《电缆知识讲座》PPT课件.ppt

安徽蓝德集团股份有限公司,杨正荣,电线电缆产品的种类有成千上万，应用在各行各业中。它们总的 用途有两种，一种是传输电流，一种是传输信号。传输电流类电缆最主 要控制的技术性能指标是导体电阻、耐压性能；传输信号类的电缆主要 控制的技术性能指标是传输性能特性阻抗、衰减及串音等。当然传 输信号主要也靠电流（电磁波）作载体，现在随着科技发展可以用光波 作载体来传输。 电缆总体来说可以分为五大类： 裸电线； 绕组线； 电力电缆； 通信电缆和通信光缆； 电气装备用电线电缆。,电缆结构,一般电缆最基本的结构有导体、绝缘层及外护层， 根据要求再增加一此结构，如屏蔽层、内护层或铠装层 等，为了电缆有圆整性再辅加一些填充材料。 导体是传输电流或信号的载体。 绝缘包覆在导体外，其作用是隔绝导体，承受相应的电压，防止电流泄漏。 其他结构都是作防护用。防护的性能根据电缆产品的需要总体上有三种，一种是保护电缆本身各单元不相互或减少影响，如耐压，耐热，防电磁场产生的损耗，通信电缆防信号相互干扰等。另一种防护是保护导体中的电流不对外部产生影响，如防止电流外泄，防电磁波外泄等；最后一种保护外界不对电缆内部产生影响，如抗压、抗拉、耐热、耐候、耐燃、防水、抗电磁波干扰等。,命 名 方 法 ZR-K V V R P2-22 7x2.5 ,1 阻燃特性 ZR一般阻燃 ZRAA类型阻燃 ZRBB类型阻燃 ZRCC类阻燃 WDZ低烟无卤阻燃 DL低烟低卤阻燃 2 电缆用途系列代号 K控制电缆 B布电线 DJ（J）电子计算机电缆 电力电缆省略 C船用电缆 M矿用电缆 3 绝缘材料特征代号 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 YJ交联聚乙烯 F46氟塑料 G 硅橡胶 4 导体材料特征代号 T铜导体（省略） L铝导体 SC KC KX NC NX EX JX TX补偿电缆用合金丝 5 护套材料特征代号 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 F46氟塑料 G 硅橡胶 6 导体结构特征代号 R柔软结构（第5、6种导体） 第1、2种导体可省略不写 7 屏蔽结构特征代号 P铜丝编织屏蔽 P1镀锡铜丝编织屏蔽 P2铜带绕包屏蔽 P3(PL)铝箔绕包屏蔽 8 铠装结构特征代号 22钢带铠装聚氯乙烯护套 23钢带铠装聚乙烯护套 32细钢丝铠装聚氯乙烯护套 33细钢丝铠装聚乙烯护套 42粗钢丝铠装聚氯乙烯护套 43粗钢丝铠装聚乙烯护套 9 电缆芯数 10 每芯导体截面积,举例说明,VV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 VLV铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 YJV22铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 KVV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆 DJYPVP铜芯聚乙烯绝缘铜丝编织分屏及总屏聚氯乙烯护套计算机电缆 YJLV22-8.7/10 3120 GB/T 12706.3-2002 铝芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，额定电压为8.7/10kv，3芯，主线芯的标称截面为120mm2。,电线电缆生产特点： (1)大长度连续叠加的生产方式：从导体开始，每道工序都是逐层叠加，电缆结构越复杂，叠加的层数也就越多; (2)生产工艺门类多、物料流量大：涉及化工、金属等加工; (3)专用设备多 。 电线电缆的主要工艺： 电线电缆是通过拉制、绞制、包覆、编织等工艺来制作 完成的，型号规格越复杂，重复性越高。 工艺流程(例：KVVRP22) 领料 束绞 绝缘 火花耐压试验 成缆 屏蔽 内衬 铠装 外护层 成品验收 包装（入库） 成缆：将一根或多根线芯绞合在一起的过程叫成缆,导体（或称导电线芯）,其作用是传导电流。有实芯和绞合之分。材料有铜、铝、银、铜包钢、铝包钢等，主要用的是铜与铝。铜的导电性能比铝要好得多。铜导体的电阻率国家标准要求不小于0.017241.mm2/m（20时），铝导体的的电阻率要求不小于0.028264.mm2/m（20时）。 硬结构（实芯）导体、绝缘断面 软结构（绞合）导体、绝缘断面,绝缘层,包覆在导体外，其作用是隔绝导体，承受相应的电压，防止电流泄漏。 绝缘材料有多种多样，如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、交联聚乙烯（XLPE）、橡皮（橡皮内种类较多，有丁睛橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶等）、氟塑料、尼龙、绝缘纸等。这些材料最主要的性能就是绝缘性能要好，其他的性能要求根据电缆使用要求各有不同，有的要求介电系数要小，以减少损耗，有的要求有阻燃性能或能耐高温，有的要求电缆在燃烧时不会或少产生浓烟或有害气体，有的要求能耐油、耐腐蚀，有的则要求柔软等。,屏蔽层,在绝缘层外，外护层内，作用是限制电场和电磁干扰。 对于不同类型的电缆，屏蔽材料也不一样，主要有：铜丝编织、铜丝缠绕、铝丝（铝合金丝）编织、铜带、铝箔、铝（钢）塑带、钢带等绕包或纵包等。,填充层,填充的作用主要是让电缆圆整、结构稳定，有些电缆的填充物还起到阻水、 耐火等作用。主要的材料有聚丙烯绳、玻璃纤维绳、石棉绳、橡皮等，种类很多，但有一个主要的性能要求是非吸湿性材料，当然还不能导电。,内护层,内护层作用是保护绝缘线芯不被铠装层或屏蔽层损伤用。 内护层有挤包、绕包和纵包等几种形式。对要求高的采用挤包形包形式，要求低的采用绕包或纵包形式。现在绕包用的材料也多种多样，如钢带铠装的内护层，有采用PVC带绕包的，也有采用聚丙烯带（很薄的，表面做成颗粒凸起来凑厚度）绕包的。能不能用？主要是电缆产品质量的市场定位问题。这跟硅烷交联绝缘线芯采用颜色区分还是采用色带来区分，性质有一些一样，但不全一样。这里绕包带采用PVC带和聚丙烯带对产品质量是有影响的。硅烷交联绝缘线芯采用颜色区分还是采用色带来区分，对产品质量影响不大，主要是用户的需求问题。,铠装层,铠装层作用是保护电缆不被外力损伤。最常见的是钢带铠装与钢丝铠装， 还有铝带铠装、不锈钢带铠装等。钢带铠装主要作用是抗压用，钢丝铠装主要是抗拉用。根据电缆的大小，铠装用的钢带厚度是不一样的，这在各电缆标准中都有规定。,外护层,在电缆最外层起保护作用的部件。 主要有三种类：塑料类、橡皮类及金属类。 其中塑料类最常用的是聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料，还有根据电缆特性有阻燃型、低烟低卤型、低烟无卤型等。,聚氯乙烯（PVC）,聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，加入各种配合 剂混合而成的，如防老剂、抗氧剂、填料、光亮剂、阻燃剂 等，其密度为1.381.46g/cm3左右。 聚氯乙烯材料的特点： 力学性能优越，耐化学腐蚀，不延燃，耐候性好，电 绝缘性能好，容易加工等。 聚氯乙烯材料的缺点： 1）燃烧时有大量有毒的烟雾发出； 2）热老化性能差。 3）聚氯乙烯有绝缘料与护套料之分。,以上讲的是一般电缆的基本结构，有些品种电缆结构还要简单，只有导体和绝缘层，有些电缆没有铠装层或屏蔽层，所以根据结构的不同情况及所用材料的不同产生各种型号的电线电缆。,聚乙烯材料的优点： 绝缘电阻和耐电压强度高； 在较宽的频带范围内，介电常数和介质损耗角正切值tg小； 富于可挠性，耐磨性能好； 耐热老化性能、低温性能及耐化学稳定性好； 耐水性能好，吸湿率低； 用它制作的电缆质量轻，使用敷设方便。 聚乙烯材料的缺点： 软化温度低；接触火焰时易燃烧和熔融，并放出与石蜡燃烧时同样的臭味；耐环境应力龟裂性较差，在聚乙烯作为海底电缆和落差较大（尤其是垂直敷设）电缆的绝缘和护套材料使用时应特别注意。,聚乙烯（PE）,交联聚乙烯（XLPE）,现在电缆行业使用的主要有二种类型的交联聚乙烯。一种是以硅烷作交联剂的，叫硅烷交联料，主要应用在低压电线电缆的绝缘层上。另一种是以过氧化二异丙苯（DCP）作交联剂的交联聚乙烯料，其主要是由聚乙烯、交联剂和抗氧剂组成。主要应用在中、高压电缆的绝缘层上，对绝缘耐压等级越高，要求纯净度就越高。 交联聚乙烯材料的优点： 电气性能比聚乙烯还优良；其机械性能比聚乙烯好，所以应用比聚乙烯广泛。软化温度比PVC高，电缆正常的运行温度能达到90。 缺点是加工困难，易燃烧。,电线电缆生产中使用的模具，根据不同的产品和工艺要求，模芯和模套的配合主要有型式有三种，即挤压式、挤管式、半挤压式（又称半挤管式）。其配合方式见下图：,挤压式模具是靠压力实现产品最后定型的，塑料通过模具的挤压，直接挤包在线芯和缆芯上，挤出的塑料层结构紧密结实。挤包的塑料能嵌入线芯或缆芯的间隙中，与制品结合紧密无隙，挤包层的绝缘强度可靠，外表面平整光滑。由于模芯和模套的配合角差决定最后压力的大小，影响着塑料层质量和挤出产量；模芯和模套尺寸也直接决定着挤出产品的几何形状尺寸和表面质量，模套成型部分孔径必须考虑解除压力后的“膨胀”以及冷却后的收缩等综合因素。而就模芯而言其孔径尺寸也是很严格的。模芯孔径太小，显然线芯或缆芯通不过，而太大会引起挤出偏芯。另外，由于挤出式模具在挤出的模口处产生了较大的反作用力，挤出产量较挤管式的要低的多。因此，挤压式模具一般仅用于小截面线芯或要求挤包紧密、外表特别圆整、均匀的线芯，以及挤出塑料拉伸比过小者。,1）挤管式模具充分利用了塑料的可拉伸性，塑料挤包层厚度由模芯与模套间所形成的圆管厚度来确定，它远远超过包覆所需要的塑料层厚度，所出线速度根据拉伸比的不同，有不同程度的提高，大大提高挤出产量。 2）塑料经拉伸发生“取向”作用，取向作用的结果使其机械强度提高，挤出的电线电缆的弯曲性能好，这对结晶性高聚物的挤出尤其有意义，能有效的提高制品的耐龟裂性。 与挤压式挤出相比，挤管式挤出的不足之处在于：塑料挤包层的致密性，胶层与线芯或缆芯结合的紧密性都较差，制品表面有线芯或缆芯绞合节距和绕包节距的痕迹，这在绝缘层挤制时应予以重视。为了克服这些缺陷，在挤管式挤出中往往增加拉伸比，以使分子排列整齐而达到提高塑料层密度的目的，并采用抽真空挤出，更能有效的提高塑料层与包覆的线芯或缆芯结合的紧密程度。,半挤管式模具与挤压式模具大体相同，它吸取了挤管式和挤压式的优点，改善了挤压式模具不易调偏芯的缺点，特别是使用于挤包大规格的绞线绝缘和要求包紧力较大的护套。当采用半挤管式模具时，模芯的尺寸可以适当增大，从而在挤包较大外径的绞线不致出现刮伤、卡牢，也能防止因导线外径变小而在模芯内摆动所致的偏芯；同时半挤管式模具在挤出中有一定的压力，所以在内护套及要求结合严密的外护套挤出中也有应用，这是为了压实塑料胶层。但柔软性较差的线芯不宜采用这种模具进行塑料层的挤包，因为当线芯或缆芯发生各种型式的弯曲时，将产生偏芯。,电线电缆的选型,在选用电线电缆时，一般要注意电线电缆型号、规格（导体截面）的选择。 一 电线电缆型号的选择 选用电线电缆时，要考虑用途，敷设条件及安全性； 根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆、计算机电缆等； 根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等； 根据安全性要求，可选用不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。 二 电线电缆规格的选择 确定电线电缆的使用规格 （导体截面）时，一般应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等选择条件。 根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路，则先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度,三 电缆的额定电压 控制电缆：450/750V； 电力电缆：0.6/1kv、1.8/3.6kv、3.6/6、6/6、8.7/10、12/20、18/30、21/35、26/35 计算机电缆：300/500V U0：导体对地或屏蔽的额定工作电压有效值 U：电缆设计时任一相两导体间的电压有效值 Um:：设备可承受：“最高系统电压”的最大值,四、电缆的使用条件 1、工作温度的要求 a、当绝缘材料为聚乙烯及普通聚氯乙烯时，电缆导体的长期允许工作温度70。短路时，电缆瞬时温度可允许达到160，时间为5s。 （注：聚氯乙烯有70、90、105之分） b、当绝缘材料为交联聚乙烯时，电缆的长期允许工作温度固定敷设为90，。短路时，电缆瞬时温度可允许达到250，时间为5s。 c、当电缆为聚全氟乙丙烯绝缘及护套时其长期允许工作温度为200。短路时，电缆瞬时温度可允许达到460，时间为5s。 d、当电缆为可熔性聚四氟乙烯绝缘及护套时,其长期允许工作温度260。短路时，电缆瞬时温度可允许达到500，时间为5s。,五、电缆允许弯曲半径 a、控制电缆、补偿电缆、计算机电缆聚氯乙烯绝缘及护套非铠装电缆应不