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电线电缆基础知识

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电线电缆基础知识

发布日期:2021-04-23 作者:暖通南社 点击:

宜昌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。

分类:电缆总体来说可以分为五大类:(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)通信电缆及光缆。

电缆的基本结构:

一般电缆最基本的结构有导体、绝缘层及外护层,根据要求再增加一些结构,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。

1、导体

其作用是传导电流。有实芯和绞合之分。材料有铜、铝、铝合金、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大于0.017241Ω.mm2/m(20℃时),铝导体的的电阻率要求不大于0.028264Ω.mm2/m(20℃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)、硅橡胶、丁腈聚氯乙烯、氟塑料等。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

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、绕包两种种形式。对要求高的采用挤包形包形式,要求低的采用绕包形式。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,我公司开发的主要是铝合金带联锁铠装,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。


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电线电缆的表示方法:

1.型号的含义

1) 类别、用途代号

A-安装线 B-布电线 C-船用电缆

K-控制电缆 R-软线

Y-移动电缆 JK-绝缘架空电缆

M-煤矿用

Z、ZR-阻燃型 N、NH-耐火型 ZA-A级阻燃

ZB-B级阻燃 ZC-C级阻燃 WD-低烟无卤型

2)导体代号

T—铜导线(略)

L-铝芯

LH-铝合金芯

3)绝缘层代号

V—PVC塑料

YJ—XLPE绝缘

F—氟塑料

Y—聚乙烯料

E-乙丙橡皮

4)护层代号

V-聚氯乙烯护套 Y-聚乙烯料

G—硅橡胶 F—氟塑料护套 F-氯丁橡皮

N-尼龙护套 P-铜丝编织屏蔽

P2-铜带屏蔽 P3-铝塑复合带屏蔽

5)特征代号

B-扁平型

R-柔软

C-重型

Q-轻型

H-电焊机用

S-双绞型

6)铠装层代号

2—双钢带

3—细圆钢丝

4—粗圆钢丝

6—非磁性金属带(铝合金联锁铠装)

7—非磁性金属丝

7)外护层代号

2—PVC套

3—PE套(或聚烯烃套)

最常用的电气装备用电线电缆及电力电缆的型号示例:

VV—铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆

VLV—铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆

YJV22—铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆

YJLHV62—铝合金芯交联聚乙烯绝缘联锁铠装聚氯乙烯护套电力电缆

KVV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆

60227IEC 01(BV)—简称BV,一般用途单芯硬导体无护套电缆

60227IEC 02(RV)—简称RV,一般用途单芯软导体无护套电缆

60227IEC 10(BVV)—简称BVV,轻型聚氯乙烯护套电缆

60227IEC 52(RVV)—简称RVV,轻型聚氯乙烯护套软线

60227IEC 53(RVV)—简称RVV,普通聚氯乙烯护套软线

BV—铜芯聚氯乙烯绝缘电线

BVR—铜芯聚氯乙烯绝缘软电缆

BVVB—铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套扁型电缆

JKLYJ—交联聚乙烯绝缘架空电缆

YC、YCW—重型橡套软电缆

YZ、YZW—中型橡套软电缆

YQ、YQW—轻型橡套软电缆

YH—电焊机电缆

3.规格

规格又由额定电压、芯数及标称截面组成。

电线及控制电缆等一般的额定电压为300/300V、300/500V、450/750V;

中低压电力电缆的额定电压一般有0.6/1kv、1.8/3kv、3.6/6kv、6/6(10)KV、8.7/10(15)kv、12/20kv、18/20(30)kv、21/35kv、26/35kv等。

电线电缆的芯数根据实际需要来定,一般电力电缆主要有1、2、3、4、5芯,电线主要也是1~5芯,控制电缆有2~61芯。

标称截面是指导体横截面的近似值。为了达到规定的直流电阻,方便记忆并且统一而规定的一个导体横截面附近的一个整数值。我国统一规定的导体横截面有0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200等。这里要强调的是导体的标称截面不是导体的实际的横截面,导体实际的横截面许多比标称截面小,有几个比标称截面大。实际生产过程中,只要导体的直流电阻能达到规定的要求,就可以说这根电缆的截面是达标的。

4.标准编号

1)GB/T 5023 额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆

2)JB/T 8734 额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线

3)GB/T 5013 额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆

4)JB/T 8734 额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆

5)GB/T 12706 额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件

6)GB/T 9330 塑料绝缘控制电缆

7)TICW/06 计算机电缆

5.举例说明

A)VV-0.6/1 3×150+1×70

铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为0.6/1kV,3+1芯,主线芯的标称截面为150mm2,第四芯截面为70mm2。

B)BVVB-450/750V 2×1.5

铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套扁型电缆,额定电压为450/750V,2芯,导体的标称截面为1.5mm2。

C)YJLV22-8.7/10 3×120

铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为8.7/10kV,3芯,主线芯的标称截面为120mm2。

主要原材料:

1.铜丝

采用电解铜作为原料,经连铸连轧工艺制成的的铜线称为低氧铜线;经上引法制成的铜线称为无氧铜线。

低氧铜线含氧量为100~250ppm,含铜量为99.5~99.9%,导电率为100~101%。

无氧铜线含氧量为4~20ppm,含铜量为99.96~99.99%,导电率为102%。

铜的比重为8.89g/cm3。

2.铝线

用作电线用的铝线都要进行退火软化过。用作电缆用的铝线一般不用软化。

电线电缆用的铝的电阻率要求达到0.028264Ω.mm2/m,铝的比重为2.703g/cm3。

铝合金线:以铝锭为主要原材料,加入一些铁、镁、稀土等元素,经过退火工序,改善了其机械性能和电气性能。电阻率不大于0.0280348Ω.mm2/m。比重为2.703g/cm3。

3.聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础,加入各种配合剂混合而成的,如防老剂、抗氧剂、填料、光亮剂、阻燃剂等,其密度为1.38~1.46g/cm3左右。

聚氯乙烯材料的特点:

力学性能优越,耐化学腐蚀,不延燃,耐候性好,电绝缘性能好,容易加工等。

聚氯乙烯材料的缺点:

① 燃烧时有大量有毒的烟雾发出;

② 热老化性能差。

聚氯乙烯有绝缘料与护套料之分。

4.聚乙烯(PE)

聚乙烯是由精制的乙烯聚合而成的,按密度可分为:

低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。

低密度聚乙烯的密度一般为0.91~0.925g/cm3;中密度聚乙烯的密度一般为0.925~0.94g/cm3;高密度聚乙烯的密度一般为0.94~0.97g/cm3。

聚乙烯材料的优点:

① 绝缘电阻和耐电压强度高;

②在较宽的频带范围内,介电常数ε和介质损耗角正切值tgδ小;

③ 富于可挠性,耐磨性能好;

④ 耐热老化性能、低温性能及耐化学稳定性好;

⑤ 耐水性能好,吸湿率低;

⑥ 用它制作的电缆质量轻,使用敷设方便。

聚乙烯材料的缺点:

① 接触火焰时易燃烧;

② 软化温度较低。

5.交联聚乙烯(XLPE)

现在电缆行业使用的主要有二种类型的交联聚乙烯。一种是以硅烷作交联剂的,叫硅烷交联料,主要应用在低压电线电缆的绝缘层上。另一种是以过氧化二异丙苯(DCP)作交联剂的交联聚乙烯料,其主要是由聚乙烯、交联剂和抗氧剂组成。主要应用在中、高压电缆的绝缘层上,对绝缘耐压等级越高,要求纯净度就越高。

DCP是一种过氧化物,温度越高,分解越快,其分解后就会催化聚乙烯起交联反应。DCP在常温下也会分解,不过分解速度很慢,但加热到一定的温度(温度超过125℃时)会快速分解。

硅烷交联剂也有同样的性能,但它还需要有水来作助剂,才能起到完全的接枝反应。现在的硅烷交联聚乙烯市场上主要有二种类型,一种叫一步法,一种叫二步法(这种叫法与学术上的硅烷交联叫法不同)。一步法的绝缘料是交联剂与催化剂已预先混好,也有叫成共聚物法料;二步法料是分A料与B料,在生产前将A、B料拌匀。一步法的料贮藏时间很短,二步法的料主料与催化剂料分开,所以贮藏时间较长,但混合后的料必须要马上用掉。另外,硅烷交联料中还可以加入碳黑母料,起到耐气候作用,用在绝缘架空电缆系列产品中。

交联聚乙烯材料的优点:

电气性能比聚乙烯还优良;其机械性能比聚乙烯好,所以应用比聚乙烯广泛。软化温度比PVC高,电缆正常的运行温度能达到90℃。

缺点是加工困难,易燃烧。

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