剥线太麻烦?你试过这些剥线神器吗?

工程师的我们大多都知道线缆连接是电气工作的基本而重要的工序,线缆连接的质量直接影响整个产品线路的安全性及续航能力。可靠而简单的剥线及正確地将电线绞接,可以将电线與线路有效地连接起來,而不会影响所接入原始电线的电气性能的完整性。这样,你真的懂得如何剥线吗?

图1 剥线

剥线的重要事情

无论您是想安装灯具、维修设备、进行电气连接,还是只是解决电气问题,了解如何正确有效地完成这些操作将为您节省大量时间和金钱。 因此,很高兴与大家分享剥线时需要注意的一些最重要的事情,并重点介绍一些我们最喜欢的工具!

剥线前需要考虑的…

1. 电线类型:

识别要剥线的电线类型很重要,因为它将影响剥线时使用的方法。 电线主要有两种类型:单芯线多芯线

单芯线又称实芯线,由单股实心铜线制成。 一般而言,单芯线比多芯线更重、更粗。 它非常适合需要更高耐用性和更高电流的户外使用。 这种坚固、低成本的电线较能抵抗天气差的环境和频繁移动。 单芯线通常用于在整个建筑基础设施、车辆控制和各种户外应用中承载高电流的设备。

图2 Alpha Wire 单芯线 (3051/1 BK005)

多芯线由多股铜线绞合而成。 多芯线柔韧度高,非常适合在狭窄空间内连接电子元器件,或以扭曲方式进行电气连接以适应复杂空间。 多芯线比单心线更具柔韧性和延展性,并且不会容易断裂。 它通常用于室内应用,例如电子设备、电路板和扬声器线。

图3 CNC Tech 多芯线 (1426-10-1-250-004-1-TS)

确定您正在使用的电线将帮助您选择适合剥线绞接的工具。

2. 线规:

线规是指导线截面尺寸的规范。线规数越低,电线越粗,代表可以承载的电流越大。

线规一般以 AWG (美国线规)表示。这仅告诉您电线的导体直径,但不包括绝缘层的厚度。美国线规标准范围为 0000 至 40,但大多数家庭和商业布线需求范围为 2 至 14。通常,线规較大电线需要使用大钳口的剥线钳,线规較小电线则相反。

AWG通常用于表示剥除绝缘层后的导体(裸线)的直径。从AWG转换到公制看起来非常复杂,有什么方法可以快捷得到转换结果呢?

可以來先看看這帖文- 如何将线规转换为公制

此外,DigiKey 提供线上导线 AWG 规格换算器,方便工程师随时使用。只需输入已知电线的资料如AWG值,相关的电线参数立即会自动计算并显示出来。

图4 DigiKey导线 AWG 规格换算器

3. 电线的绝缘层:

电线的绝缘层是一种覆盖电线并保护其免受损坏、电击和短路的材料(通常由塑料或橡胶制成)。 电线绝缘层主要有两种类型:热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性绝缘材料是最常见的类型。 它由加热时分离的化合物制成,允许绝缘材料重新加热和重塑。 另一方面,热固性绝缘材料由加热时会增加强度的材料制成,因此无法熔化或重新成型。 电线上的绝缘层通常有颜色以指示电线的规格。电线上的绝缘层还标有电线的额定电压,它表示电线可以安全承载的最大电压。

想了解电线电缆上的一些识别符号,可以先看看下面的帖子:

留意,剥去绝缘层时,剥去的程度要刚好足以露出铜导体,但又不能剥得太多,以免损坏导体。

图5 CNC Tech 1426-6 电线上PVC绝缘层

图6 常见电缆绝缘材料的性质比较。介电常数和损耗因数越小,信号传输性能越好。(图片来源:Texas Instruments

4. 电线状况:

在剥线之前,您需要确保电线没有任何损坏。 如果电线损坏,可能会导致短路以及其他电气问题。

图7 电线损坏可导致短路以及其他电气问题

5. 方便剥线的工具

使用的最佳工具取决于电线本身所有的不同属性(类型、规格、绝缘等)。 为了提供最高效、最流畅的体验,我们将介绍一些好的工具!

手动剥线钳

简单的手动剥线钳是一对相对的刀片,很像剪刀。 剥线钳上有几个不同大小的凹口,这些凹口尺寸与电线尺寸相匹配,这样用户就可以在不损坏电线情况下剥线。不同制造商的設計,手动剥线钳可能还有其他功能,包括锁紧装置、符合人体工学設計的手柄以及切割螺钉等。

图8 Seeed 手动剥线钳 404080001

Seeed 手动剥线钳 404080001可用于20 至 30 AWG 单芯线/ 多芯线 以及 切割2-3mm光纤护套。

自调式剥线钳

自调式剥线钳利用机械原理实现把电线的绝缘层剥离,其结构主要包括刃口、主轴、剥离刃等组成部分。当使用自动剥线钳对绝缘层进行剥离时,电线被刃口夹住,主轴通过扳手转动,从而使剥离刃施加力量对绝缘层进行剥离,最终剥线完成。

图9 Klein Tools 自调式剥线钳 11061

Klein Tools 自调式剥线钳 11061可用于10-20 AWG 单芯线、12-22 AWG 多芯线、12/2 和 14/2 Romex® 电线(所有尺寸)以及其他非金属(NM 型)护套电缆。

线缆剥线刀

以下Jonard Tools 线缆剥线刀 KN-200INS 采用弧形刀片和绝缘手柄设计,它既能切割电缆,又能保护电缆本身而不损坏内部铜导体和绝缘部份。

图10 Jonard Tools 线缆剥线刀 KN-200INS

电线绞接示例

以下我们将简单示范用较小的电线绞接到较粗红色电线。如图所示,你需要准备小型束线带、黑色胶带、剪线钳、小刀和剥线钳。

图11 电线绞接工具

第一步,用剥线钳切开较粗红色电线。有时你可能需要轻轻地扭转下剥线钳,以便完全切断绝缘层。当你在电线上整齐地切开一个切口之后,轻轻推动剥线钳,看看绝缘层能否稍稍向外滑动以露出内部的铜线。

图12 轻轻推动剥线钳

然后将剥线钳移至距此切口约3/8英寸的位置,再进行一次切割。在电线上切开两个切口之后,用小刀沿着与剥线钳切割区域相垂直的方向切开。切口需贯穿两个切割区域。

图13 在电线上切割

完成后的切口如下图所示。

图14 在电线上完成后的切口

然后取下这一小段绝缘层,露出要绞接的电线。

图15 露出要绞接的电线

剥除绝缘层后,用小刀在电线大约中间的位置戳开一个“开口”。小心不要损坏电线。

图16 用小刀在电线大约中间的位置戳开一个“开口”

取出较小电线,从末端移除长度约1至1.5英寸的绝缘层。长度不需要特别精确,但露出的电线应足够长,以便确保与所绞接较粗电线的表面接触良好。

图17 剥除较小电线的绝缘层

将已剥除绝缘层的较小电线插入较粗的电线孔中。

图18 将已剥除绝缘层的较小电线插入电线孔中

完全插入后,合拢较粗电线上的孔并将较小电线缠绕在较粗电线上。尽可能确保紧密缠绕还可以根据需要进行焊接,因为连接紧固之后,良好的机械接触有助于保证良好的电接触。

图19 确保电线紧密缠绕

然后使用黑色胶带(我们使用的是标准的3/4英寸宽胶带)将绞接区域缠绕起来,确保胶带完全覆盖切割区域。

图20 使用胶带将绞接区域缠绕起来

缠绕后的形态如下

图21 缠绕后的形态

最后一步是用束线带机械地收紧连接。我们使用的是标准的1/8英寸宽束线带。将其套在胶带的中间位置,如下图所示。

图22 用束线带机械地收紧连接

剪掉束线带的末端,就大功告成了。

图23 电线绞接完成

最后

安全、耐用的电气连接先決條件是准确的剥线,把电线的切口光滑整齐、绝缘层无毛边、无划痕,而且剥除塑料外层而不割伤內裡的电线线芯至关重要。 如果电线确实被割伤、断股,连接可能会断开或发生电气短路。

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小编的话

作为电子工程师,相信小伙伴们都少不了要摆弄电线,剥线是一个常有的操作。虽然看起来是一个微小的工序,但线缆连接的质量却将直接影响整个产品线路的安全性及稳定性。小伙伴们在日常剥线工序中遇到过哪些操作上的难题?您最常使用的是哪些剥线工具?欢迎留言,分享交流!

关于此作者

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Barley Li是DigiKey在香港的应用工程师,负责分享解决方案和业内技术,以协助客户进行项目设计。他拥有超过10年的全球电子销售经验,并曾为半导体制造商准备过产品简介和应用说明。Barley毕业于香港城市大学的电子工程系,在空闲的时候,他喜欢和他的儿子一起建玩具模型和玩球类游戏。

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