1-线缆技术基础培训.ppt
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1、1惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司 线缆技术基础培训线缆技术基础培训(技术部)(技术部)杨学雷杨学雷杨学雷杨学雷2009-6-122009-6-122009-6-122009-6-122021/9/262惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司目录目录1、线缆材料、线缆材料2、线缆结构、线缆结构3、线缆特性、线缆特性4、线缆设计、线缆设计2021/9/263惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司1 1、线缆材料、线缆材料一、导体一、导体 1、结构方面:实心、绞线两种;2、金属成份方面:纯金属合金镀层和包覆等。在選用這些導體材料時基于其導電率價格耐熱
2、性抗張強度加工性彈性系數及其它因素等予以考慮,需注意的問題為:A.材料 B.柔軟性 C.形狀 D.尺寸(電流容量)电线电缆行业常用铜做导体材料,因铜有优良的导电、机械性能。其次是铝,价格便宜,重量轻。铜导体铜导体主要分类如下主要分类如下:1、裸铜线(BARE COPPER WIRE简称BC)裸铜线具有高导电率,但在高温下易氧化,有单根(或实心)裸铜线和绞合裸铜线之分。2、镀锡铜线(TINNED COPPER WIRE简称TC)用热镀或电镀方式将金属锡镀于铜导体表面,以防止铜腐蚀,变色以及使导体更易焊接。分为单根(或实心)镀锡铜线和绞合镀锡铜线。3、裸铜线绞合后再镀锡铜线(简称裸绞镀铜线,TOP
3、-COATED COPPER WIRE)主要用于电子线,一方面便于焊锡,另一方面由于导体较硬,不易弯曲,便于插到印刷电路板上。4、镀锡铜线绞合后再镀锡铜线(简称镀绞镀铜线,OVER-COATED COPPER WIRE)主要用于电子线,性能同裸绞镀铜线。2021/9/264惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司 5、铜箔丝(TINSEL)主要使用的铜箔丝规格为:将0.103mm的铜丝压成扁铜箔条,箔宽0.300.04mm,箔厚:0.0250.005mm,将一条铜箔条绕包在250D的聚脂纤维上成一股,然后四股正规绞合即得。铜箔丝的弹性,柔软性和弯折强度好,因含有纤维芯,易吸潮及氧化
4、变黑。主要用于电话曲线和游戏机线的导体。6、铜包钢(COPPER COVERED STEEL WIRE)它由铜材包覆在钢芯上制成,既有铜的高导电性能,又具有钢的高机械强度。铜包钢线可用于电力传输和电话线路的架空线;用于微波线路与铜线具有同样的传输效果;在山区寒冷地带及农村用作架空电话线时,能承受冰冻负荷和大风冲击,架设跨距比铜线大一倍。7、聚氨脂漆包线(POLYURETHANE ENAMELLED ROUND COPPER WIRE)强度好且特别柔软,主要用于耳机在线。目的在于减小耳机线的外径尺寸,从而减少耳机线整体重量,保证强度、柔软。1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/265惠州市和宏
5、电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/266惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/267惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司二二.绝缘和外被材料绝缘和外被材料 1.1.聚氯乙烯聚氯乙烯(POLY VINYL CHLORIDE,(POLY VINYL CHLORIDE,简称简称:PVC):PVC)(1)PVC的一般电气参数:体积电阻率=1010 1012,介质损耗角正切tg(50Hz)=0.05 0.15,介电常数(50Hz).(2)聚氯乙烯广泛用于各种类型电线电缆的绝缘和护层材料。
6、PVC作为电线电缆绝缘用之性能:不易燃烧、耐老化、耐油、耐化学药品、耐冲击、易着色;PVC作为电线电缆护套用之性能:具有良的耐磨性、能抵抗油、酸、碱、菌、潮气及日光照射等,并且对火焰的作用有自灭作性能;聚氯乙烯护套的最低工作温度的-400C,耐高温可达1050C;本厂所用PVC之耐温级数有:600C,750C,800C,900C,1050C。2.2.聚乙烯聚乙烯(POLYETHYENE,(POLYETHYENE,简称简称:PE):PE)输送信号时,PE的介电常数小,电极性能好,衰减小等特点,常用于生产同轴线、音视频线等。(1)PE的一般物理性能:呈白色蜡状,半透明,柔而韧,稍能伸长,比水轻,无
7、毒;燃烧特征:易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色而下端呈蓝色,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味;聚乙烯加工熔点范围是132135,着火温度为:340,自燃温度为:390。1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/268惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司(2)聚乙烯的一般电气参数:体积电阻率1015,熔融指数MI=0.172.0,介电常数2.252.35(50Hz)(3)PE的类型:LDPE:低密度聚乙烯是聚乙烯系列中最轻的一种,又称低压聚乙烯,结构特点是非线性的,分子量一 般为1050万;因此,与中密度和高密度聚乙烯相比,它具有较低的结晶度和软化点(软化 点为:10512
8、0),有较好的柔软性、伸长率、电绝缘性、透明性,以及较高的耐冲击强 度。低密度聚乙烯机械强度较差,耐热性低,此外,一个明显弱点是耐环境应力开裂性差。MDPE:中密度聚乙烯又称中压聚乙烯和菲利浦聚乙烯,其性能和高密度聚乙烯相似。HDPE:高密度聚乙烯较之低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯,它具有优异的综合性能,如提高了耐热 性和机械强度(如拉伸长度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度),并且提高了对水蒸汽和气 体的阻隔性能,耐环境应力龟裂性能优越。1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/269惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司 FMPE:发泡PE是使用最广泛的泡沫材料,采用化学发泡的泡沫聚
9、乙烯,其介电常数可降低到1.55左右。如果采用物理发泡的新工艺,即在挤塑时将惰性气体(氮气或空气)注入熔化的聚乙 烯来发泡,可制得气泡尺寸较小的泡沫聚乙烯,发泡度可控制在35-40%之间,40以上也可 达到,其介电常数可降低到1.20左右,而且由于不采用化学发泡剂,绝缘内不包含发泡剂残 余,介质损耗也可大大地减少,损耗已达到空气绝缘的水平。本厂现采用化学、物理发泡方 法挤出。发泡聚乙烯的强度和耐磨性能较实体聚乙烯差很多,尤其是薄层细线结构时,在绞合工艺中会使绝缘 磨破。为了确保强度和耐磨性,要采用密度高和分子量大的PE。一般采用LDPE时,密度要达0.928g/cm3 ,熔融指数MI要在0.3
10、以下,也可加入一部分HDPE甚至全部采用HDPE来提高泡沫层的机械强度,加入 HDPE还可提高PE的耐温性能,但HDPE的加工性能较差。本厂现用高密度发泡聚乙烯,低密度发泡聚乙 烯本厂很少使用。(4)聚乙烯的电绝缘性及应用 介电常数和介质损耗角正切tg很小,并且在很宽的频率范围内几乎不变,因此是很理想的绝缘材 料。此外和tg与温度的关系也很小。聚乙烯的分子量对电绝缘性能的影响不大,它的体积电阻系数和击穿场强Eb,在浸水七天后仍然变 化不大。1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/2610惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司 聚乙烯具有优异的电绝缘性能,广泛用于通信电缆的绝缘;为
11、了改进通信电缆的技朮经济指标,一 般都采用泡沫聚乙烯。为了改善耐环境应力龟裂性能,除采用交聚乙烯外,还可选择熔融指数小的PE一般,分子量越小熔 融指数越高),耐环境应力开裂性能就越差熔融指数0.4以下者,基本上可以避免环境应力开。密 度在0.950左右,熔融指数越小的品种,最耐环境应力开裂。如果密度大于0.95,耐环境应力开裂性 能也变差,但较低密度而具同样熔融指数的却好得多。但HDPE成型时常会残留有内应力,这点在使用 过程中应注意。PE与EVA按一定比例混用,可改善环境应力开裂;与混用可提高硬度;与不同密度之PE混用,可调 节其柔软性和硬度。(5)输送信号时,PE的介电常数小,电极性能好,
12、衰减小等特点,则PE常用于生产同轴线、音视频线等,PE的 介电常数随输送频率的变化而波动;用于输送高频电极性能时,PE比PP好。3.3.聚炳烯聚炳烯(POLYPROPYLENEPOLYPROPYLENE,简称简称:PP):PP)(1)聚丙烯的比重为 0.89-0.91,是目前常用塑料中比重最小的一种,机械强度优良,软化温度在热塑性 树脂中最高,耐低温性、耐老化性都好;只是耐旋光性略差,但可以通过共聚合添加稳定剂加以改进(2)聚丙烯的一般性质:PP的外观很象HDPE,是白色蜡状固体,比PE透明,无毒,可燃烧而且离火后会继 续燃烧,并放出石油般的气味 1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/261
13、1惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司(3)与聚乙烯相比,聚丙烯有如下不同特点:PP表面硬度比PE高,耐磨性及弯曲变形能力均十分良好,所以PP有“低密度高强度塑料”之称.PP优于PE的另一优点是几乎没有环境应力开裂现象,PP具有极为优良的耐环境应力开裂性不过由 于PP本身分子结构规整度很高,使它在室温和低温下的冲击性能很差 PP之电气绝缘性能:是非极性材料,所以有很好的电气绝缘性;它的电绝缘性基本上类似于 LDPE,而且在广阔的频率范围内不发生变化由于它的密度极低,介电常数比LDPE还小(2.0 2.5),介质损耗角正切为0.0005 0.001,体积电阻系数为1014.m以上
14、,击穿场强也很高,为 30MV/m;再加之吸水性很小,所以PP完全可以用作高频绝缘材料 总之,PP的机械性能比PE好,PP的弹性好,伸长率大,强度大,耐温等级高,故常用于曲线(如电 话线芯线,游戏机线芯线等);耐环境裂变好.4.4.热塑性弹性体热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer,Thermoplastic Elastomer,简称简称:TPE):TPE),聚氨脂,聚氨脂(Polyurethane,(Polyurethane,简称简称:PU):PU),热塑性聚氨脂热塑性聚氨脂(Thermoplastic Polyurethane,(Thermoplastic Polyu
15、rethane,简称简称:TPU):TPU)(1)聚氨脂是一种新发展起来的柔软而坚韧的护套材料,具有良好的韧性、强度、耐靡性、耐化学腐蚀性 和抗震性,能在550C +900C范围内保持柔软性,它还具有良好的抗辐射能力以及适于密封等优点,耐磨性比聚乙烯和聚氯乙烯好四倍PU弹性体的原料是多元醇在二异氰酸酯;分聚酯型和聚醚型两种;聚酯多元醇多用于制造对撕裂强度、承重能力、耐热性、耐化学腐蚀和耐紫外线辐射等性能有较高要 求的PU料而聚醚多元醇则可使材料具有较好的低温性,耐水解性和耐征生物性 1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/2612惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司 (2)按结
16、构形式分,PU的一般通性如下:三、填充、分隔层、屏蔽材料三、填充、分隔层、屏蔽材料 1 1、填充、填充(1)导体绞合时填充:在绞合较细导体时,为了增加导体的强度,常常中心填充一根250D(或1000D,视单根导体线径、数目和 要求而定)的聚脂纤维作为补强和对弯曲试验要求较高线材.(2)芯线绞合时常采用棉纱和PP绳作为填充材料,两者的区别是:棉纱只起填充间隙作用,而PP绳可加强成 品电缆的机械性能、抗拉伸强度和可挠性;棉纱易吸水,PP绳不易水.2 2、分隔层分隔层(1)棉纸:芯线成缆时绕包纸带或押出外被时纵包纸带,可使电缆圆整,保证开皮;一般使用规格为:630 mm,&=0.040mm.1.(2
17、)聚脂带:芯线成缆时绕包聚脂带,所起分隔层作用与纸带相似,但绝缘性好;一般使用规格为:630 mm,&=0.025/0.030mm.1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/2613惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司(3)发泡PP带:除具有聚带的作用外,还可以减少线材的介电常数,对保证IEEE 1284类线材的电气性能起着一 定的作用.(4)滑石粉/云母粉:电线绝缘后,芯线直放以及经绞合后不再经编织或缠绕、包纸等工序,即做被覆加工 时,必须使用滑石粉润滑芯线,使芯线不与被覆粘着在一起,造成脱皮加工困难因为芯线PVC表面与 被覆PVC受热易粘着一起,所以使用滑石粉是为了保证开皮及
18、控制附着力;(5)硅油:押出绝缘时喷涂硅油,主要是改善导体与绝缘之间的附着力;用于绝缘与外被之间,保证开皮(6)DOP:用于导体与绝缘之间,改善导体与绝缘之间的附着力.(7)B.T.A.:押出绝缘时涂复导体表面,主要为了防止裸铜丝氧化。3 3、屏蔽层屏蔽层 其目的是为将导体致信号电压(或电流)变形的外界干扰消除,对同轴电缆,由于有屏蔽层而使阻抗获得匹配,降低信号或传输能量之功率损失,对电力电缆,屏蔽层可防止电缆表面发生放电现象,而使应力分布均匀,对电力电缆之寿命,有大之帮助,同时屏蔽层可以限制导体与绝缘体间之电场,防止外部干扰现象本厂现采用的屏蔽方式有如下形式:(1)铝箔麦拉带:屏蔽效果要求不
19、高时可选用铝箔作为屏蔽层,一般使用单面铝箔,规格格为:W=630mm/&=0.025mm(2)编织:采用编织作为屏蔽层,可消除各个方向上的干扰,屏蔽效果高,结构稳定,外观圆整.常用导体 为0.10mm&0.12mm裸铜丝或镀锡铜丝,分16锭或24锭的高速或低速编织;1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/2614惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司(3)斜包:采用斜包可消除某一方向上的干扰,结构不稳定,下轴后导体易松散,斜包过程中导体易重迭.但斜包线较柔软本厂常用导体为0.10mm&0.12mm裸铜丝或镀锡铜丝作为斜包导体 1 1、线缆材料、线缆材料2021/9/2615惠州市
20、和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司一、芯线类型一、芯线类型 成品线缆的组成是多种多样的,有的是协会的标准结构,有的是客户的特殊要求。不管怎样的要求和需要,线缆的组成和结构都取决于接口的类型,也就是与连接器接口匹配的问题。我公司UL已经申请的芯线一共有10种,如UL1007、UL1015、UL1061等,这些单芯线本身就是一种线缆,同时也是组成其它成品线缆的单元。UL对这些单芯线依据申请厂商的的申请条件,作了各个方面的规定,如线种、电压及温度等级、导体材质及规格、绝缘体及外被的材质、绝缘体和外被的厚度、有无屏蔽、需要作哪些项目的物理测试等等。多芯线缆和复合线缆就是由这些基本单元构成的
21、,如UL2464,UL2919,UL20276,UL20379等。详细内容请参阅。二、线缆类别二、线缆类别 我公司申请UL的三个文件号,分别是E205663、E205872、E303085.这三个文件号码代表了我公司目前主要生产的线缆类别。E205663:是AWM(Appliance Wiring Material:设备用綫)的文件号;E205872:是电源线(Flexible cord)的文件号;E303085:是CM(Communication Cable:通信电缆)的文件号。2 2、线缆结构、线缆结构2021/9/2616惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司三、线缆种类三
22、、线缆种类 以线材的结构和用途来分,主要有HDMI线、DVI线、USB线、IEEE 1394线、同轴线、SCSI线、IEEE 1284线、单芯或对绞型计算机用线、ATA 150线、电话线、网络线及杂规线等。在此,我们主要介绍这些线缆的基本结构及用途。1 1、HDMI CABLEHDMI CABLE HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处
23、是:只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言,HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于音频/视频采用同一电缆,大大简化了家庭影院系统的安装。按照电气结构和物理形状的区别,HDMI接口可以分为Type A、Type B、Type C三种类型。每种类型的接口分别由用于设备端的插座和线材端的插头组成,使用5V低电压驱动,阻抗都是100欧姆。这三种插头都可以提供可靠的TMDS连接,其中A型是标准的19针HDMI接口,普及率最高;B型接口尺寸稍大,但是有29个引脚,可以提供双TMDS
24、传输通道,因此支持更高的数据传输率和Dual-Link DVI连接。而C型接口和A型接口性能一致,但是体积较小,更加适合紧凑型便携设备使用。2 2、线缆结构、线缆结构2021/9/2617惠州市和宏电线电缆有限公司惠州市和宏电线电缆有限公司2 2、线缆结构、线缆结构Type A Type A Type B Type B Type CType CType DType DType EType EHeight(Plug)Height(Plug)4.454.454.454.452.422.422.22.29.89.8Width (Plug)Width (Plug)13.913.921.221.210.
25、4210.425.835.8321.921.9Pin countPin count19192929191919191919pin pitchpin pitch0.50.50.50.50.50.50.20.20.750.75over mold MAXover mold MAX20.9*10.520.9*10.530.2*10.530.2*10.514*8.414*8.411.63*811.63*822.1*5.422.1*5.4Exposure MAXExposure MAX9 99 96.36.35.175.17-The main The main applicationapplication
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