电线电缆的结构和材料

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1、电线电缆的结构与材料第一节概述一.电线电缆的产品结构组成电线电缆的结构，总体上可分为导体、绝缘层、屏蔽、和护层这四个结构组成部分、或称为结构元件、构件。导体是产品发挥其使用功能的主体构件，是传输电力或传递信息的，即在导体上要通过电流或传电磁波。光缆则以传输光波的光导纤维作为导体。绝缘层是在导体外层起着电绝缘作用的构件。即保证传输的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面、导体上具有的电位（对周围物体形成的电位差，即电压）能被隔离。因此绝缘（层）是保证导体正常传输功能，又确保外界物体和人身安全的重要构件。导体与绝缘是构成线缆产品须具备的两

2、个基本构件。至于仅有导体而没有绝缘的品种（如钢芯铝绞线、接触网导线），事实上它必须依靠加上外部绝缘（对地距离、空间间距和绝缘子）组合后才成为架空电线。这些品种的名称也略有区别，即称为架空“导体”，接触网“导”线等。护层是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。由于绝缘材料要求优良的电绝缘性能，所用材料纯度很高、杂质含量极微，往往无法兼顾其对外界的保护能力；因此对于外界（即安装、使用场合）各种机械力承受或抵抗，耐大气环境、耐化学药品，对生物或有害防止，以及减少火宅危害等都必须由各种护层结构来承担。所以，护层是电线电缆能在各种外部环境条件

3、下长期正常工作的保证性构件。如果电线电缆使用良好的外部环境下，或者它的绝缘层材料也具有一定的机械经轼、耐气候性，则就可以没有护层。屏蔽是一种将线缆产品中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“电磁隔离萍”。多年来，行业中习惯把屏蔽层作为护层结构的一部分；作者认为应该单独作为一个构件。其原因是除了屏蔽层的功能是电磁隔离——即线缆产品中传递的信息不外泄、不对外界仪器仪表或别的线路产生干扰；外界的各种电磁波也不会通过电磁耦合进入线缆产品中之外；还因为屏蔽层不光设置于产

4、品外部，还置每一线对或多对数电缆的分组之间。近几十年来，随着信息传递系统用电线电缆的快速发展，以及大气中存在的电磁波干扰源越来越多，促使有屏蔽结构的品种成倍增长；大家对将屏蔽层作为线缆产品中的一个基本构件的认识，已趋于认同。二.电线电缆用材料综述从某种意义上讲，电线电缆制造业是一个材料精加工和组装的行业。一是材料用量巨大，线缆产品的制造成本中，材料的成本要占60～90％；二是所用材料的类别与品种非常多；三是材料的选用对产品的结构，制造工艺性能和使用寿命能起决定性的作用；因此在产品结构设计时必须与材料的选用同时进行。同时，电线电缆制造企

5、业的效益也与材料的选用，生产、管理中科学地节省材料紧密相关。1.从所用材料的使用部位及功能来分，电线电缆材料可分为导电材料、绝缘材料、护层材料和屏蔽材料四大类，此外还有一些辅助材料，如矿用电缆中的垫芯材料，电力电缆中填充间隙用的材料，以及工艺过程中用的消耗材料如漆包线漆中的溶剂等。由于线缆产品的使用功能，应用环境、使用条件千变万化，因此虽然对某一类材料有其基本的性能要求（共性）；但是每一大类、小类、系列以及品种的线缆产品都会有一些特殊的性能要求（特性）。例如电力系统用电线电缆对其绝缘层的总体要求是电绝缘性能好；但是用于高压电力电缆，必

6、须强调材料能承受很高的电场强度和具有高绝缘电阻、要求tgδ很小；且要求材料中几乎没有杂质（包括气隙）；而中压电力电缆虽也有这些要求，但在程度上则可降低些；低压电线电缆则只要一定的耐电强度和绝缘电阻，而为了经济、轻便；则要求绝缘层有较好的机械性能和耐气候性（如塑料绝缘电线），使其在很多情况下可以不用护层。1.线缆产品制造中所用的材料涉及材料的类别非常广泛、品种规格（牌号）特别多，表3－1是所用材料类别的汇总表。表3－1电线电缆常用材料的各类汇总种类常用材料用于产品中何种构件备注有色金属电工用铜电工用铝铝铜合金、铝合金导体屏蔽护层行业中年

7、用铜量50万吨以上，用铝量20万吨以上主要用于导体。铜线在护层中用于船用电缆等橡套软电缆编制铠装，高压单芯电力电缆作加强层铅、铝热挤内护套用于油纸电缆、充油电缆。皱纹铝护套用于高压交联电缆。锡、银、镍导体镀层黑色金属钢带钢丝不锈钢箔护层导体中的承拉部分电缆外带有承重的吊线用于力缆、通信电缆、控缆的外护层铠装等。在钢芯铝绞线、铜铝电车线铝包钢丝等导体中作承拉构件，也起导电作用自承式电缆中用钢绞线吊住电缆热塑性材料，可交联料聚氯乙烯聚乙烯可交联聚乙烯聚丙烯氟塑料绝缘内护套外护层中的铠装的外护套填充材料空气组合绝缘的嵌片聚氯乙烯，聚乙烯用于

8、绝缘或护套，牌号，配方组成均不同，各有多种品种多芯电力电缆，用聚丙烯薄膜或塑料充填空隙空气组合绝缘主要用于同轴式电缆橡皮（橡胶）天然胶，天然－丁苯混合胶氯丁胶，氯化聚乙烯胶氯磺化聚乙烯胶乙丙胶硅橡胶绝缘护套填芯橡胶加入各