电线设计方案原

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,威海泓淋电线电缆有限公司,培训教程,Honglin,Wire&Cable Co.,Ltd,电线设计原理,电线设计原理,制作日期:2008年11月11日,1,编者简介,工作经历：,上个世纪末开始在电线电缆行业摸爬滚打,至今已有9年有余,从一个不了解电线是怎么做出来的到如何设计将电线成本降至最低,性能发挥至最大,费了不少的功夫和时间,在这个行业内还觉得路很远,知识永无止境,我还得坚持走下去!,2,序言,电线设计说起来简单,做起来难,难的原因在哪里?是因为我们没有抓住问题的关键,没有掌握设计的技巧.因为电线看似简单,但涉及的安全及性能及工艺等方方面面的内容太多,若是不掌握这些,电线是设计不好的.我们知道一件事情的成败往往在于细节,其实我们做电线设计工作的,若是设计不好,产品出现不良,那么往往是细节把握不够.如何把握细节,那么请你从现在开始,先用心学,先入了门后我想你就知道你该如何设计好一款电线产品!,3,纲要,第一节.如何设计导体第二节.如何设计绝缘第三节.如何设计集合第四节.如何设计屏蔽第五节.如何设计外被第六节.如何设计印字,4,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。）,5,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,6,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),7,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：,8,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）,9,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。,10,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,11,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）,12,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。,13,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9Mil（0.23mm）、任意点最小厚度为7 Mil（0.18mm）),-1Mil=1Inch/1000=0.0254mm,14,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,15,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。,16,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,17,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20m,透明麦拉厚30m、展翅铝箔厚43m,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）,18,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,19,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：,20,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。,21,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):,Tg=2*(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,22,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1.6mm，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）,23,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2.0mm，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,24,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。,25,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9Mil（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,26,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),27,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,28,谢谢各位!,29,