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 struktury produktów są dość proste, mając tylko przewodniki jako element konstrukcyjny, takie jak napowietrzne przewody gołe, przewody sieciowe, szyny zbiorcze miedziano-aluminiowe (szyny zbiorcze) itp. Zewnętrzna izolacja elektryczna tych produktów opiera się na izolatorach podczas instalacji i odległości przestrzennej (tj. izolacji powietrznej), aby zapewnić bezpieczeństwo.
1. Dyrygenci
Przewodniki są najbardziej podstawowymi i niezbędnymi komponentami odpowiedzialnymi za transmisję prądu elektrycznego lub informacji o falach elektromagnetycznych w obrębie produktu. Przewodniki, często nazywane rdzeniami przewodów przewodzących, są wykonane z metali nieżelaznych o wysokiej przewodności, takich jak miedź, aluminium itp. Kable światłowodowe stosowane w szybko rozwijających się sieciach komunikacji optycznej w ciągu ostatnich trzydziestu lat wykorzystują włókna optyczne jako przewodniki.
2. Warstwy izolacyjne
Te elementy otaczają przewodniki, zapewniając izolację elektryczną. Zapewniają, że prąd lub fale elektromagnetyczne/optyczne przesyłane przemieszczają się tylko wzdłuż przewodnika, a nie na zewnątrz. Warstwy izolacyjne zapobiegają wpływowi potencjału (tj. napięcia) na przewodniku na otaczające obiekty i zapewniają zarówno normalną funkcję transmisji przewodnika, jak i bezpieczeństwo zewnętrzne obiektów i ludzi.
Przewodniki i warstwy izolacyjne to dwa podstawowe elementy niezbędne w produktach kablowych (oprócz przewodów bez izolacji).
W różnych warunkach środowiskowych podczas instalacji i eksploatacji produkty przewodowe i kablowe muszą mieć komponenty, które zapewniają ochronę, zwłaszcza w przypadku warstwy izolacyjnej. Komponenty te są znane jako warstwy ochronne.
Ponieważ materiały izolacyjne muszą posiadać doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, wymagają wysokiej czystości przy minimalnej zawartości zanieczyszczeń. Jednak materiały te często nie mogą jednocześnie zapewnić ochrony przed czynnikami zewnętrznymi (tj. siłami mechanicznymi podczas instalacji i użytkowania, odpornością na warunki atmosferyczne, chemikalia, oleje, zagrożenia biologiczne i zagrożenia pożarowe). Wymagania te są spełniane przez różne struktury warstw ochronnych.
W przypadku kabli zaprojektowanych specjalnie do pracy w sprzyjających warunkach zewnętrznych (np. w czystych, suchych pomieszczeniach, bez zewnętrznych sił mechanicznych) lub w przypadkach, gdy sam materiał warstwy izolacyjnej wykazuje pewną wytrzymałość mechaniczną i odporność na warunki klimatyczne, warstwa ochronna może nie być wymagana.
4. Zastawianie
Jest to element w produktach kablowych, który izoluje pole elektromagnetyczne wewnątrz kabla od zewnętrznych pól elektromagnetycznych. Nawet pomiędzy różnymi parami lub grupami przewodów w produktach kablowych konieczna jest wzajemna izolacja. Warstwę ekranującą można opisać jako „elektromagnetyczny ekran izolacyjny”.
Przez wiele lat przemysł uważał warstwę ekranującą za część struktury warstwy ochronnej. Jednak proponuje się, aby traktować ją jako oddzielny komponent. Wynika to z faktu, że funkcją warstwy ekranującej jest nie tylko elektromagnetyczna izolacja informacji przesyłanych w produkcie kablowym, zapobiegając ich wyciekom lub powodowaniu zakłóceń w zewnętrznych instrumentach lub innych liniach, ale także zapobieganie przedostawaniu się zewnętrznych fal elektromagnetycznych do produktu kablowego poprzez sprzężenie elektromagnetyczne. Wymagania te różnią się od tradycyjnych funkcji warstwy ochronnej. Ponadto warstwa ekranująca jest nie tylko umieszczona zewnętrznie w produkcie, ale także między każdą parą przewodów lub wieloma parami w kablu. W ciągu ostatniej dekady, ze względu na szybki rozwój systemów transmisji informacji wykorzystujących przewody i kable, wraz ze wzrastającą liczbą źródeł zakłóceń fal elektromagnetycznych w atmosferze, różnorodność ekranowanych struktur uległa zwiększeniu. Zrozumienie, że warstwa ekranująca jest podstawowym komponentem produktów kablowych, stało się powszechnie akceptowane.
Wiele produktów przewodowych i kablowych jest wielordzeniowych, takich jak większość kabli zasilających niskiego napięcia, które są kablami cztero- lub pięciożyłowymi (nadającymi się do systemów trójfazowych) oraz miejskie kable telefoniczne o długości od 800 do 3600 par. Po połączeniu tych izolowanych rdzeni lub par przewodów w kabel (lub wielokrotnym grupowaniu) pomiędzy izolowanymi rdzeniami lub parami przewodów występują nieregularne kształty i duże przerwy. Dlatego podczas montażu kabla należy zastosować strukturę wypełniającą. Celem tej struktury jest utrzymanie stosunkowo jednolitej średnicy zewnętrznej podczas zwijania, ułatwiając owijanie i wytłaczanie osłony. Ponadto zapewnia ona stabilność kabla i integralność wewnętrznej struktury, równomiernie rozprowadzając siły podczas użytkowania (rozciąganie, ściskanie i zginanie podczas produkcji i układania), aby zapobiec uszkodzeniu wewnętrznej struktury kabla.
Dlatego, chociaż struktura wypełnienia jest pomocnicza, jest konieczna. Istnieją szczegółowe przepisy dotyczące doboru materiałów i projektowania tej struktury.
Tradycyjne produkty z drutu i kabla zazwyczaj polegają na warstwie pancernej warstwy ochronnej, aby wytrzymać zewnętrzne siły rozciągające lub naprężenie spowodowane ich własnym ciężarem. Typowe struktury obejmują pancerz z taśmy stalowej i pancerz z drutu stalowego (takie jak użycie 8-milimetrowych drutów stalowych, skręconych w warstwę pancerną, w przypadku kabli podmorskich). Jednak w kablach światłowodowych, aby chronić włókno przed niewielkimi siłami rozciągającymi, unikając wszelkich niewielkich odkształceń, które mogłyby wpłynąć na wydajność transmisji, do struktury kabla włączane są powłoki pierwotne i wtórne oraz specjalistyczne elementy rozciągające. Na przykład w kablach słuchawkowych do telefonów komórkowych cienki drut miedziany lub cienka taśma miedziana owinięta wokół włókna syntetycznego jest wytłaczana z warstwą izolacyjną, gdzie włókno syntetyczne działa jako element rozciągający. Ogólnie rzecz biorąc, w ostatnich latach w rozwoju specjalnych małych i elastycznych produktów, które wymagają wielokrotnych zgięć i skręceń, elementy rozciągające odgrywają znaczącą rolę.
Czas publikacji: 19-12-2023