電線廠 Cable 基礎知識講座.

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1 電線廠 Cable 基礎知識講座

2 一、 電線電纜簡介 電線係指構造簡單而且芯數較少的傳電線材。 電纜係指多重絞合，製造工藝複雜，或芯數較多的傳電線材。
電線及電纜二者區分並不嚴格，通俗地講，只要能傳送電力或信號的有形線材，都可以稱之為電線電纜。

3 2.電線電纜的發展 電線電纜的發展，主要涉及絕緣材料與導體的發展。絕緣材料由最原始的裸線 漆包線　橡膠線　塑膠線 合成材料線;逐步發展到目前的各類線纜。導體也相繼有白金 銅 鋁 光纜等等。

4 三、 電線電纜的分類 依日本電線工業協會1977年對電線電纜的分類為: 1、裸線 2、捲線 3、通訊電纜 4、電力電纜 5、被覆線.
依日本電線工業協會1977年對電線電纜的分類為: 1、裸線 2、捲線 3、通訊電纜 4、電力電纜 5、被覆線. 1. 裸線 ---- 顧名思義，不具絕緣材料，主要傳導材料為:金、 銀、鋁、鉑等等。 2. 捲線 ---- 類似目前有線電話聽筒線,CE廠的汽車充電器線。 3. 通訊電纜 ---- 主要用在通訊方面的電線電纜，電話線顯然是個最明顯的例子。 4. 電力電纜 ---- 一般為高壓傳電線。 5. 被覆線 ---- 一般為低壓傳輸電線。 電線電纜大致可以分為上述五大類。但依據具體的材料、形狀、構造、用途的不同又可以分為PU CABLE 、 PVC CABLE 、圓線、扁線、MOUSE CABLE 、警報用電線等等，

5 四、電線電纜的製作及工序簡介 煉銅→伸銅(伸線)→制粒→ 線纜加工→組裝加工 1. 煉銅 目前工業應用陰極電解銅法煉銅。 2. 伸銅(伸線)
1. 煉銅 目前工業應用陰極電解銅法煉銅。 2. 伸銅(伸線) 2.1 銅線分類: 1. 裸銅 2. 鍍錫銅 裸銅柔軟,電阻小,對bending有好處; 鍍錫銅容易焊接,且不容易氧化. 2.2伸銅分為三個階段：粗伸( 8.0→3.2~2.6 mm)、中伸 (3.2~2.6→1.2~1.0 mm)、細伸(1.2~1.0→0.08~0.05mm) 3.制粒: 配方和配色. 4. 線纜加工: 絞線，絕緣，集合(包帶、填充、地線)，纏繞(編 織)， 外被，包裝(裁條、捲裝、軸裝) 5. 組裝加工 (烤線,綁線,焊接,成型,打端子,穿housing,測試,目視, 包裝等工序).

6 五、電線電纜相關規格描述 1. 電線電纜的規格描述.
例: UL AWG ( / A S ) ×6C + E + A + B 表示UL安規. 表示AWG (American Wire Gauge 美國線規)數,AWG數的選用可參考附件一,二. 表示導體購成,此條導体由7股細銅絲組成. “/”表示7股細銅絲是絞合在一起,“×”則表示7股細銅絲是直放在一 起。一般而言，電話線導体直放的多. 表示銅絲單線徑是0.127mm. “A”表示裸銅線(“T”表示鍍錫線)，“S”表示細銅絲絞合. “C”(core)表示芯數. “E”(earth)表示地線. “A”(al/mylar)表示包鋁薄麥拉帶(“P”表示包紙). “B”(braid)表示編織(“S”(spiral)表示纏繞).

7 六、導体相關知識 6.1. 絞距(Pitch)、撚入率的概念
*.線材之銅導体一般都是由若干股細銅絲絞合而成的，導体絞合有兩種方式:同心絞和束絞。在了解它們之前，我們先了解一下絞距之概念。學過工科的同仁清楚螺桿中有螺距的概念，學過理科的同仁清楚波長之概念，絞距與螺距、波長相似，在平面上也是具有相同性質兩點之距離。如下圖示: 一般而言,絞距較小Binding效果較好,但絞距越小價格越貴. *.顯然，相同規格之導体，絞合之細銅絲要比直放之細銅絲長。這裡就存在撚入率的概念。我們用導体之長度乘上一個系數K(一般K取1.02,大于61根時取1.03)，就得到絞線的實際長度,這里K就是撚入系數。

8 六、導体相關知識 6.2.導体絞合外徑的計算 精確計算各材料的用量，這對一個工廠效益來說是非常重要的。因此，導体絞合外徑的計算就有必要了。無論是導体還是芯線都存在兩種絞合: 同心絞、束絞。名副其實，同心絞 是指以一條或多條銅單線為中心，在其周圍各層以左右交互之方向絞合。每層的單線總數均比其內一層多6條(條數為3n(1+n)+1)。束絞 是將所有單線，依同一方向絞合。其他還有復合絞等等。當導体股數(芯線條數)為7、19、37、61、95並絞合時，為同心絞(條數為3n(1+n)+1);其餘股數(芯數)為束絞。導体絞合外徑的計算公式如下: 同心絞絞合外徑 D = (1+2n ) × d n為導体自內到外的層數; 束絞絞合外徑 D = √N× × d D為絞合外徑; N為導体股數;值得一提的是, 芯線絞與導体絞是相同原理，但芯線絞我們稱之為芯線集合,下面介紹一下層心徑的概念，層芯徑為絞合外徑-單線徑,如下圖示(D’即為層芯徑):

9 七、常用的絕緣材料及特性 常用到的絕緣材料有:
PP(Polypropylene)材料--較亮，較硬，燃燒平穩，無太多的煙塵，有下滴現象。價格較低,比重: 0.91。 SR-PVC(Semi Rigid-Polyvinyl chloride)材料--較暗，較軟，燃燒有大量的煙塵。價格較貴,比重: 1.45。 PE(PolyEthylene Resin)材料—很亮，較軟，較難加工，燃燒無下滴現象。價格較貴,比重: 0.93。 本廠生產的一般電話線所用到的絕緣材料為PP材料再加上EVA，重量比為10:1，而滑鼠料通常用SR-PVC材料。對塑膠材料而言，無論絕緣材料還是線材外被材料都有一些重要的機械特性、化 學特性等等,這可以參考《化工詞典》。比重在電線電纜設計中也很重要，他直接影響到用量的多少.

10 八、集合相關知識 *.構成: 具體之集合構成,需從內到外一一列出. 例如: 4C+F+E+A 表示4C+填充+地線+鋁箔集合.
*.絞距: 需依如下規定訂定集合絞距. UL: 集合之層芯徑*35(參考值),須參照各種不同UL 標準規定訂定. Non UL:集合之層芯徑*40 (參考值). 特殊要求: 視具體情況而定.

11 九、包帶及包帶材料相關知識 9.1. 選用包帶之原因 1. 使線材成圓柱狀(有的芯線不需要總絞，外面縱包一層包帶); 2. 防止線材松散;
3. 遮蔽，使信號不受干擾; 4. 在導体與遮蔽線之間起絕緣作用; 9.2. 包帶材料 1. Al-mylar (ρ=1.872 1.9) , 2.麥拉帶(ρ=1.4) 3.棉紙帶(ρ=0.8) 除了以上三種包帶材料外還有銅箔(ρ=8.89)，PE帶(ρ=0.93)， 發泡PP帶等等。

12 九、包帶及包帶材料相關知識 9.3.包帶方式 包帶方式分縱包和橫包，橫包又分捲包和斜包兩種方式。如下圖中示:
縱包用在扁平線材和芯線不需要總絞的場合，橫包柔軟度較好;縱包柔 軟度較差。 選擇帶寬: 捲包時w=3D，斜包時w=4～5D ，並可參考公司採購之包帶 材料寬度(w為帶寬，D為包帶前線材外徑，又稱包帶下徑)。包帶重疊 度取決於線材直徑，一般來說，不超過1/4圓弧長。

13 十、纏繞與纏繞相關知識 前面已經提到過纏繞與編織的共同作用是遮蔽，對外界電磁波產生隔離作用;保證內部信號的不受干擾，同時如果纏繞與編織接地的話，內部信號也不會泄漏。 10.1. 纏繞有關計算 纏繞所需條數(N): N=(D×/d)-3={[(D1+d)×]/d}-3 式中: D---層心徑(mm)，d---纏繞銅線徑(mm)，D1---纏繞下徑，3是經驗值，保證纏繞後的線材外表美觀，否則由於纏繞銅線挨得比較緊密而容易出現交錯現象，導致押出的線材外表面出現疙瘩，起伏不平。 纏繞表示方法 例如: 32/0.1T POC.=85% A B C 說明: A. 表示纏繞條數; B. 表示纏繞銅絲為0.1mm鍍錫銅線; C. 表示纏繞遮蔽率(纏繞所用條數與理論值的比值的百分數).

14 十、纏繞與編織相關知識 10.2. 編織製程 編織機規格,目前電線廠有16錠、24錠兩種美式編織機， 通常編織的構成方式用這種表示方法:
例如: 16 / 5 / 0.1T 8目 A B C D 說明: A. 表示錠數，“16”表示16錠編織機; B. 表示每錠上導體股數; C. 表示編織銅線的單線徑及材質; D. 表示編織目數. 股數與目數不可以任意變得過大或過小，但還是可以變化。若要達成相同遮蔽率情況下,可以增加目數，減少條數，同時編織的速度相應降低。

15 十一、外被及相關知識 11.1.外被材料 本廠常用的外被材料有:
PU(polyurethane)材料: 彈性好，耐磨，價格比PVC貴，火燒有刺激性氣味; PVC材料: 色澤較暗，彈性比PU材料要差，火燒有臭味。本廠PVC料使用比較廣泛，常用的有鍵盤線、滑鼠料、充電器等等。( 本廠所用PVC材料均為低毒之材料) TPR材料: 彈性好，耐磨，價格與PU相當，較硬，火燒有刺激性氣味; 外被材料除以上常用的幾種外,仍有橡膠,TPE等材料同樣可以作被復用，外被材料各項物理性能與化學性能請查閱《化工詞典》.

16 十一、外被及相關知識 11.2. 外被押出: 本廠外被押出方式一般有: 充實押出---即芯線直接經外被押出成型，不經過包帶、編織之類的
外被押出: 本廠外被押出方式一般有: 充實押出---即芯線直接經外被押出成型，不經過包帶、編織之類的 加工。如電話線; 編織押出---實際上是半管狀押出，半成品線材在編織(或纏繞)後外被 押出，如USB CABLE; 管狀押出---有專用的押出模具，押出的外被形狀成圓管狀，如網絡 線， 如下圖示三種押出線材截面圖: