电缆材料讲义

1、电缆材料讲义笫一章：绪 论一、发展历史及现状:1、1820年,丹麦科学家奥斯特发现通电的导线周围存在磁场，奠定的电磁学的研究基础。2、1831年,法拉弟发现电磁感应定律后,进入了发电机的时代。3、1879年,美国发明家爱迪生发明了自炽电灯,并用了两年时间,致力于将电灯与发电、翰电、配电直至用电组成一个完整的体系。电线电缆是输送电能,传递信息和制造各种电机、电器、仪表所不可缺少的基础器材,是未来电气化、信息化社会必要的基础产品,电线电统行业又是配套行业,产品必须满足各主行业的性能要求,国民经济绝大多数行业都与电线电统相关,因此电线电统又被噙之为国民经济的“血管与“神经。我国线统行业经过50年的建

2、设,特别是改革开放20多年的迅速发展,目前国产电线电统品种120多个系列,超过1000个品种,10万种以上规格,进入二十一世纪,我国线缆行业已发展成从业职工40万人,规模以上企业近5O00家,总销售近200亿美元的大行业,按耗铜量计,我国线缆行业已坐二望一,行业发展前景光明。由于国家重视基础设施建设,如城乡电网改造,信息高速公路的发展,通信事业的腾飞,用电设备的更新换代和节能化的要求等。必将对电线电统的品种和水平不断提出新的要求。目前,我国仅有30%的线统品种达到国际市场的接受和可参与竞争的水平,还有70%的线缆品种急需提高产品水平和裆次,今后一个时期,需求不会有太大增长,但对品种和水平的需求

3、将是一个发展的旺盛期。二、材料综述：从某种意义上讲,电线电缆制造业是一个材料精加工和组装的行业。1、材料用量巨大,线缆产品制造成本中,材料成本要占60%90%。2、 所用材料的类别和种类非常多。3、 材料的选用对产品的结构、制造工艺以及性能和使用寿命能起决定性的作用。4、 电线电缆的发展史表明,材料的开发和性能的改进,都对电线电缆技术发展发生重大的影响。铜、铝是传统的导电材料,以石英为光导体的光缆渗入电缆行业,给通信电统带来了划时代的革命。导电材料的发展对电线电缆的发展始终具有决定性的意义,预计近几年研制的高温金属氧化超导和导电塑料的实用将对电线电缆的品种、工艺和结构带来深刻变化,导电塑料的问

4、世将使电统的重量更轻、成本更低,另外,目前在新型产品中越来越多应用的铝合全、铜合金和包覆或涂覆的不同金属导线，如铜包钢线、铝包钢线、铜包铝线、镀锈镉线和镀镍铜线等双金属导线。高分子聚合物绝缘材料应用已引起电缆结构与工艺的巨大变化。全塑市内通信电统及塑料绝缘电力电统已逐渐替代了传统的铅包纸绝缘电缆,新的热塑弹性体问世及品种更多的“塑料合金”应用，使电缆的品种和性能都有新的发展。未来的“塑料合金将是分子量达数万以上的高分子材料、分子量为数千的多功能基团的材料和分子量为数百以下的普通有机或无机化合物等三者之间的巧妙组合。它将具有更优良的性能和更低的成本。目前已应用的有弹性聚氯乙烯、辐照交联聚乙烯等电

5、统料。氟硅高聚物在电线电缆上应用,使它们的工作温度提高到250左右,可制造出一大批柔软的耐高温电线电缆,随着精细陶瓷的发展,将有望使线统产品的耐温等级有更大的发展。电线电统行业的发展离不开相关材料的进步，功能强、性价比高、具有绿色环保概念的新材料,将支撑高性能电线电缆的发展，纳米技术的应用，为线缆行业展示了诱人的前景。各种以功能命名的电线电缆品种：高温、阻燃、防蚁、稀土更是材料特性的体现。谁采用新材料,谁就可能开发出新产品,占领新市场。同时也看到,市场的需求是线缆行业的指挥棒，它要求我们去研究市场、适应市场,因此以市场为导向,调整产品结构是线缆生产企业的发展方向，加大技术创新，用新材料、新设备

6、来改造这一传统产业，增加竞争力是线缆行业的唯一出路。三、材抖分类:电线电纨种类和品种女多，性能各异，一种材料在电线电缆技术中往往有多种作用，为便于研究、选用，应对材料进行必要的合理的分类。1、按用途：导体材料、绝缘材料、护层材料。具有专业特点，可与电线电缆结构设计结合起来。2、按形态：气态、液态、固态。 3、按纽合形式：单一材料，复合材料。4、按来源：天然材料和合成材料。有利于材料的开发和研制。5、按属性：金属材料、纤维材料、漆料、涂料、油料、橡胶、塑料以及无机材料等。有利于研究材料的特性与结构,便于开发和采用新材料，并有利于按电缆性能进行材料改性，同时便于组织生产，管理材料等。四、电线电缆的

7、结构组成及对材料性能的要求：1、导体：是产品发挥其使用功能的主体构件，是传输电力或传递信息的，即在导体上要通过电流和传导电磁波，光缆则以传输光波的光导纤维为导体。对导体材料的性能要求是具有较高的导电率，这是基本前提，在满足这一条件下，要求导体具有足够的机械性能，耐化学稳定性、不易氧化、同时要便于加工和焊接。2、绝缘层：防止电流的径向泄漏，是导体起电绝缘作用的构件，保证导体正常的传输功能，又确保外界和人身安全的重要构件。导体与绝缘是构成线缆产品必须具备的两个基本构件。至于仅有导体而没有绝缘的品种，如LGJ，事实上，它必须依靠加上外部绝缘（对地距离、空间间距和绝缘子）组合才成为架空电线。对绝缘材料

8、的性能要求，具有优异的电绝缘性能，用、tg、Eb等参数来表征。这些性能对不同电线电纨有不同侧重,不能也不宜对不同用途，不同类型的电线电统提出同一的要求。例如,高压电统要求tg 非常小，Eb较高，高频电缆则要求介电系数越小越好，而一般电线则要求要高。在满足电绝缘性能的前提下，根据电纨的用途和使用条件分别提出对机械性能、物理、化学性能以及工艺性能的要求。例如,矿用电纨用绝缘材料就要求有较高的机械性能；柔软耐卷曲，耐撕裂；耐磨；测井电缆就要求具有耐湿、耐油、耐热等性能；海洋开发电缆要求耐海水、耐盐雾等。3、护层：是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。由于绝缘材料要求优良的电绝缘性能,所用材料纯度

9、很高,杂质含量极微，往往无法兼顾其对外界的保护能力，因此，对外界各种机械力的承受或抵抗,耐大气环境、耐化学药品、对生物或虫害防止，以及减少火灾危害等都必须由各种护层结构来承担。所以,护层是电线电统能在各种外部环境条件下长期正常工作的保护性构件。对护层材料的性能要求是材料耐受各种环境因素作用的能力，也就是耐各种环境因素的稳定性,这个能力通称为老化性能。在满足这个条件下再分别提出一些特殊要求和辅助要求。例如,对金属材料的耐腐蚀性,塑料的耐环境应力龟裂性, 纽合护层的耐湿性等。4、屏蔽构件：是一种将线缆产品中的电磁场与外界电磁场进行隔离的构件以及中高压等级电缆中起电场均衡作用的梅件,又称“电磁踊离屏

10、”“电场均衡层”。多年来,行业中习惯于把屏蔽层作为护层结构的一部分,目前业内认为应该单独作为一个构件。原因有三，一是功能不同，二是结构多样，三是近十几年来，随着信息传递系统中电线电缆的快速发展，以及大气中存在的电磁波干扰源越来越多，促使屏蔽结构的品种成倍增长。对不同材料不同结构提出不同的电阻要求。电线电缆制造企业的效益与材料的选用、生产管理中科学地节省材料紧密相关。由于材料对产品的性能起着非常关链的作用,也由于材料不但涉及的知识领域广泛、品种繁多，而且同一名称的材料由于其基料的分子结构不同,分子璧不同,混合料所用的配合剂不同,配比不同，因此有许多牌子和配方号。结果是各种牌号的材料工艺要求不同，

11、制成后的成品性能差异很大。所以要求生产工人必须热悉本工序常用材料的特性,严格执行工艺操作规程:要求检验部门加强对进厂材料和自己配制的材料严格进行质堡拄制,这是线纨制造厂对生产工人的一项严格要求。第二章 金属材料金属材料在电线电缆工业中应用很广泛。有色金属作电线电缆的导线、屏蔽层等，黑色金属用作电缆的铠装层、架空线的加强层等。用作导电材料的金属，应具有优异的导电性、足够的机械强度、不易氧化、抗腐蚀、容易焊接、容易加工及资源丰富等条件。就导电性能而言，最好的是有色金属，常用的是铜和铝。为了适应制造具有特殊性能的导体的需要，更合理地使用金属，近年来发展了铝合金、铜合金以及双金属导体。第一节 金属材料

12、的结构与性能一、金属的结构1、原子结构：原子是由带正电的原子核及围绕原子核在封闭的轨道上旋转的电子所组成。原子呈电中性。、原子核外电子的排布遵循以下三个原则：A、泡利不相容原理B、能量最低原理C、洪特规则。(2)、金属最外层价电子的特点：A、价电子数较少；B、价电子与原子核结合力较弱，容易脱离原子核而成为“自由电子”。而这些电子与带正电的原子核之间又起了胶合的作用，因此金属具有塑性、光泽、不透明等一系列特性。2、固体金属的结构:、金属键：金属固体是靠正离子与自由电子之间引力结合在一起的，金属原子间的这种结合方式称为金属键。对金属键的两种形象描述：“在金属原子或离子间有是子气在流动。”“金属离子

13、或原子沉浸在自由电子的海洋中。”对金属物理性能的描述：在一定的电位差下，自由电子作定向运动，使金属显示有良好的导电性：自由电子的运动又使金属具有较大的导热性；金属内原子面之间作相对位移时，正离子仍然同自由电子保持着结合键，使金属具有较好的延展性；自由电子吸收可见光的能量使金属具有不透明性。因吸收能量而激发的电子，当回到原来的低能级时就发生辐射，使金属具有光泽。、金属的晶体结构A、晶格：所有的固体金属都是由结晶体集成的。在晶体中，质点（原子、离子或分子）作有规则的排列，表现在相同的质点在空间有周期性的重复出现，这些质点在空间规则排列数学上称为空间点阵，物理上称为晶格。B、晶胞：在晶格中取一单位体

14、积,作为晶格的最小组成单位，称为晶胞。每一个晶格都是由大小、形状和位向相同的晶胞重复而成。C、晶格常数：晶胞的尺寸及形状表征参数。D、晶格的形式：、面心立方晶体：具有面心立方晶体的金属：铜、铝、银、金、铅、镍等。、体心立方晶体：具有体心立方晶体的金属：钨、钠、钼等。(3)、密排六方晶休：具有密排六方晶体的金属：镁、锌、铍、铬等。不管是那种晶体，晶体内粒子排列得最紧密，这种结构也就最稳定，这就是晶体的最紧密排列原理，所谓排列的最紧密，也就是粒子间的空隙最少。金属具有延展性是因为金属晶体内平行的原子层受外力作用时可能性可以进行相对滑动。金属晶体中堆集愈紧密，可以滑动的平行面愈多，延展性越好。（3）

15、、晶体缺陷：在实际晶体中，或多或少地存在着偏离理想结构的区域，称为晶体缺陷。晶体缺陷对金属的许多性能有极其重要的影响，与晶体的凝固、固态相变、扩散等过程有很大关系，特别是对塑性变形、强度和断裂等起决定性的作用。在晶体中，缺陷并不是静止的，稳定不变地存在着，而是随着各种条件的改变而不断变动，可以产生，发展、运动和交互作用，有时还会合并或消失。晶体缺陷按几何形状可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种形式。3、合金的结构：、合金的定义：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素所组成的金属材料，称为合金。一般说来，合金的机械强度，耐用腐蚀性等比组成合金的金属元素为好，而熔点往往低于成分金属。、合金相的结

16、构：A、 固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中所组成的合金相称为固溶体。B、化合物：熔融状态的金属混合时，除有溶解作用外，往往有时还能互相形成化合物如果合金是由组成无素通过化学作用而形成的，且其成分是固定的，并可用简单的原子浓度比表示时，这种合金就称为金属化合物。C、不能包括在固溶体和金属化合物中的相，称为中间湘。二、金属的性能：1、电性能：1）定义：金属传导电流的能力称为电性能。2）表征参数：体积电阻率：体积电阻率为单位长度与单位截面积的导体金属的电阻，在标准温度为20时表示为20。体积电阻率常简称为材料的电阻率或电阻系数，是仅与材料有关的物理量，其单位为cm，mm2/m电导率：体积电阻率的倒数称

17、为电导率，单位s/m或m/（(·mm2)。电导率百分值：为国际退火铜标准（IACS）元宝电阻率与相同单位的试样电阻率之比值，用来表示材料的导电性能，直观性较强。电导率百分值用%IACS表示。通常在已知20时的体积电阻率20后，电导率百分值按下式计算：%IACS= 3）影响因素：、温度：金属的导电随温度升高而下降。在一定温度范围内（Ok熔点）符合以下线型关系：R=R01+(TT0)=01+(TTo)电阻温度系数,表示当温度变化1时，电阻或电阻率的变化量与标准温度T0时的电阻或电阻率的比值。杂质及合金元素：纯金属的导电能力一般都很高，当制成合金时所加入的合金元素会导致晶格畸变，使电子运动

18、增加障碍，也引起电子波散射，从而使电阻增大；金属中的杂质会引起晶格畸变，杂质对电子波的作用就象空气中的尘埃对光的传播作用一样，引起散射。影响程度与杂质的种类、含量及分布状态有关。冷变形：弹性变形时电阻的影响极小：塑性变形引起晶格畸变，使晶格畸变，使晶格中出现空穴、置换原子及位错，引起晶体弯曲等，造成电子波散射，使电阻增大。热处理：退火可使晶格缺陷减轻，内应力基本消除，当时效初期从过饱和固溶体中析出细小弥散的质点，当质点直径约为510埃，接近于传导电子波的波长时，电子的散射增强，电阻增大，随后析出的质点逐渐聚集长大，电子散射减弱，电阻就相应下降，可低于原来的固溶体的电阻。金属的表面状态：当金属表

19、面有污染或氧化层以及附有水分、油渍时，电阻增大，在金属表面镀覆或包覆其它金属保护层时电阻也有少许增大。2、导热能1）定义：金属材料在加热或冷却时传导热能的能力。2）热函的定义：在等压过程中将一个质量为mkg的物体，从绝对零度升高到T的温度所需的热量称为热函。Q=mcT3）比热的定义：单位质量物质升高1开尔文所需的热量。（J/kg·k）。4）热导率：厚1cm的物体两面的温度相差1时，每秒经1cm2表面所通过的热量即热导率(w/(mk)。纯金属的热导率大多随温度升高而减小，而合金的随温度的增高而加大。5）热膨胀：指金属材料受热时，体积增大的一种性能。3、力学性能(1)定义：指金属材料在载

20、荷作用下抵抗变形和破坏的能力。用强度来表示，金属材料的强度越高，说明它抵抗载荷作用的能力越大。(2)表征参数：1）弹性：金羼材料受外力作用时产生变形，当外力取捎后，变形即,消失并恢复其原状的性能，称为弹性。外力去除后消失的变形称为弹性变形。这种变形越大，弹性越好。在弹性变形的范围内，应力与应变成正比的关系称为虎克定律。材料在受力时抵抗弹性变形的能力由弹性模量E来表示。E值越大，材料在弹性变形范围内能够承担的外力就越大。材料所能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限。2）塑性：金属材料在载荷作用下产生变形，当载荷去除后，仍能使变形保留下来的性能叫塑性。负荷去除后，能保留的这种永久变形叫塑形变形。它用

21、长度伸长率和断淅面收缩率表示。断裂伸长率：金属材料在拉伸试验时，试样拉断后，标距的长度与原始标距的百分比。用表示。在电线电缆线材拉伸试验时，常简称为伸长率，并采用定标距试样（即L0，通常取200mm或250mm），此时，伸长率应附以标距数值的角注,例如200或250（%）来区分表示。并按下式计算：=100%伸长率可以表示金属材料的塑性大小，伸长率越大，则金属塑性越好，说明金属较柔软,富于延展性。一般把5%的材料称为塑性材料，而把<5%的材料称为脆性材料。3）抗拉强度定义：金属在均匀的拉力作用下，逐渐拉细直至拉断时所需的负载，称为拉断力。拉断力除以导体受力方向的垂直截面积所得的值称为抗拉强

22、度。它表明单位截面积的金属导线抵抗位断力的最大能力。b= 单位为N/m2（N/mm2或MPa）影响因素：A红成金属材料的元素本性和晶体类型。B晶粒大小的影响：外形不规则而内部原子排列规则的小晶体称晶粒，每个晶粒的位向不同使它们相遇时不能合为一体，晶粒取向，晶界的存在，晶粒的大小和形状对抗拉强度有决定性的影响。一般情况，晶粒越细，单位体积的晶粒越多，金属滑移由一个晶粒越过晶界，过渡到另一个晶粒，则必须施加更大的载荷。C 冷加工的影响；冷加工也称冷作变形，组织发生变形，晶粒变小，有些应力缺陷消失，硬度和抗拉强度都有显著提高，金属变形量越大，强度提高的也就越大。D热处理的影响：退火处理可使晶格畸变饮

23、复，增大的强度可下降；淬火处理可使强度增大。E 金属材料几何尺寸的影响：用不同尺寸的光滑试样作拉伸试验，可以发现：同种金属材料试样，直径增大，抗拉强度下降，而且还伴随着塑性下降。这种现象称为尺寸效应。F 金属表面的缺陷，如裂纹、缺口等，也会使抗拉强度有所下降。4）韧性A定义：金属材料在冲击负荷作用一不致被破坏的性能，称为韧性或称冲击韧度。为了表示金属材料在动负荷条件下的机械强度，一般要研究金属的耐冲击性。B表征参数：ak（W/m2）5）屈服：金属材料承受载荷，当载荷不再增加或缓慢增加时，仍然发生明显塑性变形，这种现象称为“屈服”，呈现屈服现象的金属材料，在拉伸试验过程中，试样在拉伸力不增加(保

24、持恒定)仍继续伸长时的应力称为屈服点，用s表示。工程上常规定以产生残余塑性变形量为0.2%时的应力作为屈服点。6）疲劳定义：金属材料在变动应力长期作用下所发生的破坏现象叫做疲劳。特点：金属材料疲劳时，会产生裂纹。疲劳破坏有下列特点：A疲劳破坏通常没出现显著的塑性变形，与拉断时明显不同，在破坏之前没有显著的迹象，因此破坏比较突然。B疲劳破坏应力较静负荷下的屈服点，甚至较弹性极限强庹低得多，对于有色金属材料，一般仅为屈服点的1/4左右。C疲劳破坏对应力集中特别敏感，工作不境、金属材料的形状和表面状态的微小变化,均有较大影响。参数：疲劳极限：金属长期以受无限多次反复负荷作用而不断裂时所承受的最大应力

25、，称为疲劳极限。对于低、中碳钢，通常在经受107周次应力变动而不断裂的最大应力值，即作为该材料的疲劳极限，对于有色金属，往往需经108周次或更多次的应力循环后，才能确定其疲劳极限。7）蠕变：在一定温度和一定应力（弹性范围内）作用下，随着时间的持续，金属产生能恢复的变形，称为蠕变。一般的蠕变曲线，即蠕变伸长量与持续时间的关系，呈抛物线，即伸长随时间越来越慢，最后趋向一定值。温度越高，施加应力越大，则蠕变速率越快。8）硬度(1)定义：金属材料对接触表面更硬物体的压入和磨损引起塑性变形的抵抗能力称为硬度。硬度值的大小，不仅取决手金属的成分和组织结构。而且还取决于测量的方法和条件。它是弹性、塑性、塑性

26、变形强化率、强度和韧性等一系列不同物理量的综合性能指标。参数：A布氏硬度(HB)：布氏硬度是用一定直径的钢球，以规定负荷压入试样表面，经规定的保荷时间后卸除负荷，然后测量试样表面的压痕直径，据此计算压痕的球形表面积。单位面积上所承受的力，称为布氏硬度值。B洛氏硬度(HR):C维氏硬度(HV)4抗蚀性：1）定义：金属受周围媒质作用而引起损坏的现象称为金属的腐蚀，金属的耐腐蚀破坏的能力称为抗蚀性。2）类型：化学腐蚀：金属材料与媒质发生化学作用而引的损坏，称为化学腐蚀。常见的化学腐蚀是金属的氧化。氧化膜的性质及生成规律，对金属的抗蚀性有很大影响。电化学腐蚀：金属材料在与电解质溶液相接触时，有电流出现

27、的腐蚀损坏称为电化学腐蚀。在酸、碱、盐溶液和海水中发生的腐蚀，地下金属电缆套的土壤腐蚀，金属在潮湿空气中的大气腐蚀，均属于电化学腐蚀。5工艺性能：金属材料的工艺性能是指金属材料在加工过程中所表现出来的接受加工难易程度的性能。主要有铸造性、可锻性、焊接性以及切削加工性等。第二节 电缆常用金属材料电线电缆常用金属材料的种类及其主要用途见下表。电线电缆常用金属材料的种类及用途金属种类材料形态铜及铜合金纯铜电解铜铜线锭圆线型线带(箔)料熔铸铜线锭，上引法或浸涂法生产无氧铜杆、连铸连轧机组生产光亮铜杆轧制铜杆及铜母线等裸绞线、绝缘电线电缆的导电线芯及编织屏蔽层等电线电缆的导电线芯、电车线、铜母线电缆的屏

28、蔽层、同轴电缆外导体等铜合金圆线型线带材高强度电线的导电线芯、电磁线、架空线等电机换向器用梯排、电车线高压充油电缆护层中的加强层铝及铝合金纯铝铝锭铝线锭圆铝锭圆线型线带（箔）料熔铸铝线锭等轧制铝杆及铝母线等挤制电缆铝护套、铝杆及型线架空输电线、绝缘电线电缆的导电线芯绕组线、铝母线和电车线等电缆的屏蔽层、通信电缆综合护层、同轴电缆外导体等铝合金圆线型线架空输电线及绝缘电线电缆的导电线芯电车线、变压器用换位导线铅及铅合金电力电缆及通信电缆的铅包护层钢钢丝钢芯铝绞制的加强芯、电缆护层中编织或铠装层、特殊电线电缆的导电电线芯加强材料等钢带电缆护层的铠装层、同轴电缆的外屏蔽、通信电缆的综合护层锡制作镀锡

29、铜线银制作镀银铜线镍制作镀镍铜线一、铜及铜合金 铜有良好的导电性、导热性、并有一定的机械强度以及抗大气腐蚀的性能，在冷态和热态下有良好的压力加工的工艺性，所以铜被广泛地应用于电线电缆工业中，大量用于制作电线电缆导电线芯；近几年电线电缆行业每年用铜量多达90100万吨，且呈逐年增加的趋势。铜是紫红色金属，常称紫铜。铜属于重金属，密度为8.89g/cm3，熔点为1084.5。铜具有下列特性：1、导电性和导热性好。铜的导电性仅次于银，居第二位。铜的导热性仅次于金、银居第三位。2、化学稳定性高、抗蚀性好。3、无磁性。4、力学性能较好。铜的抗拉强度为200240MPa，屈服点为6070MPa，伸长率可达

30、50%。5、塑性好，易于加工。铜具有很高的塑性变形能力，可采用压延、挤压和拉伸等压力加工方法制成各种形状和尺寸的制品。6、易于焊接：7、来源可靠，资源比较丰富。作为电线电缆导体材料，通常选用含铜量高于99，90%的工业纯铜。为了提高电导率和改进柔软性，现已广泛采用无氧铜。1阴极铜(俗称电解铜)阴极铜在电线电缆工业中作为初始原材料被大量应用，它用手制造电工圆铜杆和电工用铜线锭。阴极铜要符合国家标准GB/T467-97要求，标准中将阴极铜分为高纯阴极铜和标准阴极铜。高纯阴极铜和标淮阴极铜其化学成分应符合规定。电线电缆用阴极铜一般采用标准阴极铜。2电工用铜线锭.电工用铜线锭用于轧制铜杆或铜型材以作电

31、线电缆的导电线芯和型线，因而对其纯度和物理加工性能有一定的要求：电工用铜线锭必须符合国家标准GB/T468要求，其化学成份必须符合规定。3电工圆铜杆电工圆铜杆用于拉制电线电缆导电线芯所用的圆铜线、型线，其必须符合GB/T3952要求。1、2级圆铜杆应采用符合GB467规定的标准阴极铜制造。黑圆铜杆应采用符合GB468规定的铜线锭或符合GB467规定的标准阴极铜制造。电工圆铜杆按表观和含氧量特征分类可分为无氧铜杆(TW)、光亮圆铜杆(TG)、黑圆铜杆(T)1)无氧圆铜杆的型号型号名称TW-11级无氧圆铜杆TW-22级无氧圆铜杆TWY-11级硬态无氧圆铜杆TWY-22级硬态无氧圆铜杆规格：无氧圆铜

32、杆的规格应符合GB3952的规定，其范围为6.719.0mm。技术要求：1无氧铜杆的尺寸偏差以及f值(圆铜杆垂直于轴线的同一截面的最大和最小直径之差)应符合规定。2抗拉强度和伸长率应符合规定。含氧量：无氧铜杆的含氧量应符合规定：TW1、TWY1含氧量不大于0.0010%TW2、TWY2含氧量不大于0.0020%2)光亮圆铜杆型号：TG1 1级光亮圆铜杆 TG2 2级光亮圆铜杆规格：光亮圆铜杆的规格应符合GB3952.1的规定，其范围为6.3522.0mm技术要求：1光亮圆铜杆的尺寸偏差以及f值要求同无氧铜杆2伸长率TG1 伸长率不小于40%TG2伸长率不小于35%3电阻率TG1 电阻率不大小0

33、.01707TG2 电阻率不大小0.017241·mm2/m其中含氧量为0.04510.0600%时，应在圆铜杆标签上特别标明。3）黑圆铜杆型号：T规格：符合GB3952.1的规定，其范涠为7.219.0mm技术要求：1尺寸偏差：同无氧铜杆2伸长率：应不小于30%3电阻率：黑圆铜杆20时的电阻率应不大于0.017241mm2/m4）电工用铜线坯(GB/T3952-1998)5）电缆用铜带：GB/T110916）铜及铜合金带材：GB/T2059-2000，此标准同时取代以下八个带材标准。GB/T2059-1989纯铜带GB/T2060-2000黄铜带GB/T2062-1989铝青铜带G

34、B/T2066-1989锡青铜带GB/T2071-1989锌白铜带GB/T14594-1993无氧铜板和带(部分)GB/T14595-1993白铜带GB/T14596-1993青铜带7）铜基双金属材料为了改善铜的性能（特别是提高耐蚀性和抗氧化能力）可以制成双金属线。铜基双金属材料多采用热镀和电镀法，在一种金属外连续被覆以一种保护金属。最常用的铜基双金属材料是镀锡和镀银铜线。镀锡铜线耐蚀性好，焊接性好，常用于仪器仪表连接线。镀银铜线电导率高，抗氧化性强，易焊接，可用于耐高温导线。8）铜合金目前由于高温技术的发展，因而一些电机、电器中的导电材料，也要求在高温下具有良好的强度和耐磨性，同时还要延长铜

35、制品的使用期，而达到节约用铜的目的。不论在高温或常温下，要求导电材料均有良好的导电性能。目前铜合金在电缆生产中用于裸电线产品较多。(1) 铜合金：铜中加入少量银可以显著提高软化温度和耐蠕变能力，而电导率下降不多。电线电缆中使用的银铜合金通常含银量为0.1%0.2%，银铜合金具有很好的耐磨性、电接触性和耐蚀性，用以制成电车线的寿命比硬铜线高24倍。除电车线外还可以用于制造通信电缆线芯和其它高耐磨性导线。银铜合金的抗拉强度为350450MPa，伸长率为2%4%，硬度为95100HBS，电导率为96%IACS，退火温度为280，在290时抗拉强度虽增加，但电导率下降，如含银量为3.5%4.4%的银铜

36、合金经冷加工后，抗拉强度可达850Mpa，电导率降为80%IACS。(2)铜合金：铜中加入1%的镉制成的镉铜合金，通过冷拉具有较高的抗拉强度(600MPa)耐磨性，其硬度为100150HBS电导率为85%IACS。镉铜用以制造大跨距架空导线、高强度绝缘导线、通信线、滑动接触导线等。(3)土铜合金：是在铜中加入铈、镧或混合稀土金属的合金，可与银铜相媲美，是一种较有前途的铜合金。铜中加入稀土元素，不仅可使晶粒细化，改善工艺性能，带可以提高铜的耐热性，同时具的较高的导电性。稀土铜合金抗拉强度为350456MPa，伸长率为2%4%，电导率为96%IACS，硬度为95110HBS，退火温度280，用于制

37、造高耐磨、耐热、高导电的电线。铍铜合金：铍铜合金具有高的强度、硬度和弹性极限，并且还具有良好的耐蚀、耐磨、耐疲劳、导电性、导热性、无磁性以及受冲击时不产生火花等特性。铍铜在淬火状态下有极高的塑性，易于加工成各种型材和复杂形状的元件。铍铜合金的抗拉强度为13001470MPa，伸长率为1%2%，电导率为22%25%IACS，可用于垮度大的通讯和媒烟多的地区的架空线。二、铝及铝合金由于铜在工业生产中用途极为广泛，而铜资源在世界上并不丰富，因而目前单靠作为导电材料已不能满足日益发展的生产需要。因此，在二十世纪初，已开始用铝作为电气材料。这是因为铝的电导率仅次于金、银铜，而铝矿资源极为丰富。现在铝及铝

38、合金在电线电缆工业中主要应用于：架空线用铝绞线及钢芯铝绞线，绝缘电线电缆的铝导电线芯；铝型线以及电缆的铝屏蔽层、铝保护层；铝塑综合护层等。铝是银白色轻金属。作为电线电缆导电线芯应采用含铝量99.5%以上的电工用铝。导电用铝的性能和主要特点是：1、导电性好，铝的电导率约为铜的62%2、导热性好。3、耐腐蚀性良好。铝在大气中极易与氧作用生成一层牢固致密的氧化膜，可防止铝继续氧化。因此，铝在大气环境中具有较好的耐蚀性。4、纯铝的力学强度一般。5、塑性好，可用压力加工方法制成各种形状的产品。6、密度小，价格便宜，来源可靠。铝作为导电材料主要缺点就是抗拉强度低一些，焊接性差。工业用纯铝的物理性能,见表1

39、所示。表1项目数值熔点（）658沸点（）1800比重（密度）（20）（g/cm3）2.7线膨胀系数（1/）2.3×10-6抗拉强度（N/mm2）80-85（软）伸长率（%）32-40（软）弹性模数（N/mm2）63000电阻率（·mm2/m）（20）0.028264（硬）电导率（%IACS）61（硬）1、重熔用电工铝锭：重熔用电工铝锭可用于加工成电工圆铝杆或铝线锭后，再制造电线电缆导电线芯。执行标准：GB/T12768-91化学成分：1） 重熔用电工铝锭的化学成分应符合表2的规定。表2型号化 学 成 分 %Al不小于杂质含量不大于SiFeCuV+Gr+Mn+Ti总合A199

40、.70E99.700.080.200.0050.010.30A199.65E99.650.10.250.010.010.352）钒、铬、锰、钛不做常规分析，但必须保证符合上表中有关条款的规定，需方有要求时可提供数据。3）铁硅比不小于1.3外观：电工铝锭的外观应符合GB1196的规定。外形和重量：重熔用电工铝锭外形几何尺寸不作统一规定，但锭形应符合GB1196-93的规定，每块重为15（或20）±2kg。标志：每块重熔用电工铝锭应标明供方标志、熔炼号和批号。按不同的牌号，重熔用电工铝锭颜色标志如下：A199.70E一道绿色竖线；A199.65E二道绿色竖线2、重熔用铝锭:执行标准：GB

41、/T1196-93外观：铝锭应呈现银白色；铝锭表面应无飞边、夹渣和较严重的气孔。锭重和锭型：每块铝锭重为1522kg。铝锭锭型应适合于保管、包装、运输的需要。标志及牌号：见表3 铝锭牌号颜色标志铝锭牌号颜色标志Al99.85二道红色横线Al99.60二道红色竖线Al99.80一道红色横线Al99.50三道红色竖线Al99.70一道红色竖线Al99.00四道红色竖线3、电工圆铝杆：电工圆铝杆是用于拉线、型铝线和其他电工用铝导体。电工圆铝杆按材料化学成分分为纯铝电工圆铝杆和稀土铝电工圆铝杆。执行标准：GB/T3954-2001型号状态和直径：见表4 品种型号状态直径mm纯铝电工圆铝杆A09.020

42、.0A2、A4、A6、A8H112稀土铝电工圆铝杆RE-A0RE-A2、RE-A4、RE-A6、RE-A8H112力学性能和电性能：电工圆铝杆的力学性能和电性能应符合表5 的规定。型号抗拉强度MPa伸长率%不小于电阻率（20）N·mA及RE-A60802527.55A2及RE-A2801101227.85A4及RE-A4951151028.01A6及RE-A6110130828.01A8及RE-A8120150628.01表面质量：电工圆铝杆应圆整,尺寸均匀。电工圆铝杆表面应清洁，不应有摺边、错圆、裂绒、夹杂物、扭结等缺陷，及其他对使用有害的缺陷，允许有轻微的机械擦伤、斑疤、麻坑、起

43、皮或飞边等。4、护套用铝及铝带：铝的密度不到铅的1/4，但强度却几乎是铅的5倍。在导电、导热、屏蔽性能等方面，铝比铅好。铝的熔点高达658，约为铅的2倍。所以如果用熔融铝来压制铝套，就会烫伤电缆的绝缘层，而且由于铝是很活泼的金属,在高温下与铁反应将导致挤出机内部的零件很快被侵蚀。这个难题直到上世纪50年代才得以解决。人们把铝坯预热到500左右的非熔融状态，并且用很大的压力(5000MPa)直接把铝坯包在电缆线芯上，作为电缆的密封铝套。与铅套一样,铝套也具有完全的密封性,也可用作低绝缘电缆和护套。在其它性能方面，例如耐蠕变性和耐振动疲劳特性，铝套还优于铅护套。因此，在高落差和振动场所使用时，无须

44、采取特别措施。铝的机械强度比铅高，因此在自容式无油电缆和地下直接埋设的场合，无须用金属铠装来增强。铝的电导率比铅约高7倍，因此它不仅有良好摒决策和耐腐性，而且可以作为接地保护的第4芯。铝护套厚度还可做得比铅护套薄，便于运输和施工，价格也便宜。所以作为密封护套材料，以铝代铅是技术发展的方向。电线电缆生产企业根据需要可按GB8544铝及铝合金带材标准选用。5、铝塑复合带:钳塑复合带具有良好的防潮性、屏蔽性、耐蚀性和柔软性：因而广泛地用于制造通信电缆、光缆的屏蔽和挡潮层。执行标准:YD/T723.2-94型式代号：本标准规定的产品型式代号，见表6产品名称型式代号聚乙烯单面铝塑复合带YL聚乙烯双面铝塑

45、复合带YLY共聚物型单面铝塑复合带EL共聚物型双面铝塑复合带ELE规格：铝塑复合带的规格应符合表7规定型式代号铝带标称厚度mm铝塑复合标称宽度mm铝塑复合带标称长度mYLYLYELELE0.10、0.15、0.20290按用户要求1020120013004002030223060024002600技术要求：1)原材料：铝塑复合带用铝带应符合GB8544规定。本标准规定采用牌号L1、L2、L3，状态M，厚度规格0.10、0.15、0.20mm的铝带，公差不大于±8%；塑料层VL或YLY型铝塑复合带的塑料层应当用低密度聚乙烯树脂制成，低密度聚乙烯树脂应符合GB11115规定，且宜采用优级

46、重膜料和优级涂层料。制作时，允许在聚乙烯塑料层与铝带之间放置一层符合有关规定的共聚物树脂：:EL或ELE型铝塑复合带的塑料层通常用乙烯丙烯酸共聚物（EAA）和乙烯甲基丙烯酸共聚物（EMAA）等制成。2）外观：铝塑复合带表面应平整、光滑、均匀、无杂质、无折皱、无花斑、以及无其他机械操作缺陷；未分切的铝膜复合带侧边允许有2mm至5mm的塑料摸保护，侧边应平整，无卷边、缺口、毛刺等缺陷，层间错位不大于5mm；分切的铝塑复合带的侧边应平整，侧边不平度不大于2mm，并且端面无卷边、缺口、毛刺和其他机械损伤。拉出时，边缘应无明显的波浪花形（俗称荷叶边）。6、铝合金: 铝合金主要用作电线电缆的导体，与纯铝相

47、比、一般具有较高的机械性能，耐热性能也有一定的提高，但电导率略有下降，目前正在研究开发高电导率的铝合金，因此导体用铝合金在电线电缆生产中的应用已日益广泛，今后并将继续向高强度，高电导率和耐热方向发展。下面介绍三种常用的导电铝合金。1）高强度的铝合金：（1）)铝镁硅（AL-Mg-Si）合金 这是一种热处理的铝合金，各国均已广泛使用，便其化学成分都不完全相同。铝镁合金其它高强度导电铝合金在国外作为提高机械强度的导电铝合金品种很多，例如：铝铁钴，铝铁，铝镁铜铁、铝镁铜硅等，使用于布电线、电磁线、通信线的导体以及母线等。2）耐热铝合金 这类铝合金近来开发较多，例如:铝锆合金，特高耐热合金（国外型号为U

48、TAL），高电导耐热铝合金TAL及STAL。3）常用导电铝合金的成分和性能应符合表8规定表8 三、导体镀层用金屈:1锡：锡是银白色咯带蓝色的金属。我国锡贮量居世界第一位。是人类使用锡最早的国家。锡的密度为7.30g/cm3，熔点230，电导率为15%IACS，居金属中第18位。锡的抗拉强度较低，仅为17N/mm2，伸长率为80%90%。在电线电缆生产中，锡多用于铜线和钢丝的保护镀层,其基本作用在于防止腐蚀。镀锡铜线一般用于制造橡皮绝缘的电线电缆。橡皮中含有硫，硫和铜作用生成硫化铜，这样会使橡皮变质(发粘、老化)，使铜线芯电阻增加，力学强度下降。铜线镀锡的目的就是为了避免这些现象发生、延长电统使

49、用寿命。锡在大气条件下极其稳定。锡是中性全属，在强碱性和强酸性溶液中可迅速腐蚀而在稀碱溶液中腐蚀却极微。用于制造镀锡线表面镀锡层的电线电缆用锡应符合GB/T728-1998。2锌：锌也是电线电缆工业常用的金属之一。主要用于钢丝、钢带的镀层，用以防止钢铁材料的腐蚀。也可用于铁导体防蚀层。锌是蓝自色金属，密度为7.4g/cm，熔点420。锌的电阻率为0.05911mm2/m，锌的抗拉强度在冷加工时为12070N/mm2,退火时为70110N/mm2,伸长率在冷加工时为10%20%，退火时为40%5o%。锌具有相当好的耐蚀性和力学性能，易于压力加工，但有较大蠕变性。锌的防腐蚀性是电线电缆应用技术中最

50、需要的一种性能，在干燥的大气中或露天情况下，锌的腐蚀极微。锌在淡水中比较稳定，在酸性和碱性盐溶液中则会被强烈腐蚀。锌锭：执行标准:GB/T470-19973银：银属于贵金属，具有自色光泽。除金之外，在所有金属中银的导电性及导热性最高。在贵全属中银的密度较小，熔点较低,具有较好的耐蚀性和良好的塑性，极易拉制成极细的银丝，很易于焊接。银在电缆应用技术中圭要用于镀层和包覆层，如制造银包铜线和镀银铜线等。它是制造耐高温导体的优良材料。镀银铜线一般用于制造电线电缆的导电线芯、编织层及其它电气设备。银的基本性能如下：1）导电性：银的电导率最高，为108%IACS。电阻温度系数为0.00411(0100)。

51、银中含有杂质(如AS、SB、GA)时，电导率明显下降。2）力学性能：银的弹性模量为8050N/mm2。屈服点加工态为310MN/m2，退火态为55MN/m2。抗拉强度(加工态)为380N/mm2。伸长率(加工态)为3.5%，(退火态)为435o%。3）化学稳定性：在常温下，银在空气中不氧化，但在臭氧存在时，则易被空气氧化。在200以下时，银能与氧生成氧化银。超过200时，氧化银就分解，温度越高，分解越快，到400时明显分解。因此在高温下银的氧化物不可能存在。在潮湿空气中，银易被硫磺或硫化氢腐蚀，生成黑色的硫化银，使银表面变黑。银锭：执行标准:GB/T4135-1994四、电缆铠装用金属：在裸电

52、线产品是，为了弥补铝强度较低的弱点，因而在某些产品要求强度高的场合下用钢铁材料来进行补强。钢芯铝绞线就是在铝绞线中间增加一定数量的钢丝线芯制成的。电缆护层是为了使电缆能适应各种使用环境的要求所施加的保护覆盖层，因为正确设计、合理选用、精心制造电缆护层能保障电缆的安全运行和延长电缆的使用寿命。电缆护层一般可分为内护层和外护套两类，外护套主要是增加电缆的强度在敷设和运行中可以承受一定的外力作用，抵御可能遇到的机械操作和腐蚀或兼其他特种作用的保护覆盖层以延长电统的使用寿命。钢带和钢丝是制造外护层常用的全属材料。1、钢带：铠装电缆用钢带是经螺旋状绕包在电缆上作为铠装的钢带，起机械保护或电磁屏蔽作用，一

53、般用冷轧低碳钢带。为提高电缆铠装钢带的防腐蚀性能，在国标CB2952-89电缆外护层中，要求必须镀锌或涂漆处理、联锁铠装用钢带应镀锌。我国规定铠装用钢带的厚度为0.2、0.3、0.5、0.8、1.0mm五种规格，宽度为10、15、20、25、35、40、45、50、55、60mm11种规格，可根据铠装前的电缆直径的大小来选用。镀锌钢带应符合YB/T024-92的规定。一般镀锌钢带的锌层重量庄不低于80g/m2,而联锁铠装用镀锌钢带锌层重量应不低于275g/m2。涂漆钢带应符合YB/T024-92的规定，涂漆钢带的漆膜厚度(单面)应不小于8mm。钢塑复合带应符合CB2952.1-89中附录B的规

54、定。（一）铠装电缆用钢带：铠装电缆用钢带包括铠装电统用冷轧钢带、镀锌钢带和涂漆钢带。执行标准：YB/T024-92技术要求：1）牌号和化学成分：钢带采用Q215轧制，其化学成分(熔炼分析)应符合GB700的规定。根据需方要求，亦可采用Q195、Q235或其它牌号的钢轧制。2）冷轧钢带：冷轧钢带以退火状态交货，拉强度应不小于300MPa，伸长率应不小于20%。3）锼锌钢带：锌层重量应不小于表中规定。代号三点试器平均值三点试硷最小值双面双面单面R20020017068R27s27523094R350350300120D808068A、镀锌钢带表面锬层应均匀完整不得有锌层剥落、裂纹、腐蚀和漏镀；允许

55、有个别的漏镀点。B、热镀锌钢带应进行硫酸铜溶液试验。试样侵入溶液中60S后，表面不应出现挂铜。C、镀锌钢带采用纵向试样180°的弯曲试验。弯曲处，镀层不得有粉碎和剥落。4）涂漆钢带漆膜厚度(单面)应不小于8mm。涂漆钢带表面漆膜应均匀连续不得有漏涂；允许有轻微的流挂和擦伤。涂漆钢带应能承受耐酸、耐碱、耐盐和耐腐蚀试验。试验后，试样的漆膜应符合表中的规定。试液合格指标5%盐酸溶液漆膜完整。允许有不大于试样总面积30%的漆膜剥落（表面小气孔不计）3%氢氧化钠溶液漆膜完整。允许有距试样剪切边不大于5mm漆膜剥落。5%氯化钠溶液A、涂漆钢带应能承受200的时热试验。B、涂漆钢带应能承受-20的时低温试验。C、涂漆钢带应能承受反复弯