电线电缆的材料有哪些?电线电缆结构和电线电缆生产制造工艺
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电线结构工艺简单,主要由铜铝线芯导体和护套组成;而电缆制造工艺复杂导致发挥的电气特性也不相同;下面电百科就来介绍下电线的材料有哪些?电线电缆结构和电线电缆生产制造工艺等。
一、电线电缆的材料有哪些?
电线电缆材料可以从截面上看出导体是铜铝及绝缘材料都有哪些,可分为导线、绝缘层、屏蔽和护层这四个主要结构组成部分以及填充元件和承拉元件等。根据使用要求和应用场合,电线结构极为简单。
从某种意义上讲,电线电缆制造行业是一个材料精加工和组装的行业。一是材料用量巨大,线缆产品中的材料费用要占制造总成本的80-90%;二是所用材料的类别、品种非常多,性能要求特别高,如导体用铜,要求铜的纯度要在99.95%以上,有的产品要采用无氧高纯铜;三是材料的选用会对制造工艺、产品的性能以及使用寿命起到决定性的影响。
同时,电线电缆制造企业的效益也与材料的选用、加工和生产管理中能否科学地节省材料密切相关。因此,在设计电线电缆产品时必须与材料的选用同时进行,一般采取选用几种材料,通过工艺和与性能筛选试验后确定。
电线电缆用材料按其使用部位与功能、可分为导电材料、绝缘材料、填充材料、屏蔽材料、护层材料等。但其中有些材料是几个结构件通用的。尤其是热塑性材料,如聚氯乙稀、聚乙烯等只要改变部分配方成份就可用在绝缘或护套上。
1、电线电缆导体:
用铜、铝、铜包钢、铜包铝等导电性能优良的有色金属制成,以光导纤维作为导线。主要材料:裸铜线、镀锡线;单支线、绞线;绞后镀锡线;
2、绝缘层:
是包覆在导线外围四周起着电气绝缘作用的构件。即能确保传输的电流或电磁波、光波只沿着导线行进而不流向外面,导体上具有的电位(即对周围物体形成的电位差、即电压)能被隔绝,即既要保证导线的正常传输功能,又要确保外界物体和人身的安全。 导线与绝缘层是构成线缆产品(裸电线类除外)必须具备的两个基本构件。主要材料:PVC、PE、XLPE、聚丙烯PP、氟塑料F,橡胶,纸,云母带。
3、填充结构:
很多电线电缆产品是多芯的,将这些绝缘线芯或线对成缆(或分组多次成缆)后,一是外形不圆整,二是绝缘线芯间留有很大空隙,因此必须在成缆时加入填充结构,填充结构是为了使成缆外径相对圆整以利于包带、挤护套。主要材料:PP绳、防火泥、陶瓷带。
4、屏蔽:
是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件;有的线缆产品在其内部不同线对(或线组)之间也需要相互隔离。可以说屏蔽层是一种“电磁隔离屏”。高压电缆的导体屏蔽和绝缘屏蔽是为了均化电场的分布。主要材料:裸铜线、铜包钢线、镀锡铜线。
5、护层:
当电线电缆产品安装运行在各种不同的环境中时,必须具有对产品整体,特别是对绝缘层起保护作用的构件,比如防腐蚀外护套,这就是护层。因为要求绝缘材料具有优良的各种电绝缘性能,则必须要求材料的纯度极高、杂质含量极微;往往无法兼顾其对外界的保护能力,所以对于外界(即安装、使用场合和使用中的)各种机械力的承受或抵抗力、耐大气环境、耐化学药品或油类、对生物侵害的防止,以及减少火灾的危害等都必须由各种护层结构来承担。主要材料:PVC、PE、橡胶、铝、钢带。
6、抗拉元件:.
典型的结构是钢芯铝绞线、光纤光缆电缆等。总之,开发的特种细小、柔软型,同时要求多次弯、扭曲使用的产品中,抗拉元件起着主要的作用。主要材料:钢丝。
二、电线电缆生产制造工艺
电线电缆主要通过: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、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:
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。
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
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。
对电线加工流程相对简单,先把铜丝拧成一股,经过一个加热的装置,这个装置上面有塑料粒子流下来,经过加热,塑料粒子成胶着状液体,就包裹在铜丝(股)外面了,前面有一个滚筒拉这个铜丝,经过一个长的水槽冷却,到滚筒上的时候就成电线。更多关于电线电缆问题请关注电百科,盗载必究。