Elementy konstrukcyjne wyrobów z drutu i kabli można ogólnie podzielić na cztery główne części:dyrygenci, warstwy izolacyjne, warstwy ekranujące i ochronne wraz z elementami wypełniającymi i elementami rozciągającymi. Zgodnie z wymaganiami użytkowania i scenariuszami zastosowań, niektóre konstrukcje produktów są dość proste i mają jedynie przewodniki jako element konstrukcyjny, np. gołe przewody napowietrzne, przewody sieci jezdnej, szyny zbiorcze miedziano-aluminiowe (szyny zbiorcze) itp. Zewnętrzna izolacja elektryczna tych produkty opierają się na izolatorach podczas instalacji i odległości przestrzennej (tj. izolacji powietrznej), aby zapewnić bezpieczeństwo.
1. Przewodniki
Przewodniki to najbardziej podstawowe i niezbędne elementy odpowiedzialne za przekazywanie informacji o prądzie elektrycznym lub fali elektromagnetycznej w produkcie. Przewodniki, często określane jako przewodzące rdzenie drutowe, są wykonane z metali nieżelaznych o wysokiej przewodności, takich jak miedź, aluminium itp. W kablach światłowodowych stosowanych w szybko rozwijających się optycznych sieciach komunikacyjnych w ciągu ostatnich trzydziestu lat zastosowano włókna optyczne jako przewodniki.
2. Warstwy izolacji
Elementy te otaczają przewodniki, zapewniając izolację elektryczną. Zapewniają, że przesyłany prąd lub fale elektromagnetyczne/optyczne przemieszczają się tylko wzdłuż przewodnika, a nie na zewnątrz. Warstwy izolacyjne zapobiegają wpływowi potencjału (tj. napięcia) znajdującego się na przewodniku na otaczające obiekty i zapewniają zarówno normalną funkcję transmisji przewodnika, jak i zewnętrzne bezpieczeństwo przedmiotów i ludzi.
Przewodniki i warstwy izolacyjne to dwa podstawowe elementy niezbędne w produktach kablowych (z wyjątkiem gołych drutów).
W różnych warunkach środowiskowych podczas instalacji i eksploatacji produkty drutowe i kablowe muszą posiadać elementy zapewniające ochronę, zwłaszcza warstwy izolacyjnej. Składniki te nazywane są warstwami ochronnymi.
Ponieważ materiały izolacyjne muszą posiadać doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, wymagają wysokiej czystości przy minimalnej zawartości zanieczyszczeń. Często jednak materiały te nie są w stanie jednocześnie zapewnić ochrony przed czynnikami zewnętrznymi (tj. siłami mechanicznymi podczas montażu i użytkowania, odpornością na warunki atmosferyczne, chemikaliami, olejami, zagrożeniami biologicznymi i pożarowymi). Wymagania te spełniają różne konstrukcje warstw ochronnych.
W przypadku kabli zaprojektowanych specjalnie do sprzyjających warunków zewnętrznych (np. czyste, suche, wewnętrzne przestrzenie bez zewnętrznych sił mechanicznych) lub w przypadkach, gdy materiał warstwy izolacyjnej sam w sobie wykazuje pewną wytrzymałość mechaniczną i odporność klimatyczną, może nie być wymagane stosowanie warstwy ochronnej, ponieważ komponent.
4. Zastawianie
Jest to składnik produktów kablowych, który izoluje pole elektromagnetyczne w kablu od zewnętrznych pól elektromagnetycznych. Nawet pomiędzy różnymi parami lub grupami przewodów w produktach kablowych konieczna jest wzajemna izolacja. Warstwa ekranująca może być opisana jako „ekran izolacji elektromagnetycznej”.
Przez wiele lat w przemyśle warstwę ekranującą uważano za część struktury warstwy ochronnej. Proponuje się jednak, aby traktować go jako odrębny element. Dzieje się tak dlatego, że funkcją warstwy ekranującej jest nie tylko elektromagnetyczne izolowanie informacji przesyłanych w produkcie kablowym, zapobieganie ich wyciekom lub powodowaniu zakłóceń w instrumentach zewnętrznych lub innych liniach, ale także zapobieganie przedostawaniu się zewnętrznych fal elektromagnetycznych do produktu kablowego przez sprzęgło elektromagnetyczne. Wymagania te różnią się od funkcji tradycyjnych warstw ochronnych. Dodatkowo warstwa ekranująca jest nie tylko umieszczana na zewnątrz produktu, ale także umieszczana pomiędzy każdą parą przewodów lub wieloma parami w kablu. W ciągu ostatniej dekady, w związku z szybkim rozwojem systemów transmisji informacji za pomocą przewodów i kabli, a także zwiększającą się liczbą źródeł zakłóceń fal elektromagnetycznych w atmosferze, wzrosła różnorodność konstrukcji ekranowanych. Powszechnie przyjęto pogląd, że warstwa ekranująca jest podstawowym składnikiem produktów kablowych.
Wiele produktów z drutu i kabli jest wielożyłowych, na przykład większość kabli zasilających niskiego napięcia to kable cztero- lub pięciożyłowe (odpowiednie dla systemów trójfazowych) oraz miejskie kable telefoniczne o liczbie par od 800 do 3600 par. Po połączeniu tych izolowanych żył lub par przewodów w kabel (lub wielokrotnym zgrupowaniu) pomiędzy izolowanymi żyłami lub parami przewodów powstają nieregularne kształty i duże szczeliny. Dlatego podczas montażu kabla należy uwzględnić strukturę wypełniającą. Celem tej konstrukcji jest utrzymanie stosunkowo jednolitej średnicy zewnętrznej podczas zwijania, co ułatwia owijanie i wytłaczanie osłony. Ponadto zapewnia stabilność kabla i integralność struktury wewnętrznej, równomiernie rozkładając siły podczas użytkowania (rozciąganie, ściskanie i zginanie podczas produkcji i układania), aby zapobiec uszkodzeniu wewnętrznej struktury kabla.
Dlatego chociaż struktura wypełnienia ma charakter pomocniczy, jest konieczna. Istnieją szczegółowe przepisy dotyczące doboru materiałów i projektowania tej konstrukcji.
Tradycyjne produkty z drutu i kabli zazwyczaj opierają się na warstwie pancernej warstwy ochronnej, która wytrzymuje zewnętrzne siły rozciągające lub napięcie spowodowane ich własnym ciężarem. Typowe konstrukcje obejmują zbrojenie z taśmy stalowej i zbrojenie z drutu stalowego (na przykład przy użyciu drutu stalowego o grubości 8 mm skręconego w warstwę pancerną w przypadku kabli podmorskich). Jednakże w kablach światłowodowych, aby chronić włókno przed niewielkimi siłami rozciągającymi i uniknąć wszelkich niewielkich odkształceń, które mogłyby mieć wpływ na wydajność transmisji, w strukturę kabla wbudowano powłoki pierwotne i wtórne oraz specjalistyczne elementy rozciągające. Na przykład w kablach zestawu słuchawkowego do telefonów komórkowych cienki drut miedziany lub cienka taśma miedziana owinięta wokół włókna syntetycznego jest wytłaczana z warstwą izolacyjną, przy czym włókno syntetyczne pełni rolę elementu rozciągającego. Ogólnie rzecz biorąc, w ostatnich latach przy opracowywaniu specjalnych małych i elastycznych produktów, które wymagają wielu zagięć i skrętów, elementy rozciągające odgrywają znaczącą rolę.
Czas publikacji: 19 grudnia 2023 r