解读《金刚经》第十一讲

電線廠Cable基礎知識講座一、電線電纜簡介•電線係指構造簡單而且芯數較少的傳電線材。•電纜係指多重絞合，製造工藝複雜，或芯數較多的傳電線材。•電線及電纜二者區分並不嚴格，通俗地講，只要能傳送電力或信號的有形線材，都可以稱之為電線電纜。2.電線電纜的發展•電線電纜的發展，主要涉及絕緣材料與導體的發展。絕緣材料由最原始的裸線漆包線橡膠線塑膠線合成材料線;逐步發展到目前的各類線纜。導體也相繼有白金銅鋁光纜等等。三、電線電纜的分類•依日本電線工業協會1977年對電線電纜的分類為:1、裸線2、捲線3、通訊電纜4、電力電纜5、被覆線.•1.裸線----顧名思義，不具絕緣材料，主要傳導材料為:金、銀、鋁、鉑等等。•2.捲線----類似目前有線電話聽筒線,CE廠的汽車充電器線。•3.通訊電纜----主要用在通訊方面的電線電纜，電話線顯然是個最明顯的例子。•4.電力電纜----一般為高壓傳電線。•5.被覆線----一般為低壓傳輸電線。•電線電纜大致可以分為上述五大類。但依據具體的材料、形狀、構造、用途的不同又可以分為PUCABLE、PVCCABLE、圓線、扁線、MOUSECABLE、警報用電線等等，四、電線電纜的製作及工序簡介•煉銅→伸銅(伸線)→制粒→線纜加工→組裝加工•1.煉銅目前工業應用陰極電解銅法煉銅。•2.伸銅(伸線)•2.1銅線分類:1.裸銅2.鍍錫銅•裸銅柔軟,電阻小,對bending有好處;•鍍錫銅容易焊接,且不容易氧化.•2.2伸銅分為三個階段：粗伸(8.0→3.2~2.6mm)、中伸•(3.2~2.6→1.2~1.0mm)、細伸(1.2~1.0→0.08~0.05mm)•3.制粒:配方和配色.•4.線纜加工:絞線，絕緣，集合(包帶、填充、地線)，纏繞(編•織)，外被，包裝(裁條、捲裝、軸裝)•5.組裝加工(烤線,綁線,焊接,成型,打端子,穿housing,測試,目視,•包裝等工序).五、電線電纜相關規格描述•1.電線電纜的規格描述.•例:UL272528AWG(7/0.127AS)×6C+E+A+B•12345678910•1.---表示UL安規.•2.---表示AWG(AmericanWireGauge美國線規)數,AWG數的選用可參考附件一,二.•3.---表示導體購成,此條導体由7股細銅絲組成.•4.---“/”表示7股細銅絲是絞合在一起,“×”則表示7股細銅絲是直放在一起。一般而言，電話線導体直放的多.•5.---表示銅絲單線徑是0.127mm.•6.---“A”表示裸銅線(“T”表示鍍錫線)，“S”表示細銅絲絞合.•7.---“C”(core)表示芯數.•8.---“E”(earth)表示地線.•9.---“A”(al/mylar)表示包鋁薄麥拉帶(“P”表示包紙).•10.---“B”(braid)表示編織(“S”(spiral)表示纏繞).六、導体相關知識•6.1.絞距(Pitch)、撚入率的概念•*.線材之銅導体一般都是由若干股細銅絲絞合而成的，導体絞合有兩種方式:同心絞和束絞。在了解它們之前，我們先了解一下絞距之概念。學過工科的同仁清楚螺桿中有螺距的概念，學過理科的同仁清楚波長之概念，絞距與螺距、波長相似，在平面上也是具有相同性質兩點之距離。如下圖示:•一般而言,絞距較小Binding效果較好,但絞距越小價格越貴.•*.顯然，相同規格之導体，絞合之細銅絲要比直放之細銅絲長。這裡就存在撚入率的概念。我們用導体之長度乘上一個系數K(一般K取1.02,大于61根時取1.03)，就得到絞線的實際長度,這里K就是撚入系數。六、導体相關知識•6.2.導体絞合外徑的計算•精確計算各材料的用量，這對一個工廠效益來說是非常重要的。因此，導体絞合外徑的計算就有必要了。無論是導体還是芯線都存在兩種絞合:同心絞、束絞。名副其實，同心絞是指以一條或多條銅單線為中心，在其周圍各層以左右交互之方向絞合。每層的單線總數均比其內一層多6條(條數為3n(1+n)+1)。束絞是將所有單線，依同一方向絞合。其他還有復合絞等等。當導体股數(芯線條數)為7、19、37、61、95並絞合時，為同心絞(條數為3n(1+n)+1);其餘股數(芯數)為束絞。導体絞合外徑的計算公式如下:•同心絞絞合外徑D=(1+2n)×dn為導体自內到外的層數;•束絞絞合外徑D=√N×1.155×dD為絞合外徑;N為導体股數;值得一提的是,芯線絞與導体絞是相同原理，但芯線絞我們稱之為芯線集合,下面介紹一下層心徑的概念，層芯徑為絞合外徑-單線徑,如下圖示(D’即為層芯徑):七、常用的絕緣材料及特性•常用到的絕緣材料有:•PP(Polypropylene)材料--較亮，較硬，燃燒平穩，無太多的煙塵，有下滴現象。價格較低,比重:0.91。•SR-PVC(SemiRigid-Polyvinylchloride)材料--較暗，較軟，燃燒有大量的煙塵。價格較貴,比重:1.45。•PE(PolyEthyleneResin)材料—很亮，較軟，較難加工，燃燒無下滴現象。價格較貴,比重:0.93。•本廠生產的一般電話線所用到的絕緣材料為PP材料再加上EVA，重量比為10:1，而滑鼠料通常用SR-PVC材料。對塑膠材料而言，無論絕緣材料還是線材外被材料都有一些重要的機械特性、化學特性等等,這可以參考《化工詞典》。比重在電線電纜設計中也很重要，他直接影響到用量的多少.八、集合相關知識•*.構成:具體之集合構成,需從內到外一一列出.•例如:4C+F+E+A表示4C+填充+地線+鋁箔集合.•*.絞距:需依如下規定訂定集合絞距.•UL:集合之層芯徑*35(參考值),須參照各種不同UL•標準規定訂定.•NonUL:集合之層芯徑*40(參考值).•特殊要求:視具體情況而定.九、包帶及包帶材料相關知識•9.1.選用包帶之原因•1.使線材成圓柱狀(有的芯線不需要總絞，外面縱包一層包帶);•2.防止線材松散;•3.遮蔽，使信號不受干擾;•4.在導体與遮蔽線之間起絕緣作用;•9.2.包帶材料•1.Al-mylar(ρ=1.8721.9),2.麥拉帶(ρ=1.4)•3.棉紙帶(ρ=0.8)•除了以上三種包帶材料外還有銅箔(ρ=8.89)，PE帶(ρ=0.93)，•發泡PP帶等等。九、包帶及包帶材料相關知識•9.3.包帶方式•包帶方式分縱包和橫包，橫包又分捲包和斜包兩種方式。如下圖中示:•縱包用在扁平線材和芯線不需要總絞的場合，橫包柔軟度較好;縱包柔•軟度較差。•選擇帶寬:捲包時w=3D，斜包時w=4～5D，並可參考公司採購之包帶•材料寬度(w為帶寬，D為包帶前線材外徑，又稱包帶下徑)。包帶重疊•度取決於線材直徑，一般來說，不超過1/4圓弧長。•十、纏繞與纏繞相關知識•前面已經提到過纏繞與編織的共同作用是遮蔽，對外界電磁波產生隔離作用;保證內部信號的不受干擾，同時如果纏繞與編織接地的話，內部信號也不會泄漏。•10.1.纏繞有關計算•纏繞所需條數(N):•N=(D×/d)-3={[(D1+d)×]/d}-3•式中:D---層心徑(mm)，d---纏繞銅線徑(mm)，D1---纏繞下徑，3是經驗值，保證纏繞後的線材外表美觀，否則由於纏繞銅線挨得比較緊密而容易出現交錯現象，導致押出的線材外表面出現疙瘩，起伏不平。•纏繞表示方法•例如:32/0.1TPOC.=85%•ABC•說明:A.表示纏繞條數;•B.表示纏繞銅絲為0.1mm鍍錫銅線;•C.表示纏繞遮蔽率(纏繞所用條數與理論值的比值的百分數).十、纏繞與編織相關知識•10.2.編織製程•編織機規格,目前電線廠有16錠、24錠兩種美式編織機，•通常編織的構成方式用這種表示方法:•例如:16/5/0.1T8目•ABCD•說明:A.表示錠數，“16”表示16錠編織機;•B.表示每錠上導體股數;•C.表示編織銅線的單線徑及材質;•D.表示編織目數.•股數與目數不可以任意變得過大或過小，但還是可以變化。若要達成相同遮蔽率情況下,可以增加目數，減少條數，同時編織的速度相應降低。十一、外被及相關知識•11.1.外被材料•本廠常用的外被材料有:•PU(polyurethane)材料:彈性好，耐磨，價格比PVC貴，火燒有刺激性氣味;•PVC材料:色澤較暗，彈性比PU材料要差，火燒有臭味。本廠PVC料使用比較廣泛，常用的有鍵盤線、滑鼠料、充電器等等。(本廠所用PVC材料均為低毒之材料)•TPR材料:彈性好，耐磨，價格與PU相當，較硬，火燒有刺激性氣味;•外被材料除以上常用的幾種外,仍有橡膠,TPE等材料同樣可以作被復用，外被材料各項物理性能與化學性能請查閱《化工詞典》.十一、外被及相關知識•11.2.外被押出:•本廠外被押出方式一般有:•充實押出---即芯線直接經外被押出成型，不經過包帶、編織之類的•加工。如電話線;•編織押出---實際上是半管狀押出，半成品線材在編織(或纏繞)後外被•押出，如USBCABLE;•管狀押出---有專用的押出模具，押出的外被形狀成圓管狀，如網絡•線，•如下圖示三種押出線材截面圖: