电线电缆生产基础知识.docx
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电线电缆生产基础知识
第一节电线电缆的基本结构和功能
一、电线电缆定义
用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。
二、电线电缆分类
电线电缆按用途主要分为五大类，分别为裸电线、绕组线、电力电缆、通信电缆和通信光缆、电气装备用电线电缆。
1、裸电线：
仅有导体，不具有绝缘层的产品。
2、绕组线：
以绕组的型式在磁场中磁力线感应产生电流，或通以电流产生磁场作用的电线，又称电磁线。
3、电力电缆：
在电力系统中主干路中用以传输或分配大功率电能的产品。
4、通信电缆和通信光缆：
通信电缆是传输电话、电报、电视、广播、传真、数据和其它电信信息的电缆；通信光缆是以光纤做为光波传输介质，进行信息传输，其特点是传输衰减小、频带宽、重量轻、外径小、不受电磁场干扰。
5、电气装备用电线电缆：
从电力系统的配电点把电能直接传送到各种用电设备、器具的电源连接线路用电线电缆，其主要分为以下几种：
a、低压配电电线电缆：
主要指固定敷设或移动供电的电线电缆。
b、信号及控制电缆：
主要指控制中心与系统间的传递信号或控制操作作用的电线电缆。
c、仪器和设备连接线：
主要指仪器和设备的内部安装线和外部引界线。
d、交通运输工具用电线电缆：
主要指汽车、舰船、机车、飞机配套用的电线电缆。
e、地质资源勘探和开采电线电缆：
主要指煤、石油、矿石勘探和开采用电线电缆。
f、直流高压电缆：
主要指X射线机、静电设备等配套用的电线电缆。
g、加热电缆：
主要指生活取暖、植物栽培、管道保温等用的电线电缆。
h、特种电线电缆：
主要指耐高温、防火和核电站等用的电线电缆。
目前本公司所涉及的产品主要为电力电缆和电器装备用电线电缆，以下主要介绍本公司所涉及的电力电缆和电器装备用电线电缆的基本特点。
三、电线电缆的基本结构及特点
电线电缆基本结构具有导体、耐火层、绝缘、屏蔽、内衬层（内护套或隔离套）、铠装和外护套等组成部分。
1、导体
a、作用：
导体是电线电线电缆传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的特定功能的原件。
b、材料：
电线电缆导体材料主要采用铜、铝、合金等金属材料，铜导体应符合GB/T3953标准要求，其直径偏差应符合表1规定要求。
表1
标称直径mm
偏差mm
0.026-0.125
±0.003
0.126-0.400
±0.004
0.401-4.00
±1%d
镀锡铜导体应符合GB4910标准要求，其直径偏差应符合表2规定要求。
表2
型号
标称直径d
允许偏差mm
TXR
0.050＜d≤0.125
+0.006
-0.003
0.125＜d≤0.400
+0.010
-0.004
0.400＜d≤4.00
+2%d
-1%d
铝导体应符合GB/T3955标准要求型号为LR电工软圆铝线、LY4、LY6或LY9状态硬圆铝线组成，其直径偏差应符合表3规定要求
表3
标称直径mm
偏差mm
0.910-2.490
±0.025
2.50及以上
±1%d
补偿电缆用合金导体应符合GB/T4990标准要求，其直径偏差应符合表4规定要求
表4
合金丝的直径mm
允许偏差
0.300.410.430.52
±0.020
0.80
±0.025
1.131.371.76
±0.030
c、导体类型：
按照导体的单丝根数、绞合型式、材料组成主要有以下几种：
①单芯导体（第1种导体）：
主要指单芯非绞合的实心导体，主要用于低压电力电缆、布电线和计算机电缆、控制电缆等。
②绞合导体（第2种导体，非紧压绞合、紧压绞合）：
指用多根单丝绞合而成的导体，非紧压导体主要用于低压电力电缆、布电线、计算机电缆和控制电缆；紧压圆形导体主要用于中高压电力电缆和架空绝缘电缆，目前在低压电缆电力电缆中也开始广泛使用；紧压异形导体主要包括扇形、瓦形等，主要用于低压电力电缆。
③束绞软导体（第5、6种导体）：
指采用多根单丝束绞导体，或先束绞再复绞的导体，其特点是柔软、易弯曲，主要用于低压电力电缆和电气装备用电线电缆。
④金属镀层导体：
指在导体表面镀一层耐腐蚀的金属薄层，目前使用较多的为镀锡铜导体，主要用于电器装备用电线电缆。
⑤合金导体：
采用多种金属的合金材料，此材料硬度较大、熔点高，主要用于补偿导线和补偿电缆。
2、耐火层
a、耐火层作用：
耐火层包覆在导体外，其作用是保护电缆在火焰直接燃烧下，在一定的时间内不发生短路或短路故障。
b、耐火层材料：
耐火层的主要材料有白云母、金云母、合成云母（如氟金云母）。
3、绝缘
a、绝缘层作用：
绝缘层包覆在导体或导体附加层外，其作用是隔绝导体承受相应的电压，防止泄漏电流。
b、绝缘层材料：
不同种类电缆对绝缘材料的性能要求差别很大，有的要求介电系数小，较少损耗；有的要求具有阻燃性或耐高温；有的要求燃烧时不释放浓烟或有毒气体；有的要求耐油、耐腐蚀；有的要求柔软等。
目前本公司采用的绝缘材料主要有：
聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、硅橡胶、氟塑料、低烟低卤聚氯乙烯、低烟无卤交联聚烯烃、丁腈弹性体塑料、乙丙橡胶等。
4、屏蔽
a、屏蔽作用：
在绝缘层外，外护层内，限制电场和电磁干扰，将电缆内部电场、磁场限制在电缆内，并保护电缆免受外部电场、磁场干扰，包覆在电缆外的屏蔽层通常接地。
b、屏蔽结构与材料
①铜丝编织：
主要采用圆铜丝或镀锡圆铜丝，个别会采用不锈钢丝，其主要用于要求具有较好柔软性移动电线电缆，如仪表电缆、控制电缆等。
②铜丝缠绕：
主要采用圆铜丝进行同向缠绕生产，外层采用铜带或铜丝进行反向缠绕扎紧，此类结构通常用在具有较大短路电流的电缆中，如部分大截面26/35kV的单芯电缆。
③铜带绕包：
采用薄铜带搭盖绕包或纵包，此结构应用比较广泛，中低压电力电缆、电器装备用电线电缆、通信电缆中都有应用。
④铝塑复合带绕包：
采用铝塑复合带搭盖绕包或纵包，主要用于电气装备用电线电缆。
⑤皱纹铝套：
采用铝带纵包，氩弧焊焊接缝隙，并进行轧纹，此类屏蔽不仅具有很好的屏蔽效果，还具有优异的防水性，主要用于高压超高压电缆和海底电缆。
5、内衬层（内护套或隔离套）
a、内衬层（内护套或隔离套）作用：
用以保护缆芯的内部结构，防止铠装层对缆芯绝缘层造成破坏。
b、内衬层（内护套或隔离套）结构与材料
①内衬层：
内衬层可挤包，也可绕包；挤包是采用非金属材料连续挤包在缆芯上；绕包主要采用PVC、PP带对缆芯进行绕包。
此结构主要应用在低压电力电缆和控制电缆中。
②内护套：
内护套是采用非金属材料连续挤包在缆芯上，此结构主要应用在低压电力电缆和控制电缆中，其与内衬层的大体区别在于厚度要求存在差异。
③隔离套：
一般采用非金属材料连续挤包在两种不同金属材料之间的护层称为隔离套，例如中压电缆挤包在铜带和钢带间的护层就为隔离套。
此类结构主要用于中压电力电缆中，其厚度要求也与内衬层和内护套存在差异。
6、铠装
a、铠装作用：
通常采用金属带材、丝材进行绕包或缠绕或编织加强电缆对外部抗压能力。
b、铠装结构与材料
①金属带绕包：
主要采用金属带进行绕包，最多采用镀锌钢带，但单芯铠装电缆用于交流电场合一定要采用非磁性的金属带（不锈钢带、铜带、铝带等）；此类铠装主要用于电力电缆和控制电缆，此类铠装适合埋地电缆使用，可有效加强电缆的抵抗外部侧压力。
②金属丝缠绕：
主要采用金属丝进行缠绕铠装，最多采用镀锌钢丝，但单芯电缆用于交流电场合一定要采用非磁性的金属丝（不锈钢丝、铜丝、铝丝、镀锡铜丝、合金丝）；此类铠装主要用于电力电缆和控制电缆，此类铠装适合电缆进行垂直敷设，可有效加强电缆的纵向抗拉强度。
③金属丝编织：
采用细金属丝进行编织，主要采用钢丝、铜丝、镀锡铜丝等，此类铠装多用于橡胶电缆或船用电缆，做为铠装外护层，可有效加强电缆的耐磨性和弯曲性。
7、外护套
a、外护套作用：
采用非金属材料连续挤包在电缆最外层，用以防止外界各类因素对电缆内部结构造成损伤，保证电缆正常运行。
b、外护套材料：
不同要求的电缆外护套所采用的原材料性能存在很大差别，目前公司所采用的外护套材料主要有以下几种：
①聚氯乙烯护套（PVC）：
此类材料应用最广，适用各类电缆。
②聚乙烯护套料（PE）：
此类材料在各类电缆中也都有应用。
③硅橡胶：
耐温等级较高，价格贵，主要用于高温电缆。
④F46:
耐温等级较高，价格贵，主要用于高温电缆。
⑤低烟低卤聚氯乙烯护套：
此材料含有低量卤素，燃烧发烟量较少，适用于各类电缆。
⑥低烟无卤交联聚烯烃护套：
此材料不含有卤素，燃烧发烟量小，在阻燃类电缆中应用非常广泛。
⑦丁腈弹性体塑料护套：
此类材料主要应用于低温移动场合下。
⑧通用橡套类橡胶护套：
此类材料具有较好的耐磨耐腐性，比较柔软适合移动使用。
⑨防鼠蚁、防紫外线、防腐等类型的护套：
只有在电缆具有此类的特定要求时，才会采用相应性能的护套材料。
第二节电线电缆产品命名和型号
一、电线电缆产品的命名
任何一种产品的某一个品种必定有一个完整的名称，避免与其它产品混淆，其产品名称应包括：
1、应用场合或所属大类、小类名称；
2、结构材料或结构型式的名称表示；
3、重要的附加特性或特征。
二、产品代号
1、性能特征代号
WD——无卤低烟；WDZ——低烟无卤阻燃;DD——低烟低卤；ZA（ZRA）——A级阻燃；ZB（ZRB）-B级阻燃；ZC或ZR（ZRC）-C级阻燃；NH——耐火；FS——防水
2、类别特征代号
K——控制电缆；B——布线电缆；A——安装线；DJ（J）——电子计算机电缆；ia——本安电缆；电力电缆省略；C——船用电缆；M——矿用电缆；QY――潜油泵电力电缆；QYJ——潜油泵引接电缆；W——承荷探测电缆；Y——通用橡套电缆；JK——架空绝缘电缆
3、材料特征代号
①导体代号
T（省略）——铜导体；L——铝导体；LH——铝合金导体；X——镀锡铜导体；SCRCKCNCKXNXEXJXTX——补偿电缆用合金丝
②绝缘材料代号
V——聚氯乙烯Y——聚乙烯或聚烯烃YJ——交联聚乙烯或交联聚烯烃F46——氟塑料G——硅橡胶PJ――交联（热固性）聚烯烃PF――热塑性聚烯烃E――乙丙橡胶EY――硬乙丙橡胶
③护套材料代号
V——聚氯乙烯Y——聚乙烯或聚烯烃F46——氟塑料G——硅橡胶PJ――交联（热固性）聚烯烃PF――热塑性聚烯烃
④屏蔽结构特征代号
P——铜丝编织屏蔽P1——镀锡铜丝编织屏蔽P2——铜带绕包屏蔽P3——铝塑复合薄膜屏蔽
⑤结构特征代号
R——软结构（第5、6种导体）B——扁形结构
22——钢带铠装聚氯乙烯护套23——钢带铠装聚乙烯护套
32——细钢丝铠装聚氯乙烯护套33——细钢丝铠装聚乙烯护套
42——粗钢丝铠装聚氯乙烯护套43——粗钢丝铠装聚乙烯护套
62——（双）非磁性金属带铠装聚氯乙烯护套72——非磁性金属丝铠装聚氯乙烯护套
80——铜丝编织裸铠装90——钢丝编织裸铠装
85——铜丝编织铠装交联聚烯烃护套95——钢丝编织铠装交联聚烯烃护套
86——铜丝编织铠装热塑性聚烯烃护套96——钢丝编织铠装热塑性聚烯烃护套
三、产品名称的表示方法
产品用型号（型号中有数字代号的电缆外护层，数字前的文字代号表示内护层）、规格（额定电压、芯数、标称截面）及标准编号表示。
四、产品型号组成和排列顺序
使用特性
类别用途
绝缘
导体
护层
结构特征
派生
1
2
3
4
5
6
7
产品表示示例：
例一：
铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套A级阻燃电力电缆，额定电压为0.6/1kV,3芯，标称截面为120mm2表示为：
WDZA-YJV23-0.6/1kV3×120GB/T12706.1-2008
工艺流程：
领料→绞线→绝缘→火花耐压试验→成缆→内衬→铠装→外护层→成品验收→包装（入库）
例二：
10对2芯1.0mm2铜芯聚乙烯绝缘铝塑复合带分屏及总屏蔽聚氯乙烯护套本安计算机软电缆，额定电压为300/500V,表示为：
ia-DJYP3VP3R-300/500V10×2×1.0TICW/06-2009
工艺流程：
领料→束绞→绝缘→火花耐压试验→对绞屏蔽→成缆→总屏蔽→外护层→成品验收→包装（入库）
例三：
铜芯聚氯乙烯绝缘及护套控制电缆，固定敷设用，额定电压450/750V、24芯、1.5mm2，有绿/黄双色绝缘线芯，表示为：
第1种导体结构：
KVV-450/750V23×1.5+1×1.5GB/T9330.2-2008
第2种导体结构：
KVV-450/750V23×1.5（B）+1×1.5GB/T9330.2-2008
工艺流程：
领料→束绞绝缘→火花耐压试验→成缆→外护层
领料
→成品验收→包装（入库）
例四：
4对2芯1.5mm2合金丝导体氟塑料绝缘铜带总屏蔽聚氯乙烯护套C级阻燃（E型）热电偶用补偿电缆，表示为：
ZC-KC-FVP24×2×1.5GB/T7495-2014
工艺流程：
领料→绝缘→火花耐压试验→对绞→成缆→总屏蔽→外护层→成品验收→包装（入库）
第三节电线电缆生产工艺
一、束线
1、束线定义：
由多根单线按同一方向同一节距不按绞合规律绞合而成的导体。
2、束线用单丝应圆整、光滑、无毛刺、油污及杂质等不良外观，铜丝不允许有非常明显的氧化变色。
3、一般情况下，束线的束合方向为左向，成品裸绞线最外层为右向；挤包绝缘的导体最外层绞向为左向。
束合后的导体表面要光滑、无碰伤、无油污和杂质，无毛刺、曲丝断丝等不良外观。
4、束线各单线之间的位置相互不固定，束线的外形也很难保持圆形。
由于束线的绞合全部是向一个方向，与普通绞线一层左向、一层右向的绞合不同，所以束线比普通绞线更柔软。
多用于较细单丝软导体生产，单丝直径一般不会大于1.0mm。
5、束线导体节距比一般为20-25倍，即：
m=n/D
m—节距比（节距倍数）
n—束丝节距（任意一根单线形成的一个完整螺旋的轴向长度。
）
D—束丝的直径
束线节距比越小，束丝导体越柔软，绞和越紧密，但生产效率低，且绞合率增加，材料消耗大；如果节距倍数过小，会造成个别的单线突起，破坏束丝的圆整性和稳定性。
束丝节距比太大时，制造和使用容易松散，使绞线不密实，但生产效率会提高。
6、束线的外径计算
束线的单线根数很多，而且比较灵活，它不受同心层绞合规律的限制，束线中所有单线都为同心绞合，因而互相紧密相接，故束线外径一般比同样单线根数，同样单线直径的同心层绞制外径小一些。
束线的外径比和调整系数见表1。
通常束线平均外径：
D束=D*K（mm）
式中：
D——单线直径及根数与束线相同时的同心层绞线外径，mm（同心层绞合外径比参见导体绞合的表9）;
K——调整系数。
束线的外径比和调整系数表1
中心根数
层次
单线根数
外径比M束
调整系数k
最大
最小
平均
1
中心
1
1
1
1
1
1
7
3
3
3
1
2
19
5
4.864
4.955
0.991
3
37
7
6.819
6.94
0.991
4
61
9
8.727
8.909
0.99
5
91
11
10.67
10.89
0.99
6
127
13
12.19
12.73
0.979
2
中心
8
2
2
2
1
1
10
4
3.909
3.97
0.992
2
24
6
5.892
5.964
0.994
3
44
8
7.885
7.962
0.995
4
70
10
9.88
9.96
0.996
5
102
12
11.87
11.96
0.997
6
140
14
13.88
13.96
0.997
3
中心
3
2.154
2.154
2.154
1
1
12
4.154
4.045
4.118
0.991
2
27
6.154
6.023
6.114
0.993
3
48
8.154
8.02
8.109
0.992
4
75
10.154
10.018
10.109
0.995
5
108
12.154
12.015
12.108
0.996
6
147
14.154
14.01
14.106
0.996
4
中心
4
2.414
2.414
2.414
1
1
14
4.414
4.384
4.404
0.997
2
30
6.414
6.278
6.369
0.993
3
57
8.414
8.225
8.351
0.992
4
80
10.414
10.14
10.324
0.991
5
114
12.414
12.08
12.303
0.992
6
154
14.414
14.01
14.28
1
5
中心
5
2.7
2.7
2.7
0.999
1
16
4.7
4.695
4.698
0.999
2
33
6.7
6.695
6.698
0.999
3
56
8.7
8.694
8.698
0.999
4
85
10.7
10.693
10.698
0.999
5
120
12.7
12.693
12.698
0.999
6
161
14.7
14.693
14.698
0.999
注：
当中心根数无法分清时外径的计算公式可近似为：
D=1.03*d*
其中：
Z——单线总根数d——单线标称直径mm
束线的外径受工艺、设备的影响而有变化，因此以上的束线外径和计算公式都属于参考性数据。
7、束线设备
束线用的设备叫束丝机按收线盘直径大小，可分为200型，400型，500型，630型及1000型。
由于束线机运转动作都在收线部分，变速机均安装在转动的栏架里，地点受到限制，这就决定了束线机只能制成一个绞向，规格较小的产品。
束线机中各单线进入分线板后，即收绕到收线盘上，摇篮旋转一周产生一个节距。
二、导体绞合
导体绞合是生产裸电线和电缆导电线芯的一种重要工艺方法。
它是以螺旋型式绞合成为一层或多层同心层的导体，通常相邻层的绞向相反。
绞制后可具有较好柔软性、稳定性、可靠性。
其中绞合节距、绞入系数、绞合方向和绞合规律等是绞合工序的重要参数。
1、绞合节距
单线沿导体轴线旋转一周所前进的距离叫绞合节距，节距与直径之比成为节径比或节距倍比。
绞线的绞合节距内层不大于该层绞合外径的40倍，外层不大于该层绞合外径的20倍；股线复绞节距内层不大于该层绞合外径的20倍，外层不大于该层绞合外径的14倍；整根导体不允许整体焊接，单丝接头相邻间距离大于300mm。
节径比公式：
m=h/D
m—节径比（节距倍数）
h—绞和节距（单线沿轴线旋转一周所前进的距离。
）
D—绞线直径
节径比是反映绞合程度的一个重要参数。
节距比越小，绞线越柔软，绞和越紧密，但生产效率低，且绞合率增加，材料消耗大，绞线单位重量也增加，同时降低了绞线的导电率；如果节距倍数过小，会造成个别的单线突起，破坏束丝的圆整性和稳定性。
在相同的绞线直径下，节径比愈小，绞线扭绞愈严重。
节径比太大时，制造和使用容易松散，使绞线不密实。
因此，绞线节距比倍数的确定，要综合考虑绞线的柔软性、生产效率、导电率、结构的规则性和稳定性来确定，绞线的节径比倍数在相应的产品标准中各有规定，内层的节距倍数大于外层。
绞线节径比可参见表
（1）、表
（2）、表（3）、表（4）、表（5）、表（6）。
表
（1）束合节距比及方向
束合导体名称
节距比
束合方向
复绞用的股线
20～30
左、右
电气装备用束合导体
第2种一次束合导体
第5、6种一次束合导体
10～20
10～25
左
左
电工软铜绞线（成品一次束合导体）
10～14
左
表
（2）绞线节距比及方向
导体种类及名称
节距比
最外层绞向
股线
内层
不大于
外层
最小
最大
最小
最大
正规绞合铜、铝第2种导体
35
10
20
左
紧压圆形铜、铝第2种导体
35
10
14
左
紧压扇形铜、铝第2种导体
35
10
13
左
紧压圆形硬铜第2种导体
35
10
16
左
紧压钢丝加强铝芯第2种导体
17
10
12
左
绞合第5种铜导体
20
30
20
10
14
左
绞合第6种铜导体
20
30
20
10
13
左
表（3）成品硬铜绞线、软铜绞线节距比和绞向的规定
类型
节距比（不大于）
束合方向
股线
30
左、右
成品
绞线
14
右
20
右
15
右
表（4）铝绞线节距比和绞向的规定
绞线中单线根数
节距比
最外层绞向
6根层
12根层
18根层
24根层
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
7
10
14
—
—
—
—
—
—
右
19
10
16
10
14
—
—
—
—
右
37
10
17
10
16
10
14
—
—
右
61
10
17
10
16
10
15
10
14
右
表（5）钢芯铝绞线节距比和绞向
结构单元
绞层
节距比
最外层绞向
最小
最大
钢芯
6根层
16
26
左、右
12根层
14
22
铝芯
内层
10
17
右
邻外层
10
16
左
外层
10
14
右
节距的测量：
方法一：
使用长度大于导体节距的白纸带绷紧在导体表面，使用蜡笔在直面划过，便在纸面留下印痕，印痕数应多于测量层单丝的根数，在其中之一一点做标记，从与它相邻的一点做编号，当编号数等于测量层单线根数时，在最后一根单线处也做标记，测量两个标记之间的距离，即为测量层的节距，如下图：
图为1+6正规同心绞合节距测量方法
方法二：
移线法，将被测体外层导线或线芯细心地移除一根，移去的长度应不小于一个节距的长度，然后用直尺测量倍移除导线或线芯轴向一周的距离即为一个节距。
适用于外层绞线芯数多或软结构绞线的测量。
2、绞入系数
是指绞线在一个绞合节距内单线的实际长度与绞线节距长度之比。
可参见表（6）其计算公式为：
K=L/h
其中：
K---绞入系数
L---绞线中每一个节距长度单线展开校直后的长度
h---绞线的节距长度
绞入率：
是指在一个节距范围内，单线实际长度和绞线节距长度的差值与绞线节距长度之比。
计算公式是：
——绞入率L——单线展开长度；h——绞线节距长度。
表（6）绞入系数查对表
节距比m
绞入系数K
节距比m
绞入系数K
节距比m
绞入系数K
节距比m
绞入系数K
0.05
62.8
3.25
1.391
10.25
1.046
20
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