Конструктивные элементы проводной и кабельной продукции можно условно разделить на четыре основные части:проводники, изоляционные слои, экранирующий и защитный слои, а также наполнители и растягивающие элементы. По требованиям использования и сценариям применения конструкции некоторых изделий достаточно просты, в качестве структурного компонента имеют только проводники, например, воздушные неизолированные провода, провода контактной сети, медно-алюминиевые шины (шины) и т. д. Внешняя электрическая изоляция этих Продукты полагаются на изоляторы во время установки и пространственное расстояние (т. е. воздушную изоляцию) для обеспечения безопасности.
1. Проводники
Проводники являются наиболее фундаментальными и незаменимыми компонентами, отвечающими за передачу электрического тока или информации об электромагнитных волнах внутри продукта. Проводники, часто называемые проводящими жилами, изготавливаются из цветных металлов с высокой проводимостью, таких как медь, алюминий и т. д. В волоконно-оптических кабелях, используемых в быстро развивающихся сетях оптической связи за последние тридцать лет, в качестве проводников используются оптические волокна.
2. Изоляционные слои
Эти компоненты охватывают проводники, обеспечивая электрическую изоляцию. Они гарантируют, что передаваемый ток или электромагнитные/оптические волны распространяются только вдоль проводника, а не наружу. Изоляционные слои сохраняют потенциал (т. е. напряжение) на проводнике от воздействия на окружающие предметы и обеспечивают как нормальную передающую функцию проводника, так и внешнюю безопасность для предметов и людей.
Проводники и изоляционные слои являются двумя основными компонентами, необходимыми для кабельной продукции (за исключением неизолированных проводов).
В различных условиях окружающей среды при монтаже и эксплуатации проводная и кабельная продукция должна иметь компоненты, обеспечивающие защиту, особенно изоляционного слоя. Эти компоненты известны как защитные слои.
Поскольку изоляционные материалы должны обладать отличными электроизоляционными свойствами, они требуют высокой чистоты с минимальным содержанием примесей. Однако эти материалы часто не могут одновременно обеспечить защиту от внешних факторов (т. е. механических воздействий во время установки и использования, устойчивости к атмосферным условиям, химикатам, маслам, биологическим угрозам и пожароопасности). Этим требованиям отвечают различные структуры защитных слоев.
Для кабелей, разработанных специально для благоприятных внешних условий (например, в чистых, сухих помещениях без внешних механических воздействий), или в случаях, когда материал изоляционного слоя сам по себе демонстрирует определенную механическую прочность и устойчивость к климатическим воздействиям, требования к защитному слою могут отсутствовать, поскольку компонент.
Это компонент кабельной продукции, который изолирует электромагнитное поле внутри кабеля от внешних электромагнитных полей. Даже между различными парами или группами проводов внутри кабельной продукции необходима взаимная изоляция. Экранирующий слой можно описать как «электромагнитный изолирующий экран».
В течение многих лет в промышленности экранирующий слой рассматривался как часть структуры защитного слоя. Однако предлагается рассматривать его как отдельный компонент. Это связано с тем, что функция экранирующего слоя заключается не только в электромагнитной изоляции информации, передаваемой внутри кабельного изделия, предотвращении ее утечки или создания помех внешним приборам или другим линиям, но также в предотвращении проникновения внешних электромагнитных волн в кабельное изделие через электромагнитная связь. Эти требования отличаются от традиционных функций защитного слоя. Кроме того, экранирующий слой не только устанавливается снаружи изделия, но также размещается между каждой парой проводов или несколькими парами кабеля. За последнее десятилетие в связи с бурным развитием систем передачи информации с использованием проводов и кабелей, а также увеличением количества источников помех электромагнитных волн в атмосфере многократно увеличилось разнообразие экранированных конструкций. Широкое признание получило понимание того, что экранирующий слой является фундаментальным компонентом кабельной продукции.
Многие провода и кабели являются многожильными, например, большинство низковольтных силовых кабелей являются четырех- или пятижильными (подходящими для трехфазных систем), а городские телефонные кабели имеют длину от 800 до 3600 пар. После объединения этих изолированных жил или пар проводов в кабель (или многократного группирования) между изолированными жилами или парами проводов возникают неправильные формы и большие зазоры. Поэтому во время сборки кабеля необходимо использовать заполняющую структуру. Целью этой структуры является поддержание относительно однородного внешнего диаметра при намотке, что облегчает намотку и экструзию оболочки. Кроме того, он обеспечивает стабильность кабеля и целостность внутренней структуры, равномерно распределяя силы во время использования (растяжение, сжатие и изгиб при изготовлении и прокладке), предотвращая повреждение внутренней структуры кабеля.
Поэтому структура наполнения хоть и вспомогательная, но она необходима. Существуют подробные правила, касающиеся выбора материала и проектирования этой конструкции.
Традиционная проводная и кабельная продукция обычно опирается на армированный слой защитного слоя, чтобы противостоять внешним растягивающим силам или натяжению, вызванному собственным весом. Типичные конструкции включают броню из стальных лент и броню из стальной проволоки (например, использование стальной проволоки толщиной 8 мм, скрученной в армирующий слой, для подводных кабелей). Однако в волоконно-оптических кабелях, чтобы защитить волокно от незначительных растягивающих сил и избежать любой незначительной деформации, которая может повлиять на характеристики передачи, в структуру кабеля включаются первичное и вторичное покрытия и специальные компоненты, обеспечивающие растяжение. Например, в кабелях для гарнитуры мобильных телефонов тонкая медная проволока или тонкая медная лента, намотанная на синтетическое волокно, имеет экструдированный изолирующий слой, где синтетическое волокно действует как растягивающий компонент. В целом, в последние годы при разработке специальных небольших и гибких изделий, требующих многократных изгибов и скручиваний, существенную роль играют растяжимые элементы.
Время публикации: 19 декабря 2023 г.