De strukturella komponenterna i tråd- och kabelprodukter kan generellt delas in i fyra huvudstrukturella delar: ledare, isoleringsskikt, skärmningsskikt och mantlar, samt fyllnadselement och draghållfasthetselement, etc. Beroende på produkternas användningskrav och tillämpningsscenarier har vissa produkter extremt enkla strukturer, med endast en strukturell komponent, tråden, såsom luftledningar, kontaktledningar, koppar-aluminiumskenor (samlingsskenor), etc. Den externa elektriska isoleringen av dessa produkter säkerställs genom att använda isolatorer och rumsligt avstånd under installation och läggning (det vill säga genom att använda luftisolering).
De allra flesta tråd- och kabelprodukter har exakt samma tvärsnittsform (bortsett från tillverkningsfel) och är i form av långa remsor. Detta bestäms av den egenskapen att de används för att bilda kretsar eller spolar i system eller utrustning. Därför är det, när man studerar och analyserar den strukturella sammansättningen av kabelprodukter, bara nödvändigt att observera och analysera utifrån deras tvärsnitt.
Följande är en detaljerad analys av kabelstrukturens sammansättning och kabelmaterial:
1. Kabelstrukturens sammansättning: Ledare
Trådar är de mest grundläggande och oumbärliga huvudkomponenterna för produkter som ska kunna överföra ström- eller elektromagnetisk våginformation. Tråd är förkortningen för ledande kärna.
Vilka material ingår i kabelledare? Materialen i ledare är vanligtvis gjorda av icke-järnmetaller med utmärkt elektrisk ledningsförmåga, såsom koppar och aluminium. De optiska kablar som används i optiska kommunikationsnätverk, som har utvecklats snabbt under de senaste tre decennierna, använder optiska fibrer som ledare.
2. Kabelstrukturens sammansättning: Isoleringsskikt
Isoleringsskiktet är en komponent som täcker trådens periferi och fungerar som en elektrisk isolator. Det vill säga, det kan säkerställa att den överförda strömmen eller elektromagnetiska vågorna, ljusvågor, endast färdas längs tråden och inte flyter utåt. Ledarens potential (det vill säga den potentialskillnad som bildas mot omgivande föremål, det vill säga spänningen) kan isoleras. Det vill säga, det är nödvändigt att säkerställa både trådens normala överföringsfunktion och säkerheten för externa föremål och människor. Trådar och isoleringsskikt är de två grundläggande komponenterna som måste finnas för att utgöra kabelprodukter (förutom bara trådar).
Vad är kabelisoleringsmaterial: I dagens ledningar och kablar delas kabelisoleringsmaterial huvudsakligen in i två kategorier: plast och gummi. Polymermaterial är dominerande, vilket ger upphov till en mängd olika tråd- och kabelprodukter som är lämpliga för olika användningsområden och miljökrav. Vanliga isoleringsmaterial för trådar och kablar inkluderar polyvinylklorid (PVC),tvärbunden polyeten (XLPE), fluorplaster, gummiblandningar, etylen-propylengummiblandningar och isoleringsmaterial av silikongummi.
3. Kabelstrukturens sammansättning: Mantel
När tråd- och kabelprodukter installeras och används i olika miljöer måste det finnas komponenter som skyddar hela produkten, särskilt isoleringsskiktet. Detta är manteln. Eftersom isoleringsmaterial måste ha utmärkta elektriska isoleringsegenskaper av alla slag är det nödvändigt att kräva extremt hög renhet och extremt lågt innehåll av föroreningar i materialen. Ofta är det omöjligt att ta hänsyn till dess skyddsförmåga mot omvärlden. Därför måste olika skyddsstrukturer ansvara för att motstå olika mekaniska krafter från utsidan (dvs. installation, användningsplats och under användning), motståndskraft mot atmosfärisk miljö, motståndskraft mot kemikalier eller oljor, förebyggande av biologiska skador och minskning av brandrisker. De viktigaste funktionerna hos kabelmantlar är vattentätning, flamskydd, brandmotstånd och korrosionsskydd. Många kabelprodukter som är specifikt utformade för goda yttre miljöer (såsom rena, torra och inomhusmiljöer fria från mekaniska yttre krafter), eller de med isoleringsmaterial som i sig har viss mekanisk hållfasthet och väderbeständighet, kan klara sig utan skyddsskiktskomponenten.
Vilka typer av kabelmantelmaterial finns det? De viktigaste kabelmantelmaterialen inkluderar gummi, plast, beläggning, silikon och olika fiberprodukter, etc. Egenskaperna hos det skyddande lagret av gummi och plast är mjukhet och lätthet, och det används ofta i mobila kablar. Eftersom både gummi- och plastmaterial har en viss grad av vattengenomsläpplighet kan de endast appliceras när högpolymermaterial med hög fuktbeständighet används som kabelisolering. Då kanske vissa användare frågar sig varför plast används som skyddsskikt på marknaden? Jämfört med egenskaperna hos plastmantlar har gummimantlar högre elasticitet och flexibilitet, är mer motståndskraftiga mot åldring, men deras tillverkningsprocess är relativt mer komplex. Plastmantlar har bättre mekaniska egenskaper och vattenbeständighet, och är rikliga på resurser, låga i pris och enkla att bearbeta. Därför används de i större utsträckning på marknaden. Det bör noteras av branschkollegor att det finns en annan typ av metallmantel. Metallmantlar har inte bara mekaniska skyddsfunktioner utan också den skärmande funktionen som nämns nedan. De har också egenskaper som korrosionsbeständighet, tryck- och draghållfasthet samt vattenbeständighet, vilket kan förhindra att fukt och andra skadliga ämnen tränger in i kabelisoleringen. Därför används de ofta som mantlar för oljeimpregnerade pappersisolerade kraftkablar med dålig fuktbeständighet.
4. Kabelstrukturens sammansättning: Skärmskikt
Skärmskiktet är en nyckelkomponent i kabelprodukter för att uppnå isolering från elektromagnetiska fält. Det kan inte bara förhindra att interna elektromagnetiska signaler läcker ut och stör externa instrument, mätare eller andra ledningar, utan också blockera externa elektromagnetiska vågor från att komma in i kabelsystemet genom koppling. Strukturellt sett är skärmskiktet inte bara placerat på utsidan av kabeln utan finns också mellan paren eller grupperna av ledningar i flerkärniga kablar, vilket bildar flernivåiga "elektromagnetiska isoleringsskärmar". Under senare år, med de ökande kraven på högfrekventa kommunikationskablar och störningsskydd, har skärmningsmaterial utvecklats från traditionellt metalliserat papper och halvledarpappersband till mer avancerade kompositmaterial somaluminiumfolie mylarband, kopparfolie mylarband och kopparband. Vanliga skärmningsstrukturer inkluderar inre skärmningslager gjorda av ledande polymerer eller halvledande band, såväl som yttre skärmningslager såsom längsgående lindning av kopparband och flätat kopparnät. Bland dessa använder det flätade lagret mestadels tennpläterad koppar för att förbättra korrosionsbeständigheten. För speciella tillämpningsscenarier, såsom kablar med variabel frekvens som använder kopparband + koppartrådskompositskärmning, datakablar som använder längsgående lindning av aluminiumfolie + strömlinjeformad design och medicinska kablar som kräver högtäckande silverpläterade kopparflätade lager. Med tillkomsten av 5G-eran har hybridskärmningsstrukturen av aluminium-plastkompositband och tennpläterad koppartrådsvävning blivit den vanligaste lösningen för högfrekventa kablar. Branschpraxis visar att skärmningslagret har utvecklats från en tillbehörsstruktur till en oberoende kärnkomponent i kabeln. Materialvalet för det måste ta hänsyn till frekvensegenskaper, böjningsprestanda och kostnadsfaktorer för att uppfylla kraven på elektromagnetisk kompatibilitet i olika tillämpningsscenarier.
5. Kabelstrukturens sammansättning: Fylld struktur
Många tråd- och kabelprodukter är flerkärniga. Till exempel är de flesta lågspänningskablar fyrkärniga eller femkärniga kablar (lämpliga för trefassystem), och stadstelefonkablar finns i 800 par, 1200 par, 2400 par till 3600 par. Efter att dessa isolerade trådkärnor eller par har dragits (eller gruppvis dragits) finns det två problem: det ena är att formen inte är rund, och det andra är att det finns stora mellanrum mellan de isolerade trådkärnorna. Därför måste en fyllnadsstruktur läggas till under kabeldragningen. Fyllnadsstrukturen är till för att göra kabelns ytterdiameter relativt rund, vilket bidrar till att lindas och extruderas av manteln, och även för att göra kabelstrukturen stabil och insidan stark. Under användning (vid sträckning, komprimering och böjning under tillverkning och läggning) appliceras kraften jämnt utan att skada kabelns inre struktur. Därför, även om fyllnadsstrukturen är en hjälpstruktur, är den också nödvändig, och det finns detaljerade regler för dess materialval och formdesign.
Kabelfyllningsmaterial: Generellt sett inkluderar fyllnadsmaterial för kablar polypropentejp, non-woven PP-rep, hamprep eller relativt billiga material tillverkade av återvunnet gummi. För att kunna användas som kabelfyllningsmaterial måste det ha egenskaperna att det inte orsakar negativa effekter på den isolerade kabelkärnan, inte är hygroskopiskt i sig självt, inte är benäget att krympa och inte korroderar.
6. Kabelstrukturens sammansättning: Draghållfasthetselement
Traditionella tråd- och kabelprodukter förlitar sig på mantelns armeringsskikt för att motstå externa dragkrafter eller dragkrafter orsakade av sin egen vikt. De typiska strukturerna är armering av stålband och ståltråd (till exempel, för undervattenskablar används tjocka ståltrådar med en diameter på 8 mm som tvinnas för att bilda armeringsskiktet). För att skydda de optiska fibrerna från mindre dragkrafter och förhindra liten deformation av fibrerna som kan påverka överföringsprestandan är den optiska fiberkabelns struktur utrustad med primär och sekundär mantel samt dedikerade dragkraftskomponenter. Om hörlurskabeln till en mobiltelefon dessutom har en struktur där fin koppartråd eller tunt kopparband är lindat runt syntetiska fiberfilament och ett isolerande lager är extruderat på utsidan, är detta syntetiska fiberfilament dragkraftselementet. Sammanfattningsvis spelar dragkraftselement en viktig roll i de speciella, små och flexibla produkter som utvecklats under senare år och som kräver flera böjnings- och vridningsanvändningar.
Vilka material ingår för kabeldragkomponenter: stålremsor, ståltrådar och folier av rostfritt stål
Publiceringstid: 25 april 2025