Cable設計加工常識一.CABLE的製造加工流程簡介二.CABLE的結構1.線芯結構的一般原理2.絞合形式的分類3.線芯的排列規則三.CABLE的用料1.導体材料2.絕緣材料3.外被材料4.線纜輔助材料四.CABLE的常用參數1.絞線參數2.屏蔽參數五.信號線的電容,特性阻抗,串音,衰減一.CABLE的製造加工流程簡介─Fig.1-線材製造加工流程圖二.CABLE的結構─1.線芯結構的一般原理─為了增加電纜線的柔軟性、可曲度及抗拉強度，較大截面的電纜線多由多根較小直徑的導線絞合而成。a).由於單根金屬導線沿某一半徑彎曲時，其芯線圓之外部必須伸長，而其圓之內部必須縮短。如果纜線芯是由多根導線平行放置而組成，因導線之間可以滑動，以致多芯導線比相同截面積的單根導線在作相同彎曲時，要省力得多〈柔軟〉。b).為了保持線芯結構形狀的穩定性，及減小線芯彎曲時每根導線的變形差異，此多根導線組成的線芯都應絞合而成。Fig.2-線芯彎曲時變形示意圖*A>平行導線,彎曲前;B>平行導線,彎曲后;C>平行導線,彎曲再恢复平直;*D>絞合線芯彎曲前;E>絞合線芯,彎曲后：c).圖﹝2﹞中，<A>、<B>、<C>表示一組平行放置的導線彎曲后，再歸位變直時的狀況。由于導線的塑性變形可能在線芯表面產生凸出部分，使電纜絕緣層中電場分布產生畸變，並損傷及電纜絕緣。d).圖﹝2﹞中，在絞合的線芯結構圖<D>、<E>中，線芯中心線內外兩部分可以互相移動補償，使彎曲時不會引起導線的塑性變形，因此線芯柔軟性和穩定性大幅提高。同時彎曲較平滑地分配在一段線芯上，因而彎曲時也不容易損坏電纜的絕緣。e).當需求線芯有較高的柔軟性和穩定性時，可採用較小直徑的導線，及採用較小絞合節距來絞合。2.絞合形式的分類：a).規則絞合：導線有規則而同心，且相繼各層依不同方向的絞合→正常規則絞合→非正常規則絞合〈層間導線直徑不盡相同〉b).不規則絞合﹝束絞﹞c).其它形式圓形絞線→複絞→疏繞→空心擴弳3.線芯排列規則：a).正規絞合排列─層與層間相差6根〈中心層可以1~5根〉πFig.3-N層規則絞合的幾何關係圖*對規則絞合線芯，沿其垂直線芯長度方向切開，每根單線的截面積將為橢圓形，如上圖所示，其橢圓長軸為─d'=d/sinα=d(1+λ)-------------------------λ為絞入率〈參絞線參數節〉則Zn=π(Dn-1+d)/d'=π(Dn-1+d)/d(1+λn)Zn-1=π(Dn-2+d)/d(1+λn-1)而Dn-1=Dn-2+2d取λn=λn-1=λ則相鄰兩層單線根數之差─Zn-Zn-1=2π/(1+λ)≒6b).非正規絞合，實例：8=1+716=5+1120=1+6+139=1+817=6+1111=3+818=6+12三.CABLE的用料→主要材料：導体用材料、絕緣用材料、外被用材料。→輔助材料：棉紗、鋁箔、雲母、尼龍絲、高抗縴維、棉紙等。1.導体材料a).種類：裸銅、錫銅、鍍絞鍍、裸絞鍍、銅包鋼、銅箔絲、鋁等。b).銅導体的主要特點─i).導電性佳。儘次于銀而居第二位。ii).導熱性佳。也儘次于銀和金居第三位，導熱系數為銀的73%。iii).可塑性佳。在熱加工時，首次壓力加工量可達30~40%。iv).耐腐蝕性佳。與鹽酸或稀硫酸作用甚微。銅在乾燥空氣中具有較好的耐腐蝕性，但在潮濕的空氣中其表面易生成有毒的銅綠。c).銅的工藝性能─i).熱處理─利用改變溫度的辦法，使合金的組織發生合乎規律的變化，以改變合金性能的加工方法稱為【熱處理】。溫度和時間是熱處理的主要因素，淬火和退火〈韌練〉等均屬熱處理工藝。ii).退火─金屬在塑性變形時會發生加工硬化現象，即材料的硬度和強度升高而塑性降低。在冷變形加工之后，為了恢復其塑性和其它性能，需在適當溫度下進行加熱並保持一定時間，使金屬從不穩定狀態過渡到更穩定狀態。這種熱處理過程稱之為【退火】。d).導電性能─i).導電率─導電金屬的電阻與實際標準軟銅的電阻的比值，稱為導電金屬的【導電率】。◎以環境溫度攝氏20度中，軟銅材長1M，其截面積均為1m/m平方，電阻為1/58Ohm(0.017241Ohm)。此即導電率為100%的【標準軟銅】。ii).電阻系數?─導體的電阻R與材料純度、截面積S大小及長度L有關。可用下式表示：R=?*L/S?是材料的電阻系數，單位為﹝Ohm-mm平方/M﹞。iii).電阻溫度系數Rt─當溫度變化1℃時，電阻的變化量與20℃時電阻的比值。─電阻R〈或電阻系數?〉