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一、什么是电线电缆?电线与电缆有什么区别?GB/T290010《电工名词术语》有明确的解释:能够实现电磁能转换的线缆产品,叫作电线电缆。严格说,电线与电缆没有什么区别,国家标准也没有明文规定,但是电线与电缆还是有区别的。电线与电缆的区别,不是以额定电压的高低,也不是以几何尺寸大小,即它的外径来区别。在电缆行业,我们习惯上将工艺结构复杂的产品叫电缆,工艺结构比较简单的叫电线。通俗的讲,一般情况下,无论电缆导体截面有多大或多小,带有护套的多芯成缆的,我们叫作电缆。但是比如单芯2.5mm2,还带有屏蔽结构,也有护套,额定电压很低,我们也叫它电缆。BV线kV输电线路中,也叫电线。二、电线电缆的分类电线、裸电线与祼导体制品,比如钢芯铝绞线,裸铜(铝)绞线,铜电刷线、铜(铝)排,成品的裸单线,铜(钢/铝)电车线、电气装备用电线电缆厂(注意,不能写成电器),这部分产品的额定电压都在450/750V及以下,主要用于低压配线以及控制系统。在电缆家族中占60%以上,量大面广花样多。控制电缆、仪表电缆、计算机装置用电缆等,都属于这一类。3、电力电缆,用于额定电压0.6/1kV及以上输(配)电线路。主要有塑力缆、交联电缆、纸力缆。过去的橡皮绝缘铅包护套电力电缆,现在没有了。但是,10~35kV的乙丙橡皮绝缘电力电缆还是有的,规定在GB/T12706标准中。纸力缆中含高压充油电缆。1kV、10kV架空电缆也属于这一大类。4、通信电缆,主要是市内通信用电话电缆(简称市话)、局用话缆、矿用通信电缆、同轴射频电缆。过去远距离通信主要靠大同轴、中同轴,近距离靠长途对称电缆。随着光缆的诞生,长途对称电缆和大、中、小同轴电缆全被淘汰了,我们家庭用的电视馈线,就是同轴射频电缆(既能接收信号,又能发射信号)。5、电磁线,主要是漆包线(品种很多,其中有耐高温、耐冷媒的),纸包线年前还有少量市场,现在可能全没了,见不到了。裸电线相当于人的骨骼,电气装备用电缆(电线)相当于人的血管,电力电缆相当于人的动脉,通信电缆相当于人的神经,电磁线相当于人的心脏。说明两个问题:1、电缆在使用中,必须要有终端接头和中间接头,尤其是高压电缆,终端接头有房子高,因此大型的电缆制造厂(上缆、沈缆、哈缆、郑缆)都有附件分厂。这个东西必须在专业的电缆制造厂生产。但是附件就是附件,它不是电缆家族的成员,虽然电缆离不开它。2、光纤、光缆它是由石英提纯(SiO2)后经铸棒、抽丝而成。单根的叫光纤,成缆护套后是光缆。光纤也好,光缆也好,都不在电缆家族中。虽然他们在专业的电缆制造厂生产,又与电缆混合用在一起,因为光纤、光缆不通电,它传输的是光。中国人高锟1964年在上海23电子部部级所,对外叫上海传输线研究所)的试验室中发现光是一种电磁波,文革中他移居香港,后到英国,又后来转居美国,在美国贝尔试验室工作多年,美国贝尔试验室是全球最大最权威的电缆科研机构。我国电话普及到农村家庭,是光缆的功劳。它传输容量大,保密性好,我们的声波通过话机转到光端机上变成光信号,然后光信号通过光端机再转入对方话机中变成音频信号。三、电缆的型谱电缆的型谱是由汉语拼音,按类别(用途)、导体、绝缘、护层、形状(特征)、外护层、派生,这样的规则排列的。比如:JKLYJ—10;BVVB;KVVR;LGJ护层与护套是一个意思,从标准化来讲,一篇文章中使用的语言和术语应统一。一般说护层我们都理解为最外层,实际不然。钢带铠装电缆的挤包垫层和双屏蔽电缆的隔离套,都称为护层。有时候,我们为了能够有效的进行区别他们,把这样的护层称为内衬层或者隔离派生:所谓派生,就是同种产品的不同结构。比如KVV、KVVP、KVVR、KVVRPK——控制电缆V——PVC绝缘V——PVC护套P——铜丝编织屏蔽R——软导体RP——软导体屏蔽电缆和RP就是KVV的派生BVVB两个V分别代表的是PVC绝缘和护套;第一个B——是室内布置用线,代表用途;第二个B——是扁平形,代表的是形状;22——代表双层钢带铠装,聚氯乙烯护套;23——双层钢带铠装,聚乙烯护套;32、42——代表的是聚氯乙烯护套;3、4分别代表细钢丝、粗钢丝铠装;33、43——代表的是聚乙烯护套;前边的3、4分别代表细钢丝、粗钢丝。四、额定电压额定电压是电缆设计与试验的基准电压,用U0/U表示,单位为伏(V),当数值较大时用kV表示(千伏),U0/U比如600/1000V,读600比1000伏,不能读600到1000U0——相电压,是任一主绝缘导体对“地”(金属屏蔽、金属套或周围介质)的电压有效值。U——线电压,多芯电缆(电线)或单芯电缆(电线)系统,任一两相导体之间的电压有效U0电气文件中:AC代表交流DC代表直流企业中动力电为三相380V,就是线V是从三相变压器中任一相电源引出的,是单相交流电源,工作频率为50HZ(赫兹),我们常称作工频电压。控制电缆在订货合同中,经常会遇到:KVV—450/750V—181.5mm2+1.5mm2PE要知道,这个PE可不是聚乙烯。这个PE是接地保护线。在三相五线制系统中,PN代表中性线,就是我们平时说的零线,接地保护线是用PE来表示的。在三相四线制系统中,中性线和接地保护线是共用的。上边提到的KVV—450/750V181.5mm2+1.5mm2PE这个中性线是要求绿/黄双色的,按照GB/T6995—2008标准,绿色或者黄色的比例,不能大于70%,但是也不能小于30%。五、什么是交联电缆?电线年发明的,当时采用铁芯做导体,使用没有经过硫化的橡皮做绝缘。直到20世纪60年代,我国才有了塑料绝缘电线,橡皮绝缘电缆只能做到6kV,后期有了三元乙丙胶,也只能做到10kV,国外也只能做到35kV。采用橡皮做电力电缆,工艺环节很难控制,绝缘不可能不受到污染带入杂质。后期有了油浸纸绝缘电缆,运行较稳定。但是,油浸纸绝缘电缆维护较麻烦,尤其是敷设落差不能超过20米。在塑料材料中,聚乙烯的电性能是最好的,机械性能也比较好。聚乙烯的最大弱点是热变形,即物理性能不好,不能受热。都知道橡皮必须经过硫化才能使用,未经硫化不仅没有弹性,机械物理性能满足不了要求,而且在硫化前可以任意改变它的形状,也就是说柔顺性特别好。馒头在未进笼前也是可以随便改变形状的,蒸熟之后就不能改变形状了。橡胶和塑料都是高分子材料,在没有改性以前都是线型分子结构,我们统称它们为垫塑性高分子材料。热塑性材料最大弱点有两个:1、耐热不好,受热产生热变形;2、受热后产生热收缩。由于聚乙烯有很好的电性能和机械性能,所以我们通过化学或物理的方法使热塑性材料分子结构由线型改变为三维网状的立体结构,这就是交联,橡皮称为硫化。塑料的交联,我们按其是否添加了交联或交联助剂,又分为化学交联和物理交联。化学交联 有蒸气交联(上世纪50 年代工艺,已被淘汰)、融盐交联、氮气保护电加热交联(现在那 种悬链管道式,融盐也一样)、硅烷交联等。物理交联有电子辐照交联、紫外光交联、其他 的射线 电缆的交联有时离不开水,比如水煮式温水交联(硅烷交联的一种型式,主要用于1kV低压电缆,也有的用蒸箱),还有蒸汽交联等,这些化学方法的交联又叫温水交联。其他方式 的化学交联和物理交联又叫干法交联。也就是说从交联的种类分为化学交联和物理交联两 种,从交联的工艺方法来说分为干法和湿法。 六、常用的电缆材料和性能 我们经常使用的导体材料就是铜(化学符号Cu)和铝(化学符号Al)。 铜的电阻率按GB/T3953 2009标准分为硬铜线/m 硬铜线Ωmm2/m(φ2.0 以下) 硬铜线型号TY,软铜线型号TR。 现在黑铜杆已被淘汰,市场上只有光亮杆(低氧杆)和无氧杆(有退火的软杆),电阻率指 标与铜线一样。纯无氧杆应是玫瑰红色(浸涂法和上引法,现在全部都是芬兰的专利技术, 采用上引法工艺。也有的采用连铸连轧技术,生产无氧铜杆)。 铝杆的电阻率为:20小于0.02801Ωmm2/m,电工圆铝线/m。 所谓电阻率就是指一米长度每平方毫米的阻值。实际计算时,是用实测电阻值导体截面 电阻温度系数。电桥的夹具都是按标准设计的,端头距离为一米。 测量电阻率是考核导体材料性能的一个主要指标。通常情况下,只要电阻率合格,断裂伸长 率就会合格,硬线(杆)考核抗拉强度,软线(杆)考核断裂伸长率。 成品电缆考核的是导体20的电阻,单位为Ω/km。 塑料材料主要是聚氯乙烯(PVC)绝缘与护套,聚乙烯、交联聚乙烯。交联聚乙烯材料符号 为XLPE。 聚乙烯,我们现在使用的主要是大庆18D,即高压聚乙烯(也叫低密度聚乙烯)。后期也有 H2426,有大庆产的,也有兰化集团的。 高压聚乙烯(工艺方法)=低密度聚乙烯(比重稍小),密度大小来源于它们分子链大小不 一样。 低压聚乙烯(工艺方法)=高密度聚乙烯(比重稍大) 线性低密度(LLDPE)聚乙烯是高压聚乙烯的改进型,支链少、机械物理性能更好,融 熔指数稍小。现在生产的1kV交联电力电缆(YJV)所用的绝缘材料,就是由LLDPE 改性 制成的。 我们现在使用的1kV交联聚乙烯,不是在专用的硅烷交联设备上干的。专用设备需引进。 交联的方法需水煮、蒸箱。温水交联需要水和温度才能达到。我们在2006 年底给上海电气 生产的产品,使用的是濮阳二步法材料,挤出时把交联剂(实际是引发剂)按配比加入基料 中(厂家都给弄好的),材料在塑胶机中捕捉游离基接枝,挤出后通过水煮或蒸气产生交联。 在2007 年,濮阳把材料价格提高,我们转向上海卡安特,买的是一步法材料。一步法的引 发剂已含在基料中,挤出难度大,加工的温区频带较窄,稍有不慎即产生先期交联,但价格 比两步法便宜。2007 年,我们在φ65 和φ90 二台塑胶机生产效果都不错。上海卡安特材料 是在线性低密度聚乙烯材料基础上加工而成,表面质量较好,偶尔出现断胶。今年工人技术 水平提高了,厂家也有改进,现在挤出断胶现象没有了。 交联电缆怎么能证明其交联呢?需要测量交联度,这是质量管理中的特殊过程。必须要做而 且要有记录的。 交联度我们无法用直接的方法测量出来,我们采用测量热延伸的方法。标准要求在 2003的烘箱中15min(分钟),伸长率不大于175%,一般伸长率在40-60 之间为宜。 超过100%为过交联,小于40%为欠交联。伸长率合格还不行,还要考核冷却后永久变形, 标准规定小于15%,实际能回复到0%,即原始状态。哑铃片在烘箱中断裂,需补做试验, 如果卡子全部都掉或补样仍然全部断裂,则可判定为不合格。伸长率合格而冷却后永久变形 率达不到,也是不合格。我们曾经将未经水煮的绝缘做热延伸,伸长率能达到,而冷却后永 久变形率不合格,零回复(不是回复到原来了,而是没有回复)。 七、绝缘的四大参数 为体积电阻率,所有材料都有表面电阻和体积电阻,我们常说的电阻率都指体积电阻率。表面电阻率可以忽略不计。导体材料ρv 越小越好,绝缘材料ρv 是越大越好。单位为 Ωmm2/m。 为绝缘材料的击穿场强,单位为kV/mm,新法定计量单位为MV/m,数值一样。我们买绝缘材料,这个数值越高越好,这个指标对高压电缆很重要。