銅導體
編輯實心線由一根銅金屬線組成,裸線或被絕緣體包圍。單股銅導體通常用作電機和變壓器中的漆包線。它們相對剛性,不易彎曲,通常安裝在xxx性、不經常處理和低彎曲的應用中。
絞合線有一組銅線編織或絞合在一起。與相同截面的大單股線相比,多股線更靈活,更易于安裝。絞合可提高振動應用中的電線壽命。絞合導體的特定橫截面使其具有與單股導體基本相同的電阻特性,但增加了柔韌性。
電纜
銅纜由兩根或多根銅線并排運行并粘合、絞合或編織在一起形成單個組件。通過絞合電線可以使電纜更靈活。
電纜中的銅線可能是裸線,也可能是鍍上一層薄薄的另一種金屬(最常見的是錫,但有時是金或銀)來減少氧化。電鍍可以延長電線壽命并使焊接更容易。雙絞線和同軸電纜旨在抑制電磁干擾,防止信號輻射,并為傳輸線提供明確的特性。屏蔽電纜被包裹在箔或金屬絲網中。
銅導體的應用
編輯電解韌瀝青(ETP)銅是一種含有氧作為合金劑的高純度銅,由于其高導電性和改進的可退火性,它代表了大部分的電導體應用。ETP銅用于電力傳輸、配電和電信。常見應用包括建筑電線、電機繞組、電纜和母線。大量冷加工時使用無氧銅來抵抗氫脆是需要的,并且適用于需要更高延展性的應用(例如,電信電纜)。當氫脆是一個問題并且不需要低電阻率時,可以將磷添加到銅中。
對于某些應用,首選銅合金導體而不是純銅,尤其是在需要更高強度或改進的耐磨性和耐腐蝕性能時。然而,相對于純銅,銅合金提供的較高強度和耐腐蝕性優勢被其較低的電導率所抵消。設計工程師在確定為特定電氣應用指定哪種類型時,會權衡各種類型的銅和銅合金導體的優缺點。銅合金導體的一個例子是鎘銅線,在北美用于鐵路電氣化。在英國,BPO(后來PostOfficeTelecommunications)使用含1%鎘的鎘銅架空線來增加強度;本地線路40磅/英里(1.3毫米直徑)和收費線路70磅/英里(1.7毫米直徑)。
銅導體的一些主要應用市場總結如下。
電線
電線在高達600V的電壓下在住宅、商業或工業建筑、移動房屋、休閑車、船只和變電站內分配電力。電線的厚度取決于電流要求以及安全工作溫度。實心線用于較小的直徑;較厚的直徑被絞合以提供靈活性。導體類型包括非金屬/非金屬耐腐蝕電纜(兩根或多根帶有非金屬外護套的絕緣導體)、鎧裝或BX電纜(電纜被柔性金屬外殼包圍)、金屬包層電纜、服務入口電纜、地下饋線電纜、TC電纜、耐火電纜和礦物絕緣電纜,包括礦物絕緣覆銅電纜。銅因其導電性、強度和可靠性而常用于制造電線。在建筑電線系統的整個生命周期中,銅也是最經濟的導體。
用于建筑電線的銅具有xxxIACS或更好的導電率等級。與使用低電導率的導體相比,銅建筑線需要較少的絕緣,并且可以安裝在更小的導管中。而且,相對而言,在給定的導管中可以安裝的銅線比電導率較低的導體要多。當系統重新布線或擴展時,這種更大的“電線填充”是一個特殊的優勢。
銅建筑線與黃銅和優質電鍍螺釘兼容。電線提供不會腐蝕或蠕變的連接。但是,它與鋁線或連接器不兼容。如果這兩種金屬結合在一起,就會發生電流反應。反應過程中的陽極腐蝕會使鋁分解。這就是為什么大多數電器和電氣設備制造商使用銅導線連接到建筑布線系統的原因。
全銅建筑布線是指內部電氣服務僅通過銅布線進行的建筑物。在全銅家庭中,銅導體用于斷路器面板、分支電路布線(連接到插座、開關、照明設備等),以及為重載設備(例如爐灶、烤箱、干衣機和空調)。
當發現鋁連接由于其固有的緩慢蠕變以及高電阻率和接頭處鋁氧化產生的熱量而逐漸松動時,大多數國家都減少了在建筑電線中用鋁代替銅的嘗試。彈簧加載觸點在很大程度上緩解了建筑電線中鋁導體的這個問題,但一些建筑規范仍然禁止使用鋁。
對于分支電路尺寸,燈、插座和開關的幾乎所有基本布線都是由銅制成的。今天的鋁建筑線市場主要局限于供電電路中使用的較大規格尺寸。
電氣接線代碼給出了標準尺寸導體的允許電流額定值。導體的額定電流取決于導體的尺寸、允許的最高溫度和操作環境。在冷空氣可以在電線周圍自由流通的區域中使用的導體通常允許比封裝在地下管道中的小尺寸導體承載更多的電流,該地下管道中有許多類似的導體與之相鄰。絕緣銅導體的實際額定溫度主要是由于絕緣材料或連接設備的額定溫度的限制。
通訊線路
雙絞線電纜
雙絞線電纜是最流行的網絡電纜,通常用于數據網絡中的短距離和中等長度連接(最長100米或328英尺)。這是因為與光纖和同軸電纜相比,它的成本相對較低。
非屏蔽雙絞線(UTP)電纜是電話使用的主要電纜類型。在20世紀后期,UTP成為計算機網絡電纜中最常見的電纜,尤其是作為跳線或臨時網絡連接。它們越來越多地用于視頻應用,主要是安全攝像頭。
在天花板和內墻上方運行的UTP阻燃電纜為每個導體使用實心銅芯,這使得電纜在彎曲時能夠保持其形狀。將計算機連接到墻板的跳線使用絞合銅線,因為預計它們會在其使用壽命期間彎曲。
UTP是可用的最佳平衡線路。然而,它們是最容易利用的。當考慮到干擾和安全性時,通常會考慮使用屏蔽電纜或光纖電纜。
在銅雙絞線網絡中,銅纜認證是通過按照電信行業協會(TIA)或國際標準化組織(ISO)標準進行的一系列全面測試來實現的。
同軸電纜
同軸電纜廣泛用于大型計算機系統,是用于局域網(LAN)的xxx類主要電纜。當今同軸電纜的常見應用包括計算機網絡(互聯網)和儀器數據連接、視頻和CATV分配、射頻和微波傳輸,以及連接無線電發射器和接收器及其天線的饋線。
雖然與雙絞線相比,同軸電纜可以走更長的距離并且對EMI有更好的保護,但同軸電纜更難使用,也更難以從辦公室連接到配線間。由于這些原因,它現在通常被更便宜的UTP電纜或光纖電纜取代以獲得更大的容量。
今天,許多有線電視公司仍然使用同軸電纜進入家庭。然而,這些電纜越來越多地連接到家庭以外的光纖數據通信系統。大多數樓宇管理系統使用專有銅纜,尋呼/音頻揚聲器系統也是如此。盡管也使用光纖電纜,但安全監控和進入系統仍然經常依賴銅線。
結構化布線
大多數電話線可以同時共享語音和數據。家庭中的前數字四路電話線無法處理多條電話線、互聯網服務、視頻通信、數據傳輸、傳真機和安全服務的通信需求。串擾、靜電干擾、聽不見信號和服務中斷是過時接線的常見問題。連接到老式通信線路的計算機通常會遇到較差的Internet性能。
“結構化布線”是21世紀大容量電話、視頻、數據傳輸、安全、控制和娛樂系統的現場布線的總稱。安裝通常包括一個中央配電板,所有連接都在其中進行,以及帶有電話、數據、電視和音頻插孔的專用連接的插座。
結構化布線使計算機能夠無差錯地以高速相互通信,同時抵抗各種電源(如家用電器和外部通信信號)之間的干擾。聯網計算機能夠同時共享高速互聯網連接。結構化布線還可以將計算機與打印機、掃描儀、電話、傳真機,甚至家庭安全系統和家庭娛樂設備連接起來。
四屏蔽RG-6同軸電纜可同時承載大量電視頻道。星形布線模式,每個插孔的布線延伸到中央分配設備,便于服務的靈活性、問題識別和更好的信號質量。這種模式有利于菊花鏈循環。提供使用雙絞線、同軸電纜和連接器的網絡布線系統的安裝工具、技巧和技術。
結構化布線與家庭中的無線系統競爭。雖然無線系統當然具有便利優勢,但與銅線系統相比,它們也有缺點:使用5e類布線的系統的更高帶寬通常支持比無線系統快十倍的速度,以實現更快的數據應用和更多的視頻應用通道。或者,無線系統存在安全風險,因為它們可以通過類似的接收器設備將敏感信息傳輸給非預期用戶。無線系統更容易受到其他設備和系統的干擾,從而影響性能。某些地理區域和某些建筑物可能不適合無線安裝,正如某些建筑物可能存在安裝電線的困難一樣。
配電
配電是為最終用途輸送電力的最后階段。配電系統將電力從輸電系統輸送到消費者。
電力電纜用于戶外或建筑物內的電力傳輸和分配。提供有關各種類型電源線的詳細信息。
銅是在高達400kV的高壓和超高壓下運行的地下輸電線路的首選導體材料。與其他導體相比,銅地下系統的優勢源于其更高的體積電導率和熱導率。銅導體的這些有益特性可以節省空間、xxx限度地減少功率損耗并保持較低的電纜溫度。
銅繼續在礦山和水下應用以及電力鐵路、起重機和其他戶外服務中的低壓線路中占主導地位。
鋁,無論是單獨的還是用鋼加固的,由于重量更輕,成本更低,是架空輸電線路的首選導體。
電器導體
家用電器和儀器的導體由多股軟線制成,可以鍍錫用于焊接或相位識別。根據負載,絕緣材料可以是PVC、氯丁橡膠、乙烯丙烯、聚丙烯填料或棉。
汽車導體
汽車導體需要能夠抵抗高溫、石油產品、濕度、火災和化學品的絕緣。PVC、氯丁橡膠和聚乙烯是最常見的絕緣體。電勢范圍從電氣系統的12V到儀器、照明和點火系統的300V-15,000V。
電磁線
電磁線或繞組線用于電動機,變壓器,電感器,發電機,耳機,揚聲器線圈,硬盤驅動器磁頭定位器,電磁鐵和其他設備的繞組。
大多數情況下,磁線由完全退火的電解精煉銅組成,以便在制造電磁線圈時更緊密地纏繞。電線涂有一系列聚合物絕緣材料,包括清漆,而不是電線上常用的較厚的塑料或其他類型的絕緣材料。高純度無氧銅牌號用于還原氣氛中的高溫應用或氫氣冷卻的電動機或發電機中。
銅纜接頭盒
編輯銅接頭盒定義為外殼和相關硬件,旨在恢復進入外殼的一根或多根銅纜的機械和環境完整性,并為拼接、端接或互連提供一些內部功能。
閉包類型
如Telcordia行業要求文件GR-3151所述,瓶蓋有兩種主要配置:對接瓶蓋和直插瓶蓋。對接封閉件僅允許電纜從一端進入封閉件。這種設計也可以稱為圓頂封閉。這些閉合件可用于多種應用,包括分支拼接。直列式封閉裝置在封閉裝置的兩端提供電纜入口。它們可用于多種應用,包括分支拼接和電纜接入。通過限制電纜進入封閉件的一端,直列封閉件也可用于對接配置。
銅接頭閉合由功能設計特征定義,并且在大多數情況下獨立于特定的部署環境或應用程序。目前,Telcordia已經確定了兩種類型的銅封:
- 環境密封蓋(ESC)
- 自由呼吸閉合(FBC)
ESC提供了外殼中典型接頭閉合所預期的所有特性和功能,可防止液體和蒸汽侵入閉合內部。這是通過使用環境密封系統(如橡膠墊圈或熱熔粘合劑)來實現的。一些ESC使用加壓空氣來幫助防止水分進入封閉裝置。
FBC提供了典型接頭閉合所預期的所有特性和功能,可防止風雨、灰塵和昆蟲的侵入。然而,這種封閉允許空氣與外部環境自由交換。因此,有可能在封閉件內形成冷凝。因此,有必要提供足夠的排水,以防止水在封閉件內積聚。
未來趨勢
編輯在大多數電線應用中,銅將繼續成為主要材料,尤其是在空間考慮很重要的地方。幾十年來,汽車行業一直在考慮在某些應用中使用更小直徑的電線。許多制造商開始使用銅合金,如銅鎂(CuMg),它允許使用更小直徑的導線,重量更輕,導電性能更好。銅鎂等特殊合金開始在汽車、航空航天和國防應用中得到越來越多的使用。
由于需要增加高速語音和數據信號的傳輸,銅線的表面質量有望繼續提高。預計銅導體對更好拉延性和“零”缺陷的需求將繼續存在。
對電磁線的最低機械強度要求可能會發展,以提高成型性并防止在高速繞線操作期間過度拉伸線。
銅線純度標準似乎不太可能超過當前101%IACS的最小值。雖然6-9銅(純度99.9999%)已小批量生產,但它非常昂貴,對于大多數商業應用(如磁鐵、電信和建筑電線)來說可能是不必要的。6-9銅和4-9銅(純度99.99%)在環境溫度下的電導率幾乎相同,盡管更高純度的銅在低溫下具有更高的電導率。因此,對于非低溫溫度,4-9銅可能仍將是大多數商業導線應用的主要材料。
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