Componentele structurale ale produselor din sârmă și cablu pot fi, în general, împărțite în patru părți principale:conductori, straturi de izolație, straturi de ecranare și protecție, împreună cu componente de umplutură și elemente de tracțiune. În funcție de cerințele de utilizare și scenariile de aplicare, unele structuri de produse sunt destul de simple, având doar conductori ca și componentă structurală, cum ar fi firele goale aeriene, firele de rețea de contact, barele colectoare de cupru-aluminiu (bare colectoare) etc. Izolația electrică externă a acestor produse se bazează pe izolatori în timpul instalării și pe distanța spațială (adică izolația aerului) pentru a asigura siguranța.
1. Conductori
Conductorii sunt cele mai fundamentale și indispensabile componente responsabile pentru transmiterea curentului electric sau a informațiilor despre undele electromagnetice în cadrul unui produs. Conductorii, adesea denumiți miezuri de sârmă conductivă, sunt fabricați din metale neferoase cu conductivitate ridicată, cum ar fi cuprul, aluminiul etc. Cablurile cu fibră optică utilizate în rețelele de comunicații optice aflate în rapidă evoluție în ultimii treizeci de ani utilizează fibre optice ca și conductori.
2. Straturi de izolație
Aceste componente învelesc conductorii, asigurând izolație electrică. Ele asigură că undele electromagnetice/optice sau curentul transmis se deplasează doar de-a lungul conductorului și nu spre exterior. Straturile de izolație împiedică potențialul (adică tensiunea) de pe conductor să influențeze obiectele din jur și asigurând atât funcția normală de transmisie a conductorului, cât și siguranța externă pentru obiecte și persoane.
Conductorii și straturile de izolație sunt cele două componente fundamentale necesare pentru produsele de cablu (cu excepția firelor goale).
În diverse condiții de mediu, în timpul instalării și funcționării, produsele din sârmă și cablu trebuie să aibă componente care oferă protecție, în special pentru stratul de izolație. Aceste componente sunt cunoscute sub numele de straturi de protecție.
Deoarece materialele izolatoare trebuie să posede proprietăți excelente de izolare electrică, acestea necesită o puritate ridicată cu un conținut minim de impurități. Cu toate acestea, aceste materiale adesea nu pot oferi simultan protecție împotriva factorilor externi (de exemplu, forțe mecanice în timpul instalării și utilizării, rezistență la condiții atmosferice, substanțe chimice, uleiuri, amenințări biologice și pericole de incendiu). Aceste cerințe sunt îndeplinite de diverse structuri de straturi protectoare.
Pentru cablurile proiectate special pentru medii externe favorabile (de exemplu, spații interioare curate, uscate, fără forțe mecanice externe) sau în cazurile în care materialul stratului de izolație în sine prezintă o anumită rezistență mecanică și rezistență la climă, este posibil să nu fie necesară o componentă cu un strat protector.
4. Ecranare
Este o componentă din produsele de cablu care izolează câmpul electromagnetic din interiorul cablului de câmpurile electromagnetice externe. Chiar și între diferite perechi sau grupuri de fire din cadrul produselor de cablu, izolarea reciprocă este necesară. Stratul de ecranare poate fi descris ca un „ecran de izolare electromagnetică”.
Timp de mulți ani, industria a considerat stratul de ecranare ca parte a structurii stratului protector. Cu toate acestea, se propune ca acesta să fie considerat o componentă separată. Acest lucru se datorează faptului că funcția stratului de ecranare nu este doar de a izola electromagnetic informațiile transmise în interiorul produsului de cablu, împiedicând scurgerile sau interferențele cu instrumente externe sau alte linii, ci și de a preveni pătrunderea undelor electromagnetice externe în produsul de cablu prin cuplare electromagnetică. Aceste cerințe diferă de funcțiile tradiționale ale stratului protector. În plus, stratul de ecranare nu este doar fixat extern în produs, ci și plasat între fiecare pereche de fire sau mai multe perechi dintr-un cablu. În ultimul deceniu, datorită dezvoltării rapide a sistemelor de transmitere a informațiilor care utilizează fire și cabluri, împreună cu un număr tot mai mare de surse de interferență a undelor electromagnetice în atmosferă, varietatea structurilor ecranate s-a multiplicat. Înțelegerea faptului că stratul de ecranare este o componentă fundamentală a produselor de cablu a devenit larg acceptată.
Multe produse din sârmă și cablu sunt multifilare, cum ar fi majoritatea cablurilor de energie de joasă tensiune, care sunt cabluri cu patru sau cinci fire (potrivite pentru sisteme trifazate), și cablurile telefonice urbane, care au de la 800 de perechi la 3600 de perechi. După combinarea acestor miezuri izolate sau perechi de fire într-un cablu (sau gruparea lor de mai multe ori), există forme neregulate și goluri mari între miezurile izolate sau perechile de fire. Prin urmare, trebuie încorporată o structură de umplere în timpul asamblării cablului. Scopul acestei structuri este de a menține un diametru exterior relativ uniform la înfășurare, facilitând înfășurarea și extrudarea tecii. Mai mult, asigură stabilitatea cablului și integritatea structurii interne, distribuind uniform forțele în timpul utilizării (întindere, compresie și îndoire în timpul fabricației și pozării) pentru a preveni deteriorarea structurii interne a cablului.
Prin urmare, deși structura de umplere este auxiliară, este necesară. Există reglementări detaliate privind selecția materialelor și proiectarea acestei structuri.
Produsele tradiționale din sârmă și cablu se bazează de obicei pe stratul blindat al stratului protector pentru a rezista forțelor externe de tracțiune sau tensiunii cauzate de propria greutate. Structurile tipice includ blindarea cu bandă de oțel și blindarea cu sârmă de oțel (cum ar fi utilizarea unor fire de oțel cu grosimea de 8 mm, răsucite într-un strat blindat, pentru cablurile submarine). Cu toate acestea, în cablurile cu fibră optică, pentru a proteja fibra de forțe minore de tracțiune, evitând orice deformare ușoară care ar putea afecta performanța de transmisie, în structura cablului sunt încorporate acoperiri primare și secundare și componente specializate de tracțiune. De exemplu, în cablurile pentru căști de telefoane mobile, un fir fin de cupru sau o bandă subțire de cupru înfășurată în jurul fibrei sintetice este extrudată cu un strat izolator, unde fibra sintetică acționează ca o componentă de tracțiune. Per total, în ultimii ani, în dezvoltarea de produse speciale mici și flexibile care necesită multiple îndoiri și răsuciri, elementele de tracțiune joacă un rol semnificativ în dezvoltarea de produse speciale mici și flexibile care necesită multiple îndoiri și răsuciri, elementele de tracțiune joacă un rol semnificativ.
Data publicării: 19 decembrie 2023