De strukturelle komponentene i lednings- og kabelprodukter kan generelt deles inn i fire hovedstrukturelle deler: ledere, isolasjonslag, skjermingslag og kapper, samt fyllelementer og strekkelementer, etc. I henhold til brukskravene og bruksscenariene til produktene, har noen produkter ekstremt enkle strukturer, med bare én strukturell komponent, ledningen, for eksempel luftledninger, kontaktledninger, kobber-aluminium samleskinner (samleskinner), etc. Den eksterne elektriske isolasjonen til disse produktene sikres ved bruk av isolatorer og romlig avstand under installasjon og legging (det vil si ved bruk av luftisolasjon).
De aller fleste tråd- og kabelprodukter har nøyaktig samme tverrsnittsform (bortsett fra produksjonsfeil) og er i form av lange strimler. Dette bestemmes av den egenskapen at de brukes til å danne kretser eller spoler i systemer eller utstyr. Derfor, når man studerer og analyserer den strukturelle sammensetningen av kabelprodukter, er det bare nødvendig å observere og analysere ut fra tverrsnittene deres.
Følgende er en detaljert analyse av kabelstrukturens sammensetning og kabelmaterialer:
1. Kabelstrukturens sammensetning: Leder
Ledninger er de mest grunnleggende og uunnværlige hovedkomponentene for produkter som skal kunne overføre strøm eller elektromagnetisk bølgeinformasjon. Ledning er forkortelsen for ledende kjerne.
Hvilke materialer inngår i kabelledere? Materialene i ledere er vanligvis laget av ikke-jernholdige metaller med utmerket elektrisk ledningsevne, som kobber og aluminium. De optiske kablene som brukes i optiske kommunikasjonsnettverk, som har utviklet seg raskt de siste tre tiårene, bruker optiske fibre som ledere.
2. Kabelstrukturens sammensetning: Isolasjonslag
Det isolerende laget er en komponent som dekker periferien av ledningen og fungerer som en elektrisk isolator. Det vil si at det kan sikre at den overførte strømmen eller elektromagnetiske bølgene, lysbølger, bare beveger seg langs ledningen og ikke flyter utover. Potensialet på lederen (det vil si potensialforskjellen som dannes til de omkringliggende objektene, det vil si spenningen) kan isoleres. Det vil si at det er nødvendig å sikre både ledningens normale overføringsfunksjon og sikkerheten til eksterne objekter og mennesker. Ledninger og isolasjonslag er de to grunnleggende komponentene som må være tilstede for å utgjøre kabelprodukter (med unntak av bare ledninger).
Hva er kabelisolasjonsmaterialer: I dagens ledninger og kabler faller klassifiseringen av kabelisolasjonsmaterialer hovedsakelig inn i to kategorier: plast og gummi. Polymermaterialer er dominerende, noe som gir opphav til et bredt utvalg av lednings- og kabelprodukter som er egnet for ulike bruksområder og miljøkrav. Vanlige isolasjonsmaterialer for ledninger og kabler inkluderer polyvinylklorid (PVC),tverrbundet polyetylen (XLPE), fluoroplaster, gummiblandinger, etylen-propylen-gummiblandinger og isolasjonsmaterialer av silikongummi.
3. Kabelstrukturens sammensetning: Kappe
Når lednings- og kabelprodukter installeres og brukes i ulike miljøer, må det finnes komponenter som beskytter hele produktet, spesielt isolasjonslaget. Dette er kappen. Fordi isolasjonsmaterialer må ha utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper av alle slag, er det nødvendig å kreve ekstremt høy renhet og ekstremt lavt urenhetsinnhold i materialene. Ofte er det umulig å ta hensyn til dens beskyttelseskapasitet mot omverdenen. Derfor må ulike beskyttelsesstrukturer være ansvarlige for å motstå ulike mekaniske krefter utenfra (dvs. installasjon, brukssted og under bruk), motstand mot atmosfærisk miljø, motstand mot kjemikalier eller oljer, forebygging av biologisk skade og reduksjon av brannfare. Hovedfunksjonene til kabelkapper er vanntetting, flammehemming, brannmotstand og korrosjonsforebygging. Mange kabelprodukter som er spesielt utviklet for gode ytre miljøer (som rene, tørre og innendørsmiljøer fri for mekaniske ytre krefter), eller de med isolasjonsmaterialer som iboende har en viss mekanisk styrke og værbestandighet, kan klare seg uten den beskyttende lagkomponenten.
Hvilke typer kabelmantelmaterialer finnes det? De viktigste kabelmantelmaterialene inkluderer gummi, plast, belegg, silikon og diverse fiberprodukter, etc. Egenskapene til det beskyttende laget av gummi og plast er mykhet og letthet, og det er mye brukt i mobile kabler. Men siden både gummi- og plastmaterialer har en viss grad av vanngjennomtrengelighet, kan de bare brukes når høypolymermaterialer med høy fuktighetsbestandighet brukes som kabelisolasjon. Da kan noen brukere spørre hvorfor plast brukes som beskyttelseslag på markedet? Sammenlignet med egenskapene til plastmantler har gummimantler høyere elastisitet og fleksibilitet, er mer motstandsdyktige mot aldring, men produksjonsprosessen er relativt mer kompleks. Plastmantler har bedre mekaniske egenskaper og vannbestandighet, og er rike på ressurser, lave i pris og enkle å bearbeide. Derfor er de mer utbredt i markedet. Det bør bemerkes av bransjekolleger at det finnes en annen type metallmantel. Metallmantler har ikke bare mekaniske beskyttelsesfunksjoner, men også skjermingsfunksjonen som er nevnt nedenfor. De har også egenskaper som korrosjonsbestandighet, trykk- og strekkfasthet og vannmotstand, noe som kan forhindre at fuktighet og andre skadelige stoffer trenger inn i kabelisolasjonen. Derfor er de mye brukt som kapper for oljeimpregnerte papirisolerte kraftkabler med dårlig fuktmotstand.
4. Kabelstrukturens sammensetning: Skjermingslag
Skjermingslaget er en nøkkelkomponent i kabelprodukter for å oppnå isolasjon av elektromagnetisk felt. Det kan ikke bare forhindre at interne elektromagnetiske signaler lekker ut og forstyrrer eksterne instrumenter, målere eller andre linjer, men også blokkere eksterne elektromagnetiske bølger fra å komme inn i kabelsystemet gjennom kobling. Strukturelt sett er skjermingslaget ikke bare plassert på utsiden av kabelen, men finnes også mellom parene eller gruppene av ledninger i flerkjernekabler, og danner flernivå "elektromagnetiske isolasjonsskjermer". I de senere år, med de økende kravene til høyfrekvente kommunikasjonskabler og anti-interferens, har skjermingsmaterialer utviklet seg fra tradisjonelt metallisert papir og halvlederpapirbånd til mer avanserte komposittmaterialer sommylar-tape av aluminiumsfolie, kobberfolie mylar-bånd og kobberbånd. Vanlige skjermingsstrukturer inkluderer indre skjermingslag laget av ledende polymerer eller halvledende bånd, samt ytre skjermingslag som langsgående innpakning av kobberbånd og flettet kobbernett. Blant disse bruker det flettede laget hovedsakelig tinnbelagt kobber for å forbedre korrosjonsmotstanden. For spesielle bruksscenarier, for eksempel kabler med variabel frekvens som bruker kobberbånd + kobbertrådkomposittskjerming, datakabler som bruker langsgående innpakning av aluminiumsfolie + strømlinjeformet design, og medisinske kabler som krever høydekkende sølvbelagte kobberflettede lag. Med fremveksten av 5G-æraen har den hybride skjermingsstrukturen av aluminium-plastkomposittbånd og tinnbelagt kobbertrådveving blitt den vanlige løsningen for høyfrekvente kabler. Bransjepraksis viser at skjermingslaget har utviklet seg fra en tilleggsstruktur til en uavhengig kjernekomponent i kabelen. Valg av materialer for det må ta hensyn til frekvensegenskaper, bøyeytelse og kostnadsfaktorer for å oppfylle kravene til elektromagnetisk kompatibilitet i forskjellige bruksscenarier.
5. Kabelstrukturens sammensetning: Fylt struktur
Mange lednings- og kabelprodukter er flerkjernede. For eksempel er de fleste lavspenningskabler firekjernede eller femkjernede kabler (egnet for trefasesystemer), og telefonkabler for bybruk kommer i 800 par, 1200 par, 2400 par til 3600 par. Etter at disse isolerte ledningskjernene eller parene er kablet (eller kablet i grupper flere ganger), er det to problemer: det ene er at formen ikke er rund, og det andre er at det er store mellomrom mellom de isolerte ledningskjernene. Derfor må det legges til en fyllstruktur under kablingen. Fyllstrukturen skal gjøre den ytre diameteren på kablene relativt rund, noe som bidrar til innpakning og ekstrudering av kappen, og også for å gjøre kabelstrukturen stabil og det indre sterkt. Under bruk (ved strekking, komprimering og bøying under produksjon og legging) påføres kraften jevnt uten å skade kabelens indre struktur. Derfor, selv om fyllstrukturen er en hjelpestruktur, er den også nødvendig, og det finnes detaljerte forskrifter for materialvalg og formdesign.
Kabelfyllmaterialer: Vanligvis inkluderer fyllmaterialer for kabler polypropylentape, ikke-vevd PP-tau, hamptau eller relativt rimelige materialer laget av resirkulert gummi. For å kunne brukes som kabelfyllmateriale, må det ha egenskapene at det ikke forårsaker negative effekter på den isolerte kabelkjernen, ikke er hygroskopisk i seg selv, ikke er utsatt for krymping og ikke korroderer.
6. Kabelstrukturens sammensetning: Strekkelementer
Tradisjonelle lednings- og kabelprodukter er avhengige av panserlaget i mantelen for å motstå ytre strekkrefter eller strekkrefter forårsaket av sin egen vekt. De typiske strukturene er stålbåndarmering og ståltrådarmering (for eksempel, for sjøkabler brukes tykke ståltråder med en diameter på 8 mm som tvinnes for å danne panserlaget). For å beskytte de optiske fibrene mot mindre strekkrefter og forhindre liten deformasjon av fibrene som kan påvirke overføringsytelsen, er den optiske fiberkabelstrukturen utstyrt med primær og sekundær kledning samt dedikerte strekkraftkomponenter. I tillegg, hvis hodetelefonkabelen til en mobiltelefon har en struktur der fin kobbertråd eller tynt kobberbånd er viklet rundt syntetiske fiberfilamenter og et isolerende lag er ekstrudert på utsiden, er dette syntetiske fiberfilamentet strekkelementet. Avslutningsvis spiller strekkelementer en viktig rolle i de spesielle, små og fleksible produktene som er utviklet de siste årene og som krever flere bøyings- og vridningsbruk.
Hvilke materialer er inkludert for kabelstrekkkomponenter: stålstrimler, ståltråder og folier i rustfritt stål
Publisert: 25. april 2025