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电线电缆各组成部分及主要性能指标技术参数

日期:2019-04-15 05:02:01 点击:0 来自:本站 作者:

  电线电缆各组成部分及主要性能指标技术参数_建筑/土木_工程科技_专业资料。采购材料性能与参数

  电线电缆各组成部分及主要性能指标技术参数 电线电缆各组成部分及主要性能指标技术参数 电线电缆主要用于电能传输、分配以及信号的传递,其主要组成部分包括线芯(导 体)、绝缘层、屏蔽层、和护层,下面对各组成部分的性能技术指标及工艺技术参 数进行逐一介绍: 电缆的导体 导体的作用是传送电流,当导体通过电流时,便产生电能损耗而使导体温度升高, 导体温升又使导体电阻增大,同时使绝缘的性能下降,当导体温度超过绝缘材料的 允许工作温度,就会加速绝缘材料的老化甚至在电缆弯曲处使绝缘首先软化变形, 导致电缆寿命缩短或在电缆弯曲处短期内发生击穿, 不能满足电缆长期使用的要求; 线芯的损耗主要由导体的截面及材料的体积电阻率决定,因此,生产过程必须对导 体截面及材料的性能指标进行严格检验和控制。 一、 导体用材料: 导体材料必须具备良好的导电性能和机械性能、易于加工成型、资源丰富等特点, 银的导电性能虽最好,但因其价格昂贵而不被采用,为减小线芯损耗和电压降,当 前广泛采用的是铜材和铝材,下面就铜、铝的主要性能技术指标进行学习: 1、材料的电性能及物理特性: 软铜 型号 纯度≥% 20℃体积电阻率 不大于 ·mm2/m 0.017241 0.00393 16.6*10-6 414 8.89 1084.5 0.02801 0.00403 23*10-6 924 2.703 658 硬铝(A2-A8) A2 A4 A6 A8 T1R TU1R T2R TU2R T3R 99.90 99.6 电阻温度系数 1/℃ 线/℃ 热容系数 J/kg·℃ 比重 熔解点℃ 抗拉强度≥N/mm2 伸长率 ≥% 40 A8(120-150) A8(6) 2、影响导电性能的因素: 2.1 温度: 金属的导电性能随温度升高而降低,当温度不是很高(接近于熔点)或很低(接近 于绝对零度),电阻率和温度呈下列线 杂质: 金属中含有某些杂质,将使其电阻增大。杂质对金属电阻的影响,取决于杂质的种 类、含量、和杂质在金属中存在的状态,铝、锑、砷、磷、镍、铅等是铜的有害杂 质,当砷含量为 0.35%时,铜的电阻率将增大 50%;铝导体中的主要有害杂质是硅 与铁。 2.3 冷变形: 弹性变形时对金属电阻影响极小,而塑性变形则使电阻增大,当冷加工变形超过 1 0%,其电阻才明显增大。对于纯金属,由于冷变形而增加的电阻,一般不大于 4%。 电工圆铝杆拉丝前电阻率为 0.02801,经过拉丝后,生产成需要规格的电工圆铝线 热处理(退火): 金属经冷变形后,由于金属结晶的变化,抗张强度、屈服强度、弹性增加,而电导 系数、伸长率下降,为了提高冷拉铜线的电导系数和柔软性,将线材在一定温度下 韧炼,达到提高伸长率和电导系数的目的,电阻可恢复到变形前的水平。 2.5 环境: 当环境因素使金属表面产生污染或氧化层以及附有水份、油渍时,金属电阻会增大, 在金属表面包覆其他金属的保护层时,电阻可按复合材料原有电阻率的大小及包覆 层厚度,通过计算求得。铜对于某些浸渍剂(例如矿物油、松香复合浸渍剂等)、 硫化橡皮有促进老化作用,在此情况下,可在铜线表面镀锡,使铜不直接与绝缘层 接触。 3、电线电缆常用的金属材料力学性能的有关概念: 电线电缆用金属材料应具有较好的力学性能,包括抗拉强度、弹性、塑性、硬度、 韧性、疲劳强度等。 3.1 抗拉强度: 金属在均匀的拉力作用下,逐渐拉细直至拉断时所需的负荷,称为拉断力,拉断 力除以导体受力方向的垂直截面积所得的值称为抗拉强度。他表明单位截面积金属 导线抵抗拉断力的最大能力。 3.2 塑性: 金属材料在负荷作用下产生变形而不被破坏,当负荷去除后,仍能使变形保留下来 的性能叫塑性,保留的这种变形叫塑性变形。一般用伸长率来表示塑性的大小,伸 长率越大,则金属材料的塑性越好,说明金属柔软,富于延展性,一般把 δ>5%的 材料称为塑性材料,而 δ<5%的材料称为脆性材料。电线电缆用软铜线要求断裂伸 长率不下于 25%。 3.3 弹性: 金属材料受力变形,当外力取消变形即消失,并恢复原状的性能,称为弹性。这种 变形越大,弹性越好。在弹性变形范围内,材料所受应力与应变成正比,即 F/A=E* (?L/L0),E 称为弹性模量或弹性系数,E 值越大,材料在弹性变形范围内能够承担 的外力就越大。钢芯铝绞线%伸长应力计算拉断力。 4、电线电缆用金属材料应具备良好的工艺性能: 电缆导体生产中,要求材料具有良好的可锻性和焊接性。可锻性或称可塑性是指金 属材料在压力加工时能改变形状而不产生裂纹的性能;焊接是指通过加热、加压使 两金属件之间造成原子间或分子间的结合,从而得到永久连接的工艺过程,焊接过 程金属材料所表现出的性能成为焊接性。 二、 导体的种类: 根据 GB/T3956-1997,将导体共分四种,第一种、第二种、第五种、第六种。第一 种为实心导体,第二种为绞合导体,第一种、第二种预定用于固定敷设电缆的导体, 第五种、第六种预定用于软电缆和软线的导体,第六种比第五种更柔软。 1、 实心导体: 导体材料用镀金属或不镀金属退火铜线、无镀层铝或铝合金线。 实心铜导体应是圆形截面,25 及以上实心铜导体仅预定用于特种电缆,而不适用于 一般电缆;实心铝导体,截面 16 及以下应是圆形截面,25 及以上,若是单芯电缆 应是圆形截面,若是多芯电缆,可以是圆形或成型截面。 2、 绞合导体: 为了增加电缆的柔软性或可曲度,较大截面的电缆线芯由多根较小直径的单线绞合 而成。由多根单线绞合的线芯柔软性好、可曲度大,线芯弯曲时,线芯中心线内外 两部分可以互相移动补偿,弯曲时不会引起导体的塑性变形,因此线芯的柔软性和 稳定性大大提高。 线芯的绞合形式可以分为两类,规则绞合和不规则绞合。规则绞合的定义为:导线 有规则、同心且相继各层依不同方向的绞合称为规则绞合,它还可分正常规则绞合 和非正常规则绞合,后者系指层与层间的导线直径不尽相同的规则绞合,而前者指 组成导线的直径均相同;规则绞合还可分为简单规则绞合和复合规则绞合,后者系 指组成规则绞合的导线不是单根的,而是由更细的导线按规则绞合成股,再绞合成 线芯, 这种绞合多用于移动橡皮绝缘电缆的线芯, 以提高其柔软性。 不规则绞合 (束 绞),所有组成导线都依同一方向的绞合。 2.1 非紧压绞合圆形导体: 绞合圆铝导体截面一般不小于 10mm2。 导体中的单线应具有相同的标称直径, 导体 的单线根数、直流电阻应符合标准规定。 2.2 紧压绞合圆形导体和成型导体: 紧压绞合圆铝导体截面应不小于 16mm2,绞合成型铜或铝导体截面应不小于 25m m2,同一导体中两根不同单线,导体的单线根数和直流电阻应 符合标准规定。 3、 软导体(第五种、第六种) 导体应由镀金属和不镀金属的退火铜线组成。 导体中的单线应具有相同的标称直径; 导体中的单线直径应不超过规定的最大值, 第六种导体比第五种导体单线直径更细; 导体电阻应不超过标准规定的最大值。 三、 导体的性能指标及工艺技术参数: 1、20℃直流电阻: 直流电阻是影响电缆载流量的首要因素,直流电阻越大,导体产生的电压降、电 能损耗就越大,是电缆的重要性能指标。影响直流电阻的因素包括材料的体积电阻 率、导体的实际截面、环境温度、加工过程的拉丝退火压型,绞合成缆节距、导体 表面有无污染氧化及镀层等,控制直流电阻就必须在每一个环节进行控制,并加强 检验,以保证直流电阻不大于标准规定值。 2、导体的表面质量: 2.1 导体表面应清洁无污染(油污、水渍)、无氧化现象,这不仅是考虑绝缘挤包 的要求,同时也为了控制直流电阻。 2.2 导体表面应光滑圆整,无尖角、毛刺、锐边或凸起的单线,导体表面质量不好 会导致绝缘厚度不均甚至破皮或绝缘击穿,同时在导体的尖角部位电场集中,电场 强度太大,易导致绝缘击穿,使电缆不能通过耐压试验或电缆在长期使用过程中该 部位过早老化击穿,缩短电缆使用寿命。特别是扇形和瓦楞形导体,应注意导体压 型时不能出现尖角、锐边。在生产低于标准规定的最小截面电缆时,特别是高压电 缆,应考虑加大导体直径或加大绝缘厚度。 2.3 导体应无断裂的单线或缺股现象,缺股和断头会导致导体直流电阻增大。 3、焊接: 3.1 各种绞束的成品导体不允许整芯焊接,束线和绞线中的单线允许焊接,单线mm 及以下允许扭接,同一层内,相邻两接头间的距离应不下于 300mm。 电阻对焊的接头应退火,接头两侧退火距离约为 250mm。 3.2 对于铝绞线及钢芯铝绞线,单根或多根镀锌钢线均不应有任何接头;每根制造 长度的导线 根有接头的成品铝单线;在整根导线上,任何两接头间 的距离应不下于 15m。电阻对焊的接头应退火,接头两侧退火距离约为 250mm。 电阻对焊接头的抗拉强度应不小于 75MPa。 4、导体的结构根数、单丝直径应满足标准规定。 5、排列规则: 通过计算,正常规则绞合,除中心单线 根例外,外层单线根数均比其相邻 内层多 6 根单线、 绞向: 将绞线垂直放在面前, 单线由左下方向右上方旋转向上的称为右向 (Z 向) , 单线由右下方向左上方旋转向上的称为左向(S 向)。钢芯铝绞线等裸导线最外层 绞向为右向,除钢芯铝绞线架空绝缘电缆外, 电线电缆绝缘线芯最外层绞向为左向。 为了导体结构的稳定性,相邻两层绞向应相反。 7、节距、节径比: 节距:单线围绕绞合中心旋转一周所前进的距离称为节距。 节径比:节距与该绞层外径的比值。 根据原 GB3956-83 标准规定,第五种和第六种导体,一次绞束线,股线;第二种 非紧压绞合圆形导体,内层不大于 40,外层不大于 20。 绞合导体,在导体的垂直截面上,所有圆形单线为椭圆形截面,在圆周方向上为长 轴,径向为短轴,节径比越小,绞合越紧密,单线间的间隙越小,节径比越小线芯 越柔软,但正常规则绞合,节径比一般不能小于 10,节径比太小,易造成相邻两层 结合不紧,导体起“灯笼”,节径比太大,绞线的缝隙大,绞合不紧密,易散股。在 绞合导体中,每根单线的实际长度比导体的长度要大,单线的实际长度与导体的长 度之比称为绞入系数,导体的节径比越小,绞入系数越大,使用的材料越多,直流 电阻反而增大,因此,节径比太小不利于材料节约,节径比大又不利于绞合的紧密, 生产过程需对节径比进行控制。 紧压绞合扇形、瓦楞形导体,特别是紧压绞合圆形导体,为了保证压型后导体的紧 密性和弯曲性能,应选用较小的节径比。 8、线 非紧压绞合圆形导体的截面,是由单线根数和单线直径决定的,应对单线直径 和单线根数进行控制,此外,在绞合过程中,涨紧力应适当,由于拉力太大,会导 致单线 紧压圆形绞合导体及紧压扇形导体,不仅要控制单线根数和直径,还要对扇高 和紧压外径进行控制,这也是影响截面大小的因素。 8.3 导体截面的检验可用称重法,用导体的单位长度重量除以材料密度可的导体实 际截面。 9、绞合外径: 绞合外径是最外层单线与之相内切的的圆的直径,以下是正常规则绞合时外径的计 算。 9.2、绞合外径 D=绞合中心外径+绞合层数*2d 绞合中心不计为绞合层数。 9.3、绞合中心外径:1 根时等于 d,2 根时等于 2d,3 根时等于 2.16d,4 根时等于 2.42d,5 根时等于 2.7d。 10、扇形导体、瓦楞形导体尺寸形状公差: 应按规定选用轧刀, 上下轧刀应对正, 保证扇形两边对称, 扇形导体不对称偏差, 2*(大边-小边)/(大边+小边)应不大于 10%;应对扇高和瓦楞厚度进行控制, 以控制导体截面和电缆外径。

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