培训-电线电缆制造基础知识

电线电缆制造基础知识2014-8第一章电线电缆产品总论第一节电线电缆在社会发展中的重要作用第二节电线电缆产品的分类一.电线电缆产品的应用领域二.电线电缆产品的分类方法第三节电线电缆产品命名和型号一.电线电缆产品的命名二.电线电缆产品的型号第一章电线电缆产品总论

电线电缆是用以传输电力、传递信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。第一节电线电缆在社会发展中的重要作用

电缆行业历来把电力系统用的电线电缆比作人体的血管；将信息系统用的电线电缆比作人体的神经；将制成电机、仪表绕组（线圈）用的电磁线比作心脏的重要部件。第一节电线电缆在社会发展中的重要作用1.电线电缆是量大面广，用途遍及所有领域的一大类产品。2.电线电缆是任何与电有关的设备和用电场合必须的产品。

●所有工农业体系、交通工程体系的发展及与电有关的设备、器件的扩展都需要电线电缆产量的增加。●所有行业、系统、设备和器件的开发、创新都会要求电线电缆行业加以配合。第一节电线电缆在社会发展中的重要作用3.电线电缆产品安全可靠运行的重要性。

●电线电缆产品一般是不能维修的，只能更换。●电线电缆线路中，一旦因外力或产品老化发生损坏，就会涉及一大片。●据统计，我国历年的电气火灾事故中，与电线电缆有关的占80%以上。第二节电线电缆产品的分类一.电线电缆产品的应用领域（三大领域）1.电力系统电力系统中输、配、供各级采用了大量的、不同电压等级的电线电缆网络作为传输电能的载体。主要产品包括架空输电线用裸导线、汇流排、电力电缆以及用电设备用的电气装备用电线电缆。约占整个线缆工业总量的60%以上。2.信息传输系统信息系统必须全国联网，世界联网，这是与电力系统根本的区别。产品包括如市内电话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电路、光纤光缆等。3.电工装备、电器、仪表内部用电线电缆在电力和信息二大系统中，从系统的源头，经过系统中无数大小节点到用户终端，使用着无数的电工装备、电气和仪表。所有这些装备中必然使用大量的电线电缆。这一领域按其电线电缆功能又可分为二类

●一类是用于电力机械、变电设备、各种电动工具、仪器仪表等内部作为电磁能量转换用的，即制作线圈用的电磁线（绕组线）●一类是在电工、电子、通信设备、开关柜以及仪器仪表、家用电器等装置中作为各元器件的连接线。第二节电线电缆产品的分类二.电线电缆产品的分类方法（一）产品分类的层次电线电缆按照大类、小类、系列、品种、规格等层次进行划分。1）大类区分的原则：从产品的应用领域出发，兼顾产品工艺的学科相近性、专用设备的共用性等因素。2）小类区分的原则：仍以产品使用领域的相近性为主，但小类的划分不像大类那么明确。3）系列是指用途、结构、材料基本相同或相似的产品。4）品种是产品的基点，一个品种有一个名称、一个型号，相互对应。5）规格是指某一个品种中结构尺寸大小或结构组成多少的变化。第二节电线电缆产品的分类（二）电线电缆产品的五个大类1.裸电线与裸导体制品主要特征：产品都是无绝缘层的导体制品。其生产工艺的技术学科是有色金属的压力加工，如压延、拉制和绞合。2.电力电缆产品是供电系统从超高压到低压各电压等级的输电、变电、配电和供电线路用。其次是强电传输，即传输电流很大、高电压，因此是高电压绝缘中最具有代表的产品。产品的主要技术性能是：导体的导电能力（载流量）、整体结构的热平衡性、电动应力承受能力、机械承受能力。第二节电线电缆产品的分类3.电器装备用电线电缆是进入用户末端用电线路和各种用电设备用的一大类品种，品种最为繁多。主要产品技术特性：柔软性、耐温性、耐气候性、抗各种电磁干扰的屏蔽性。工艺角度：除了导体、绝缘、护套材料的多样性要求外，结构的微细化也是工艺技术上的难点。4.通信电缆与光缆行业中将此大类又划分为三个大类，即通信电缆、光缆、电子线缆。其技术学科是电磁波的有线传输理论，即要求将以极高速率传输的信息准确、清晰的传递至接收方。主要产品特性：导电率高、绝缘电阻高、介电常数很小、高屏蔽性以及结构尺寸的均匀性、一致性。第二节电线电缆产品的分类5.电磁线（绕组线）主要用途：用于电机、电器、仪表、变压器以及电极磁场发生器中的绕组线圈用。产品按绝缘构成：分为漆包线和绕包线两个小类。主要技术特性：导电、绝缘性外，还有安装要求（如耐温等级、柔软性、耐刮性）、与周围材料的化学相容性。第二节电线电缆产品的分类第三节电线电缆产品的命名和型号一.电线电缆产品的命名1.产品名称中应包括的内容：（1）主要应用场合或所属大类、小类名称；（2）主要结构材料或结构型式，结构越复杂，名称越长（3）重要的附加特性或特征。2.产品名称的顺序通常是：从内到外说明导体、绝缘、内护层、铠装层、外护套的材料，然后是附加特征或类别名称。但也有将附加特征或其他需要强调的特性、用途放在最前面的表达方式。3.产品名称中在不会发生混淆的前提下可以适当省略或简化。4.值得说明的是电线与电缆并无严格区别，国内外均如此。一般的习惯是把没有绝缘层的裸电线或虽有绝缘，但结构较简单或产品直径细的、芯数少的称为电线，反之则称为电缆。上述区别也只是概念性的相对而言，实际上主要是该类产品刚出现的命名决定的，以后就按照“约定俗成”的习惯沿用。二.电线电缆产品的型号因产品名称很长，表达起来很麻烦，因此几乎所有工业产品都制定型号来简便的表达。型号实质上就是产品品种的代号，一个品种有一个产品名称、一个型号，一一对应。第三节电线电缆产品的命名和型号（一）型号的编制方法1.1~5项和第7项以汉语拼音字母大写表示、高分子材料以英文商品名的首位字母表示；第6项一般以阿拉伯数字表示。2.在型号编制中，采用适当的省略原则，但制订的型号应具有单一性和不混淆性。3.第6项中的派生是指同一品种、统一规格的产品中有部分变化。4.第5项的结构特征通常是指特殊的结构形状。5.第7项的使用特征是各种特殊使用场合和附加特殊使用要求的标记，是在型号后加半划线后以汉语拼音字母标清。第三节电线电缆产品的命名和型号电线电缆产品的生产特征：

1原材料用量大、种类多、要求高

2工艺范围广、专用设备多比如挤塑机的分类

3生产过程的连续性强归纳如下：

1材料保证了产品的先天素质

2设备是实现工艺技术要求的保证，又是提高生产效率的关键手段。

3上述两项的实现要狠抓生产管理和现场工艺纪律。

4线缆产品质量控制的关键应是“自检”、“互检”和中间检查。出厂产品检测是制造厂交给用户的保证书。第二章电线电缆各大类产品介绍第一节裸电线与裸导体制品一.裸单线二.裸绞线三.软接线与编织线四.型线与型材第二节电力电缆一.电力电缆简介二.电力电缆的产品第三节电气装备用电线电缆一.电气装备用电线电缆简介二.电气装备用电线电缆产品举例第二章电线电缆各大类产品介绍

第四节电磁线（绕组线）一.电磁线综述二.电磁线产品简介

第五节通信电缆与光缆一.概述二.通信电缆三.电子线缆二.光纤与光缆第二章电线电缆各大类产品介绍

第一节裸电线与裸导体制品

仅有导体而无任何绝缘层的产品统称为裸电线与裸导体制品。在使用中，为保证电流沿导线方向流动，必须在安装时加上外部的绝缘，因此该大类产品本身不能明确电压等级，只有安装后的线路视附加的绝缘措施而确定电压等级。按结构与用途的不同：可分为四小类：裸单线、裸绞线、软接线与编织线、型线与型材

一、裸单线

指的是不同材料和尺寸的有色金属单线；可分为圆单线（铜、铝及其合金），扁线（铜、铝及其合金），有金属镀层（锡、银、镍）的单线和双金属线（铝包钢、铜包铝、铜包钢）等。第一节裸电线与裸导体制品二、裸绞线

这是本大类产品中的主导产品，由于总是架设在电杆上，习惯上称为架空导线。架空导体本身不分电压等级，即从低压、中压到高压乃至超高压原则上都可以用同一系列的导线。裸绞线的分类裸绞线从结构组成上可以分为三种。一种是以单一金属材料的单线绞制而成，如铝绞线、铜绞线、铝合金绞线等；另一种是以钢绞线为芯线以增加承拉强度，外面绞上一层或几层铝线或铝合金线的钢芯铝绞线；第三种是以双金属单线绞制而成的绞线，如铝包钢绞线。架空导线新产品发展趋势：

●在不增加导线自重的前提下增加抗张强度和耐振动性；●提高导线的长期工作温度或导电率；●在寒冷地区防止导线上结冰的防冰雪导线等。三、软接线与编织线

这是一类特殊用途的产品、品种不少但用量较少；如电动机械的电刷线、蓄电池的并连线、天线、接地线和屏蔽网套等。此类产品是采用系统单线经束绞、复绞而成；蓄电池并联线一般制成扁线（俗称辫子线）；屏蔽网套系编织而成，套在要求屏蔽的电线外。第一节裸电线与裸导体制品四、型线与型材

产品的横截面形状各异，不是圆形的称为型线；而不是以较大长度使用的产品称为型材。按其用途可分为三种：1、作为大电流母线的（又称汇流排）用的铜、铝排材。2、接触网用导线此类导线用于电气化铁道，城市电车、隧道内电机车（如地铁、矿山地下坑道车）等用的架空导线。3、异形排材

异形排材主要用于发电机、电动中换向器的构件，以及各种开关闸刀的刀头电极。第一节裸电线与裸导体制品一、电力电缆简介电力电缆是导体外包有优质绝缘材料，并有各种保护层的电缆。它的主要功能与架空导线一样，在电力系统中传输和分配大容量的电能用。1、对电力电缆的功能要求：长期安全可靠地传输大容量的电能。因此要求电力电缆具有下列特性：（1）应能长期承受较高、甚至很高、极高的工作电压，电缆应具有非常优良的电气绝缘性能；（2）能传输很大的电流（几百甚至几千安培），为此电缆应有良好的热老化性（耐热性）和散热性；（3）电缆应有多种结构的护层以保护绝缘层，适应各种不同敷设环境（地下、水中、沟管、隧道）的需要；第二节电力电缆（4）由于电力系统和用电设备的变化，电缆要有很多的品种、规格以适应不同的传输容量、相数、电压以及敷设环境。还有直流输电系统用的直流电力电缆等。2、电力电缆主要以绝缘材料与结构进行分类；每一种绝缘结构所适用的系统的电压等级范围，取决于该种绝缘的耐电压水平。电缆的多种护层的结构主要是按预定的敷设环境条件所决定，与内部的绝缘结构、芯数以及电压级无本质上的联系。

按照电力系统的规定，电力电缆的额定电压等级分为：

1kV及以下（称为低压），

3kV）、6kV、10kV、15kV、20kV、30kV、35kV（3~35kV称为中压）。（66kV）、110kV、220kV、330kV（66~330kV称为高压），500kV及以上称为超高压。第二节电力电缆3、由于中低电力系统（1~35kV）采用了两种接地方式，即中性点直接接地和通过消弧线圈简接接地。电压等级表示方式为：U0/UU——线电压（即电缆额定电压）U0——每相应能承受的相电压。4、电力电缆的芯数为1、2、3、4、5芯。5、按照传输电流的大小（额定电流）应采用不同截面的导电线芯，为了生产管理和设计选用的规范化，对导电线芯的截面等级有了统一规定。标称截面的等级划分：

2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、

240、300、400、500、630、800、1000mm2。第二节电力电缆二.电力电缆的产品电力电缆的产品是按绝缘材料与结构分类的。

（一）聚氯乙烯绝缘电力电缆

聚氯乙烯复合物是热塑性材料，故简称塑料电缆。

塑料电缆的优、缺点：制造工艺较简单、安装敷设简便，加上聚氯乙烯有较好的物理机械性能和耐气候性。但聚氯乙烯的定性能一般、主要是介质损耗与介电常数较大，因此只用于1~6kV级。第二节电力电缆第二节电力电缆

聚氯乙烯绝缘电力电缆截面图（二）交联聚乙烯绝缘电力电缆1、

聚乙烯也是一种也是热塑性材料，它的介电常数ε仅为聚氯乙烯的1/3、而介质损耗角正切值仅为聚氯乙烯的1/5~1/10；因为电缆的介质损耗tgδ与这两个特性值的乘积成正比，并与工作电压的平方成正比。将聚乙烯通过化学或物理的方法，使线链状大分子中的双键打开，与其他发份资料的双键相连；由于无数大分子之间的相互交叉连接，就形成了立体的、互联的分子结构；这就是交联聚乙烯。交联聚乙烯是一种热固性材料。

2、交联聚乙烯具有优异的电绝缘性能，因此采用优质、纯净的可交联聚乙烯电缆料可以制造66~220kV级。的高压电力电缆，世界上已能生产500~750kV的超高压交联电缆。第二节电力电缆（二）交联聚乙烯绝缘电力电缆

3、

聚乙烯形成交联的工艺方法很多，目前常用的有：

①化学交联法在电缆料中加入交联剂后通过管道式加热（用蒸汽加热称为湿法，用电热并在管道中充氮气加压并保护称为干法）。②温水交联法（因交联剂采用硅烷，故又称硅烷交联）加入交联剂后在常用挤出机挤出后，浸于热水中进行化学交联。③辐照交联法加入敏化剂后在一定强度的电子束照射下而形成交联。第二节电力电缆第二节电力电缆

交联聚乙烯绝缘电力电缆截面图（三）粘性油浸纸绝缘电力电缆

这是电力电缆的经典结构，已有百多年的历史。其结构特征是用绝缘纸带（0.12mm）多层叠盖式绕包在导体上，然后经真空干燥、浸渍绝缘油，再挤包铅或铝金属内护套而成。但因其工序多、生产周期长、接头工艺复杂、允许工作温度低等原因，逐步被聚氯乙烯、交联聚乙烯电缆所取代。（四）橡皮绝缘电力电缆

橡皮绝缘电缆是较为柔软的电力电缆，也是历史上最早的电力电缆。但近几十年来，它大部分的应用领域被塑料电缆所取代，因此用量很少。第二节电力电缆

橡皮绝缘电力电缆目前有两个系列：一是以天然橡胶加丁苯胶绝缘的产品，使用电压等级为1~6kV，主要是1kV级；另一种是采用三元乙丙胶绝缘，国内已能生产10kV、35kV级。乙丙橡皮绝缘电力电缆在中压电缆中是一种电性优良、抗老化性和耐水行好以及较柔软的电缆，特别适合水中敷设。（五）充油电缆

充油电缆是油纸电缆向高压发展而形成的产品，即采用薄型纸带绕包绝缘，浸渍低粘度的高压绝缘油，采用金属内护套（铅、铝或不锈钢）。可用于生产66~500kV级的高压和超高压电力电缆。第二节电力电缆目前，66~220kV级的高压充油电缆，正逐步被交联聚乙烯绝缘电缆所取代，主要原因是充油电缆的安装、敷设、接头和维护比较繁琐。但从绝缘可靠性、使用寿命等方面来说，充油电缆仍占优势。

（六）架空绝缘电缆

一种带有绝缘层的架空导线。以单芯为主，但也可将3~4相绝缘线芯绞合成一束，不加护套，称为集束型架空电缆。电压等级范围为1~35KV。第二节电力电缆一、电气装备用电线电缆简介

1.是各大类中使用范围最广、品种系列最多、生产量最大、工艺种类最杂的一大类产品。大类产品定义：凡是从最后一个开关装置将电能直接传送到各种用电设备、器具作连接线路用电线电缆；各种电气装备内部的连接安装线；以及信号、计测、控制系统中用电线电缆统称为电气装备用电线电缆。2.大类产品中有许多通用产品系列，量大面广，以满足一般环境和大多数使用条件的需要。3.基本性能要求仍然是电性能优良、稳定。对一些专用的线缆产品而言，特殊的或专门的使用环境、使用条件所需要的性能是该品种产品的主要特征。4.因应用范围极广，品种繁多且发展又快，使得对其分类极为困难（目前执行的还是1978《电线电缆手册》分类方法）第三节电气装备用电线电缆第三节电气装备用电线电缆第三节电气装备用电线电缆二.电气装备用电线电缆产品举例

（一）通用绝缘电线和软线

占比此系列产品85%左右产值，是所有电线电缆产品中最为量大面广的品种。绝缘电线主要用于室内沿墙或嵌入墙内、楼板内敷设，以及穿电线管，也可沿墙架敷设于户外电杆上，导体由铜、铝二种；绝缘软线主要用于移动电器场合、要求柔软的电源线。要达到柔软要求，一般采用如下几种方法：

①构成导线的单根软铜丝直径要小。②采用小节距束绞和绝缘料要柔软。第三节电气装备用电线电缆（二）通用绝缘电线和软线

通用橡套电缆适用于各种可移动的电气装备、电动工具、仪器和日用电器作电源线用。是橡套电缆中产量最大、应用面最广的一类产品。它采用细直径铜单线多股束合、复绞成导线后，挤包橡皮绝缘层经硫化后，多芯绞合成缆，再挤包橡皮护套经硫化后而成。按其机械性能要求，分为轻、中、重三种型式，每一型式又分为一般性和户外（耐气候）型。（三）计测、信号、控制电线电缆这类电缆在工矿、交通、科技、国防等领域中广泛使用，在计量测试、信号显示、控制系统中起着传输各种信号、启动操作控制、报警、测量等传输电信号的作用。第三节电气装备用电线电缆

在耐高温技术和屏蔽特性这二方面的要求有代表性，成为整个电线电缆产品中的导向系列。常见的工作环境温度有90℃、125℃、150℃、180℃、260℃等级别，甚至还有更高至500℃、1000℃的要求。在屏蔽方面，电缆的屏蔽结构、种类和方式也是愈来愈多样化。控制电缆和电梯电缆是这类电缆最具典型的二个子系列产品。（四）船用电线电缆

船用电线电缆是供给船舰及水上浮动建筑物的电力、信号控制、信息传递以及信息发射等专用的产品。它包括船用电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆四个子系列（因IEC标准中将各种船用电线电缆归为一类）。第三节电气装备用电线电缆其中，船用电力电缆是该品种数量最多和用量最大的产品。以绝缘来分，有乙丙橡皮、硅橡皮、天然橡皮、PVC和XLPE等；从护套来分，有氯丁橡皮、氯磺化聚乙烯、PVC等。铠装结构采用柔软性较好的裸铜丝编织铠装和裸钢丝铠装二种。（四）采掘工业用电线电缆（矿用橡套软电缆）

是供地下或地面各种矿藏开采设备、工具用的一类产品。其品种除动力线外还包括矿工帽灯线、爆破线和矿用通信线。其产品使用要求通常具有：

①移动频繁；耐弯曲和扭转；耐机械外力破坏；不易引起燃烧；有较好的电气性能和安全保护系统；井下搬运条件差，要求电缆轻、小、使用方便，便于抢修；耐大气老化。第三节电气装备用电线电缆一、电磁线综述以绕组的形式在磁场中切割磁力线，产生感应电流；或通以电流产生磁场；即实现电能与磁能相互转换所采用的电线。

电工、电子仪表、电机、电器中的一种原材料，其基本性能要求当然是导电和绝缘，同时还要满足绕组所在设备的性能要求、环境条件和绕组性也是电磁线的主要性能要求。

“温度指数”是确定某一种电磁线与某一类电机、电器配套应用的重要参数。反映电气设备用绝缘材料和电磁线的绝缘层能够在某一最高环境温度下长期使用的能力，是反映其热寿命的一个性能参数。第四节电磁线（绕组线）二、电磁线产品简介

1漆包线是在圆单线或扁线外多次采用涂包漆膜并经高温烘烤，挥发溶剂并使其漆膜固化而成。圆漆包线主要用于中、小电机和电器、仪表中；扁漆包线主要用于大型电机和变压器。复合漆包线是在导线上依次涂有底漆和另一种面漆而构成，面漆更多的考虑为适应外部的使用环境或使用条件。

2绕包线绕包线就是在导体外绕包绝缘而制成，按绕包材料分为：纸包线、薄膜绕包线和纤维绕包线。绕包材料常见为：纸带、云母带、薄膜、棉纱、合成丝和无碱玻璃丝，外面浸涂粘结漆并烘干（复合）。在电磁线中漆包线的产量占比该大类产品的85%以上。第四节电磁线（绕组线）一、概述

信息传递的途径包括有线网络和无线（空气）传播两大方式，其中最基本和最可靠的是有线网络。有线信息传输由通信电缆、光缆、射频电电缆及各类电子线缆等产品构成。因有线传输网的电线电缆产品要求传输的是功率很小、频率很高的电磁波（光波）信号，故被传输的信号在线路上损耗要尽量的小且不要产生畸波，这就要求该类产品除了要求采用优质的导电材料、绝缘材料（介电常数低、电容小、介质损耗小、绝缘电阻高）外，还要求整个长度上各结构元件尺寸的均匀性和稳定性第五节通信电缆与光缆二、产品简介1.通信电缆4个子系列产品

市内通信电缆（产量占绝对多数的一个系列）

对称长途通信电缆（已基本被光缆取代）

同轴长途通信电缆（已基本被光缆取代）

长途通信电缆和电信设备用电线电缆2.电子线缆电子设备用电线电缆数据传输网络用的电线电缆音响设备与系统用的电线电缆射频电缆军工和科技部门用的特种电子线缆第五节通信电缆与光缆3.光纤与光缆光纤是光导纤维的简称，是一种介质波导（体）；即将需要传输的各种信息波—如声波、电磁波等通过多种转换方法使其转换成为光波，在光导纤维上传输，达到信息传递的目的。光纤的分类：目前已实用的光纤基本上是石英系列的光纤，即由二氧化硅和各种掺杂剂制成，分为A、B两类。A类为多模光纤，B类为单模光纤。光缆产品按缆芯结构分为：层绞式、骨架式、中心管式、骨架单位式。光缆产品按使用环境分为：直埋用、管道用、架空用、室内用、设备用、软光缆、水下用、海底光缆。光缆产品按通信网类别分为：干线光缆、接入光缆。第五节通信电缆与光缆4.其它专用光缆随着光通信技术发展，其应用领域不断扩展，带有光纤的综合型光电复合电缆日益增多，目前批量应用的有如下几种：

●通信用光电综合缆光纤既能传输干线大容量通信，线组又能供区间通信和信号传输用。

●光纤复合电力电缆既能传输电力，又能实现无感应和没有串音的数据通信。

●光纤复合架空地线（OPGW）既能传输电力，又能遥控、遥测和电力系统内的通信用。

●全介质自承式光缆（ADSS）既能供电力系统调控、通信用；又可供区域的通信线路用。第五节通信电缆与光缆第一节概述一.电线电缆产品的结构组成二.电线电缆用材料综述第二节导体结构与材料一.电线电缆的导体结构二.导体用材料第三节绝缘结构与绝缘材料一.电线电缆的绝缘结构二.绝缘材料第四节屏蔽结构与填充材料一.屏蔽结构二.填充结构与材料第五节护层结构与材料一.电线电缆护层结构简介二.内护层结构与材料三.外护层结构与材料第三章电线电缆的结构与材料第一节概述一.电线电缆产品的结构组成电线电缆产品有四个基本结构元件：导体、绝缘、屏蔽和护层导体用于传输电力或传递信息，是使产品发挥功能的主体构件。光缆的导体是能传输光波的光导纤维。绝缘导体外起着电绝缘作用的构件。即保证传输的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面、导体上具有的电位能被隔绝。护层对产品整体特别是绝缘起保护作用。要求具有适应环境的能力。屏蔽一种将线缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件。第三章电线电缆的结构与材料一.电线电缆用材料综述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，线缆产品的制造成本低，材料的成本要占60~90%；②所用材料的类别与品种非常多；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。从电线电缆材料的使用部位及功能来分：①导电材料②绝缘材料③护层材料④屏蔽材料⑤辅助材料第一节概述电线电缆常用材料种类汇总种类常用材料用于产品中的何种构件有色金属电工用铜、电工用铝、铝铜合金、铝合金导体、屏蔽、护层锡、银镍导体镀层黑色金属钢带、钢丝、不锈钢箔护层、导体中的承拉部分热塑性材料、可交联料聚氯乙烯、聚乙烯、可交联聚乙烯、聚丙烯、氟塑料绝缘、内护套、外护层中铠装的外护套、充填材料、空气组合绝缘的嵌片橡胶天然胶、天然—丁苯混合胶、氯丁胶、氯化聚乙烯胶、氯磺化聚乙烯胶、乙丙胶、硅橡胶绝缘、护套、填芯纸和塑料薄薄膜、云母带纸绝缘、隔离包带聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜云母带绝缘护层第一节概述种类常用材料用于产品中的何种构件绝缘油、绝缘漆粘性油，不滴流混合油，高压电缆绝缘油与绝缘纸形成组合绝缘漆包线漆如聚酯、缩醛、聚氨酯、环氧、聚酰亚胺等绝缘浸渍漆、硅有机、聚酰亚胺、醇酸树脂与纤维绕包组成复合绝缘石英与纤维材料石英—制成光纤光导体玻璃纤维、聚酯纤维绝缘护层配合剂等辅助材料碳酸钙、炭黑、石墨等有几百种、溶剂、色母料等供橡胶配方作硫化剂、填充料、着色剂、增塑剂等第一节概述电线电缆常用材料种类汇总（续表）一、导体结构类型

导体的结构包括形状、截面大小、组成、材质等，主要取决于产品的功能与应用要求。GB/T3956-2008电缆的导体中规定，导体共有四种：第1类导体，第2类导体，第5类导体，第6类导体。1、导体绞合方式：正规绞合、非正规绞合（束绞）、复合绞合。①正规绞合采用直径相等的单线，按同心式排列，分几层绞成；每一层的单线根数是固定的。即在中心层为1根单线时，第m层的单线根数为6（m-1）。导体中单线总根数为：n=1+3m（m+1），m为层数。第二节导体结构与材料

②束绞要求使用柔软性良好的导线。将几十根单线一起扭绞，通过并线模具成形。③复绞先束绞成股，再将多股导线按正规绞合方式绞制成导线，有时需采用二次复绞。2.绞线的技术参数

①节径比单线的绞合节距除以绞线直径，其比值m为节径比。m=h/D其中h为节距，D为直径。

第二节导体结构与材料②绞入率在绞线的一个节距长度上，单线的展开长度与绞线节距之比，称为绞入系数。单线展开长度与节距之差值与节距之比，以百分率表示时称为绞入率。主要用于生产组织和材料用量计算。绞入率k=（l-h）/h×100%

③绞入系数导线中所有单线截面之和与导线轮廓面积之比称为填充系数ŋ，数值总小于1。④绞向单线绞合只有二种方式：左绞（S向）和右绞（Z向），正规绞合结构中规定相邻二层单线必须采用相反方向（结构稳定，断开时导线不会散开）；最外层导线一般规定为右向（方便电缆接头）。第二节导体结构与材料二、导体用材料

1.导线中的金属材料导电性优，导热性好，有良好的延展性、有足够的机械强度和断裂伸长率，有一定的耐腐蚀性。对导电金属材料性能影响最大的是材料中的杂质总量和杂质成份；其次是加工过程中冷变形的程度。导线材料通常为铜和铝。①导线用铜铜是最早也是目前最主要的导电材料。导线用铜要求首选99.95%及以上的品种，裸导体制品可选用含铜量99.90%的品种。第二节导体结构与材料②导线用铝铝的导电率仅次于铜，导热性好，塑性好，在空气中的耐腐蚀性好，有足够的机械强度，资源丰富，密度小。导线用铝要求选用99.5%及以上的品种，即国家标注中的一号铝或特二号铝。铝合金可提高导线的强度、导电率、耐磨、耐振动、耐腐蚀等。第二节导体结构与材料一、电线电缆的绝缘结构电线电缆的绝缘层是沿导线的四周加上一层厚度均匀的绝缘材料构成。绝缘结构应包含所用的绝缘材料、结构组成与结构尺寸。（一）绝缘结构与类型1、电线电缆的绝缘结构通常以工艺方式分类。

挤包：用挤出设备将绝缘材料一次性挤包在导体四周，形成绝缘厚度均匀的、封闭性的绝缘层。

绕包：纤维绕包（将纤维并丝后以很小的节距绕包在导体外）；薄膜绕包（将带状材料以小节距、搭盖式绕包在导体外）

绕包后干燥浸渍：将多层纸带以间隙式绕包在导体上，经高真空并加热干燥处理后，浸渍电缆油。构成油浸纸绝缘结构。第三节绝缘结构与材料涂包：将液态绝缘料多次涂包到导体上，每涂一次就固化，形成一层很薄的较硬的绝缘层。间隔嵌入式：在内、外导体结构间，沿纵向间隔嵌入垫片或螺旋状片绝缘，与空气组合绝缘。

粉料充填式：将无机粉状材料机械注入导体与同轴状金属管护套间。2、挤包式绝缘的特点（1）挤包式绝缘特别适合于加热后粘流性能极好、容易控制的热塑性材料。（2）挤包绝缘可以形成一个厚度均匀的封闭套式结构，对保证绝缘性能有利。（3）挤包方式优点：工序单一，生产速度快；使用范围广；有利于组成几个工序串列进行的生产线。第三节绝缘结构与材料（二）绝缘厚度1、绝缘厚度确定的原则类型品种例决定原则说明传输工频及低频、直流的低（电）压电线电缆①1kV及以下电力电缆②300/500V，450/750V橡皮或塑料绝缘电线和软线③1kV及以下船用、矿用电缆④各种安装线、控制电缆①绝缘厚度主要取决于导线弯曲时的机械应力。采取绝缘厚度随导体截面增大而分档增加；②考核绝缘层能继续工作的指标是耐电压水平。传输高电压（工频U0在1.8kV及以上，直流在3kV及以上）的电缆①3kV及以上的中、高压电力电缆②3kV及以上矿用电缆机车车辆电缆、电机引接线③直流高压软电缆①主要根据工作均强设计绝缘芯。同一电压级不同导线截面采用同一绝缘厚度②系统接地方式不同，在一相事故接地时，另两相的相电压会不同；因此同意线电压的品种有两种相电压的要求，即有两种绝缘芯厚度（尤其中压电缆）传输高频电磁波用电线电缆①室内电话电缆②电子线缆①绝缘芯很薄。但绝缘要考虑自身机械强度。尤其电子线缆。②如同轴电缆，射频电缆的绝缘厚度是结构决定的。③多数采用与空气组成的复合绝缘结构第三节绝缘结构与材料64/110kV高压交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘厚度是随导线截面的增大而略有逐级减薄的，其原因是导线截面增大后导体直径增大；而导体表面的最大工作电场强度，按圆柱形电场的分布规律是随导体直径的增大而以指数规律降低的。2、绝缘厚度的表示是绝缘结构中最重要的尺寸，具体需同时考核如下指标：①标称绝缘厚度、②最薄绝缘厚度、③最厚绝缘厚度、④平均绝缘厚度、⑤绝缘厚度的不圆率。绝缘厚度的不圆率=（最厚点厚度-最薄点厚度）/平均厚度×100%第三节绝缘结构与材料（二）绝缘厚度

1、绝缘厚度确定的原则二、绝缘材料

（一）绝缘材料及其配合剂简介1、常用的绝缘材料从类别分，有塑料、橡皮、漆、油、纤维、合成树脂薄膜、纸等。2、除了基料（树脂、橡胶）之外，还必须加入多种配合剂。加入配合剂的目的：①工艺上加工的需要②使材料能具有各种特殊性能以满足使用要求③使材料具有足够长的使用寿命④降低材料的成本选择材料不仅要考虑到基料的特性，还要考虑到基料的比例，所选用配合剂的功能类型与多种配合剂之间的配合和用量比例；习惯上称为配方。第三节绝缘结构与材料（二）常用塑料的性能常用塑料种类有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等，还有少量氯化聚醚、聚酰胺等少量使用。1、聚氯乙烯最早应用于电线电缆产品的材料。机械性能优越，电性能良好（高压和高频电性能较差），对大气和酸、碱、有机化学药品较稳定，且有一定的耐电晕、耐潮、不延燃特性。常在基础螺杆的长径比在16以上的挤出机上挤出。2、聚乙烯①介电常数小，介质损耗低，吸水性、透水性优于聚氯乙烯。可分为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯。常用低密度和高密度的产品。密度、熔融指数和分子量分布是聚乙烯的三个主要指标。熔融指数的大小反映了树脂熔化后的流动性，一般采用指数为0.5~2.5的树脂。聚乙烯基础采用螺杆长径比为20及以上的挤出机。挤出前宜预热，挤出后须适当延长冷水槽的距离，最好采用阶梯式冷却，以消除聚乙烯层中的孔隙、起泡，避免应力开裂。第三节绝缘结构与材料

②将聚乙烯与发泡剂混合，并在发泡剂分解温度以上挤出，可制得泡沫聚乙烯。物理发泡即将气体注入法制造泡沫聚乙烯，需采用专业设备和工艺。（三）常用橡胶的性能常用橡皮种类有天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、硅橡胶等。1、天然、丁苯橡胶（1）天然橡胶主要成分是聚异戊二烯，抗拉强度，抗撕性和回弹性比多数合成橡胶好，但耐热老化性和耐大气老化性差，不耐臭氧，不耐油和有机溶剂，易燃。第三节绝缘结构与材料

（2）丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物。是电线电缆中应用面最大、最广的一种橡胶材料。它的电性能和天然橡胶相近，耐热性好于天然橡胶但抗拉强度差的多，通常以1:1的比例与天然橡胶合并使用。（3）乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物，称为二元乙丙橡胶。为了硫化方便，引入了第三单体，称为三元乙丙橡胶。电性能优良（常用于6~35kV中压电力电缆直流高压软电缆和高电性绝缘电线）；耐大气老化性、耐臭氧性和耐热老化性好，工作温度80~90℃；吸水性和透水性好，适用于船用电缆和水下工作电缆用电线电缆，机械性能较差，只能作绝缘用并须采用护套。第三节绝缘结构与材料

（4）氯丁橡胶是氯丁二烯的聚合物，电线电缆用氯丁胶有二类，即G型（硫改型）和W型（非硫改型），阻燃性、耐大气老化、耐臭氧性、耐热性良好，有一定的耐油、耐溶剂特性。电性能较差。（5）氯磺化聚乙烯是聚乙烯与氧、二氧化碳的反应产物。常用氯磺化聚乙烯—40这个品种，其含氯量为35%、含硫量为1.0%。耐大气老化性、耐热老化性、耐臭氧性、耐油和耐溶剂性都优于氯丁胶；耐稀硫酸、苛性钠和强氧化剂的性能尤为优越；抗拉强度高、耐磨损性好；阻燃性和耐电晕性好；电性能比氯丁胶好，但耐寒性差。第三节绝缘结构与材料（6）硅橡胶是指分子主链中含有硅氧键、经硫化后即有弹性的有机硅聚合物，品种极多；电线电缆采用的是加热硫化型胶。硅橡胶具有较好的耐热性和耐寒性，但常温时漆机械性较差，150°C以上时机械性能却超过其他橡胶（包括氟橡胶）。硅橡胶的电性能随温度和频率变化甚微、耐电弧性号，导热性好。但耐油性和耐溶剂型较差。（四）漆包线漆的性能漆包线漆用于导线的涂覆绝缘。具有良好的涂覆性，漆膜附着力强，柔软而富有耐挠曲性，有一定的耐磨性和弹性；漆膜表面光滑，有足够的电性、耐热性和耐溶剂性；漆膜材料应对导体无腐蚀。常用线漆有油性漆、缩醛、聚氨酯、聚酯、聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。第三节屏蔽结构与填充结构一、屏蔽结构屏蔽的含义：一是指高频或弱电线电缆为了阻拦外界电磁波的干扰或是防止电线电缆中的高频信号对外界发生干扰或线对之间相互干扰,可称为电场屏蔽。二是指中高压电力电缆导体表面的屏蔽层和绝缘外表面屏蔽，可称为电磁屏蔽。屏蔽层的作用：

1.吸收能量（涡流损耗)；

2.反射能量（电磁波在屏蔽层的界面反射）和抵消能量，从而起到减弱干扰的作用屏蔽层的效果与电磁波的频率有关，频率愈高，屏蔽效果愈好。第四节绝缘结构与材料（一）电场屏蔽的结构与材料●屏蔽结构薄铜带一般在电力电缆和通信电缆常用铜丝编织结构稳定，防干扰效果好绕包结构铜带,铝箔,金属化纸,铝塑复合带综合屏蔽结构薄铜带+钢带分相屏蔽+总屏蔽其他●屏蔽材料高导电材料：如铜、铝电场屏蔽电磁屏蔽半导电材料：橡皮、塑料均含碳黑高导磁材料：如低碳钢、用于电磁场屏蔽第四节绝缘结构与材料（二）电场屏蔽的结构与材料1、中压（一般相电压在1.8kV及以上）产品在导体表面应包上一薄层半导电材料来均匀电场，使其内部的凸起与凹陷气隙包在一个表面光滑等直径的等电位面内，这就是导电屏蔽层。2、半导电层可以采用带材绕包。二.填充结构及材料填充的目的是为了是成缆后所得的缆芯内部结实、圆整、结构稳定。填充材料：黄麻、棉纱、橡皮条、聚丙烯PP许多电缆产品标准都规定填充材料必须是非吸湿性材料，为了符合这项技术规定，在橡皮绝缘电缆中常采用橡皮条或聚丙烯薄膜；在交联聚乙烯绝缘电缆常采用聚丙烯薄膜。第四节绝缘结构与材料一、电力电缆护套层结构简介主要有三种要求：一是要对外部气候条件，偶尔出现的机械力进行防护，以及要求进行一般密封保护。二是敷设在底下、水中、竖井内、经常会遭遇较大机械外力或承受自重的，必须有金属铠装。三是有特殊要求（阻燃、耐火等）的护层结构。电缆护层分为内护层和外护层，主要是起机械强度和防腐蚀作用。内护层的厚度主要取决于机械强度，即护套内缆芯在弯曲时的张力。对于多种特殊要求如阻燃、耐火、防昆虫、防动物等情况，多数是在外护套中加入多种化学药品，少数则在外护层结构中增加必要的构件。第五节护套结构与材料二、内护层结构与材料内护层（内护套）是相对于有外护层的电缆结构而言的，对于没有外护层结构的电线电缆，内护层就是它的护层或称护套。电线电缆内护套的结构类型有：

①橡塑挤包护套：塑料护套、橡皮护套

②金属护套：铅套、平铝套、皱纹铝套、焊接皱纹铝套

③组合护套：铝-塑组合、铝塑复合带组合、铝-钢-塑组合

④纤维编制护套：纤维编织护层、纤维编织涂蜡护层第五节护套结构与材料三、外护层结构与材料

外护层中的各个组成部分均是同心圆结构1、外护层的种类

①金属套电缆通用外护层

②橡塑护套电缆通用外护套

③组合套电缆通用外护套

④充油电缆特种外护层

⑤高压交联聚乙烯电缆特种外护层2、外护层由内衬层、铠装层、外护套三部分组成。3、确定外护套厚度时须引入“假定值”概念，目的是消除在一般设计方法中经常遇到的各种差异。第五节护套结构与材料第一节电线电缆制造的工艺特征一.大长度连续叠加组合生产方式二.生产工艺门类众多、物流量大三.对专用设备的依赖性强第二节几类电线电缆的制造工艺流程一.塑料绝缘电力电缆二.橡套电缆三.市内通信电缆四.室外光缆第三节线缆产品制造的专用设备一.线缆专用设备的类别与型号二.拉线设备三.绞制设备四.挤出设备五.漆包设备第四章线缆制造的工艺特征、流程和专用设备一、大长度连续叠加组合生产方式1.电线电缆产品是按照其本身结构要求，从导体加工开始，从内到外一层一层加工构建而成的，结构愈复杂，叠加的层次愈多。同时，电线电缆产品还是以长度或重量为最基本的单位进行计量和结算的，产品长度或重量越多，一次投产的数量也就越多，所以，电线电缆制造与大多数机电产品的生产方式是完全不同的。机电产品通常采用将零件装配成部件，再由多个部件装配成单台产品，成品数量以台或件数计量。这一特殊生产方式被称为“大长度连续叠加组合生产方式”。2.线缆制造的方式对线缆制造企业的影响是全局性的、带有控制性的。决定了生产厂房的设计与生产设备的布置；决定了生产组织体系；决定了质量管理的模式。

第四章线缆制造的工艺特征、流程和专用设备

第一节电线电缆制造的工艺特征二、生产工艺门类众多、物流量大

1.电线电缆制造从其本质上讲是材料的精加工并加以合理组成的一个行业。涉及到的工艺技术从学科和工艺类型来说也是非常广泛。如：（1）有色金属的熔炼工艺。（2）有色金属的压力加工工艺。（3）塑料、橡皮复合物的配方、混炼加工工艺；橡胶的挤包与硫化工艺；塑料的挤包并加以发泡、化学交联、辐照交联等工艺。（4）绝缘纸、油的处理，以及形成油浸纸组合绝缘的工艺（5）漆包线漆、浸涂漆的配置；涂漆、浸漆和固化工艺。（6）各种纤维的并和、绕包、编制工艺技术，粉状无机材料制成绝缘的灌注技术，液态玻璃涂膜技术，间隔式支撑绝缘等特殊的绝缘工艺技术。第一节电线电缆制造的工艺特征（7）带状材料的绕包工艺；以及金属带材的纵包、焊缝以及轧制螺旋状或环状凸形等工艺技术。

⑻其它如导体连接、韧炼、模具制作与修理、绞制和成缆技术、牵引技术。2、线缆制造企业用的材料不但类别、品种、规格多而且用量大。物流量巨大。第一节电线电缆制造的工艺特征三.对专用设备依赖性强1.电线电缆产品制造中有许多是本行业特有工艺技术。2.制造工艺与专用设备密切关联、互相推进。

⑴工艺技术上的所有要求都必须通过设备上的各项措施才能实现。⑵专用设备针对试验制造中的需要不断改进和开发，推广新工艺在制造中的应用，促进产品性能提高和开发出新品种。

⑶专用设备的不断改进、开发既保证了实施工艺的有效性和稳定性，又推动着线缆产品的制造向多快好省的方向前进。

⑷充分利用大长度连续叠加组合生产方式，大量采用的连续生产线有：铜、铝连铸连轧生产线；室内通信电缆用拉丝、退火、挤出及在线性能检测高速生产线；管道式三层连续挤出的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产线和三层橡皮挤出连续硫化生产线等。第一节电线电缆制造的工艺特征第二节几类电线电缆的制造工艺流程电线电缆产品制造的工艺流程是根据每一种产品的结构、按照制造产品中涉及的工艺、所需用的设备按顺序排列而成的工艺路线图。第二节几类电线电缆的制造工艺流程第二节几类电线电缆的制造工艺流程第二节几类电线电缆的制造工艺流程一、专用设备的类别与型号1、线缆的专用设备由主机和多项辅助设备构成。类别根据制造工艺特征和主机的主要功能划分。JB/T5824-91中规定了线缆专业设备分为17类（熔铸U、轧制Z、拉制L、金属包制B、镀制D、导体绞制J、缆芯绞制C、元件绞制E、挤制S、压制Y、铠K装、漆包Q、丝包R、纸包T、编织P、复绕F、制模M）。2、主机和辅助装置组成了能完成某一工序加工过程的机组。辅助装置至少三种：放线装置、牵引装置、收（排）线装置。3、除了主机和辅助装置，还要用到很多辅助设备，如焊接、压接机、轧头穿模机、退火设备、切带机、并线机和处理废电缆的切断、剥离、破碎机等。这些设备不属于线缆专用设备范畴。第三节线缆产品制造的专用设备二、拉线设备

将金属线材通过一个或数个拉线模加工到所需形状和尺寸的机器，称为拉线设备或拉线机。

1.

拉线机主要分类按线材速度同拉线轮速度之间的关系分为：滑动式拉线机(LH)

拉线股轮构造塔轮型、等径轮型非滑动式拉线机(LF)

拉线股轮构造单层轮型、双层轮型

拉轧混合拉线机按拉线轮直径的大小和拉线轮的数量分类：单模拉线机多模滑动式拉线机多模非滑动式拉线机拉轧混合拉线机

第三节线缆产品制造的专用设备按线材的进线直径和拉线后的出线直径范围分类：巨拉机、大拉机、中拉机、小拉机、微拉机三、绞制设备

绞制设备不仅用于导体的绞合、束合，而且可用于绝缘线芯的绞合，其中还包括缆芯元件（线对、单元）的绞合。

㈠绞制运动方式①被绞制单线(盘)围绕设备中心轴转动,单线到并线模绞合,绞合制品做匀速直线运动，如笼绞机叉绞机框绞机。②单线被引致外围绕设备中心轴转动,到并线模绞合,绞合制品做匀速直线运动.如管绞机、弓式绞线机。③单线基本直线运动,经过并线模上收线盘，收线盘围绕设备中心轴转动并自转，如收线盘转动式束线机。第三节线缆产品制造的专用设备（二）绞线机1.

组成:由主机、牵引、收线、传动系统、控制系统组成按主机结构特点，即被绞单体的放线盘安装方式细分:摇篮式绞线机、叉式绞线机、筒式绞线机、框式绞线机、管式绞线机、弓式绞线机绞线机的规格以机组中放置被绞单线的放线盘数量和放线盘的外沿直径来表示。2.绞线机简要介绍⑴摇篮式绞线机有栏架、可以退扭、单线不扭转，机架位置大，拆装线盘麻烦，因转动惯性大而转速慢。⑵叉式绞线机笼体为叉形结构、各组交叉排列，放线架距中心轴距较近，转动惯性小因而可提高转速，不能退扭。第三节线缆产品制造的专用设备⑶筒式绞线机筒体由支架支撑，放线架外用圆筒围着，每组放线架数目有3~4个，呈一字形排列，结构紧凑、穿线方便、笼架重量轻、转速高、不退扭。⑷框式绞线机笼体呈900分布，放线盘装在框形架内，呈一字形排列，容易采用机械化或自动化上下盘。⑸管式绞线机筒体旋转时,摇篮架保持水平位置,因是筒体旋转，旋转半径小，故起筒体转速达500-1200转/分，有退扭功能。⑹弓式绞线机工作原理与管式机相似，将管体改用弓形,转速很高。第三节线缆产品制造的专用设备（三）束线机实用范围:要求单线很细(直径在0.8mm及以下)束合后的导体又特别柔软。原理:多个放线盘分层,分排地放在固定支架上，一起通过分线板经过束合进入收线盘的主机中.由回转体旋转使单线产生扭绞。分类:束线机分为横盘式和直盘式两种,按放线架支架布置的形式又可分为卧式和立式,按收线盘的直径,规格160~1000mm几种,也有更大的束线机。一般以收线盘直径大小来命名。第三节线缆产品制造的专用设备（四）成缆机1定义:多芯电缆的绝缘线芯绞合工艺称成缆。成缆机的绞合原理与绞线机相似成缆机最好有退扭功能大成缆机的放线盘