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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,电线电缆设计原理与技巧,Prepared By:Song Lin14 March,2005,电线电缆设计原理与技巧,电源线一般依,UL，IEC，JIS，GB,等相关标准设计。（如：,SVT、SJT、H05VV-F，H03VVH2-F、VCTF、RVV,等）,电脑周边设备用线一般依,UL，CSA,等相关标准设计。（如,UL 1061、UL 2464、UL 2725,等）,特殊结构及特性标准。（如：,USB 2.0，Serial ATA，IEEE 1284，IEEE1394，DVI，HDMI,等）,（各电线标准一般会规定导体尺寸，绝缘材质、厚度，外被材质、厚度，线材形状等参数。）,通讯电缆一般采用铜材质作为导体，用以传输电流或电磁信号。,常用铜导体可分为裸铜，镀铜，铜包钢，铜合金,，,铜箔丝等。,裸铜-导体电阻小，易氧化,镀铜-抗氧化性增强,镀锡铜-抗氧化性增强，便于后续焊接,镀银铜-导电性强，价格高，多用于射频电缆及氟塑料高温线,铜包钢-强度高，常用于架空电缆,铜合金-强度高（铜中加入少量其它金属）,铜箔丝-抗弯折能力强，柔软度高（将铜压成薄片后包裹在弹性纤维上）,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,导体大小（,Size）：,导体大小通常用,AWG（American Wire Gauge）,表示。,AWG,数是根据导体截面积（,Cross-sectional Area）,来定义的，,AWG,数越大，导体截面积越小，反之亦然。,导体截面积常用,mm,2,或,Cmil,表示。,导体截面积的计算：,S（mm,2,）=N*（d/2）,2,S（,Cmil,）=N*（d*39.37）,2,N-,导体条数,d-,单条导体直径,-,圆周率(3.14159),电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,(,续)常用导体,AWG,数与截面积对应表：,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,导体绞合（,Strand）：,为提高导体强度，通常采取将多条铜 线绞合的方式。,绞距(,Length of Lay）,：在绞线轴线方向一个完整螺旋线之间的距离。,绞合铜线中单根铜线条数和直径一般不作规定，满足截面积要求即可。（某些有特殊规定的电源线除外，如,VDE,等）,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,(,续)单束束绞绞合铜导体最大绞距：,(束绞：所有导体都依同一方向绞合）,绞向：单线从下至上的方向向左,称为左向，反之称为右向。,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,(,续)导体绞距的测量及绞合直径的计算：,导体绞距的测量：将绞合导体中的某条导体从一点开始按与绞向相反方向退扭10圈后到达另一点，两点间的距离除以10即为绞距值。,绞合直径：,D=N*1.155*d,N-,导体条数,d-,单条导体直径,电线电缆设计原理与技巧,-导体篇,增强导体强度的方法：,减小导体绞距,导体绞合时加黄旦丝或尼龙丝填充,（,如：为了增强线材的弯曲测试性能，可从上述两方面进行改善）,电线电缆设计原理与技巧,-绝缘篇,绝缘（,Insulation）：,常用绝缘材质有,PVC（,PolyVinyl,Chloride,，,聚氯乙烯,)、SR-PVC（Semi-rigid PVC，,半硬质,PVC）、PP(Polypropylene，,聚丙烯）、,PE（Polyethylene，,聚乙烯）、,Foam-PE、Foam-PE+Skin,等。,绝缘材质一般依线材电气特性及相应安规标准确定。,电线电缆设计原理与技巧,-绝缘篇,绝缘厚度,（Thickness of Insulation）：,一般电线电缆标准会规定绝缘最小平均厚度（,Min Average Thickness）,和任意点最小厚度（,Min Thickness at Any Point）。,（,如：,UL 1061,规定绝缘材质为,SR-PVC，,最小平均厚度为9,Mil（0.23mm）、,任意点最小厚度为7,Mil（0.18mm）),-1Mil=1Inch/1000=0.0254mm,电线电缆设计原理与技巧,-绝缘篇,绝缘外径,（Diameter of Insulation）：,绝缘外径,D,2,=,导体绞合外径,D+,绝缘平均厚度,t,1,*2,如,UL 1061 28AWG,电子线(,Hook-up Wire)：,导体绞合外径,D=N*1.155*d,=7*1.155*0.127,=0.388mm,绝缘外径,D,2,=,绞合外径,D+,绝缘平均厚度,t*2,=0.388+0.23*2,=0.85mm,电线电缆设计原理与技巧,-集合篇,集合时绞线方向一般不作规定（多为,S,向）。,集合绞距设定为集合完成外径的20-30倍。,集合时，各芯线应按一定规律排列，使集合后外观圆整。,若集合时外观不圆整，允许加适量填充物填充，以保证线材圆整。,为了防止外被与芯线粘连，可在两者之间添加隔离物，即在集合时增加包带。,电线电缆设计原理与技巧,-集合篇,包带（,Wrapped Tape）,：,棉纸-抗张强度及伸长较差，价格便宜,透明麦拉-抗张强度及伸长较好，无屏蔽效果,麦拉铝箔-抗张强度及伸长较好，有屏蔽效果，但绝缘效果不及展翅铝箔,展翅铝箔-抗张强度及伸长较好，有屏蔽效果，绝缘效果好，价格高,电线电缆设计原理与技巧,-集合篇,(续)包带（,Wrapped Tape）,：,包带厚度用,m,（1,m,=0.001mm）,表示。,常用棉纸厚40,m,、,麦拉铝箔厚20,m,透明麦拉厚30,m,、展翅铝箔厚43,m,包带宽度依集合外径和重叠率而定。,包带宽度=集合外径*,*(1+,重叠率),如：,UL 2464 26AWG*7C,铝箔宽度为：,D=(1.0*3)*(1+25%)12mm,(,通常重叠率要求为25%，,*(1+25%)4，,所以一般将绞合外径*4即为包带宽度）,电线电缆设计原理与技巧,-集合篇,集合外径的计算：,若集合芯线有两种或以上不同外径，集合外径可用几何图形模拟算出。,若集合芯线为相同外径，集合外径可用如下公式算出：,集合外径,D,3,=,芯线绝缘外径,D,2,*,绞合系数,如：,UL 2464 26AWG*7C,集合外径为：,集合外径,D,3,=,芯线绝缘外径,D,2,*,绞合系数,=1.0*3,=3mm,电线电缆设计原理与技巧,-集合篇,多芯线集合排列规则及绞合系数表：,电线电缆设计原理与技巧,-屏蔽篇,屏蔽就是为了减弱电磁场的干扰，利用金属层将主串回路和被串回路隔开。,依要求抗干扰的强弱，可采用单屏蔽和双屏蔽。,单屏蔽一般采用包铝箔屏蔽,双屏蔽一般采用包铝箔后再加编织（或缠绕）屏蔽。,电线电缆设计原理与技巧,-屏蔽篇,编织屏蔽（,Braid Shield）：,编织屏蔽可消除各个方向上的干扰,屏蔽效果高,结构稳定,外观圆整,屏蔽效果与编织率有关。,编织率与编织锭数、每锭股数、编织线直径、编织目数及编织内线径有关。,编织率的计算(,为编织角):,Tg2*(D+2d)*P/(25.4*C),F=(N*P*d)/(25.4*,Sin,),=(2F-F,2,)*100%,D-,编织内线径,d-,编织线直径,P-,目数,C-,锭数,N-,每锭股数,电线电缆设计原理与技巧,-屏蔽篇,(续)编织屏蔽（,Braid Shield）：,如：编织内线径为1.6,mm，,编织16/5/0.10，7.99目，求编织率。,Tg,=2*3.14159*(1,.,6+2*0,.,1)*7,.,99/(25.4*16),=0.,22234547,Sin,=,Tg,/,(Tg,2,+1)=0,.,2170536,F=(5*7.99*0.1)/(25.4*0.2170536)=0.724629,=(2*0.724629 0.724629,2,)*100%,=92,.,41%,（,目数为1,Inch(25.4mm),内编织菱形的个数）,电线电缆设计原理与技巧,-屏蔽篇,缠绕屏蔽（,Spiral Shield）：,缠绕铜线条数的计算：,N=(D+d)*/d,以上,N,为屏蔽率为100%时的铜线条数。,屏蔽率,=(,实际缠绕铜线条数)/,N*100%,如：缠绕内线径为2.0,mm，,缠绕63/0.10，求屏蔽率。,N=(2.0+0.1)*3.14159/0.1,=65,=(63/65)*100%=97%,D-,缠绕内线径,d-,缠绕线直径,电线电缆设计原理与技巧外被篇,外被（,Jacket）：,常用外被材质有,PVC（,PolyVinyl,Chloride)、PU（Polyurethane）、TPE（Thermo Plastic,Elastomer,）、TPR（Thermo Plastic Robber）,等。,外被材质一般依安规标准或客户要求而确定。,电线电缆设计原理与技巧,-外被篇,外被厚度,（Thickness of Jacket）：,一般电线电缆标准会规定外被最小平均厚度（,Min Average Thickness）,和任意点最小厚度（,Min Thickness at Any Point）。,除此规定外，外被厚度的确定还应考虑实际生产能力。,（,如：,UL 2725,规定外被最小平均厚度为9,Mil（0.23mm）、,任意点最小厚度为7,Mil（0.18mm），,但实际生产时一般会超过此标准。),-1Mil=1Inch/1000=0.0254mm,电线电缆设计原理与技巧,-外被篇,外径,（Diameter of Jacket）：,完成外径,D,4,=,集合外径,D,3,+,包带层厚度,t,2,+,屏蔽层厚度,t,3,+,外被平均厚度,t,4,*2,如:,UL 2464 26AWG*7C+AL+D+B(16/6/0.10T),线材完成外径：,完成外径,D,4,=,集合外径,D,3,+,包带层厚度,t,2,+,屏蔽层厚度,t,3,+,外被平均厚度,t,4,*2,=1.0*3+0.25*4+0.10*4+0.76*2,5.1mm,-,包带层厚度=包带厚度*4,-屏蔽层厚度=编织铜线直径*4(或 缠绕铜线直径*2),电线电缆设计原理与技巧,-印字篇,印字（,Marking）：,AWM 1533 E201479 80,0,C 30V 26AWG VW-1 CSA TYPE LL114039,AWM A/B I/II 80,0,C 30V 26AWG FT1-F-Tyco Electronics(Dong Guan)Ltd.,UL,标志,用线物料,UL,型号,UL,认证编号,耐温,耐压等级,导体尺寸,UL,防火等级,CSA,标志,CSA,认证编号,用线物料,耐温,耐压等级,导体尺寸,CSA,防火等级,日本防火等级,制造公司名称,机械等级,使用等级,德国认证,芬兰认证,瑞典认证,挪威认证,丹麦认证,荷兰认证,意大利认证,澳地利认证,澳洲认证,比利时认证,法国认证,规格及型号,芯线数,地线,导体截面积,制造公司名称,瑞士认证,