1、線纜產品的結構與材料總論一  線纜產品的結構組成       電線電纜產品絕大多數是截面（橫斷面）形狀完全相同（忽略因制造而產生的誤差）、呈長條狀的產品，這是由于在系統或設備中是作為構成線路或線圈而使用的特征所決定的。所以研究分析線纜產品的結構組成，只需從其截面來觀察分析。       電線電纜產品的結構元件，總體上可分為導線、絕緣層、屏蔽和護層這四個主要結構組成部分以及填充元件和承拉元件等。根據產品的使用要求和應用場合，有的產品結構極為簡單，只有導線一個結構件，如

2、架空裸導線、接觸網導線、銅鋁匯流排（母線）等；這些產品的對外電氣絕緣是依靠安裝敷設時用絕緣子和空間距離（即利用空氣絕緣）來確保的。       1， 導線  導線是產品進行電流或或電磁波信息傳輸功能的最基本的必不可少的主要構件。導線是導電線芯的簡稱，用銅、鋁等導電性能優良的有色金屬制成。近三十多年來迅速發展起來的光通信網絡用的光纜，則以光導纖維作為導線。       2， 絕緣層  是包覆在導線外圍四周起著電氣絕緣作用的構件。即能確保傳

3、輸的電流或電磁波、光波只沿著導線行進而不流向外面，導體上具有的電位（即對周圍物體形成的電位差、即電壓）能被隔絕，即既要保證導線的正常傳輸功能，又要確保外界物體和人身的安全。導線與絕緣層是構成線纜產品（裸電線類除外）必須具備的兩個基本構件。       3，護層   當電線電纜產品安裝運行在各種不同的環境中時，必須具有對產品整體特別是對絕緣層起保護作用的構件，這就是護層。       因為要求絕緣材料具有優良的各種電絕緣性能，則必須要求材料的純度極高、雜質含

4、量極微；往往無法兼顧其對外界的保護能力，所以對于外界（即安裝、使用場合和使用中的）各種機械力的承受或抵抗力、耐大氣環境、耐化學藥品或油類、對生物侵害的防止，以及減少火災的危害等都必須由各種護層結構來承擔。       許多專用于良好外部環境（如清潔、干燥、無機械外力作用的室內）中的線纜產品，或者絕緣層材料本身具有一定的機械強度、耐氣候性的產品，就可以沒有護層這一構件。       4，屏蔽   是一種將電纜產品中的電磁場與外界的電磁場進行隔離的構件；由的線

5、纜產品在其內部不同線對（或線組）之間也需要相互隔離。可以說屏蔽層是一種“電磁隔離屏”。       多年來，行業中習慣于把屏蔽層作為護層結構的一部分，作者認為應該單獨作為一個構件。其原因是除了屏蔽層的功能是電磁隔離即線纜產品中傳遞的信息不外瀉、不對外界儀器儀表或別的線路產生干擾；外界的各種電磁波也不會通過電磁耦合進入線纜產品中，這些功能要求與傳統的護層功能不同。還因為屏蔽層不光設置于產品的外部，還置于每一線對或多對數電纜的分組之間。近十幾年來，隨著信息傳遞系統用電線電纜的快速發展，以及大氣中存在的電磁波干擾源越來越多，促使有屏蔽結構的

6、品種成倍增長，大家對屏蔽層作為線纜產品中的一個基本構件的認識，已趨于認同。       5，填充結構   很多電線電纜產品是多芯的，如低壓電力電纜多數是四芯、五芯電纜（適用于三相系統），市內電話電纜更是有800對、1200對、2400對至3600對。將這些絕緣線芯或線對成纜（或分組多次成纜）后，一是外形不圓整，二是絕緣線芯間留有很大空隙（見圖1），因此必須在成纜時加入填充結構，填充結構是為了使成纜外徑相對圓整以利于包帶、擠護套，也為了使電纜結構穩定、內部結石，在使用中（制造和敷設中拉伸、壓縮和彎曲時）受力均勻而不損

7、壞電纜的內部結構。圖1  24芯低壓電力電纜成纜時的間隙示意圖       因此，填充結構雖是輔助結構，但也是必要的，其材料選用及形狀設計上也有詳細的規定。       6，抗拉元件  傳統的電線電纜產品是利用護層的鎧甲層承受外界拉力或自重引起的拉力的。典型的結構是鋼帶鎧裝和鋼絲鎧裝（如海底電纜要用8mm的粗鋼絲，絞合成鎧裝層）。但光纖光纜為了保護光纖不受細小的拉力，以免光纖有細微的變形而影響傳輸性能，就在光纜結構中設置了一次、二次被覆和專用的抗拉受力元件

8、。此外如手機耳機線采用細銅絲或薄銅帶繞在合成纖維絲上外擠絕緣層的結構，這合成纖維絲就是抗拉元件。總之，在近年來開發的特種細小、柔軟型，同時要求多次彎、扭曲使用的產品中，抗拉元件起著主要的作用。       二、電線電纜用材料綜述       1， 從某種意義上講，電線電纜制造行業是一個材料精加工和組裝的行業。一是材料用量巨大，線纜產品中的材料費用要占制造總成本的6090；二是所用材料的類別、品種非常多，性能要求特別高，如導體用銅，要求銅的純度要在99.95以上，有的

9、產品要采用無氧高純銅；三是材料的選用會對制造工藝、產品的性能以及使用壽命起到決定性的影響。同時，線纜制造企業的效益也與材料的選用、加工和生產管理中能否科學地節省材料密切相關。因此，在設計電線電纜產品時必須與材料的選用同時進行，一般采取選用幾種材料，通過工藝和與性能篩選試驗后確定。       2， 線纜產品用材料按其使用部位與功能、可分為導電材料、絕緣材料、護層材料、屏蔽材料、填充材料等。但其中有些材料是幾個結構件通用的，如屏蔽用的銅絲、銅帶同樣是導體用電工銅。尤其是熱塑性材料，如聚氯乙稀、聚乙烯等只要改變部分配方成份就可用

10、在絕緣或護套上。       3， 線纜產品制造中所用材料涉及的門類非常廣泛，品種規格（牌號）特別多，表1是列出了主要材料類別的匯總表。表1 電線電纜常用材料匯總表種類常用材料用于產品中何種構件備注有色金屬電工用銅、電工用鋁、鋁銅合金、鋁合金導體行業中年用銅量50萬噸以上，用鋁量20萬噸以上。主要用于導體。銅線在護層中用于船用電纜等橡套軟電纜編織鎧裝，高壓單芯電力電纜作加強層鉛、鋁熱擠內護套用于油紙電纜、充油電纜。皺紋鋁護套用于高壓交聯電纜。屏蔽護層鉛護層錫、銀、鎳導體鍍層黑色金屬鋼帶、鋼絲、不銹鋼箔護層、導體中的承拉部分、

11、電纜外帶有承重的吊線用于力纜、通信電纜、控纜的外護層裝鎧等在鋼芯鋁絞線、銅鋁電車線鋁包鋼絲等導體中作承拉構件，也起導電作用自承式電纜中用鋼絞線吊住電纜熱塑性材料，可交聯料聚氯乙稀、氯乙稀、可交聯聚乙烯、聚丙烯、氟塑料絕緣、內護套、外護層中鎧裝的外護套、充填材料、空氣組合絕緣嵌片聚氯乙稀、聚乙烯用于絕緣或護套，牌號，配方組成均不同，各種多種品種多芯電力電纜，用聚丙烯薄膜或塑料充填空隙空氣組合絕緣主要用于同軸式電纜 4， 由于線纜產品的使用功能、應用環境、使用條件千變萬化，因此雖然對某一類材料有其基本的性能要求（共性），但是各個系列、品種的產品都會有一些特殊的性能要求（特性）。例如電力系統用的電線電纜對其絕緣層的共性要求是電絕緣性能高。如用于高壓電力電纜的，必須強調材料能承受很高的電場強度，具有很高的絕緣電阻、要求介質損耗小，且要求絕緣層中幾乎沒有雜質（包括氣隙）。而中壓電力電纜（635kv）雖也有這些要求，但在程度上可降低不少。至于低壓電線電纜只要求有一定的耐壓強度和絕緣電阻，而為了經濟、輕便，則要求絕緣層有較好的機械性和耐氣候性，使其在很多情況下可以不用護層（例如聚氯乙稀塑料絕緣電線）。       5， 由于材料對產