De strukturella komponenterna i tråd- och kabelprodukter kan generellt delas in i fyra huvuddelar:ledare, isoleringsskikt, skärmande och skyddande lager, tillsammans med fyllnadskomponenter och draghållfasthetselement. Beroende på användningskrav och tillämpningsscenarier är vissa produktstrukturer ganska enkla och har endast ledare som strukturell komponent, såsom luftledningar, kontaktnätledningar, koppar-aluminium-skenor (samlingsskenor) etc. Den externa elektriska isoleringen av dessa produkter är beroende av isolatorer under installation och rumsligt avstånd (dvs. luftisolering) för att garantera säkerheten.
1. Ledare
Ledare är de mest grundläggande och oumbärliga komponenterna som ansvarar för överföring av elektrisk ström eller elektromagnetisk våginformation inom en produkt. Ledare, ofta kallade ledande trådkärnor, är tillverkade av högledande icke-järnmetaller som koppar, aluminium etc. Fiberoptiska kablar som använts i snabbt utvecklande optiska kommunikationsnätverk under de senaste trettio åren använder optiska fibrer som ledare.
2. Isoleringslager
Dessa komponenter omsluter ledarna och ger elektrisk isolering. De säkerställer att strömmen eller de elektromagnetiska/optiska vågorna som överförs endast färdas längs ledaren och inte utåt. Isoleringsskikten förhindrar att potentialen (dvs. spänningen) på ledaren påverkar omgivande föremål och säkerställer både ledarens normala överföringsfunktion och extern säkerhet för föremål och människor.
Ledare och isoleringsskikt är de två grundläggande komponenterna som är nödvändiga för kabelprodukter (förutom bara ledningar).
Under olika miljöförhållanden under installation och drift måste tråd- och kabelprodukter ha komponenter som erbjuder skydd, särskilt för isoleringsskiktet. Dessa komponenter kallas skyddande lager.
Eftersom isoleringsmaterial måste ha utmärkta elektriska isoleringsegenskaper kräver de hög renhet med minimalt innehåll av föroreningar. Emellertid kan dessa material ofta inte samtidigt ge skydd mot yttre faktorer (dvs. mekaniska krafter under installation och användning, motståndskraft mot atmosfäriska förhållanden, kemikalier, oljor, biologiska hot och brandfaror). Dessa krav hanteras av olika skyddande lagerstrukturer.
För kablar som är specifikt konstruerade för gynnsamma yttre miljöer (t.ex. rena, torra inomhusutrymmen utan yttre mekaniska krafter), eller i fall där själva isoleringsskiktsmaterialet uppvisar viss mekanisk hållfasthet och klimatbeständighet, finns det kanske inget krav på ett skyddande skikt som komponent.
4. Skärmning
Det är en komponent i kabelprodukter som isolerar det elektromagnetiska fältet inuti kabeln från externa elektromagnetiska fält. Även mellan olika trådpar eller grupper inom kabelprodukter är ömsesidig isolering nödvändig. Skärmskiktet kan beskrivas som en "elektromagnetisk isoleringsskärm".
I många år har industrin betraktat skärmskiktet som en del av den skyddande skiktstrukturen. Det föreslås dock att det bör betraktas som en separat komponent. Detta beror på att skärmskiktets funktion inte bara är att elektromagnetiskt isolera informationen som överförs inom kabelprodukten, förhindra att den läcker eller orsakar störningar på externa instrument eller andra ledningar, utan också att förhindra att externa elektromagnetiska vågor kommer in i kabelprodukten genom elektromagnetisk koppling. Dessa krav skiljer sig från traditionella skyddsskiktfunktioner. Dessutom placeras skärmskiktet inte bara externt i produkten utan också mellan varje trådpar eller flera par i en kabel. Under det senaste decenniet, på grund av den snabba utvecklingen av informationsöverföringssystem med hjälp av ledningar och kablar, tillsammans med ett ökande antal elektromagnetiska vågstörningskällor i atmosfären, har variationen av skärmade strukturer mångdubblats. Förståelsen att skärmskiktet är en grundläggande komponent i kabelprodukter har blivit allmänt accepterad.
Många tråd- och kabelprodukter är flerkärniga, såsom de flesta lågspänningskablar som är fyrkärniga eller femkärniga kablar (lämpliga för trefassystem), och telefonkablar för stadsbruk som sträcker sig från 800 par till 3600 par. Efter att dessa isolerade kärnor eller trådpar har kombinerats till en kabel (eller grupperats flera gånger) uppstår oregelbundna former och stora mellanrum mellan de isolerade kärnorna eller trådparen. Därför måste en fyllnadsstruktur införlivas under kabelmonteringen. Syftet med denna struktur är att bibehålla en relativt jämn ytterdiameter vid lindning, vilket underlättar lindning och mantelextrudering. Dessutom säkerställer den kabelstabilitet och den inre strukturens integritet genom att fördela krafterna jämnt under användning (sträckning, kompression och böjning under tillverkning och läggning) för att förhindra skador på kabelns inre struktur.
Därför är fyllnadsstrukturen nödvändig även om den är ett hjälpmaterial. Detaljerade regler finns gällande materialval och utformning av denna struktur.
6. Draghållfasthetskomponenter
Traditionella tråd- och kabelprodukter förlitar sig vanligtvis på det armerade lagret i det skyddande lagret för att motstå externa dragkrafter eller spänningar orsakade av deras egen vikt. Typiska strukturer inkluderar armering av stålband och ståltråd (som att använda 8 mm tjocka ståltrådar, tvinnade till ett armerat lager, för undervattenskablar). I optiska fiberkablar, för att skydda fibern från mindre dragkrafter, och undvika eventuell liten deformation som kan påverka överföringsprestandan, införlivas dock primära och sekundära beläggningar och specialiserade dragkomponenter i kabelstrukturen. Till exempel, i mobiltelefonkablar extruderas en fin koppartråd eller ett tunt kopparband lindat runt syntetfiber med ett isolerande lager, där den syntetiska fibern fungerar som en dragkomponent. Sammantaget spelar dragelement en betydande roll under senare år i utvecklingen av speciella små och flexibla produkter som kräver flera böjningar och vridningar.
Publiceringstid: 19 december 2023