Cable design basic knowledge.doc

序 言電線電纜的發展可追溯至1831年,英國科學家法拉第發現了“電磁感應法則”為其實用發展打下了扎實的基礎,電線電纜的發展主要涉及絕緣材料与導體的發展,絕緣材料:裸線→漆包線→膠線→塑膠線→合成材料線;導體:白金→銅→鋁→光纜.通俗地講,只要傳送電力或信號的有形物體,都可稱為電線電纜. 另外,依日本電線工業協會1977年對電線電纜的分類如下:裸線;捲線;通訊電纜;電力電纜;被覆線.電線電纜的生產過程: 集合 纏繞 印字 包帶 印字 裁條煉銅→伸銅→伸線→絞線→絕緣→ 編織 → 捲裝編織 外被 填充 外被 軸裝 地線 一、導體部分:1.名詞術語: AWG : American wire gauge美國電線規格;業界中一般用此稱呼cable規格AWM : Appliance Wiring Material 器具配線伸長率:將物體拉伸至斷裂后所增加的長度与原標定長度的比率絞距:絞線中之某一股線,捲繞一圈之直線距離抗張強度:抗張試驗時,使其試樣斷裂,以單位面積表示之拉斷力導體電阻:与其長度成正比,与其截面積成反比,電阻愈大導電率愈低UL: Underwriters Laboratories Inc. (美国)保險商實驗室 TC:Tinned Copper:镀锡铜 CSA:Canadian Standards Association 加拿大标准协会組織 UL94V-0: 防火等级 OD: Overall Diameter 完成外径 (Outside diameter 外徑) VW-1: 垂直耐燃测试 ID: Insulation Diameter 絕緣直徑 FT-1: 水平耐燃测试 Shield: 遮蔽 BC:Bare Copper裸铜 Braid:编织 Spiral: 缠绕 Thickness:厚度(cable的絕緣層与被覆体都有最小厚度、平均厚度的要求) Flame test: 燃燒測試 Aged test: 老化測試(cable的絕緣体与被覆体)Elongation:伸長率 Trensile Strength : 抗張強度(cable的絕緣体与被覆体)Pitch :絞距(1P表示1對) Connector:接插件(Mindin 、USB、RCA 等plug&jack )Surface Treatment : 表面處理(鍍金、鎳、錫、銅等)2.導體的种類(電線電纜中常用:銅合金&鋁合金,電腦連接器用線為銅合金的導體):a.裸銅線(BC): 銅導體上不鍍或不包裹任何材料的銅線 b.鍍錫線(TC): 在銅線表面上以熱浸或電渡方式,被覆一層錫或鉛錫合金的銅線,目的是避免氧化,焊接方便1>先鍍后絞 再鍍 :鍍錫銅線絞合后再鍍錫,此導體常用於電子連接線2>先絞后鍍 :將未鍍之銅線絞合后再加以鍍錫的銅線c.銅箔絲: 導體以扁平或且极薄的銅箔捲繞在纖維繩上 d.漆包線: 在銅線表面上以熱浸或電鍍方式,被覆一層絕緣漆e.導體的生產過程: ※煉銅 目前工業應用陰极電解法煉銅 ※伸銅、伸線 粗伸(∮8.0→∮2.6mm)、中伸(∮2.6→∮1.0mm) 細伸(∮1.0→∮0.05,0.12,0.16等mm)3.常用的導體規格: a.USB線(均為多股鍍錫線;28/26即:信號線/電源線): Gauge(AWG)Composition(N/mm)Gauge(AWG)Composition(N/mm)28/287/0.12728/227/0.127 ; 28/0.12728/267/0.127 ; 7/0.1628/207/0.127 ; 28/0.1628/247/0.127 ; 11/0.16 b.PS/2線(滑鼠線為例;有AS 或 TS 規格): 滑鼠線一般使用多股28# 線: 10/0.1AS+250D ; 15/0.08AS+250D ; 19/0.08AS+250D ; D---總丹尼數 纖維長為9000米,而重量為1公克時則稱為1丹尼4導體電阻(UL758 & UL1581):a.最大允許直流導體電阻(20℃時)Gauge(AWG)Max. DCR(Ω/Km)Gauge(AWG)Max. DCR(Ω/Km)1613.50~13.7026142.79~~148.941821.40~21.8028227.39~~237.252033.90~~34.6030361.13~~376.962254.30~~55.0032563.49~~588.852489.39~~93.25b. 計算公式: R(Ω/Km )=實測值R(Ω)*溫度系數*1000/電母實長(m)c.溫度系數表:導體溫度系數導體溫度系數18℃1.00822℃0.99219℃1.00423℃0.98920℃1.00024℃0.98521℃0.99625℃0.9815.導體的檢測:a.伸長率:導體伸長率測試机 TC(單股)伸長率BC(單股)伸長率0.1~~~0.1210%0.1以下15%0.12~~~0.25418%0.12~~~0.25418%0.254~~~0.64324%0.254~~~0.51124%0.643~~0.925%0.511~~~2.030%b.線徑: 千分尺6.導體的絞合方式:a. 束絞:導體內各個單線不依几何形狀排列只沿同一方向絞合b. 同心絞:導體中間為一條或一核心,共周圍為一層或多層螺旋狀排列之單線,每層之單線條數均較其內一層多6,條而呈左右變化之方向絞合.c. 絞向: 左絞:將導體与人體垂直,其絞合方向為右上到左下則為左絞(Z絞)右絞:將導體与人體垂直,其絞合方向為左上到右下則為左絞(S絞)d. 絞距:(依UL758 AWM Section.5)AWGInchesmmAWGInchesmm28 or higher0.513182.051260.615162.051240.718142.051220.820122.051201.2532102.564e. 絞合外徑計算: 束絞 D=√N*1.155*d 同心絞 D=(1+2n)*d → N=3n(1+n)+1多心絞合 D=K*d N---股數 d---單線徑 n---層數NKNK2293.61332.155104.042.414114.052.7124.15563.0134.41473.0144.41983.305154.5f.導體截面積計算:S=d2*0.7854*NAWGNom.Arear(mm2)AWGNom.Arear(mm2)320.0324220.324300.0507200.519280.0804180.823260.128161.31240.205142.08※ 依UL758 AWM Section.5 table5.1 g.導體真圓度計算: (A,B值系從銅線同點成90度角的兩個實測值)標準值:X=(A+B)/2 偏差值:Y=｜A-B｜ 真圓度:R=〔(X-Y/X)*100%7.導體的用量計算:a.公式:W=d2*6.9822*N*K1*C*K2*P*K3 ※ d---單線徑(mm) N---股數 K1 ---銅線撚入率 C---芯數 P---對數 K2 ---芯線撚入率 K3 ---對型線纜集合線撚入率 b.UL線K1 K2 K3均以1.02計算; NON-UL線均以1.01計算;8.導體絞合設備:400P束絞机:主要用於銅線絞合9.絞線工時:a.計算公式工時(M/Min)=絞距(mm)*RPM*2/1000 (RPM 一般以1800轉計算)※單位換算: 1mm=39.37mil 1kg/mm2=1420PSI 1Inch=25.4mm=2.54cm 1Ft=12Inch 1m=1.0936Yd 1Yd=3Ft=0.914m 1m=3.281Ft 1kg=2.204LBS1mil=1/1000 INCH=0.0254mm 1Ft=0.3048m※比重:PVC:1.45 SR-PVC:1.38 PP:0.95 PE:0.95※舉例(以640400064300 100KM 為例):A.導體結構: 10/0.1BC*4C+7/0.12TC B.用 量: W1=d2*6.9822*N*K1*C*K2*P*K3 =0.12*6.9822*10*1.02*4*1.02=2.906 Kg/Km ---------------------- 總用量:2.906*100=290.6KgW2=d2*6.9822*N*K1*C*K2*P*K3=0.12*6.9822*7*1.02=0.499 Kg/Km -------------。