电线基础知识.doc

常用物料电线基础知识一简述电线可以理解为是信号传输的桥梁或载体。三分类1 依形状可以分为圆线，排线，扁平线，椭圆线。2 从芯线的不同可以分为多芯线，多对线，复合式电线（芯线，对线，同轴线互相组合）。3 从应用范围的不同可以分为低压电脑线，网络通讯线，电力、电路用线，弱电力用线，视頻/音頻用线等。4 依外被充实成度不同可以分为充实型，全套式(抽空管式)。5 依结构组成不同可以分为电子线，屏蔽線(隔離線) ，同轴线，電源線；通訊線；電腦線等。介紹：1. 電子線： 是眾多線材中結構最簡單的電線材料，由導體和絕緣層組成。導體：指導電用的介質：如銅、金、銀、鋁等，常用的導體以銅為主。導體按組成結構分為單股導體和多股絞線；按材質分為祼銅和鍍錫銅絕緣層：又叫絕緣介質，塑膠是常用的絕緣材料，其具有非常好的介電特性。常見的絕緣材料有：PVC；PE；PU；PP；SR-PVC；橡膠等。常見的電子線的型號有：UL1007；UL1061；UL1015；UL1617等。在檢查電子線時，需注意以下參數：線材規格；導體數；絕緣厚度；完成外徑；印字內容等。2.屏蔽線：屏蔽線又叫隔離線，分為單層隔離和雙層隔離，線材內常見的 隔離材料有：鋁箔，銀箔，編織，纏繞等。Alminum-foil/Myla(铝箔/麦拉) 简写A Spiral(缠绕) 简写S Braid(编织) 简写B Drain(地线) 简写e 单隔离(single shielded, foil shielded)：一般为A或Ae 双隔离（double shielded）:可以为AB, AeB, AS B，S，e的材质一般是镀锡铜。3.同軸線(Coaxial cable)：同軸線是一種特殊的隔離線，其芯線的絕緣材質為發泡PE,外被材質為PVC.同軸線在使用過程中主要傳輸類比信號。常見的同軸線為UL1354.或RG TYPE，一般常用有50 ，及75歐 兩種。4.電源線：用於傳輸高壓直流或交流電源的線材，常見的電源線材有VDE（RVV）；SPT；SJT；SVT等。5.通訊用線：5.1網絡用線：用於傳輸信號的專用線材，其芯線均為對絞線，則每對線的絞距不一致，主要是為了防止串音；網絡線根據其傳輸頻率和發展史，可分Cat.3(16MHZ)，Cat.4(20MHZ)，Cat.5(100MHZ)，Cat.5e(125MHZ)，Cat.6(250MHZ)，Cat.7(600MHZ).常用的網絡線為Cat.5(5類線)和Cat.5e(超5類線)，網絡線根椐結構不同，可分為UTP(無遮蔽)，STP(單層遮蔽)和S-FTP(雙層遮蔽)。5.2電話用線：6.電腦線：電腦線分為電腦內部用線和電腦周邊線。電腦內部用線如flat cable和wire harness產品。電腦周邊線有：RGB；USB；IEEE1394；DVI；MD等。二组成结构 电线一般是由芯线導體，芯線絕緣，隔离和外被组成。 芯線導體 外被 隔离 芯线絕緣规格说明：芯线導體： 芯线由导体和绝缘组成。 导体规格用AWG（America Wiring Guage, 叫美国线规）来表示，AWG数越大，导体截面积越小。 同一AWG导体，可以是由单一铜丝组成，也可以是由多根铜丝绞合组成。单根铜丝叫SOLID，多根铜丝绞合叫STRAND。AWG规格见附录一（美国线规对照表） 导体材质一般有铜（有裸铜，镀锡铜，镀银铜，无氧铜，单结晶无氧铜PCOCC），铜包钢，铜箔丝(将铜丝压扁缠包在尼龙丝上成铜箔丝)。通常用镀锡铜。常見線規的導體數和導體結構如下表：規格構造32#7/0.07930#1/0.2547/0.10228#1/0.3207/0.12719/0.07926#1/0.4047/0.16010/0.12719/0.102規格構造20#1/0.8137/0.32010/0.25419/0.20321/0.18026/0.16042/0.12716#1/1.2907/0.51119/0.28726/0.25465/0.160105/0.127規格構造24#1/0.5117/0.20411/0.16019/0.12742/0.07922#1/0.6437/0.25417/0.16026/0.12718#1/1.0247/0.40416/0.25434/0.18041/0.16065/0.127 芯线绝缘(insulation 或稱絕緣) 材质為塑膠或橡膠材質，一般有：PVC，SR-PVC(半硬質聚氯乙烯)，LD-PE(低密度聚乙烯)，HD-PE(低密度聚乙烯)，FO-PE（FM-PE，發泡PE），EPR（乙丙烯橡胶），PP(聚丙烯)，FOAM-PP(發泡PP)，FO-SKIN，XLPVC（照射性PVC），TFE（铁氟龙的一种），FEP（铁氟龙的一种）。 絕緣材質的鑒別：A. PP燃燒時不易滴落.略帶嗅味. B. PE燃燒時易滴落.不帶嗅味. C. SRPVC燃燒時冒綠色黑煙.略帶嗅味. D. PVC不燃燒. 絕緣的作用: A. 阻絕外界與導體所傳導之電力或訊號,. B. 防止內部導體受破壞. C. 防止內部信號受干擾. D. 提高傳輸的速度. E. 故其特性為絕緣電阻較高,具較低電容值. 為避免因電磁串音而造成的信號衰減，電纜在兩信號間加上接地屏蔽或將兩信號線作成絞線以減少兩信號音的互容和互感。芯线有Single Wire(单芯线)用C表示，有Twisted Pair(对线)用PR或P表示，Coxial(同轴线）用COAX表示。隔离：电线里的隔离。3.1不帶金屬隔離材質:FPP(PP發泡膜). M(透明麥拉) .P(棉紙帶).NWF(不織布). 作用: 集合隔離. 3.2 帶金屬的隔離材質:AM(鋁箔麥拉) , AA(雙面鋁箔). FAM(展翅鋁箔). FCM(銅蒸著)作用: 防止靜電及電磁干擾，一般由下述隔离方式互相组合而成： Alminum-foil/Myla(铝箔/麦拉) 简写A或AL-MALY隔离材料的选择：纸带在线材中只起分隔作用；铝箔在线材中有分隔作用与屏蔽作用，為防止鋁箔較脆易斷，在其背融了一層麥拉。当线材只需分隔开时，选用纸带；有时在一些高性能的通信线中隔离层采用无纺布或发泡PP 带.鋁箔隔離： 重疊率25%以上,地線與鋁箔面完全接觸. Spiral(缠绕或斜包) 简写S斜包在线材中主要起屏蔽作用，有时作为同轴电缆的外导体。屏蔽目的是将外界干挠消除，对于同轴电缆，由于有屏蔽层而使阻抗得以匹配,降低信号或传输能量之损失。从屏蔽效果来讲，斜包不如编织，其屏蔽效果具有方向性，弯曲时屏蔽特性发生变化但其具有完成外径小线材柔软、价格也比较低特点。适用于低频屏蔽遮蔽率： 密度K= N=纏繞條數 d=纏繞銅線徑mm p=纏繞絞距 (Pitch)mm纏繞條數= =纏繞角度(對中心軸之角度) D=纏繞層心徑(mm纏繞下徑+d) Braid(编织) 简写B编织与斜包相似，在线材中主要起屏蔽作用，防止外界电场与磁埸的影响，提高线材的干挠防卫度，与斜包、铝箔相比具有以下特点：A. 屏蔽无方向性.B. 高频屏蔽特性良好,适用于高频屏蔽.C. 通过多层屏蔽,屏蔽效果可达100%.D. 弯曲时屏蔽特性无变化. Drain(地线) 简写e 单隔离(single shielded, foil shielded)：一般为A或Ae 双隔离（double shielded）:可以为AB, AeB, AS B，S，e的材质一般是镀锡铜。4填充物:. 在线缆设计中，有时为了改善线材质量需加入其它的材料。为了使线材圆整，增加拉力, 方便搖擺測試.方便加工,在芯线绞合时加入填充物；. 为了防止导体氧化在导体绞合时表面涂B.T.A . 为了改善线材附着力绝缘押出时在导体表面涂DOP 或硅油,外被押出时在芯线表面拖滑石粉或云母粉. 填充物主要包括: PP繩.棉紙 . 棉線 PP/PE膠條 . 不織布，设计时主要根据填充空隙大小、线材性能要求及材料使用场所，选择填充棉纱、PP 绳或其它。外被：(jacket 或稱被覆)為塑膠或橡膠材質，主要功能為保護電線(纜)本身結構之完整性不受外界破壞. 外被材质一般有PVC(UL60度 80度 105度 PVC，包括透明料.非透明料)，PU， FEP，TFE，無鹵素(F ,C1, BR,I)膠料， CL2 PVC FT4超耐燃料，橡膠料(注: 用醫療線) 外被有光滑型，齿状。 光滑型外被有分亮面，雾面。NON-UL电线一般为亮面，UL电线一般为雾面。 外被分耐溫，耐濕，非移形性(PS&ABS) 外被印字说明： E119932 兄 AWM 2464 80 300V 22AWG VW-1 LL84201 CSA I/II A/B 80 300V 22AWG FT1 COPARTNER E119932：供应商UL认证书档案号。 兄：UL公司mark. AWM：电线类别。（Appliance Wiring Maerials(配线用料)） CM: Communications Cables 通讯用线 MP: Multipurpose Cables多用途电线 CL2/CL3: Class 2 and Class 3 Remote-control, Signaling and Power Limited Cables. FPL: Power-Limited Fire Alarm Cables CATV: Community Antenna Television and Radio Distribuation Cables OFN: Nonconductive Optical Fiber Cables OFC: Conductive Optical Fiber Cables PLTC: Power-Limited Tray Cables 2464： UL标准类别号(參見附件三)。 80：额定温度。 300V：额定电压。 22AWG：导体规格。 VW-1: UL 耐燃等级。(Vertical-Wire Flame Test) LL84201: 供应商CSA认证书档案号。 I/II：AWM等级。（CLASS I：内部用线，CLASS II：外部用线） A/B：AWM类别。（GROUP A：电子用线；GROUP B：电机电气用线） FT1：CSA耐燃等级。(还有FT2，FT3，FT4，FT5，FT6等)三电线规格1 规格叙述方式 写电线规格时，一般都从内到外来叙述，即芯线 隔离 外被28# x 3C, AeB(85%min),米色（CTG-401）PVC外被，UL2464,雾面，OD=4.5 +/-0.15mm.芯线 隔离 外被四电线的特性 电线的特性有电气特性和物理特性。1 电气特性：额定温度，额定电压，导体直流电阻（20），特性阻抗（SE， DIFF），电容量，衰减，延迟，延迟差，串音等。2 物理特性：抗拉强度，伸张度，热冲击测试，寒冷弯折摇摆测试，耐燃测试，环境测试等。 五安规1UL：Underuriters Laboratories Inc.美国保险人实验室 UL机构是以公共安全之检查与检定为目的，其余1894，经由美国火灾 保险协会之援助，而设立的非营利性组织。UL规格以电线及电气机器为 首，为了防止由于燃烧器具，防火装置等品质上不完全而发生的火灾，以 确保品质的一种规格，对于经审查而合于此规格制品，在美国及世界各地 拥有绝大的信誉。 2CSA：Canadian Standards Association 加拿大工业规格协会其检定业务由加拿大规格协会实验所执行实施。加拿大规格协会实验所隶属于加拿大规格协会的一个部门。在加拿大国内，它是一个教检查机关，消防处长及消防官员更具权威的试验机关，且被公认为国家重要设施之一。此试验所的主要目的，在于证明电气机器及石油燃烧器具经审查与试验合于CSA安全规格。现在加拿大本国，有关电气机器，石油燃烧器具等类之贩卖，各地都为其安全起见，凡未受CSA规格之认定，皆禁止其贩卖。3. UL對線纜要求.(參見UL758標准)3.1對銅導體的要求.延伸率要求10%以上.同行業一般在15%-18%.引用AWG標準的外徑用最小截面積要求(依據Subject758.Table5.2) 計算公式. S=d*0.7854*n在標準20度 ,25度時, 導體電阻要求(依據Subject758.Table27.1)絞距要求(依據Subject758.Table5.3). 不同材質的抗張,延伸率的要求(依據ul1581 TABLE50.)不同UL Style厚度的要求(依據 AWM UL Style).不同外徑的火花電壓要求(依據 Subject758 TABLE44.1).絕緣電阻的要求 (依據 R20=Rt*L*Kt*_1000000000Mega ohms-km-at度).抗張延伸率的要求(依據ul1581 Table50.)不同UL Style厚度.耐溫.耐壓的要求(依據 AWM UL Style).(七)常見規格解說2.2 USB的Raw Cable結構USB之纜線，包含一對信號線(白D-、綠D+)，有一對電源線(紅VBUS、黑Gnd)共四條導體線，其橫切面如圖2.3所示，其中以鋁箔和編織為其遮蔽；其側視圖如圖2.4所示。電源線 (紅為VBUS、黑為Gnd)外層絕緣體編織鋁箔信號線(白為D-、綠為D+)(建議使用PP或PE材值之絕緣芯線)Page 13其構造依結構用途的不同而詳述如下：=對Full Speed Cable而言,必須有:1. 一對對絞之28AWG訊號線(D+及D-)2. 一對不用對絞的2028AWG電源線3. 65%以上之金屬遮蔽。=對Low Speed Cable而言,必須有:1. 一對不用對絞之28AWG訊號線(D+及D-)2. 一對不用對絞的2028AWG電源線。=Full Speed Cable除了必須符合Full Speed規格外，也必須符合Low Speed規格(但是Propagation Delay傳播延遲除外)但Low Speed Cable只需要符合Low Speed規格。2.3 USB線材的規格版本因USB線材目前依其規格限制分為三種版本： USB1.0、 USB 1.1、 USB 2.0。此三種版本的發展特色及規格內容請比較第3章所示：3.2 USB1.1線材規格符合USB1.1線材的規格重點介紹及描述Remarks1. Cable Construction線材結構Low Speed: R,B of Power non twist pair W.G of Signal non twist pairFull Speed: R,B of Power non twist pair W,G of Signal twist pairR: Red wireB: Blue wireW: White wireG: Green wire2.Operating Speed傳輸速度Low Speed (1.5Mb/s)Full Speed (12Mb/s)3. Keyed Connector接頭型式A ConnectorB Connector4. DC Drop125m V drop per link of cable assembly量測參數規格限制附 注1. 特性阻抗Cable Impedance9015%(76.5103.5)使用TDR測量Differential Mode2. 衰減Signal Pair AttenuationFrequency(MHz)dB 305 ft (Maximum)使用NA測量0.0640.080.2560.110.5120.130.7720.151.0000.204.0000.398.0000.5712.0000.6724.0000.9548.0001.3596.0001.903. 延遲Cable Assembly Delay26ns(maximum for full speed cable)18ns(maximum for low speed cable)使用TDR測量Differential Mode4. 延遲差Cable Assembly Skew400ps/cable (maximum for full speed cable only)使用TDR測量5. Remarks: 不管USB1.1線材的長度如何，只要符合上述規格即為合格線材。 3.3 USB 2.0 線材規格 (Draft Version)符合USB2.0線材規格的重點介紹及描述Remarks1. Cable construction線材結構Low speed: R,B of power non twist pair W,G of power non twist pairFull speed: R,B of power non twist pair W,G of signal twist pairHigh speed: R,B of power non twist pair W,G of signal twist pair2. Operating speed傳輸速度Low speed ( 1.5 Mb/s)Full speed (12 Mb/s)High speed (480 Mb/s)3. Keyed ConnectorA connectorB connectorC connectorD connector CD connector4. DC Drop125mV drop per link of cable assembly量測參數規格限制附 注1. 特性阻抗Cable ImpedanceDifferential Cable Impedance 9015%(76.5103.5)Common Mode Cable Impedance 3030%使用TDR測量,500ps risetime Differential Mode及Common Mode