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電線廠 Cable基礎知識講座 一 電線電纜簡介 電線係指構造簡單而且芯數較少的傳電線材 電纜係指多重絞合 製造工藝複雜 或芯數較多的傳電線材 電線及電纜二者區分並不嚴格 通俗地講 只要能傳送電力或信號的有形線材 都可以稱之為電線電纜 2 電線電纜的發展 電線電纜的發展 主要涉及絕緣材料與導體的發展 絕緣材料由最原始的裸線 漆包線 橡膠線 塑膠線 合成材料線 逐步發展到目前的各類線纜 導體也相繼有白金 銅 鋁 光纜等等 三 電線電纜的分類 依日本電線工業協會1977年對電線電纜的分類為 1 裸線2 捲線3 通訊電纜4 電力電纜5 被覆線 1 裸線 顧名思義 不具絕緣材料 主要傳導材料為 金 銀 鋁 鉑等等 2 捲線 類似目前有線電話聽筒線 CE廠的汽車充電器線 3 通訊電纜 主要用在通訊方面的電線電纜 電話線顯然是個最明顯的例子 4 電力電纜 一般為高壓傳電線 5 被覆線 一般為低壓傳輸電線 電線電纜大致可以分為上述五大類 但依據具體的材料 形狀 構造 用途的不同又可以分為PUCABLE PVCCABLE 圓線 扁線 MOUSECABLE 警報用電線等等 四 電線電纜的製作及工序簡介 煉銅 伸銅 伸線 制粒 線纜加工 組裝加工1 煉銅目前工業應用陰極電解銅法煉銅 2 伸銅 伸線 2 1銅線分類 1 裸銅2 鍍錫銅裸銅柔軟 電阻小 對bending有好處 鍍錫銅容易焊接 且不容易氧化 2 2伸銅分為三個階段 粗伸 8 0 3 2 2 6mm 中伸 3 2 2 6 1 2 1 0mm 細伸 1 2 1 0 0 08 0 05mm 3 制粒 配方和配色 4 線纜加工 絞線 絕緣 集合 包帶 填充 地線 纏繞 編織 外被 包裝 裁條 捲裝 軸裝 5 組裝加工 烤線 綁線 焊接 成型 打端子 穿housing 測試 目視 包裝等工序 五 電線電纜相關規格描述 1 電線電纜的規格描述 例 UL272528AWG 7 0 127AS 6C E A B123456789101 表示UL安規 2 表示AWG AmericanWireGauge美國線規 數 AWG數的選用可參考附件一 二 3 表示導體購成 此條導体由7股細銅絲組成 4 表示7股細銅絲是絞合在一起 則表示7股細銅絲是直放在一起 一般而言 電話線導体直放的多 5 表示銅絲單線徑是0 127mm 6 A 表示裸銅線 T 表示鍍錫線 S 表示細銅絲絞合 7 C core 表示芯數 8 E earth 表示地線 9 A al mylar 表示包鋁薄麥拉帶 P 表示包紙 10 B braid 表示編織 S spiral 表示纏繞 六 導体相關知識 6 1 絞距 Pitch 撚入率的概念 線材之銅導体一般都是由若干股細銅絲絞合而成的 導体絞合有兩種方式 同心絞和束絞 在了解它們之前 我們先了解一下絞距之概念 學過工科的同仁清楚螺桿中有螺距的概念 學過理科的同仁清楚波長之概念 絞距與螺距 波長相似 在平面上也是具有相同性質兩點之距離 如下圖示 一般而言 絞距較小Binding效果較好 但絞距越小價格越貴 顯然 相同規格之導体 絞合之細銅絲要比直放之細銅絲長 這裡就存在撚入率的概念 我們用導体之長度乘上一個系數K 一般K取1 02 大于61根時取1 03 就得到絞線的實際長度 這里K就是撚入系數 六 導体相關知識 6 2 導体絞合外徑的計算精確計算各材料的用量 這對一個工廠效益來說是非常重要的 因此 導体絞合外徑的計算就有必要了 無論是導体還是芯線都存在兩種絞合 同心絞 束絞 名副其實 同心絞是指以一條或多條銅單線為中心 在其周圍各層以左右交互之方向絞合 每層的單線總數均比其內一層多6條 條數為3n 1 n 1 束絞是將所有單線 依同一方向絞合 其他還有復合絞等等 當導体股數 芯線條數 為7 19 37 61 95並絞合時 為同心絞 條數為3n 1 n 1 其餘股數 芯數 為束絞 導体絞合外徑的計算公式如下 同心絞絞合外徑D 1 2n dn為導体自內到外的層數 束絞絞合外徑D N 1 155 dD為絞合外徑 N為導体股數 值得一提的是 芯線絞與導体絞是相同原理 但芯線絞我們稱之為芯線集合 下面介紹一下層心徑的概念 層芯徑為絞合外徑 單線徑 如下圖示 D 即為層芯徑 七 常用的絕緣材料及特性 常用到的絕緣材料有 PP Polypropylene 材料 較亮 較硬 燃燒平穩 無太多的煙塵 有下滴現象 價格較低 比重 0 91 SR PVC SemiRigid Polyvinylchloride 材料 較暗 較軟 燃燒有大量的煙塵 價格較貴 比重 1 45 PE PolyEthyleneResin 材料 很亮 較軟 較難加工 燃燒無下滴現象 價格較貴 比重 0 93 本廠生產的一般電話線所用到的絕緣材料為PP材料再加上EVA 重量比為10 1 而滑鼠料通常用SR PVC材料 對塑膠材料而言 無論絕緣材料還是線材外被材料都有一些重要的機械特性 化學特性等等 這可以參考 化工詞典 比重在電線電纜設計中也很重要 他直接影響到用量的多少 八 集合相關知識 構成 具體之集合構成 需從內到外一一列出 例如 4C F E A表示4C 填充 地線 鋁箔集合 絞距 需依如下規定訂定集合絞距 UL 集合之層芯徑 35 參考值 須參照各種不同UL標準規定訂定 NonUL 集合之層芯徑 40 參考值 特殊要求 視具體情況而定 九 包帶及包帶材料相關知識 9 1 選用包帶之原因1 使線材成圓柱狀 有的芯線不需要總絞 外面縱包一層包帶 2 防止線材松散 3 遮蔽 使信號不受干擾 4 在導体與遮蔽線之間起絕緣作用 9 2 包帶材料1 Al mylar 1 872 1 9 2 麥拉帶 1 4 3 棉紙帶 0 8 除了以上三種包帶材料外還有銅箔 8 89 PE帶 0 93 發泡PP帶等等 九 包帶及包帶材料相關知識 9 3 包帶方式包帶方式分縱包和橫包 橫包又分捲包和斜包兩種方式 如下圖中示 縱包用在扁平線材和芯線不需要總絞的場合 橫包柔軟度較好 縱包柔軟度較差 選擇帶寬 捲包時w 3D 斜包時w 4 5D 並可參考公司採購之包帶材料寬度 w為帶寬 D為包帶前線材外徑 又稱包帶下徑 包帶重疊度取決於線材直徑 一般來說 不超過1 4圓弧長 十 纏繞與纏繞相關知識 前面已經提到過纏繞與編織的共同作用是遮蔽 對外界電磁波產生隔離作用 保證內部信號的不受干擾 同時如果纏繞與編織接地的話 內部信號也不會泄漏 10 1 纏繞有關計算纏繞所需條數 N N D d 3 D1 d d 3式中 D 層心徑 mm d 纏繞銅線徑 mm D1 纏繞下徑 3是經驗值 保證纏繞後的線材外表美觀 否則由於纏繞銅線挨得比較緊密而容易出現交錯現象 導致押出的線材外表面出現疙瘩 起伏不平 纏繞表示方法例如 32 0 1TPOC 85 ABC說明 A 表示纏繞條數 B 表示纏繞銅絲為0 1mm鍍錫銅線 C 表示纏繞遮蔽率 纏繞所用條數與理論值的比值的百分數 十 纏繞與編織相關知識 10 2 編織製程編織機規格 目前電線廠有16錠 24錠兩種美式編織機 通常編織的構成方式用這種表示方法 例如 16 5 0 1T8目ABCD說明 A 表示錠數 16 表示16錠編織機 B 表示每錠上導體股數 C 表示編織銅線的單線徑及材質 D 表示編織目數 股數與目數不可以任意變得過大或過小 但還是可以變化 若要達成相同遮蔽率情況下 可以增加目數 減少條數 同時編織的速度相應降低 十一 外被及相關知識 11 1 外被材料本廠常用的外被材料有 PU polyurethane 材料 彈性好 耐磨 價格比PVC貴 火燒有刺激性氣味 PVC材料 色澤較暗 彈性比PU材料要差 火燒有臭味 本廠PVC料使用比較廣泛 常用的有鍵盤線 滑鼠料 充電器等等 本廠所用PVC材料均為低毒之材料 TPR材料 彈性好 耐磨 價格與PU相當 較硬 火燒有刺激性氣味 外被材料除以上常用的幾種外 仍有橡膠 TPE等材料同樣可以作被復用 外被材料各項物理性能與化學性能請查閱 化