Componentele structurale ale produselor din sârmă și cablu pot fi în general împărțite în patru părți structurale principale: conductori, straturi de izolație, straturi de ecranare și teci, precum și elemente de umplere și elemente de tracțiune etc. În funcție de cerințele de utilizare și scenariile de aplicare ale produselor, unele produse au structuri extrem de simple, cu o singură componentă structurală, firul, cum ar fi firele goale aeriene, firele catenare, barele colectoare din cupru-aluminiu (bare colectoare) etc. Izolația electrică externă a acestor produse este asigurată prin utilizarea izolatorilor și distanțarea spațială în timpul instalării și pozării (adică prin utilizarea izolației în aer).
Marea majoritate a produselor din sârmă și cablu au exact aceeași formă a secțiunii transversale (ignorând erorile de fabricație) și sunt sub formă de benzi lungi. Acest lucru este determinat de caracteristica de a fi utilizate pentru a forma circuite sau bobine în sisteme sau echipamente. Prin urmare, atunci când se studiază și se analizează compoziția structurală a produselor din cablu, este necesar doar să se observe și să se analizeze din secțiunile lor transversale.
Următoarea este o analiză detaliată a compoziției structurii cablului și a materialelor din care este fabricat:
1. Compoziția structurii cablului: Conductor
Firele sunt cele mai fundamentale și indispensabile componente principale pentru ca produsele să îndeplinească funcția de transmitere a curentului sau a informațiilor sub formă de unde electromagnetice. Firul este abrevierea de la miez conductiv.
Ce materiale sunt incluse în conductorii de cabluri? Materialele conductorilor sunt în general fabricate din metale neferoase cu o conductivitate electrică excelentă, cum ar fi cuprul și aluminiul. Cablurile optice utilizate în rețelele de comunicații optice, care s-au dezvoltat rapid în ultimele trei decenii, utilizează fibre optice ca și conductori.
2. Compoziția structurii cablului: Strat de izolație
Stratul izolator este o componentă care acoperă periferia firului și servește ca izolator electric. Adică, poate asigura că curentul transmis sau undele electromagnetice, undele luminoase, călătoresc doar de-a lungul firului și nu curg spre exterior. Potențialul conductorului (adică diferența de potențial formată față de obiectele din jur, adică tensiunea) poate fi izolat. Adică, este necesar să se asigure atât funcția normală de transmisie a firului, cât și siguranța obiectelor externe și a persoanelor. Firele și straturile izolatoare sunt cele două componente de bază care trebuie să fie prezente pentru a constitui produsele de cablu (cu excepția firelor goale).
Ce sunt materialele de izolație pentru cabluri: În firele și cablurile actuale, clasificarea materialelor de izolație pentru cabluri se încadrează în principal în două categorii: materiale plastice și cauciuc. Materialele polimerice sunt dominante, dând naștere la o gamă largă de produse din sârmă și cablu, potrivite pentru diferite utilizări și cerințe de mediu. Materialele de izolație comune pentru fire și cabluri includ clorura de polivinil (PVC),polietilenă reticulată (XLPE), fluoroplastice, compuși de cauciuc, compuși de cauciuc etilenă-propilenă și materiale izolatoare din cauciuc siliconic.
3. Compoziția structurii cablului: Teacă
Atunci când produsele din sârmă și cablu sunt instalate și operate în diverse medii diferite, trebuie să existe componente care să protejeze întregul produs, în special stratul izolator. Aceasta este teaca. Deoarece materialele izolatoare trebuie să aibă proprietăți excelente de izolare electrică de toate tipurile, este necesar să se impună o puritate extrem de ridicată și un conținut extrem de scăzut de impurități ale materialelor. Adesea, este imposibil să se ia în considerare capacitatea lor de protecție împotriva lumii exterioare. Prin urmare, diverse structuri de protecție trebuie să fie responsabile pentru rezistența la diverse forțe mecanice din exterior (de exemplu, instalare, loc de utilizare și în timpul utilizării), rezistența la mediul atmosferic, rezistența la substanțe chimice sau uleiuri, prevenirea daunelor biologice și reducerea riscurilor de incendiu. Principalele funcții ale tecilor de cablu sunt impermeabilizarea, ignifugarea, rezistența la foc și prevenirea coroziunii. Multe produse de cablu concepute special pentru medii externe bune (cum ar fi medii curate, uscate și interioare, fără forțe mecanice externe) sau cele cu materiale izolatoare care posedă în mod inerent o anumită rezistență mecanică și rezistență la intemperii, pot renunța la componenta stratului protector.
Ce tipuri de materiale pentru învelișul cablurilor există? Principalele materiale pentru învelișul cablurilor includ cauciuc, plastic, învelișuri, silicon și diverse produse din fibre etc. Caracteristicile stratului protector din cauciuc și plastic sunt moliciunea și ușurința, fiind utilizat pe scară largă în cablurile mobile. Cu toate acestea, deoarece atât materialele din cauciuc, cât și cele din plastic au un anumit grad de permeabilitate la apă, acestea pot fi aplicate doar atunci când se utilizează materiale polimerice înalte cu rezistență ridicată la umiditate ca izolație a cablurilor. Atunci unii utilizatori se pot întreba de ce se folosește plasticul ca strat protector pe piață? Comparativ cu caracteristicile învelișului din plastic, învelișul din cauciuc are o elasticitate și o flexibilitate mai mari, este mai rezistent la îmbătrânire, dar procesul lor de fabricație este relativ mai complex. Învelișul din plastic are proprietăți mecanice și rezistență la apă mai bune și este bogat în resurse, are un preț redus și este ușor de procesat. Prin urmare, este utilizat pe scară largă pe piață. Colegii din industrie trebuie să menționeze că există un alt tip de înveliș metalic. Învelișul metalic nu numai că are funcții de protecție mecanică, ci și funcția de ecranare menționată mai jos. De asemenea, posedă proprietăți precum rezistența la coroziune, rezistența la compresiune și tracțiune și rezistența la apă, care pot împiedica pătrunderea umezelii și a altor substanțe nocive în interiorul izolației cablului. Prin urmare, acestea sunt utilizate pe scară largă ca teci pentru cabluri de alimentare izolate din hârtie impregnată cu ulei, cu rezistență slabă la umiditate.
4. Compoziția structurii cablului: Strat de ecranare
Stratul de ecranare este o componentă cheie în produsele de cablu pentru realizarea izolării câmpului electromagnetic. Acesta nu numai că poate preveni scurgerea semnalelor electromagnetice interne și interferența cu instrumentele externe, contoarele sau alte linii, dar poate bloca și undele electromagnetice externe să pătrundă în sistemul de cabluri prin cuplare. Din punct de vedere structural, stratul de ecranare nu este plasat doar pe exteriorul cablului, ci există și între perechile sau grupurile de fire din cablurile multi-core, formând „ecrane de izolare electromagnetică” pe mai multe niveluri. În ultimii ani, odată cu creșterea cerințelor pentru cablurile de comunicații de înaltă frecvență și anti-interferențe, materialele de ecranare au evoluat de la hârtie metalizată tradițională și benzi de hârtie semiconductoare la materiale compozite mai avansate, cum ar fi...benzi de mylar din folie de aluminiu, benzi mylar din folie de cupru și benzi de cupru. Structurile de ecranare obișnuite includ straturi de ecranare interioare realizate din polimeri conductivi sau benzi semiconductoare, precum și straturi de ecranare exterioare, cum ar fi înfășurarea longitudinală a benzii de cupru și plasa de cupru împletită. Printre acestea, stratul împletit utilizează în mare parte cupru placat cu staniu pentru a spori rezistența la coroziune. Pentru scenarii speciale de aplicații, cum ar fi cablurile cu frecvență variabilă care utilizează ecranare compozită cu bandă de cupru + sârmă de cupru, cablurile de date care utilizează înfășurarea longitudinală a foliei de aluminiu + design aerodinamic și cablurile medicale care necesită straturi împletite de cupru placat cu argint cu acoperire ridicată. Odată cu apariția erei 5G, structura de ecranare hibridă din bandă compozită aluminiu-plastic și țesătură de sârmă de cupru placată cu staniu a devenit soluția principală pentru cablurile de înaltă frecvență. Practica industrială arată că stratul de ecranare a evoluat de la o structură accesorie la o componentă centrală independentă a cablului. Selecția materialelor pentru acesta trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător caracteristicile de frecvență, performanța la îndoire și factorii de cost pentru a îndeplini cerințele de compatibilitate electromagnetică ale diferitelor scenarii de aplicație.
5. Compoziția structurii cablului: Structură umplută
Multe produse din sârmă și cablu sunt multifilare. De exemplu, majoritatea cablurilor de joasă tensiune sunt cabluri cu patru sau cinci fire (potrivite pentru sisteme trifazate), iar cablurile telefonice urbane vin în dimensiuni de 800 de perechi, 1200 de perechi, 2400 de perechi până la 3600 de perechi. După ce aceste fire sau perechi izolate sunt cablate (sau cablate în grupuri de mai multe ori), există două probleme: una este că forma nu este rotundă, iar cealaltă este că există goluri mari între fire izolate. Prin urmare, trebuie adăugată o structură de umplere în timpul cablării. Structura de umplere are rolul de a face diametrul exterior al cablului relativ rotund, ceea ce este propice înfășurării și extrudării tecii și, de asemenea, de a face structura cablului stabilă și interiorul rezistent. În timpul utilizării (la întindere, comprimare și îndoire în timpul fabricației și pozării), forța este aplicată uniform, fără a deteriora structura internă a cablului. Prin urmare, deși structura de umplere este o structură auxiliară, este, de asemenea, necesară și există reglementări detaliate privind selecția materialului și designul formei sale.
Materiale de umplutură pentru cabluri: În general, materialele de umplutură pentru cabluri includ bandă de polipropilenă, frânghie PP nețesută, frânghie de cânepă sau materiale relativ ieftine fabricate din cauciuc reciclat. Pentru a fi utilizat ca material de umplutură pentru cabluri, acesta trebuie să aibă caracteristicile de a nu provoca efecte adverse asupra miezului izolat al cablului, de a nu fi higroscopic în sine, de a nu fi predispus la contracție și de a nu coroda.
6. Compoziția structurii cablului: Elemente de întindere
Produsele tradiționale din sârmă și cablu se bazează pe stratul de armură al tecii pentru a rezista la forțe externe de tracțiune sau la forțe de tracțiune cauzate de propria greutate. Structurile tipice sunt armura cu bandă de oțel și armura cu sârmă de oțel (de exemplu, pentru cablurile submarine, se utilizează sârme groase de oțel cu un diametru de 8 mm, care sunt răsucite pentru a forma stratul de armură). Cu toate acestea, pentru a proteja fibrele optice de forțe minore de tracțiune și pentru a preveni deformarea ușoară a fibrelor care ar putea afecta performanța de transmisie, structura cablului de fibră optică este echipată cu o placare primară și secundară, precum și cu componente dedicate ale forței de tracțiune. În plus, dacă cablul căștilor unui telefon mobil adoptă o structură în care sârmă fină de cupru sau bandă subțire de cupru este înfășurată în jurul filamentelor din fibră sintetică și un strat izolator este extrudat la exterior, acest filament din fibră sintetică este elementul de tracțiune. În concluzie, în produsele speciale, mici și flexibile dezvoltate în ultimii ani, care necesită utilizări multiple de îndoire și răsucire, elementele de tracțiune joacă un rol major.
Ce materiale sunt incluse pentru componentele de tracțiune ale cablurilor: benzi de oțel, fire de oțel și folii din oțel inoxidabil
Data publicării: 25 aprilie 2025