电线电缆基础知识培训资料.ppt

1、1,苏州科宝光电科技有限公司设计开发部 Tel: (852) 52579805, Fax: (852) 52571665 Website: http:/www.cableplus- Email:chenlcableplus-,cableplus,电线电缆基础知识培训,2,电线电缆概述,电线电缆定义: 用以传输电能、信息和实现电磁能转换的线材产品。 电线电缆发展历史 1744年电线诞生,电线电缆进入实用化,至今已有250多年的历史。 1938年研制开发的PVCPE,使电线电缆进入大量应用塑料的时代。 20世纪70年代光纤的出现,近期超导和纳米技朮的进展,更使电线电缆的生产发展应用进入一个全新的阶

2、段和领域。,3,第章、 电线电缆分类,电力电缆 又称力缆，用于传输电缆；常做地下敷设。 架空线 (裸电线)又称裸电线，常用于长距离传输电能；常做架空敷设。 通讯电缆用于传输电信号；常敷设于地下或架空。 漆包線 (绕组线)又称绕组线，用于电机绕组，将电能转化为机械能。 电气装备用电缆用做电气设备的安装线。 光纤光缆用于传输光信号，因具有低衰減性能，常用作长途通讯主干线。,4,第章、电线电缆设计依据,电线电缆的各种标准 国际标准 国际电工委员会标准IEC。 美国保险商实验室标准UL。 美国军用标准MIL-C-17G。 日本工业标准JISCJISK等。 德国工业标准DIN。 英国国家标准BS。 美国

3、电气及电子工程师协会标准IEEE。 国内标准 国家标准GB/TXXXX-XXXXGBXXXX-XXXX。 通讯行业标准YD/TXXXX-XXXX。 机械行业标准JBXXXX-XXXX。 电子行业标准SJ/TXXXX-XXXX。,5,第章、电线的常规设计依据 (续),企业标准 企业制定的报有关省市技术监督部门批准的各类企业标准如苏州科宝光电科技有限公司起草制定的Q/320581EYW002-2004电热毯，电热垫和类似家用柔性发热器具用非/自粘性感温型电热线 。 客户图纸或实样 客户提供的各种技术规范条件及规格书或是各种电线实样。 客户提出的技术要求 电线的使用温度和电压等级 使用温度是6580

4、105125150，260 中哪个温度等级級使用电压要求是高压还是低压。 电线敷设及环境要求 首先要告之所需电线的使用场合及用途情况。 是否有耐热耐寒，耐油，耐各种化学溶剂，耐辐射，防水等特殊性能要求，如用在室外敷设，还要耐日光及耐紫外线的性能要求等。 电线在敷设和使用过程中是否有经常受较大的机械力作用（如拉伸和挤压）。 电线在使用中要经常受频繁移动和弯曲的要求，则电线要求柔软，弯曲性能要好。,6,第章、电线的常规设计依据 (续),电线装配加工时的要求 电线在装配时经常会有一些特殊的要求附着力要求对电线成品公差的要求加工时需焊锡或浸锡用则需采用镀锡导体的电线如有注塑工艺的要求电线外护套要求结实

5、圆整一些(不可用挤管式)。 电线性能方面的要求 要求电线承受的载流量(A) 。 对于通信电缆传输性能上的要求(如特性阻抗衰减串音回波损耗等指标) 。(见附件A计算公式),7,第章、 电线电缆材料-电缆用金属材料,1、 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有良好塑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。 2、 铜导电性仅次于银导热性仅次于金银抗腐蚀无磁性塑性好易于焊接用途广泛。铜合金主要为提高铜的耐磨性耐腐蚀性及机械物理性能。 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

6、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绞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 。,8,第章、 电线电缆材料- 常用导体,1、铜箔丝 一条铜箔条(由铜丝压扁)绕包在聚脂纤维上成一股然后四股正规绞合而成。铜箔丝弹性柔软性和弯折强度好因含有纤维芯,易吸潮及氧化变黑。主要用做电话曲线和游戏机线的导体。 2、裸铜线 裸铜线具有高导电率,但在高温下易氧化。有单根(或实心)裸铜线和绞合裸铜线之分。绞合的目的是保持导体柔软 3、镀锡铜线 用热

7、镀或电镀方式将金属锡镀于铜导体表面以防止铜腐蚀/变色及使导体更易焊接。分为单根(或实心)镀锡铜线和绞合。绞合的目的是保持导体柔软。 4、裸绞镀铜线 主要用于电子线上一方面便于焊锡另一方面由于导体较硬,不易弯曲便于插到印刷电路板上面。 5、镀绞镀铜线 主要用于电子线上性能同裸绞镀铜线锡层附着性优于裸绞镀铜线。,9,第章、 电线电缆材料- 常用导体（续）,6、镀银铜线 相对于镀锡铜线主要增加导体的导电性能(导电性能亦优于裸铜线)耐氧化性(耐热性)好。加工方式与镀锡铜线相同分为单根(或实心)镀锡铜线和绞合。绞合的目的是保持导体柔软。 7、 铜包钢 铜材包覆在钢芯上制成既有铜的高导电性能又具有钢的高机

8、械强度。铜包钢线可用于电力传输和电话线路的架空线用于微波线路与铜线具有同样的传输效果在山区寒冷地带及农村用作架空电话线时能承受冰冻负荷和大风冲击架设跨距比铜线大一倍。另有镀银铜包钢导体主要是提高导体的导电性能耐腐蚀性及耐氧化性(耐热性)。 8、聚氨脂漆包线 强度好且特别柔软,主要用于耳机线或电机上。目的是减小耳机线的外形尺寸从而减少耳机线整体重量保证强度柔软或做为电机绕组线。,10,PVC 聚氯乙烯(PVC)塑料是以聚氯乙烯树脂为基础的多组份混合材料根据各种电线电缆的要求在PVC配方中配入有可塑剂安定剂填充剂耐燃剂加工助剂(润滑剂) 紫外线吸收剂着色剂和特殊用途添加剂等物质，主要用于绝缘和护套

9、（主要有70、80、90、105度四个温度等级）。 基本判定方法：燃烧时，黄色火焰，黑烟，底边有火焰呈绿色，恶臭。 PE 聚乙烯具有优良的电绝缘性(介电常数及介质损耗角正切tg都很小) 良好的化学稳定性很低的透气性和较小的吸水性比重小无毒性并有良好的塑性易于加工成型。主要用于通讯电缆绝缘。 基本判定方法：表面比较光滑，燃烧时，火焰上黄下蓝，滴落，有轻微的蜡烛味。 PP 聚丙烯的外观呈白色蜡状固体较透明无毒吸水性小仅为0.03-0.04%可燃。比重为0.91是目前常用塑料中最小的一种。主要用于芯线绝缘 。,11,第章、电线电缆材料塑料（续）,基本判定方法：表面比较光滑，与PE比，较硬，燃烧时，火

10、焰上黄下蓝，滴落，有股臭味，过后才有轻微的蜡烛味 。 XLPE/XL-PVC 热固性材料，主要用做绝缘，XLPE最高耐温等级可达150度 基本鉴别方法：剪一段线材，去掉导体、用火从中间开始烧，然后用力将线拉断，断面非常圆整。 PU 具有很好的物理和化学性能，常用于工程机械等设备连接线和弹簧线的护套。 基本鉴别方法：带磁性、弹性很好，燃烧时膨胀并拌有滴落。 TPE/PO（热塑性弹性体） 低烟无卤阻燃料。,12,第章、 电线电缆材料-辅助材料,填充材料 聚酯纤维、棉纱、PP绳。目的是保持电缆圆整减少胶料用量降低成本可增加电缆强度。聚脂纤维常用于弯曲要求高的线材。 分隔材料 棉纸、聚酯带、发泡PP带

11、、滑石粉 /云母粉、硅油、DOP、B.T.A。 芯线成缆时绕包纸带或押出外被时纵包纸带可使电线圆整保证开皮。 滑石粉/云母粉-外被押出时,芯线PVC表面与被覆PVC受热易粘着一起使用滑石粉隔离可以保证开皮及控制附着力。 绝缘押出时喷涂硅油主要是改善导体与绝缘之间的附着力用于绝缘与外被之间可以保证开皮。 DOP用于导体与绝缘之间改善导体与绝缘之间的附着力。 B.T.A.溶液在押出绝缘时涂于导体表面主要是防止裸铜丝氧化。 屏蔽材料 铝箔麦拉带(常附带一排扰地线)、编织线、斜包线。屏蔽可有效防止屏蔽层内外的相互干扰。,13,第章、 电线电缆颜色,电子线主要颜色 黑棕红橙黄绿蓝紫灰白。粉红浅绿浅蓝浅灰

12、。 通讯电缆线对主-辅颜色 a线(主色)白、红、黑、黄、紫。b线(辅色)蓝、橙、绿、棕、灰。 多对数基于主辅颜色配以/绝缘间色/色条/色点/色环/芯线标号等方法进行标识区分。或做成基本单位配以电缆扎带进行标识区分。 其它线材的颜色 主要按照电线标准要求. 或协会标准(如ICEA绝缘电缆工程协会insulated Cable Engineer Association及西欧电子标准Western Electric等)。 或客戶要求。 或公司内部为便于统一管理而制定的颜色标准。 颜色标准 具体的颜色标准参照PANTONE或RAL 840 HR和RAL841 GL。 或客户实样颜色。,14,第章、 电

13、线电缆产品介绍- AWM电子线,产品标准 产品依据UL subject758(AWM电器配线总则)。 一般说明 每种结构对应一个结构代号(Style No.) 。每个Style page具体描述结构代号电线名称温度及电压等级绝缘材料及厚度导体材料及尺寸有否屏蔽燃烧性能要求电缆缆芯结构外护层材料及厚度电线的使用场合。 产品范围 UL subject758共计4600个Style。 产品芯数范围1-150芯。 温度等级60-500。 电压等级30AV-6000DV 结构代号(Style No.)编号规则 结构代号是按照电缆芯数(单芯或多芯)绝缘及内外护层材料(热塑性或热固性) 特征进行编号。为特征

14、代号+3位流水号，查询网站：。 1 - 单芯线热塑性绝缘。 2 - 多芯线热塑性绝缘。 3 - 单芯线热固性绝缘。,15,第章、 电线电缆产品介绍- AWM电子线（续）,4 - 多芯线热固性绝缘 5 - 单芯或多芯线特种要求。 10 - 延续结构代号1。 20 - 延续结构代号2。 测试标准及测试方法来源 UL44 橡胶绝缘电线电缆 。 UL62 安装软电线电缆(电源线)。 UL83 热塑性绝缘电线电缆 。 UL493 热塑性绝缘地下分流电缆 。 UL814 气管标识电缆 。 UL1063 电动工具用电线电缆。 UL4 铠装电缆。 UL719 非金属套电缆。 UL1581 电线电缆及软线。 U

15、L subject758 (AWM电器配线总则)。 用途、常见产品类别 用作电气装备的连接线(机内及机外配线) 。 产品如 UL 1007、1015、1061。,16,第章、 电线产品介绍-电源线,使用场合 用作电气元件或设备与电源的连接线。 电线类别 GB电源线 参照国家标准GB5023.1-7,97,JB8734，产品如RV、RVV、BV、BVV等。R软线B扁线V聚氯乙烯A安装线P屏蔽线。 BS电源线（建筑线） 参照英国国家标准BS6004。 VDE 参照德国标准DIN/VDE0281，产品如H03VV-F、H05VV-F、H03VVH2-F、H05VVH2-F。 AS电源线参照澳大利亚标

16、准AS3191。 UL/CSA电源线分别参照(美国UL标准)UL62及(加拿大标准)CAN/CSA NO.49，产品如SPT-1、SPT-2、SPT-3、SJT、SVT。 JIS电源线参照JIS 3306，产品如HCFF、HVCTF、HVCTFK、VFF。,17,第章、 电线产品介绍-交联线/汽车线/氟塑料线,交联电线交联线常用材料XL-PVC(90)及XL-PE(125)。以电子束辐照聚乙烯绝缘，形成交联聚乙烯绝缘的过程称为辐照过程，以此方式生产的电线，称为辐照交联电线；因交联聚乙烯具有网状结构为热固性材料所以此电缆多用于耐高温场合。XL-PE交联线还有温水交联(PE+硅烷)及蒸汽交联(悬铁

17、链式,硫化管)生产方式。 汽车线用于汽车系统，多要求高绝缘性耐油耐热耐磨擦等特性。 参照VW60306 。JIS C34061993。JASO D 61194，SAE J 1127 1128 等。产品如： 低压汽车隔离线AVAVSAVSSAVXAEXCAVSCAVTS，SXL，TXL等。 车灯及音响线TAVSS。 耐寒汽车配线CPAVS。 汽车电瓶线EBHEB，STX，SGX。 氟塑料线以氟塑料做绝缘，用于耐燃和耐热、耐油和化学溶剂或高频通讯的场合。如耐高温航空导线测油井电缆地球勘探电线太阳能电能收集窗加热电缆天花板plenum级电缆火灾预警电缆扁平电缆电磁线同轴射频电缆等。,18,第章、 电

18、线产品介绍-局域网线,一般通讯电缆的结构形式 按照信号回路的结构形式分为对称电缆与同轴电缆。对称电缆，线对是传输回路同轴电缆内外导体为传输回路。 局域网络线一般说明 局域网络线是信息化建设中的局域网络和智能大厦结构化布线的必备线材。它具有传播速度高、信息运送量大等特点。线材在特性阻抗、衰减、近端串音、远程串音、回波损耗、衰减串音比等方面有极高要求。 选用标准 UL444商业大楼布线标准(美国协会标准)EIA/TIA568A(EIA/TIA568-B.2-1&NEMA WC66)、(国际组织标准)IEC/ISO11801。 常规结构(以屏蔽性能划分) UTP线对及电缆缆芯都无屏蔽 FTP铝箔总屏

19、蔽。 STP铝(铜)箔+铜线编织总屏蔽。 S-STP线对单独屏蔽，总屏蔽。 常规线对数 2、3、4、25、50、100对。另有2X4P4X4P6X4P等多单位组合结构。,19,第章、 電線產品介紹-局域網絡線(續),產品類別等級,20,第章、 電線產品介紹-局域網絡線 (續),產品類別等級( 續),21,第章、 電線產品介紹-同軸電纜,同軸電纜 同軸線是指在電氣結構上，內外導體具有同一個軸心，故而得名。其常伴隨有特性阻抗及其它傳輸特性要求；常規特性阻抗為50、75。 UL標準 作為電氣設備的信號傳輸線，產品如AWM電子線Style系列的UL1354、UL1365等。注作為例外，此類線一般無特性

20、阻抗要求。 JIS-3501-93 通常作CATV共用電視系統的連接線，如3C-2V、1.5D-2V等。 MIL-C-17G(RG系列) GB/T 14864-93 (如SYV SYWV SYKV SFYV同軸射頻電纜) S-射頻電纜Y-實心PE絕緣YF-發泡PE絕緣 F-氟塑料絕緣V-PVC護套W-物理發泡結構 K-縱孔 (如SEYVP對稱射頻電纜) SE-對稱射頻電纜P-屏蔽,22,第章、电线产品介绍-音頻/视频/电话线/家用网络线,音频线音频线(Audio Cable)用作传输音频信号，常规结构为双支同轴线等结构。用于连接音响设备。 视频线视频线(Video Cable)是用来传输视频信

21、号，常规结构亦为同轴线结构，用作系统配接时有严格特性阻抗匹配的要求。 电话线即电话连接线，通常采用透明PVC塑料绝缘，多为2芯、4芯、6芯、8芯结构。外形多为扁平或飞碟状。 家用网络线电缆结构中含局域网络线、同轴电缆、光纤；用于家庭网络及多媒体系统。,23,第章、电线产品介绍-电脑周边线,Ieee1284电线 参照Ieee1284标准，一般用作计算机与外围设备如键盘、鼠标、打印机连接线。 USB电线 USB电线用作计算机与外围设备如键盘、鼠标、打印机的连接线。USB把不同计算机插口接口统一为标准插头，已成为个人计算机系统的标准功能。 USB阻抗值为90+/-13.5欧姆，由28AWG信号线对及

22、2条20-28AWG电源线组成。分为fully-rated及sub-channel结构前者有统包外屏蔽而后者没有。有USB1.01.12.0版本(频率范围高达480MHz)。 Ieee1394电线 Ieee1394电线具备“即插即用”功能，更可传输影像可用于连接办公自动化设备及家庭多媒体设备实现办公与多媒体娱乐的整合。 阻抗值为100+/-6欧姆。产品内部含2个信号线对产品结构多为高发泡绝缘有6pin-6pin6pin-4pin4pin-4pin结构。按传输速度可分为S-100S-200S-400类别对应传输速度为100/200/400 Mbits/s。电气性能要求较严格(阻抗衰减串音延时延时

23、差等) RGB&LCD电线 RGB是以同轴组件传输仿真信号连接传统的CRT阴极射线管显示器。 LCD(DVI) 是以对绞组传输数字信号连接液晶显示器有DVI single linkDVI dual link结构型式。,24,第章、電線電纜性能,性能認證性能認證主要針對傳輸性能項目通常為導體直流電阻、電阻不平衡、工作電容、對地電容不平衡、特性阻抗、衰減、串音(近端及遠端)、衰減串音比(遠端串音防衛度)、回波損耗、延時、延時差、波長短縮率(波速比)等。(測試要素見附錄B) 安全認證主要有結構測試、比重、老化前後抗張試驗、熱孌形、冷彎、撓曲、耐遷移試驗、絕緣電阻、耐壓測試、燃燒試驗等。 (測試要素見

24、附錄B) 電線種類CM(通訊)、MP(多用途)、CL2或3(限制電流)、CATV(共用電視天線)等。 敷設方式及燃燒等級 CMP -敷設于天花板夾層等處的強制通風場合，對電纜的耐燃要求最嚴格。UL試驗方法UL910。 CMR-敷設于垂直豎井或電梯、升降機間。UL試驗方法UL1666。 CM(CMG) - plenum及riser之外的所有場合，主要是指垂直成束敷設。UL試驗方法UL1581之1160。 CMX -垂直敷設，相當于VW-1。 UL試驗方法UL1581之1080。 CMH -水平敷設。 產品認證標識通常情況，當獲得某一認證機構的認可後，就可使用其圖標。如UL圖標、C-UL圖標、CS

25、A圖標、CCC標識、T-MARK、F-MARK等。,25,第7章、 通訊電纜傳輸參數,特性阻抗(波阻抗) 無反射理想回路的任一點的電壓與電流的比值。均勻線路有固有的阻抗。是由線路的一次參數和所發送的信號頻率決定與線路長度傳輸的電壓電流大小及所連接負載/設備無關。電纜的特性阻抗對于系統內的阻抗匹配非常重要。單位為“” 。 衰減 衰減表征因線路的材料等原因而引起的信號損失。由兩部份組成一為介質內偶極子受交變電場作用做取向運動引起的介質損耗一為導體上熱磁渦流及導體發熱引起的能量損失。單位為“dB/m” 。發送設備及接收設備的靈敏度確定後線路的允許衰減就確定。線路衰減越低通信距離就越長。載波通訊可通過

26、設立增音站來延長通訊距離。但通訊距離受信號傳輸時間限制以免影響通訊質量。 反射衰減(回波損耗) 由于材料結構尺寸與製造工藝(絕緣押出量不均牽引輪偏心收放線轉動不均勻) 等缺陷和分散性的影響造成阻抗沿長度的分佈是不均勻的。電磁波在線路上傳輸遇到不均勻點產生多次反射奇次反射波回到發射端會引起輸入阻抗的變化並引起主波信號功率變化產生衰減頻率特性波動引起信號失真。偶次反射波形成伴流滯後並迭加在主波上造成干擾尤其脈沖信號傳輸時會引起波形畸變造成信號失真。尤其存在周期性不均勻時影響最為嚴重。,26,第章、 通訊電纜傳輸參數(續),遠端串音衰減 主串回路發送功率與串到被串回路遠端功率的比值取對數*10倍單位

27、“dB”。 衰減串音比(遠端串音防衛度) 被串回路遠端收到的信號電平與串到該接收端的串音電平的差。當主串與被串回路相同時可簡化為遠端串音衰減與衰減的差。(它直接影響信號的誤碼程度)。串音的影響取決于接收的有功信號與串音功率的相對大小因在遠端信號經過衰減信號相對較近端小故通訊工程中串音防衛度是指遠端串音防衛度。 干擾參數的影響因素 數十KHz以下的短電纜(製造長度)採用一次參數研究高頻或長電纜時回路間串音用一次參數很難確定就用二次參數來衡量串音程度。一次干擾參數/二次干擾參數與回路間的相對位置及結構通訊方式結構上均勻性及所用材料的質量回路長度信號的傳輸頻率有關。 延時/延時差線路中單位長度電磁波

28、傳播所需時間單位“ns/m”。對于線對內或線對間的芯線電磁波傳播延時的差值。 波速比電磁波在線路的介質中傳播速度與在真空中傳播速度的比值。,27,第9章、 通訊電纜傳輸參數(續),遠端串音衰減 主串回路發送功率與串到被串回路遠端功率的比值取對數*10倍單位“dB”。 衰減串音比(遠端串音防衛度) 被串回路遠端收到的信號電平與串到該接收端的串音電平的差。當主串與被串回路相同時可簡化為遠端串音衰減與衰減的差。(它直接影響信號的誤碼程度)。串音的影響取決于接收的有功信號與串音功率的相對大小因在遠端信號經過衰減信號相對較近端小故通訊工程中串音防衛度是指遠端串音防衛度。 干擾參數的影響因素 數十KHz以

29、下的短電纜(製造長度)採用一次參數研究高頻或長電纜時回路間串音用一次參數很難確定就用二次參數來衡量串音程度。一次干擾參數/二次干擾參數與回路間的相對位置及結構通訊方式結構上均勻性及所用材料的質量回路長度信號的傳輸頻率有關。 延時/延時差線路中單位長度電磁波傳播所需時間單位“ns/m”。對于線對內或線對間的芯線電磁波傳播延時的差值。 波速比電磁波在線路的介質中傳播速度與在真空中傳播速度的比值。,28,第10章、 电线电缆上的印字,AWM E173648 STYLE 1007 24AWG 80 VW-1 c AWM 24AWG I A 80 300V FT1 -F- CABLEPLUS 2. 22

30、7 IEC 53（RVV） 300/500V CCC 2003010105028682 SUZHOU CABLEPLUS TECHNOLOGIES CO., LTD. 3. AWM E173648 STYLE 3271 10AWG 125 FT2 CSA 213356 AWM 10AWG I A 600V FT2 XLPE CABLEPLUS,29,附錄A、 (銅芯)發泡絕緣同軸電纜傳輸參數計算公式,特性阻抗Zc 工作電容C 電纜總衰減 等效介電常數e 等效介質損耗角正切tge d - 內導體外徑De - 外導等效內徑 Kp - 外導體材料系數P - 發泡度 - 絕緣材料的介電常數tg- 絕緣

31、材料的介質損耗角正切,30,附錄B、電線電纜性能及相關測試要素簡介,傳輸性能測試 導體電阻 規定的試樣長度及尺寸採用直流電橋測量電阻值由溫度係數關係式換算成20直流電阻值。 工作電容 採用LCR測試儀測試。 特性阻抗 採用TDR測時域阻抗採用Network Analyzer測頻域阻抗。 衰減 採用Network Analyzer測試。 延時 可採用TDR或網絡分析儀測試。 串音 採用Network Analyzer測試。 回波損耗 採用Network Analyzer測試。 波長短縮率 採用Network Analyzer測試。,31,附錄B、電線電纜性能及相關測試要素簡介(續),一般電性能及物理機械性能試驗 導體拉伸試驗 規定的試樣長度及尺寸標識線拉伸速度計算伸長率。 絕緣電阻 採用高阻計測試。(有屏蔽時)直接測芯線導體-屏蔽間絕緣電阻(無屏蔽時) 絕緣芯線需浸入水浴以水浴做為電極測試。 耐電壓試驗 採用耐電壓測試儀測試。(有屏蔽時)