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       在前面幾篇基礎(chǔ)知識(shí)講座中巳經(jīng)論述在近2000種線纜產(chǎn)品中導(dǎo)線是必不可少的結(jié)構(gòu)元件而絕緣層是保護(hù)導(dǎo)線傳遞信息或傳輸電力的另一結(jié)構(gòu)元件裸導(dǎo)線類產(chǎn)品是在安裝時(shí)才設(shè)置外部絕緣器件的為了保證產(chǎn)品能在各種外部環(huán)境中長(zhǎng)期安全運(yùn)行大多數(shù)的產(chǎn)品還必須配置各種結(jié)構(gòu)組成的保護(hù)層除此之外不少產(chǎn)品還應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要分別配置有屏蔽結(jié)構(gòu)填充芯結(jié)構(gòu)或抗拉結(jié)構(gòu)元件以保證產(chǎn)品能達(dá)到其設(shè)計(jì)的功能要求或保證其在使用中自身的機(jī)械防護(hù)性能本文將分別介紹

      必須栺炪這三種結(jié)構(gòu)元件雖然不是全部產(chǎn)品品種需要爾切似乎與導(dǎo)線的傳輸性啝絕緣層的絕緣性能無(wú)直扌妾關(guān)系當(dāng)媞絕不應(yīng)把咜們看作是不重要的元件對(duì)與設(shè)計(jì)應(yīng)具有這三種結(jié)構(gòu)元件的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)咜們竾是必須的主要結(jié)構(gòu)元件且這些品種的產(chǎn)品多數(shù)是十分主要的產(chǎn)品

一屏蔽結(jié)構(gòu)與材料

       在線纜產(chǎn)品中所采用的屏蔽層實(shí)際上有兩種完全不同的概念一類是傳輸高頻電磁波如數(shù)據(jù)傳輸用的電話線纜電子線纜射頻線纜等或微弱電流如信號(hào)計(jì)測(cè)控制用電纜的產(chǎn)品為了阻攔外界電磁波的干擾要么防止線纜產(chǎn)品中的高頻對(duì)外界產(chǎn)生干擾以及各線對(duì)之間相互干擾或防止外界竊聽(tīng)產(chǎn)品中傳輸?shù)男畔?img src="/i/04.jpg"/>應(yīng)尺而設(shè)置了各種屏蔽結(jié)構(gòu)此類結(jié)構(gòu)可稱為電磁屏蔽

       另一類是在中高電壓下傳輸大電流的電力電纜礦用電纜機(jī)車車輛電纜等為了均衡導(dǎo)線表面的絕緣外表面的電場(chǎng)而設(shè)置的結(jié)構(gòu)可稱為電場(chǎng)屏蔽嚴(yán)格來(lái)說(shuō)電場(chǎng)屏蔽層沒(méi)有“屏蔽”的作用僅是設(shè)置在導(dǎo)線表面或絕緣外表面的電場(chǎng)均衡層等電位面以保證導(dǎo)線與絕緣間的空隙中或絕緣外表面與外包的結(jié)構(gòu)件中的空隙中不會(huì)發(fā)生局部放電實(shí)際上電場(chǎng)均衡層雖然竾是必須的有嚴(yán)格的技術(shù)要求但其結(jié)構(gòu)比較單一

電磁屏蔽的結(jié)構(gòu)與材料

      1電磁屏蔽層對(duì)與來(lái)自外部的干擾電磁波起著三方面的作用即吸收能量渦流損耗反射能量電磁波在屏蔽層的界面反射啝抵消能量電磁波在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)能抵消部分干擾電磁波的作用從而起著減弱干擾電磁波的作用屏蔽層的效果與干擾電磁波的頻率有關(guān)頻率愈高屏蔽效果愈好對(duì)直扌妾處與高壓架空導(dǎo)線下距離較?。妶?chǎng)距離已滿足）而需要屏蔽層的線纜產(chǎn)品，因受到工頻電流產(chǎn)生的低頻強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，屏蔽結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

      2，屏蔽結(jié)構(gòu)舉例

   （1）銅帶屏蔽將軟銅帶搭蓋式繞包在成纜芯線外，銅帶厚度取決于成纜前直徑和電纜自重。

   （2）銅絲編織即將軟的細(xì)銅絲（也可鍍錫）編織在絕緣線芯、線對(duì)或成纜芯外，編織密度（覆蓋率）在50－90％之間。編織屏蔽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成品彎曲性好、省料。缺點(diǎn)是編織速度太慢，影響了它的應(yīng)用范圍。

   （3）金屬?gòu)?fù)合薄膜搭蓋繞包或縱向搭蓋于成纜芯外，此種結(jié)構(gòu)覆蓋率大（可達(dá)100％），屏蔽效果好。如室內(nèi)通信電纜廣泛應(yīng)用。

   （4）綜合屏蔽結(jié)構(gòu)即采用不同形式的屏蔽結(jié)構(gòu)應(yīng)用。如用銅帶繞包加一襯墊帶后在包一層薄的軟鋼帶，銅帶是非磁性材料而鋼帶為磁性材料，兩者組合能屏蔽多種 電磁波（如高頻、低頻、強(qiáng)磁性電磁波等）。另一種是包在鋁箔后縱向放置1－4根細(xì)銅絲，銅絲的作用是增加屏蔽的傳導(dǎo)作用，此種輕型結(jié)構(gòu)常用于要求柔軟的電 線電纜。

   （5）分屏加總屏結(jié)構(gòu)即將一根、一組或每個(gè)線對(duì)單獨(dú)用鋁箔或銅絲編織屏蔽，多線芯組成纜后再加總屏蔽的結(jié)構(gòu)，適用于要求線對(duì)或分組線芯之間互相屏蔽又對(duì)外界有總屏蔽要求的電線電纜。

   （6）為適應(yīng)通信系統(tǒng)傳輸PCM脈碼調(diào)制信號(hào)的需要，可將電話電纜中的所有線對(duì)，用金屬涂塑帶分隔為兩組，起到內(nèi)屏蔽的作用，稱為隔離式屏蔽。

   （7）其他由于使用要求的發(fā)展，屏蔽結(jié)構(gòu)還在發(fā)展中。例如用細(xì)銅絲（直徑小于0.1mm）或扁平銅絲密繞的屏蔽，用于屏蔽要求高的柔軟電線（如音響、話筒線）。對(duì)于薄絕緣型的細(xì)直徑電線可采用在絕緣表面鍍銅的方式等。

      3，電磁屏蔽用材料

   應(yīng)采用高導(dǎo)電率的軟質(zhì)銅、鋁、軟質(zhì)鋼等制成的帶材、絲、箔以及涂塑復(fù)合材料。對(duì)要求抗強(qiáng)磁性干擾的產(chǎn)品，應(yīng)采用高導(dǎo)磁材料，如軟的低碳鋼帶（單獨(dú)使用或與軟銅帶重疊使用）——見(jiàn)上文之第（4）種綜合屏蔽結(jié)構(gòu)。

電場(chǎng)屏蔽的結(jié)構(gòu)與材料

   1，中壓（一般指相電壓在1.8kv及以上）電力電纜等產(chǎn)品，導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度很高，但絞合導(dǎo)線表面總會(huì)有局部的凸起和凹陷，這就會(huì)引起局部的氣隙擊穿 （游離放電），為此在導(dǎo)線表面應(yīng)包上一薄層半導(dǎo)電材料來(lái)均勻電場(chǎng)，即從一個(gè)外表面光滑、等直徑的等電位面將內(nèi)部的間隙抱住，外表面與絕緣內(nèi)層緊密接觸。同 樣，緊貼絕緣表面包上一薄層半導(dǎo)電層形成了一個(gè)外等電位面，便于和外面搭蓋繞包的銅帶接觸并形成同一個(gè)電位（零電位）。銅帶層兼作電場(chǎng)屏蔽和一旦發(fā)生短路 時(shí)通過(guò)回流電流用。

   2，半導(dǎo)電層可以采用帶材繞包，但近年來(lái)都采用與絕緣相同的基料加入導(dǎo)電材料的擠包結(jié)構(gòu)，使電場(chǎng)均衡的效果更好。同時(shí)尺寸小，可以用三個(gè)機(jī)組串聯(lián)在一條生 產(chǎn)線上，依次連續(xù)擠出。半導(dǎo)電材料的體積電阻應(yīng)盡量小，應(yīng)在102－104Ω·cm范圍內(nèi)。外半導(dǎo)電層要易于剝離，便于制作電纜接頭。金屬屏蔽層可采用銅 帶（厚度0.1－0.12mm）搭蓋繞包1－2層，或用銅絲繞包構(gòu)成。

   3，圖1為直流高壓（110kv－220kv）X－射線機(jī)用電纜截面圖，圖2為屏蔽監(jiān)視型采煤機(jī)用橡套軟電纜的截面圖。這是兩種特殊的、兼有電磁屏蔽和電 場(chǎng)屏蔽要求的品種。圖中的1，5為電場(chǎng)屏蔽層，6為電磁屏蔽層，圖2中的4為內(nèi)屏蔽，7為外屏蔽，兼有電磁屏蔽與電場(chǎng)均衡的作用（因礦用電纜只有 1140伏）。

                   

填充結(jié)構(gòu)與材料

   1，多芯電纜成纜時(shí)，在各絕緣線芯間必然會(huì)有很大的空隙，特別是電力、礦用、船用電纜等傳輸電力用的絕緣外徑較大的電纜。為了使成纜外徑相對(duì)圓整以利于包帶，擠護(hù)套，也為了保證產(chǎn)品在制造、使用中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，內(nèi)部結(jié)識(shí)，必須在空隙中填充結(jié)構(gòu)元件。

   2， 電力電纜的填充常用二種方法，一是纖維帶并合填充，填充量按計(jì)算出的間隙面積配置；二是用預(yù)制成帶兩個(gè)凹圓弧的扇形發(fā)泡塑料條填充。

                

    3， 多芯移動(dòng)式像套電纜成纜后的填充，一般只填中心部位，外側(cè)的幾個(gè)間隙一般是擠橡套時(shí)直接嵌入。其原因是橡套電纜成纜后一般不加包帶，也不會(huì)采用硬的鎧裝 層，而橡皮比塑料要柔軟有彈性。中心填充可采用橡皮條，麻繩或合成纖維條。但礦用電纜因要承受很大積壓或沖擊力，對(duì)中心填充的要求很高，必須預(yù)制馬鞍型的 填芯，而且必須用含膠量很高的橡皮。圖3是礦用電纜的成纜結(jié)構(gòu)與填芯形狀圖，絕緣線芯周圍的空隙由護(hù)套橡皮擠出填充密實(shí)。

     4，填充材料有：黃麻、棉紗、橡皮條、塑料條和聚丙烯撕裂薄膜條等。主要要求是用非吸濕材料，對(duì)絕緣材料無(wú)影響（指不起化學(xué)反應(yīng)），價(jià)廉等。目前電力電纜主要用于聚丙烯撕裂薄膜條和泡沫交聯(lián)聚乙烯預(yù)制條，橡套電纜用黃麻或橡皮條。

抗拉元件

     1，抗拉元件這一結(jié)構(gòu)件的名稱是隨著光纜產(chǎn)品品種的大量應(yīng)用而正式出現(xiàn)的，作者認(rèn)為線纜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件中應(yīng)該正式列入“抗拉元件”這一結(jié)構(gòu)件，與屏蔽結(jié) 構(gòu)、填充元件并列。事實(shí)上，線纜產(chǎn)品在制造、安裝敷設(shè)以及使用過(guò)程中，肯定會(huì)承受到不同類型和不同程度的機(jī)械力，諸如縱向拉力、徑向拉力、以及彎曲、伸展 時(shí)內(nèi)應(yīng)力，還有側(cè)壓力、扭曲力等等。對(duì)于固定敷設(shè)在室內(nèi)的小、中型產(chǎn)品，以及移動(dòng)使用的像套、塑料護(hù)套電纜，一般在材料選用，絕緣厚度以及護(hù)套的強(qiáng)度、柔 軟度方面已充分考慮（包括填充結(jié)構(gòu)），因此通常不必專門(mén)設(shè)置抗拉結(jié)構(gòu)件。

   2，對(duì)于固定敷設(shè)在地下（直埋）、電纜溝、隧道、豎井以及敷設(shè)在水中（如過(guò)江電纜、海底電纜）的電力通信、控制電纜，因其可能受到較嚴(yán)重的外力，因此在外 護(hù)層中設(shè)置了鎧裝層。在鎧裝結(jié)構(gòu)中，鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)主要是承受拉力的，同時(shí)兼具抗徑向壓力的，如垂直敷設(shè)在礦井中（豎井中）以及斜井中，懸浮于水中（即使在 水底、實(shí)際上也是懸浮狀態(tài)），必須由鋼絲來(lái)承受電纜的自重以及敷設(shè)過(guò)程中很大的拉力，以保護(hù)導(dǎo)線和絕緣及內(nèi)護(hù)套等基本上不受到拉力而發(fā)生延伸。因此，產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了單鋼絲鎧裝，雙鋼絲鎧裝以適應(yīng)可能承受的不同拉力或自重，而且每根被絞合的鎧裝鋼絲直徑也隨鎧裝前電纜的外徑而增大。目前，較粗的單根鋼絲直 徑達(dá)8mm（主要用于海底電纜）。

                     

      但是由于鋼絲鎧裝作為外護(hù)層結(jié)構(gòu)中的一部分，因此并不把它們稱為“抗拉結(jié)構(gòu)件”。同時(shí)，使用量極大的鋼芯鋁絞線中的鋼芯，也是為了承受懸掛自重而產(chǎn)生的拉 力（在兩個(gè)電桿中，架空線因自重而中間成弧形下垂，產(chǎn)生側(cè)拉力）。因此，同一導(dǎo)線截面的產(chǎn)品，有3－4種截面的鋼絞線規(guī)格以適應(yīng)不同電桿間距的敷設(shè)要求， 這是典型的抗拉結(jié)構(gòu)件，但過(guò)去的習(xí)慣，因沒(méi)有“抗拉元件”的分類名稱，所有也沒(méi)有命名。

     3，光纜這一類產(chǎn)品出現(xiàn)后，因光纖很細(xì)，又絕對(duì)不能因受拉力而變形（伸長(zhǎng)、變細(xì)、甚至斷裂），所以在結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置抗拉結(jié)構(gòu)來(lái)保證產(chǎn)品的性能與使用壽命，使“抗拉元件”在所有的光纜產(chǎn)品中成為必不可少的結(jié)構(gòu)元件。圖4是幾種常用的光纜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的截面圖。

      4 ， 實(shí)際上，一些特多細(xì)小的電線中，為了保證產(chǎn)品在使用中不被拉斷，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中也設(shè)置了各種抗拉元件。例如常用的電纜耳機(jī)線（俗稱“軟繩”），就是將四根導(dǎo) 線壓成薄條帶間隔平繞在一根纖維繩上，再擠包軟塑絕緣和護(hù)套；又如小型攜帶式電器（如手機(jī)、小型收錄機(jī)）用的耳機(jī)線，則采用導(dǎo)電石墨浸涂在一根纖維芯上制 成，使其非常柔軟、細(xì)小而又有一定的強(qiáng)度。這些產(chǎn)品中的纖維繩芯就是“抗拉元件”。

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