电线电缆基础知识.pptx
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1、电线电缆基础知识,1、电线发展的历史,1.1 发现“电”可沿金属线传输 公元前500年,希腊泰勒斯发现摩擦生电。 1729年,英国人格雷发现“电”可以沿金属线传输,人类有了“导体”的概念。 1740年,法国的德札古利埃规定了导体与绝缘的定义。 1744年,德国人温克勒用电线把放电火花传送到远距离,宣告了电线的诞生。 1752年,美国人富兰克林发明了避雷针,并用电线接地,这是电线的首次实用化。,1.2“电报机”的发明推动了电报电缆的研发、应用,十九世纪初,丹麦的奥斯特、英国的法拉第、德国的欧姆、美国的亨利等大批欧美物理学家不断发现和创立了现代电学、电磁学等许多基础理论,为今后的电力、信息传输打开
2、了闸门。,1833年,高斯和韦伯制成了第一部电磁指针电报机,用于1公里长的线路上,用了6年。 1835年,美国莫尔斯发明了有线电报机,促进了通信电缆的发展。 1839年,库克、惠斯登在伦敦建成了第一条21公里长的电报线路。 1841年,纽约港敷设了橡皮绝缘的海底电报电缆。 1851年英国敷设了穿越英吉利海峡的海底电缆。至1920年英国建成了连接英联邦各国、环绕世界的电报电缆网,引发了敷设海底电报电缆的高潮。,1.3线缆产品在三大领域遍地开花,1875年,美国人亨利取得了第一个绝缘漆和纤维专利。美国、日本等地的公司开发出醋酸纤维漆包线、聚乙烯醇缩甲醛线、聚氨酯漆包线、玻璃漆包线等各种漆包线,从此
3、电磁线遍地开花。 1876年,美国贝尔发明有线电话机,美国制造市内通信电缆。各国相继开始研发聚乙烯、聚氯乙烯、PE、光纤等通信电缆,从此通信电缆联通全世界。 1879年,爱迪生发明了白炽电灯后,制成了黄蔴沥青绝缘电力电缆,从此各种输电、供电用电力电缆得到了广泛的研发和使用。,2、电线的分类,我国电线电缆产品的明确分类始于电缆工业已形成较大规模的19591960年间。但是初步确定了分类的原则,大类的名称、产品的型谱以及产品型号的编制办法等。 首先是确定大类。大类区分的原则是:从产品的应用领域出发,兼顾到产品生产工艺的学科相近性、专用设备的共用性等因素。 大类以下又依次分为小类、系列、品种、规格等
4、层次。小类的区分原则仍以产品使用领域的相近性为主,这对品种系列特别繁多,专用场合较明显的电气装备用电线电缆大类特别重要。,系列则指用途、结构、材料基本相同或相似的产品,往往归列同一产品标准或分标准中;同系列的产品,属于结构延伸性的较多,相互替代使用的可能性较大。 品种则是产品的基点,一个品种有一个名称、一个型号,互相对应。 规格则是指某一个品种中结构尺寸大小或结构组成多少的变化,如电力系统用电线电缆的不同截面、单根绝缘芯的芯数、工作电压等级(绝缘厚度)等,信息传输电线电缆的导体结构、绝缘线芯的对数或组数等。,电线电缆产品的五个大类,根据行业确定的大类产品分类原则,从1959年起将电线电缆产品分
5、为五个大类。在1978年首次出版的电线电缆手册中,进一步对五个大类给予确认,并明确了各大类产品的定义和涵盖范围,小类和系类的划分等,沿用至今。 现将电线电缆产品的五个大类特征说明如下: 裸电线与裸导体制品; 电力电缆; 电气装备用电线电缆; 通信电缆与光缆; 电磁线(绕组线);,2.1 裸电线与裸导体制品,本大类产品的主要特征是:产品都是无绝缘层的导体,如架空输、配电线路用的架空导线,以及铜、铝汇流排材(母线)和特种导电制品。其生产工艺的技术学科是有色金属的压力加工,如压延、拉制和绞合等。有的企业还包括有色金属的熔炼、合金配制和改性等工艺技术。本大类产品在使用时,必须考安装时设置的外部绝缘加以
6、保证,如架空导线安装在有一定高度的电杆上,并以绝缘子支撑、牵引。,2.2电力电缆,产品是供电力系统从超高压到低压(220V)各电压等级的输电、变电、配电和供电线路用。其学科是强电传输,既传输电流很大(从几十安培乃至2000安培以上)、高电压(从220V至超高压如500kV及以上),因此是高电压绝缘中最具有代表的产品。产品的技术性能主要是导体的导电能力(载流量),高电场下的电场均匀性和绝缘稳定可靠性,以及整体结构的热平衡性(散热能力要与运行中的发热量保持平衡)、电动应力承受能力,以及电缆在安装、敷设运行中的机械的承受能力。在生产工艺中各个工序都要充分考虑满足上述各项严格的综合要求。,2.3 电气
7、装备用电线电缆,这是末端用电线路和各种用电设备的一大类品种,品种最为繁多,约占总数的60%左右。包括了建筑用低压电线路(如照明线、动力线)用的橡塑绝缘电线、软线,从供电点(开关、插座)到终端用电设备的连接线,终端设备组成之间的连接线(如控制、信息系统用),以及用电设备内部安装用的电线电缆。特别是特殊的工业系统如石油和矿山探测、开采,大型而又各有专门特殊要求的交通运输器具,如电梯、汽车、机车、飞机、船舶等用的电线电缆等。,2.4 通信电缆与光缆,我国的现代信息传输和应用技术是近二十余年来以极高速度迅速发展和赶上世界水平的一个重要领域。 信息传输用电线电缆的技术科学是电磁波(含光波)的有线传输理论
8、;即要求将以极高速率传输的信息准确、清晰地传递至接收方。因此要求电线电缆具有导电率很高的导体、绝缘电阻高而介电常数很小的绝缘;同时要求整根长度上结构尺寸的均匀性、一致性等。同时,对金属导体的电线电缆的屏蔽性能有很高的要求。,2.5电磁线(绕组线),用于各种电机、电器、仪表、变压器以及电极磁场发生器中的绕组线圈用。产品品种按绝缘构成,分为漆包线和绕包线两个小类。电磁线的技术特性除了导电和绝缘性能外,主要是适应安装的要求,即所属电机、电器、仪表的耐温等级,与周围的材料的化学相容性,安装时的柔软性和耐刮性等。,3.电线电缆产品命名和型号,任何一种产品的某一品种必定有一个完整的名称,以避免与其他品种、
9、特别是系列中相近似品种的混淆;这对产品的生产组织、选用设计、使用维护均十分必要。如一根外形、结构完全相似的铝绞线就可能是纯铝、某种铝合金或稀土铝制成;而一根漆包线就可能是多种漆层材料中的某一种;它们在性能和适用范围等方面有着很大的差异。,3.1电线电缆产品的命名,3.1.1产品名称中应包括的内容 主要应用场合或所属大类、小类名称; 主要结构材料或结构型式,结构愈复杂,名称愈长; 重要的附加特性或特征。 3.1.2产品名称的通常顺序是:从内到外说明导体、绝缘、内护套、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强调的特性、用途放在最前面的表达方式。,例如: 铜芯泡沫聚
10、烯烃绝缘填充式档潮层聚乙烯内护套钢带铠装聚乙烯外护套市内通信电缆; 阻燃型铜芯耐热105聚氯乙烯绝缘电线,或称为铜芯耐热105聚氯乙烯绝缘阻燃电线。,3.1.3 产品名称中不会发生混淆的前提下可以适当省略或简化。例如某些产品不允许采用铝线芯的、如矿用电缆、橡塑软线、汽车线、航空导线等,产品名称中可以省去导体材料的名称;又如乙丙橡皮绝缘可以简写成乙丙绝缘等。,3.1.4哪些产品称为电线,哪些称为电缆并无严格的区别规则,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。 但上述区别只是概念性的相对而言,实际上主要是该类产品刚出
11、现时的定名,以后就按“约定成俗”的习惯沿用。例如橡皮、塑料绝缘电线,大量应用的是6mm2 及以下的小线,但规格中也有240、300、400 mm2 甚至达800 mm2 的大截面电线,但仍统称“电线”。,3.2电线电缆产品的型号,由于产品的名称很长,表达麻烦,因此制订了型号来简便地表达;几乎所有的工业产品都是这样。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、和一个型号,一一对应。,3.2.1型号编制方法,我国电线电缆的产品型号编制方法是1959年确定的,型号的组成与顺序是: 15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;每一项可以是1到2个字母。第6项一
12、般以阿拉伯数字表示,可用13个数字,如外护层的表示有专门的规定。,在型号编制中,省略原则是非常重要的,特别是量大面广的常用品种。否则89个汉语拼音连在一起很难记忆和应用,失去了制订型号、方便使用的目的。省略的原则是制订出来的型号应具有单一性和不混淆性。 电线电缆产品的导体以铜为主,只采用铜导体的品种数占总数的70%以上;铝导体的用量虽然不小,但集中在电力系统用的少数品种(如架空线、母线、电力电缆、电力用绝缘电线)。因此,除了裸电线及裸导体制品大类以外,所有线缆品种型号都不标明铜芯的代号T,只有铝导体的品种在型号中必须加上铝的代号L,以示区别。,有三个大类产品一般不表明大类代号,即裸导线及裸导体
13、制品类,电力电缆类、电磁线类。如裸电线及裸导体制品大类产品型号的首位字母是导体代号;电力电缆类和电磁线类产品型号的首位字母是绝缘层代号。电气装备用电线电缆类和通信电缆类因下面的小类、系列分类较多,因此也不列大类代号,而以代表用途的小类或系列代号放在首位(如船用、矿用、移动式使用、电话线路用等)。,电力电缆、通信电缆、控制电缆以及一些干线光缆等,由于其线路的重要性,敷设场合的复杂性(如地下直埋、水下敷设),不少产品均有防止各种外力损伤的金属铠装(钢带、钢丝等)结构,并与外护层一起组合。为此,对铠装层和其外护层的表示有单独的规定。即规定2位阿拉伯数字,第一位数字表示铠装结构材料,第二位数表示外被层
14、或外护套。规定的代号如表11.,第7项的使用特征是各种特殊使用场合或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。如湿热带地区用(-TH),阻燃、耐火型品种等。 近年来阻燃、耐火型电线电缆需求发展很快,各企业为了突出上述功能,都把这些特性代号加在品种型号之前,如阻燃(Z-)、耐火(NH-);已有约定成俗之势。有的企业为了进一步明确阻燃或耐火的等级,则表示为ZA-、ZB-、ZC-、NHA-、NHB,也已成为一种趋势。,例如:60227IEC 01(BV) 450/750V 12.5mm2 60245IEC 53(YZ) 300/500V 30.75mm2 BLV 450/750
15、V 12.5mm2 BVV 300/500V 12.5mm2 WDZA-YJY 0.6/1kV 12.5mm2 “60227IEC”是国家标准的标准号,表示聚氯乙烯(PVC)电线系列产品,“60245IEC”表示橡皮电线系列产品。BLV、BVV等如果没有“60XXXIEC”开头的,则不是国家标准的产品,是我国行业标准规定的产品; “01(BV)”、“53(YZ)”、“BLV”、“BVV”“YJY”表示产品的型号;“WDZA”表示该线为低烟无卤环保线材; “450/750V”、“ 300/500V”、“0.6/1kV”表示产品的额定电压; “12.5mm2”、“ 30.75mm2”表示产品的规格
16、,表示有几条线芯,每条线芯的导体截面积(理论值)是多少。,3.2.2常用电线电缆代号说明 电缆特性 ZR 分A、B、C级阻燃(未注明为C级阻燃,型号中省略) DDZ 低烟低卤 WDZ 无卤低烟 NH 耐火电缆 IA 本安计算机用屏蔽电缆(或称本安DCS系统用电缆) 分类代号 DJ 计算机屏蔽电缆(或称DCS系统用电缆),K 控制电缆 C 船用电缆 S 射频电缆 A 安装电线 HD 核电站电缆 BP 变频电缆 J 架空导线 绝缘材料: YJ 交联聚乙烯(XLPE) V 聚氯乙烯(PVC) F46 聚全氟乙丙烯 VF 丁晴聚氯乙烯 G 硅橡胶绝缘或护套 F 氟塑料 Y 聚乙烯或无卤低烟阻燃聚烯烃,
17、屏蔽材料: P 铜丝编织屏蔽 P1 镀锡铜丝屏蔽 P2 铜塑复合带绕包屏蔽 P3 铝塑复合带绕包屏蔽 铠装材料: 22 钢带铠装聚氯乙烯护套 32 钢丝铠装聚乙烯护套 32 圆形镀锌低碳钢丝缠绕铠装聚氯乙烯外护套 33 圆形镀锌低碳钢丝缠绕铠装聚乙烯外护套 导体结构 : A 单股导体(型号中省略) B 7股绞合导体(在型号后加B表示) R 多股绞合导体,GB/T5013橡皮电缆型号 0固定布线用无护套电缆 03导体最高温度180 耐热硅橡胶绝缘电缆(60245IEC 03) 04导体最高温度110 ,750V硬导体、耐热乙烯-乙酸乙烯酯橡皮绝缘单芯无护套电缆 (60245IEC 04) 05导
18、体最高温度110 ,750V软导体、耐热乙烯-乙酸乙烯酯橡皮绝缘单芯无护套电缆 (60245IEC 05),06导体最高温度110 ,500V硬导体、耐热乙烯-乙酸乙烯酯橡皮或其他相当的合成弹性体绝缘单芯无护套电缆 (60245IEC 06) 07导体最高温度110 ,500V软导体、耐热乙烯-乙酸乙烯酯橡皮或其他相当的合成弹性体绝缘单芯无护套电缆 (60245IEC 07),5一般用途软电缆 53普通强度橡套软线(60245IEC 53) 57普通氯丁或其他相当的合成弹性体橡套软线(60245IEC57) 58装饰回路用氯丁或其他相当的合成弹性体橡套圆电缆(60245IEC58),扁电缆(6
19、0245IEC58f) 6重型软电缆 66重型氯丁或其他相当的合成弹性体橡套软电缆(60245IEC66),7特殊型软电缆 70编制电梯电缆(60245IEC 70) 74橡套电梯电缆(60245IEC 74) 75氯丁或其他相当的合成弹性体橡套电梯电缆(60245IEC75),8特殊用途软电缆 81橡套电焊机电缆(60245IEC 81) 82氯丁或其他相当的合成弹性体橡套电焊机电缆(60245IEC82) 86橡皮绝缘和护套高柔软性电缆 (60245IEC86) 87橡皮绝缘、交联聚氯乙烯护套高柔软性电缆(60245IEC87) 88交联聚氯乙烯绝缘和护套高柔软性电缆 (60245IEC8
20、8) 87乙丙橡皮绝缘编织高柔软性电缆 (60245IEC89),8特殊用途软电缆 81橡套电焊机电缆(60245IEC 81) 82氯丁或其他相当的合成弹性体橡套电焊机电缆(60245IEC82) 86橡皮绝缘和护套高柔软性电缆 (60245IEC86) 87橡皮绝缘、交联聚氯乙烯护套高柔软性电缆(60245IEC87) 88交联聚氯乙烯绝缘和护套高柔软性电缆 (60245IEC88) 87乙丙橡皮绝缘编织高柔软性电缆 (60245IEC89),3.2.3 常见电线电缆,一般家庭装修用电线多为GB/T5023-2008及JB/T8734-2012标准内的产品,以下图示为常见型号及用途。 家庭
21、装修用电线均为750V及以下电压等级的电线,用于国内220V或者380V的用电线路或者电器,完全符合安全使用规范和标准要求。,4.常见电线电缆及执行标准,4.1 GB/T5023-2008额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 常见型号包括: 60227IEC01 (BV)、 60227IEC02(RV)、 60227IEC05 (BV)、 60227IEC06(RV)、 60227IEC07 (BV-90)、 60227IEC08(RV-90)、 60227IEC52 (RVV)、 60227IEC53 (RVV)、 60227IEC56 (RVV-90)、 60227IEC57 (
22、RVV-90)等。,4.2 JB/T8734-2008额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线 BV、BVR、BVV、BLV、BLVV、BVVB、BLVVB、RVS、RVB、AVR、AVR-90、AVVR、RVVP、RVV等。 4.3 GB/T5013-2008额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 60245IEC03(YC)、 60245IEC53(YZ)、 60245IEC57(YZW)、 60245IEC58(YS)、 60245IEC58f(YSB)、 60245IEC66(YCW)等。,4.4 GB/T12706-2008额定电压1kV(Um=1.2kV)到35
23、kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 YJV、YJV22、VV、VV22、WDZA-YJY32等 4.5 GB/T 9330-2008塑料绝缘控制电缆 KVV、KVVP、KVV22、KYJYP、KYJYP22 4.6 GB/T 1179-2008圆线同心绞架空导线 JL/G1A、JL/G1B、JLHA1/G1A、JLB1A、JG1A等,5.电线电缆的性能检测项目,综上所述,电线电缆产品品种多、应用范围广,因此性能检测项目极为繁多。本节将性能检测按特性分类,尽可能全面地做些介绍。 常见的项目包括:结构尺寸、电性能、物理机械性能、燃烧测试、传输性能测试、化学含量测试、标志内容检查等项目
24、。,5.1结构尺寸,结构尺寸项目包括:导体根数、导体直径、绝缘平均厚度、绝缘最薄点厚度、护套平均厚度、护套最薄点厚度、内衬层厚度、钢带铠装、铜带屏蔽、线芯印字、线芯绞合等项目。 主要考核生产工艺水平,看看生产水平是否符合标准要求。,5.2 电性能,电性能项目包括:导体类型检查、导体电阻、绝缘电阻、耐电压试验、局部放电试验、雷电冲击试验、曲挠试验等等。 除了考核加工水平之外,也对产品的材料有严格的要求,材料越好,电性能指标越好,越容易合格。,5.3 物理机械性能,物理机械性能项目包括:绝缘及护套老化前/后抗张强度、绝缘及护套老化前/后断裂伸长率、老化前后变化率、整股拉断力、滑脱试验、热失重试验、
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