子排列整齊而達(dá)到提高塑料層密度的目的，并采用抽真空擠出，更能有效的提高塑料層與包覆的線芯或纜芯結(jié)合的緊密程度。,半擠管式模具與擠壓式模具大體相同，它吸取了擠管式和擠壓式的優(yōu)點，改善了擠壓式模具不易調(diào)偏芯的缺點，特別是使用于擠包大規(guī)格的絞線絕緣和要求包緊力較大的護(hù)套。當(dāng)采用半擠管式模具時，模芯的尺寸可以適當(dāng)增大，從而在擠包較大外徑的絞線不致出現(xiàn)刮傷、卡牢，也能防止因?qū)Ь€外徑變小而在模芯內(nèi)擺動所致的偏芯；同時半擠管式模具在擠出中有一定的壓力，所以在內(nèi)護(hù)套及要求結(jié)合嚴(yán)密的外護(hù)套擠出中也有應(yīng)用，這是為了壓實塑料膠層。但柔軟性較差的線芯不宜采用這種模具進(jìn)行塑料層的擠包，因為當(dāng)線芯或纜芯發(fā)生各種型式的彎曲時，將產(chǎn)生偏芯。,電線電纜的選型,在選用電線電纜時，一般要注意電線電纜型號、規(guī)格（導(dǎo)體截面）的選擇。 一 電線電纜型號的選擇 選用電線電纜時，要考慮用途，敷設(shè)條件及安全性； 根據(jù)用途的不同，可選用電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜、計算機電纜等； 根據(jù)敷設(shè)條件的不同，可選用一般塑料絕緣電纜、鋼帶鎧裝電纜、鋼絲鎧裝電纜、防腐電纜等； 根據(jù)安全性要求，可選用不延燃電纜、阻燃電纜、無鹵阻燃電纜、耐火電纜等。 二 電線電纜規(guī)格的選擇 確定電線電纜的使用規(guī)格 （導(dǎo)體截面）時，一般應(yīng)考慮發(fā)熱，電壓損失，經(jīng)濟(jì)電流密度，機械強度等選擇條件。 根據(jù)經(jīng)驗，低壓動力線因其負(fù)荷電流較大，故一般先按發(fā)熱條件選擇截面，然后驗算其電壓損失和機械強度；低壓照明線因其對電壓水平要求較高，可先按允許電壓損失條件選擇截面，再驗算發(fā)熱條件和機械強度；對高壓線路，則先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面，然后驗算其發(fā)熱條件和允許電壓損失；而高壓架空線路，還應(yīng)驗算其機械強度,三 電纜的額定電壓 控制電纜：450/750V； 電力電纜：0.6/1kv、1.8/3.6kv、3.6/6、6/6、8.7/10、12/20、18/30、21/35、26/35 計算機電纜：300/500V U0：導(dǎo)體對地或屏蔽的額定工作電壓有效值 U：電纜設(shè)計時任一相兩導(dǎo)體間的電壓有效值 Um:：設(shè)備可承受：“最高系統(tǒng)電壓”的最大值,四、電纜的使用條件 1、工作溫度的要求 a、當(dāng)絕緣材料為聚乙烯及普通聚氯乙烯時，電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度70。短路時，電纜瞬時溫度可允許達(dá)到160，時間為5s。 （注：聚氯乙烯有70、90、105之分） b、當(dāng)絕緣材料為交聯(lián)聚乙烯時，電纜的長期允許工作溫度固定敷設(shè)為90，。短路時，電纜瞬時溫度可允許達(dá)到250，時間為5s。 c、當(dāng)電纜為聚全氟乙丙烯絕緣及護(hù)套時其長期允許工作溫度為200。短路時，電纜瞬時溫度可允許達(dá)到460，時間為5s。 d、當(dāng)電纜為可熔性聚四氟乙烯絕緣及護(hù)套時,其長期允許工作溫度260。短路時，電纜瞬時溫度可允許達(dá)到500，時間為5s。,五、電纜允許彎曲半徑 a、控制電纜、補償電纜、計算機電纜聚氯乙烯絕緣及護(hù)套非鎧裝電纜應(yīng)不