电线电缆基础知识(原创).

电线电缆基础知识

1 电

1.1 电的相关历史

电是自然界本身就存在的现象，近代才被人类发现。

自19世纪第二次工业革命后，人类进入“电气时代”：

18世纪中叶，富兰克林提出电流的概念；

1831年，法拉第发现电磁感应现象，后制造出人类第一台电动机；

1836年，世界上第一根电线诞生；

1866年，西门子提出发电机原理，并由其下属制造出人类第一台发电机；

1879年，爱迪生发明电灯，从此人类走向光明；

1939年，中国第一根导线诞生于昆明电缆厂。

1.2 电的作用

（1）照明：让人们克服了黑暗。

（2）取暖：电能转化为热能。

（3）动力：电能转化为机械能。

1.3 电的特性：难以储存，应即产即用。

2 电力系统

2.1 把电能的生产、输送、分配和消费过程组成一个整体，称为电力系统。其中输电线路和变压器组成电力网。如图1。

图1 电力系统简易图

2.2 电力系统的作用和意义：

（1）统一发电，分配使用，降低成本，提高安全可靠性。

（2）是国家基础设施建设的重要项目。要发展，先通电。

2.3 输电线路即电线电缆，是电能输送的载体，是电力系统的重要组成部分，被比作电力系统的“血管”。

3 电线电缆

3.1 定义：用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。（GB/T 2900.10-1984）

（1）功能：传输电能、信息；转换电磁能。

（2）传输信息：如光缆、控制电缆等。

（3）电线电缆是线材产品。

3.2 “电线”与“电缆”

“电线”和“电缆”在概念上并没有严格的界限，广义上可统称为“电缆”。狭义上，分为“电线”和“电缆”。通常认为：

（1）单根线芯叫“线”；多根线芯叫“缆”。

（2）直径小的叫“线”；直径大的叫“缆”。

（3）结构简单的叫“线”；结构复杂的叫“缆”。

但随着使用范围的扩大，很多品种“线中有缆”，“缆中有线”，所以没有必要严格区别。本文以下简称“电缆”。

4 电缆分类

4.1 分类缘由

简单地讲，电缆的主要功能就是传电，主要要求就是安全，保证人民生命财产不受损害。但电能的远距离传输，必然要求电缆能够穿越崇山峻岭、江河湖海，经受阴晴雨雪、风吹日晒，接触花鸟虫鱼、平地壕沟，承受碰擦冲撞，提防意外伤害。基于不同的使用和环境适应要求，就要设计不同的结构型式，因此就形成了不同的电缆种类。

4.2 大类及涵义

电缆广义上分为五大类，如表1。

4.3 常用类别及简介

表1的分类是基于天下电缆的大分类，而用途广泛的电缆只有其中的一部分。大类中又分为很多小类，常用的电缆即是国家电线电缆生产许可证中进行规范的产品，见表2。

4.4 塑料电线

事实上，塑料电线属于电气装备用电线电缆中的一类，由于其作为电气设备

的连接线，尤其主要用于建筑内固定布线和农村、城市中的短距离输电，与人的距离较近，为保证人身安全，被划定为国家强制性认证产品（CCC）。其特点是制造工艺简单，但其原材料、生产过程和质量检验控制要求较为严格。

4.5 其他分类方法

除了以上依据电缆的用途和结构进行的分类，还有其他分类方法，如按导体材料分，可分为铜芯电缆和铝芯电缆；按绝缘材料分，可分为聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆；按耐环境特性分，可以分为耐热、耐酸、耐碱、阻燃、耐火、防白蚁、防鼠等品种。

表1 电缆大类及涵义

表2 常用（生产许可范围）电缆品种

5 基本特性

鉴别一种产品性能的好坏，须通过特性指标测定。电线电缆的基本特性主要有电气性能、机械性能和热性能三大类。见表3。

表3电线电缆基本特性及指标举例

6 基本结构与材料

6.1 电线电缆的基本结构包括导体、绝缘和护套。横截面结构如图2所示。6.2 根据电缆结构的要求，选用适当的材料。电缆材料的选用非常重要，优良的材料是保证电线电缆优越性能的基础。电缆所用的材料品种及其繁多，表4仅列出一些常用材料。

图2电线电缆截面基本结构

表4 电缆结构与常用材料

7 生产工艺

7.1 生产流程

电线电缆的生产工艺基本流程见图3。

7.2 生产特点

（1）材料用量大、种类多，物流量大。

电缆截面只是一个不大的圆形，但随着电缆长度的累积，用料量就不断增加，通常要制造几百公里的电缆，就需耗费几百吨的金属。其他各种材料又需合理分配，搭配使用。从原料进厂到车间内周转再到成品出厂整个过程中物流量相当大。

因此需要用到卡车、行车、叉车、轨道等设备。

（2）工艺类型多、涉及范围广。

如金属的拉制、韧炼、绞制、焊接（自行制造杆材的制造厂还需进行金属的熔炼、压制、镀制）；护层的挤包、绕包、编织、交联、硫化；模具的制作和修理工艺等。

（3）生产过程连续性强。

普通机电产品加工步骤为：零件——部件——单台产品，而电线电缆则是大长度连续叠加组合的生产方式，每次投产都是几百、几千米，导体、绝缘、屏蔽、护套等结构依次叠加，同一批产品中上一步工序未完成，下一步就无法进行。因此须对厂房设置和设备布置进行科学规划，对生产过程进行科学管理，才能保证生产的顺利进行。

（4）电线电缆生产大多为专用设备

基于电线电缆的生产特点，利用通用机床和现代化柔性设备都无法满足要求，因此需采用拉线、绞线、挤塑、交联、成缆、铠装、编织等专用生产设备。生产设备是电线电缆制造的硬件条件，没有设备，一切都无从谈起。

8 常用标准

线缆标准按制定等级主要分为国际标准(IEC)、国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、冶金行业标准(YB)和企业标准(QB)。按应用特点分为强制性标准（如GB、JB、YB）和推荐性标准（如GB/T、JB/T、YB/T）。电线电缆常用标准见表5。

9 型号规格与相应标准

电线电缆型号规格的基本格式为：特性代号-型号-额定电压芯数×截面产品标准号，其中普通型不含特性代号，芯数为1时可省略，芯数和截面可统称为规格，产品标准号通常可省略。型号解析见表6，规格解析见表7。

电线电缆的型号本有一套编制规则（见电线电缆职业培训教材系列、钱汝立主编的《电线电缆制造基础知识》），但随着线缆市场的扩大，线缆品种不断增多，型号也五花八门地出现，有些型号是制造企业自行编制的。标准化工作正是利用体制手段对科学技术进行规范管理的一种方式，因此我们学习型号时最好以现行标准的规定为准。因此表6中紧跟型号列出了相应的产品标准和材料标准。