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电线电缆最基本的一些知识  

2010-04-12 10:14:34|  分类: 电线电缆 |  标签: |举报 |字号 订阅

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电线电缆最基本的一些知识 - 万般皆缘 - 老丁的博客

一、总论

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。传输电流类的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六大类:(1)裸线类(2)电磁线(漆包线)(3)电

力电缆(4)电气装备用电线电缆(5)通信电线电缆(6)光缆

以下我主要介绍一下这两大类产品相关的基础知识。

 

二、电缆基本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,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。

以下对电力电缆的结构单元作一简单的介绍。

1)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0.017241Ω.mm2/m20℃时),铝导体的的电阻率要求不小于0.028264Ω.mm2/m20℃时)。

2)耐火层:

只有耐火型电缆有此结构。其作用是在火灾中电缆能经受一定时间,给人

们逃生时多一些用电的时间。现在使用的材料主要是云母带。火灾中,电缆会很快燃烧,因云母带的云母片耐高温,且又有绝缘作用,在火灾中能保护导体运行一定时间。

3)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。

4)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。

5)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。

6)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。

7)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。

8)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。

 

 

关于电线电缆的型号

电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线,没有绝缘的称为裸电线,其他的称为电缆;导体截面积较大的(大于6平方毫米)称为大电线,较小的(小于或等于6平方毫米)称为小电线,绝缘电线又称为布电线。

电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。

电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆等等。它们都是由多股导线组成,用来连接电路、电器等。

额定电压8.7/15kV”——使用场合/电压等级

“阻燃”——强调的特征

“铜芯”——导体材料

“交联聚乙烯绝缘”——绝缘材料

“钢带铠装”——铠装层材料及型式(双钢带间隙绕包)

“聚氯乙烯护套”——内外护套材料(内外护套材料均一样,省写内护套材料)

“电力电缆”——产品的大类名称

与之对应的型号写为ZR-YJV22-8.7/15,型号的写法见下面的说明。

裸导体制品除外。裸电线及裸导体制品类、电力电缆类、电磁线类产品不表明大类代号,电气装备用电线电缆类和通信电缆类也不列明,但列明小类或系列代号等。

7项是各种特殊使用场合或附加特殊使用要求的标记,在“-”后以拼音字母标记。有时为了突出该项,把此项写到最前面。如ZR-(阻燃)NH-(耐火)WDZ-(低烟无卤、企业标准)-TH(湿热地区用)FY-(防白蚁、企业标准)等。

数字标记 铠装层 外被层或外护套

1 联锁铠装 纤维外被

2 双层钢带 聚氯乙烯外套

3 细圆钢丝 聚乙烯外套

4 粗圆钢丝

5 皱纹(轧纹)钢带

6 双铝(或铝合金)

8 铜丝编织

9 钢丝编织

母线)、电力电缆(塑料线缆、油纸力缆(基本被塑料电力电缆代替)、橡套线缆、架空绝缘电缆)、分支电缆(取代部分母线)、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。

2、信息传输系统

用于信息传输系统的电线电缆主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。

3、机械设备、仪器仪表系统

此部分除架空裸电线外几乎其他所有产品均有应用,但主要是电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等。

电缆桥架适合于何种场合? 答:电缆桥架适用于一般工矿企业室内外架空敷设电力电缆、控制电缆,亦可用于电信、广播电视等部门在室内外架设。

4、电缆附件有哪些? 答:常用的电附件有电缆终端接线盒、电缆中间接线盒、连接管及接线端子、钢板接线槽、电缆桥架等。

5、什么叫电缆中间接头? 答:连接电缆与电缆的导体、绝缘屏蔽层和保护层,以使电缆线路连接的装置,称为电缆中间接头。

H橡胶,V聚氯乙烯,YJ交联聚乙烯 ,Y聚乙烯

三、导体材料代码-不标为铜,L为铝;

四、内护层代码-Q铅包,L铝包,H橡套,V聚氯乙烯护套

五、派生代码-D不滴流,P干绝缘;

六、外护层代码

七、特殊产品代码-TH湿热带,TA干热带;

八、额定电压-单位KV

模拟信号

5KVVP:聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆 用途:电器、仪表、配电装置的信号传输、控制、测量

6RVV227IEC52/53 聚氯乙烯绝缘软电缆 用途:家用电器、小型电动工具、仪表及动 力照明

7AVVR 聚氯乙烯护套安装用软电缆

8SBVV HYA 数据通信电缆(室内、外)用于电话通信及无线电设备的连接以及电话配线网的 分线盒接线用

9RVRVP 聚氯乙烯绝缘电缆

10RVSRVB 适用于家用电器、小型电动工具、仪器、仪表及动力照明连接用电缆

11BVBVR 聚氯乙烯绝缘电缆 用途:适用于电器仪表设备及动力照明固定布线用

12RIB 音箱连接线(发烧线)

13KVV 聚氯乙烯绝缘控制电缆 用途:电器、仪表、配电装置信号传输、控制、测量

14SFTP 双绞线 传输电话、数据及信息网

15UL2464 电脑连接线

16VGA 显示器线

17SYV 同轴电缆 无线通讯、广播、监控系统工程和有关电子设备中传输射频信号(含综合用同轴电缆)

18SDFAVPSDFAVVPSYFPY 同轴电缆,电梯专用

19JVPVJVPVPJVVP 铜芯聚氯乙烯绝缘及护套铜丝编织电子计算机控制电缆铜合金主要为提高铜的耐磨性,耐腐蚀性及机械物理性能。

2、银

金属导电性及导热性最高,具有良好的耐腐蚀性及耐氧化性,易于焊接;主要用于镀层和包复层;主要用做耐高温线及(注:依照集肤效应原理)用做高频通讯电缆导体。

3、铝

导电性仅次于银、铜、金;导热性好,耐腐蚀性好,机械强度一般,塑性好,比重小。缺点是抗拉强度低,不易焊接。铝合金主要为提高铝的机械强度,耐热性及可焊性。

4、金,镍

用做耐高温线。

5、铁(钢)

常作复合导体的加强材料,如钢芯铝较线,铜包钢,铝包钢线等。

6、锌

用做钢丝/钢带/铁导体的镀层,用以防腐蚀。

7、锡

用做钢丝/铜线的镀层,用以防腐蚀,并有利于铜线的焊接。

铁路或道路交叉时应穿管保护,保护管应伸出轨道或路面2m以外。

4、电缆与建筑物基础的距离,应能保证电缆埋设在建筑物散水以外;电缆引入建筑物时应穿管保护,保护管亦应超出建筑物散水以外。

5、直接埋在地下的电缆与一般接地装置的接地之间应相距0.25~0.5m;直接埋在地下的电缆埋设深度,一般不应小于0.7m,并应埋在冻土层下。

化工技术;纤维材料的绕包、编织等的纺织技术,到金属材料的绕包及金属带材的纵包、焊接的金属成形加工工艺等等。

电线电缆制造所用的各种材料,不但类别、品种、规格多,而且数量大。因此,各种材料的用量、备用量、批料周期与批量必须核定。同时,对废品的分解处理、回收,重复利用及废料处理,作为管理的一个重要内容,做好材料定额管理、重视节约工作。

电线电缆生产中,从原材料及各种辅助材料的进出、存储,各工序半成品的流转到产品的存放、出厂,物料流量大,必须合理布局、动态管理。

3.专用设备多

电线电缆制造使用具有本行业工艺特点的专用生产设备,以适应线缆产品的结构、性能要求,满足大长度连续并尽可能高速生产的要求,从而形成了线缆制造的专用设备系列。如挤塑机系列、拉线机系列、绞线机系列、绕包机系列等。

电线电缆的制造工艺和专用设备的发展密切相关,互相促进。新工艺要求,促进新专用设备的产生和发展;反过来,新专用设备的开发,又提高促进了新工艺的推广和应用。如拉丝、退火、挤出串联线;物理发泡生产线等专用设备,促进了电线电缆制造工艺的发展和提高,提高了电缆的产品质量和生产效率。

二、电线电缆的主要工艺

电线电缆是通过:拉制、绞制、包覆三种工艺来制作完成的,型号规格越复杂,重复性越高。

1.拉制

在金属压力加工中.在外力作用下使金属强行通过模具(压轮),金属横截面积被压缩,并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉制。

拉制工艺分:单丝拉制和绞制拉制。

2.绞制

为了提高电线电缆的柔软度、整体度,让2根以上的单线,按着规定的方向交织在一起称为绞制。

绞制工艺分:导体绞制、成缆、编织、钢丝装铠和缠绕。

3.包覆

根据对电线电缆不同的性能要求,采用专用的设备在导体的外面包覆不同的材料。包覆工艺分:

A.挤包:橡胶、塑料、铅、铝等材料。

B.纵包:橡皮、皱纹铝带材料。

C.绕包:带状的纸带、云母带、无碱玻璃纤维带、无纺布、塑料带等,线状的棉纱、丝等纤维材料。

D 浸涂:绝缘漆、沥青等

 

三、塑料电线电缆制造的基本工艺流程

1.铜、铝单丝拉制

电线电缆常用的铜、铝杆材,在常温下,利用拉丝机通过一道或数道拉伸模具的模孔,使其截面减小、长度增加、强度提高。拉丝是各电线电缆公司的首道工序,拉丝的主要工艺参数是配模技术。

2.单丝退火

铜、铝单丝在加热到一定的温度下,以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度,以符合电线电缆对导电线芯的要求。退火工序关键是杜绝铜丝的氧化.

3.导体的绞制

为了提高电线电缆的柔软度,以便于敷设安装,导电线芯采取多根单丝绞合而成。从导电线芯的绞合形式上,可分为规则绞合和非规则绞合。非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等。

为了减少导线的占用面积、缩小电缆的几何尺寸,在绞合导体的同时采用紧压形式,使普通圆形变异为半圆、扇形、瓦形和紧压的圆形。此种导体主要应用在电力电缆上。

4.绝缘挤出

塑料电线电缆主要采用挤包实心型绝缘层,塑料绝缘挤出的主要技术要求:

41.偏心度:挤出的绝缘厚度的偏差值是体现挤出工艺水平的重要标志,大多数的产品结构尺寸及其偏差值在标准中均有明确的规定。

42.光滑度:挤出的绝缘层表面要求光滑,不得出现表面粗糙、烧焦、杂质的不良质量问题

43.致密度:挤出绝缘层的横断面要致密结实、不准有肉眼可见的针孔,杜绝有气泡的存在。

5.成缆

对于多芯的电缆为了保证成型度、减小电缆的外形,一般都需要将其绞合为圆形。绞合的机理与导体绞制相仿,由于绞制节径较大,大多采用无退扭方式。成缆的技术要求:一是杜绝异型绝缘线芯翻身而导致电缆的扭弯;二是防止绝缘层被划伤。

大部分电缆在成缆的同时伴随另外两个工序的完成:一个是填充,保证成缆后电缆的圆整和稳定;一个是绑扎,保证缆芯不松散。

6.内护层

为了保护绝缘线芯不被铠装所疙伤,需要对绝缘层进行适当的保护,内护层分:挤包内护层(隔离套)和绕包内护层(垫层)。绕包垫层代替绑扎带与成缆工序同步进行。

7.装铠

敷设在地下电缆,工作中可能承受一定的正压力作用,可选择内钢带铠装结构。电缆敷设在既有正压力作用又有拉力作用的场合(如水中、垂直竖井或落差较大的土壤中),应选用具有内钢丝铠装的结构型。

8.外护套

外护套是保护电线电缆的绝缘层防止环境因素侵蚀的结构部分。外护套的主要作用是提高电线电缆的机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人、阻止电缆燃烧等能力。根据对电缆的不同要求利用挤塑机直接挤包塑料护套。

 

常见的电缆故障有哪些?

电缆线路常见的故障有机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等。当线路发生上述故障时,应切断故障电缆的电源,寻找故障点,对故障进行检查及分析,然后进行修理和试验,该割除的割除,待故障消除后,方可恢复供电。

电缆故障最直接的原因是绝缘降低而被击穿.

主要有:

a、超负荷运行.长期超负荷运行,将使电缆温度升高,绝缘老化,以致击穿绝缘,降低施工质量.

b、电气方面有:电缆头施工工艺达不到要求,电缆头密封性差,潮气侵入电缆内部,电缆绝缘性能下降;敷设电缆时未能采取保护措施,保护层遭破坏,绝缘降低.

c、土建方面有:工井管沟排水不畅,电缆长期被水浸泡,损害绝缘强度;工井太小,电缆弯曲半径不够,长期受挤压外力破坏.主要是市政施工中机械野蛮施工,挖伤挖断电缆.

d、腐蚀.保护层长期遭受化学腐蚀或电缆腐蚀,致使保护层失效,绝缘降低.

e、电缆本身或是电缆头附件质量差,电缆头密封性差,绝缘胶溶解,开裂,导致站出现的谐振现象为线路断线故障使线路相间电容及对地电容与配电变压器励磁电感构成谐振回路,从而激发铁磁谐振.

断线故障引起谐振的危害

断线谐振在严重情况下,高频与基频谐振叠加,能使过压幅值达到相电压[P]2.5,可能导致系统中性点位移,绕组及导线出现过压,严重时可使绝缘闪络,避雷器爆炸,电气设备损坏.在某些情况下,负载变压器相序可能反转,还可能将过电压传递到变压器的低压侧,造成危害.

防止断线谐振过压的措施

防止断线谐振过压的主要措施有:

(1)不采用熔断器,避免非全相运行.

(2)加强线路的巡视和检修,预防断线的发生.

(3)不将空载变压器长期挂在线路上.

(4)采用环网或双电源供电.

(5)在配变侧附加相间电容,

其原理是:采用电容作为吸能元件来吸收暂态过程中的能量,从而降低冲击扰动强度以抑制谐振的发生.s(o+ 3C,,) 1C.,在配变侧附加相间电容△C,使8[Co+ 3(C U+ A0)/Ca增大,从而增大等值电容C和等值电动势Eo所需电容值可根据文献[6]中方法求出.(6)采用励磁特性较好的变压器有助于减少断线过压的发生几率.

 

 

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