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摘要：在电子设备中，电子设备系统、分系统之间的电气连接是导线、电缆来实现的。电缆装配的好坏直接影响电子产品的性能。电缆装配是电子产品生产的一个重要环节，对于手工装配的电缆来说，操作者装配水平的高低将直接决定电缆装配质量。随着电子设备功能日趋复杂，对连接技术和可靠性要求越来越高，在工艺制作中，如果处理不当，易产生插头松动、电缆芯线短路等现象影响整机调试甚至烧坏印制板。为了确保产品质量，应该深入分析电缆加工工艺流程中各环节存在的问题，分析问题的性质，并找出解决问题的方法，明确关键工艺控制。
关键词：电缆装配；工艺；电子设备
引言
电子设备系统、分系统之间电气连接用的连接电缆，是由各种绝缘电线、屏蔽线和电连接器组成。由于很多电缆工作在电子机箱、机柜的外面，没有固定安装，易受各种机械损伤，破坏电气连接，因此，电缆装配有其特殊要求。
一、电缆的结构
多数的视频电缆只是在两个相邻设备之间连接，这么短的距离，似乎没有很多需要考虑的问题。但是在一个完善的视频系统中，这些视频设备甚至遍布于建筑的每一个角落，传输线缆完全成了至关重要的因素。传输线缆的那些因素会最直接影响视频信号的最终效果？我们以同轴电缆的单一传输为例进行说明。
1.1 导线的结构类型
导线指电缆中心用于传输电子的导体，最普遍使用的材料是铜。铜线是最经济有效的传输方式之一，其他的材料包括铝、银和黄金。
同轴电缆根据线径的不同，外形的大小有差异。导线的结构分为两种：单根电缆和多根电缆组合。单根电缆的结构容易成型，但保护外皮和绝缘层比较坚硬，所以显得没有什么柔性。多根电缆由许多小线径的电缆绞合成型，增加了线缆的柔性。一般认为单根电缆的传输质量要优于多根组合的模式。
1.2 导线直径的计量
原则上，同等的条件越粗的电缆越能进行更长距离的传输，因为同样的长度，粗电缆比细电缆具备更低的直流阻抗。
1.3 电介体
电介体也即是电缆的绝缘体，在同轴电缆中担任了双重的角色：一是电介体介于导线与屏蔽网之间，形成了保护导线的重要组织；另一个更重要的角色是它确定了电缆的物理特性。比如电缆的阻抗和容抗。阻抗为75电缆的电介体通常是半发泡的聚乙烯。
1.4 屏蔽网
屏蔽网在电缆中把导线和电介体严密的包围阻抗和容抗。阻抗为75电缆的电介体通常是半发泡的聚乙烯。
屏蔽网在电缆中把导线和电介体严密的包围起来，起了两个作用：一是作为信号的公共地线为信号提供电流回路，二是作为信号的屏蔽网，抑制电磁噪音对信号的干扰。屏蔽网的结构以金属编织网和锡箔最常见。金属编织网比锡箔具备更低的直流阻抗，但对电磁干扰的屏蔽率只有90%，锡箔对电磁干扰的屏蔽率高达100%.所以很多专业的线缆会采取金属编织网与锡箔双重屏蔽结构，可以更有效的提高信号的信噪比。
1.5保护层
保护层是对电缆内部所有成份进行全面保护的一层外皮，很容易受气温、化学药品、液体和日光的影响。电缆的保护层必须适应任何条件的安装环境。这些标准被NEC（NationalElectricCode）管理而且有UL（美国保险商实验所）认证：阻燃认证：电缆保护层的常用原料是绝缘良好且廉价的PVC（聚氯乙烯），阻燃认证要求电缆不但有特殊的防火保护层，而且要使用特别的绝缘材料，可以防止电缆暴露产生的烟火事件。通过阻燃 认证的电缆可以在户外空间使用，室内应用可以不需要管道防护。
二、线扎的加工工艺
2.1 必要性
电子设备的电气连接主要依靠各种规格的导线来实现。在一些较复杂的电子设备中，连接的导线多且复杂，如果不加任何整理，就会显得十分混乱，即不美观也不便于查找。为了简化装配结构，减少占用空间，便于检查、测试和维修等，常常在产品装配时，将相同走向的导线绑扎成一定形状的线扎（又称线把、线束）。采用这种方式，可以将布线和产品装配分开，便于专业生产，减少错误，从而提高整机装配的安装质量。
2.2 线扎的走线要求
a) 不要将信号线和电源线捆绑在一起，以防止信号相互干扰；
b) 输入、输出的导线不要排在一个线束内，以防止信号回授。若必须排在一起时，应使用屏蔽导线。射频电缆不排在线束内，应单独走线；
c) 导线束不要形成回路，以防止磁力线通过环形线，产生磁、电干扰；
d) 接地点应尽量集中在一起，以保证它们是可靠的同位地；
e) 导线束应远离发热体并且不要在元器件上方走线，以免发热元器件破坏导线绝缘层及增加更换元器件的难度；
f) 尽量走最短距离的路线，转弯处取直角以及尽量在同一平面内走线。
2.3 扎制线扎的要领
a) 扎线前，应先确认导线的根数和颜色，以防止扎制时遗漏导线，同时便于检查线扎的错误。
b) 线扎拐弯处的半径应比线束直径大2倍以上。
c) 导线长短要合适，排列要整齐。从线扎分支处到焊点间应有10～30mm的余量，扎制导线时不要拉得过紧，以免因振动将导线或焊盘拉断。
d) 不能使受力集中在一根导线上。多根导线扎制时，如果只用力拉其中的一根线，力量就会集中在导线的细弱处，导线就可能被拉断。另外，当力量集中在导线的连接点时，可能会造成焊点脱裂或拉坏与之相连的元器件。
e) 扎线时松紧要适当。太紧可能损伤导线，同时也造成线束僵硬，使导线容易断裂。太松会失去线扎的效果，造成线束松散或不挺直；
f) 线扎的绑线节或扎线搭扣应排列均匀整齐。两绑线节或扎线扣之间的距离L应根据整个线扎的外径D来确定，见表1。绑线节或扎线扣头应放在线束下面不容易看见的背面。
表1 绑扎间距
三、电缆易出现故障部位分析
总体而言，在电缆中相对容易产生故障的部位主要有绝缘、附件和外护套三个部分。
3.1 绝缘问题
绝缘老化主要可以分为：树枝状老化、电-热老化及附件材料老化三种类型。老化现象主要出现在电缆运行的后期阶段，从而导致在后期阶段的故障率大大出现。研究表明，当电缆内部的绝缘介质在电场的作用下容易产生游离从而使电缆的绝缘性能大大降低。此外，电缆的散热也会容易造成电缆的绝缘层老化变质。其原理机制主要便是由于在电缆绝缘内部，由于气隙所产生的电游离造成了电缆的局部过热，从而造成了绝缘层的进一步碳化。就安装施工而言，由于在安装过程中没有切实考虑到电缆的散热环境，也容易加速造成电缆的绝缘层的进一步损坏。
3.2 附件问题
传统观点认为，电力电缆受外界环境以及人为因素的影响较小，因而，其安全性能和可靠性会很高。事实上，在实际的操作过程中，往往正是由于施工的问题会造成在运行中容易出现纰漏。相关研究表明，在电缆的故障中，电缆的附件故障出现率大约是电缆故障中的27 ％。其宏观方面则主要可以表现为复合界面放电和附件材质早期老化两个方面。总体而言，造成电缆附件故障出现的主要原因便是由于在制作的过程中工艺不精，从而使在附件中有气泡、水分、杂质等现象的出现，导致了局部放电而引起绝缘击穿。
中间接头、终端头制作质量粗糙。
1）在对电缆的半导体进行处理的过程中，由于损坏了电缆的内绝缘或者使电缆的绝缘表面覆盖上了灰尘、杂质等微粒等，都会导致在电缆投入运用的后期在电场的作用产生游离，导致绝缘性能的减弱。
2）在具体的施工过程中，如果导线压接的质量很低的话，便会在使接
头在接触的时候因电阻过大而导致发热现象的出现，也会因热收缩过渡导致等绝缘老化现象的出现，继而进一步加速了绝缘层的老化，导致电缆的接地短路或相间短路。
3）第三种典型的表现便是由于电缆接头的施工过程不规范造成的。在不规范的前提下，导致电缆在投入运行以后会使内部收到潮气，水分的侵蚀，从而引起中间接头的绝缘部分进一步劣化。严重时会影响到整个绝缘体部分，最后导致击穿故障的出现。
4）导体连接管压接不良。前面已经讲述了连接管压接不良对电缆的危害，事实上，这连接管的压接处也正是电缆故障多发的一个部位。正是由于其连接处存在着不同程度的尖角与毛刺，所以导致了在这些部位容易产生局部放电现象的出现，继而也导致了击穿事故的发生。
四、尾部装配工艺
4.1 电缆尾部封装材料
电缆尾部封装通常采用填充裹敷材料，填充材料多种多样，以往选用毛毡、聚氯乙烯套管、棉线等，现有一种硅橡胶皮，因其柔软富有弹性，防静电特点，是一种较好的裹敷材料。
4.2 填充材料的裹敷形式
填充材料的缠裹与连接器尾夹的结构形式相关，缠裹的厚度要使连接器尾夹加紧电缆，从而保护连接器内的焊接点不受外力拉伸，并且缠裹的厚度要封住连接器尾部的直径，保护焊点不受外部介质的影响。
4.2.1 将电缆（护套）放入连接器尾夹处，紧固连接器尾夹螺钉，夹紧电缆。适用于电缆外径略大于连接器尾夹直径。
4.2.2 将电缆护套剥去，内导线上缠棉线或套热缩管，放入连接器尾夹处，紧固连接器尾夹螺钉，加紧电缆。适用于电缆外径过大于连接器尾夹直径。
4.2.3 在电缆（护套）上缠棉线或工业毛毡，放入连接器尾夹处，紧固连接器尾夹螺钉夹紧电缆。适用于电缆外径小于连接器尾夹直径。
结束语
连接器的电缆连接是确保电子设备组件之间、系统之间的电气连接的关键环节，找到电缆装配的关键技术，确定相应的工艺制作方法，加强工序过程的控制来保证电缆装配质量。只有不断完善工艺，提高操作人员的操作技能，才能保证产品的可靠性。
参考文献
[1] 王彦伟.高压电缆故障原因分析及对策措施[J].高电压技术，2014.
[2] 汤静.浅谈电缆装配工艺[J].电力电气，2015.
论文作者:刘春裕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：电缆论文; 导线论文; 连接器论文; 屏蔽论文; 护套论文; 电子设备论文; 阻抗论文; 《基层建设》2018年第33期论文;