Конструктивные элементы кабельно-проводниковой продукции можно условно разделить на четыре основные части:проводники, изоляционные слои, экранирующие и защитные слои, а также заполняющие компоненты и растягивающие элементы. В соответствии с требованиями к использованию и сценариями применения некоторые конструкции изделий довольно просты, имея только проводники в качестве структурного компонента, такие как воздушные неизолированные провода, провода контактной сети, медно-алюминиевые шины (шины) и т. д. Внешняя электрическая изоляция этих изделий зависит от изоляторов во время установки и пространственного расстояния (т. е. воздушной изоляции) для обеспечения безопасности.
1. Проводники
Проводники являются наиболее фундаментальными и незаменимыми компонентами, отвечающими за передачу информации об электрическом токе или электромагнитных волнах внутри продукта. Проводники, часто называемые проводящими жилами, изготавливаются из цветных металлов с высокой проводимостью, таких как медь, алюминий и т. д. Волоконно-оптические кабели, используемые в быстро развивающихся оптических сетях связи за последние тридцать лет, используют оптические волокна в качестве проводников.
2. Изоляционные слои
Эти компоненты охватывают проводники, обеспечивая электрическую изоляцию. Они гарантируют, что ток или электромагнитные/оптические волны, передаваемые только вдоль проводника, а не наружу. Изоляционные слои поддерживают потенциал (т. е. напряжение) на проводнике, не давая ему влиять на окружающие объекты, и обеспечивают как нормальную функцию передачи проводника, так и внешнюю безопасность для объектов 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 для слоя изоляции. Эти компоненты известны как защитные слои.
Поскольку изоляционные материалы должны обладать превосходными электроизоляционными свойствами, они должны обладать высокой чистотой при минимальном содержании примесей. Однако эти материалы часто не могут одновременно обеспечивать защиту от внешних факторов (например, механических сил при монтаже и эксплуатации, устойчивость к атмосферным условиям, химикатам, маслам, биологическим угрозам и пожароопасности). Эти требования выполняются различными структурами защитных слоев.
Для кабелей, специально разработанных для благоприятных внешних условий (например, чистых, сухих, закрытых помещений без внешних механических воздействий), или в случаях, когда сам материал изоляционного слоя обладает определенной механической прочностью и устойчивостью к климатическим условиям, защитный слой как компонент может не требоваться.
Это компонент в кабельной продукции, который изолирует электромагнитное поле внутри кабеля от внешних электромагнитных полей. Даже среди различных пар проводов или групп внутри кабельной продукции необходима взаимная изоляция. Экранирующий слой можно описать как «экран электромагнитной изоляции».
В течение многих лет отрасль рассматривала экранирующий слой 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 продукта, предотвращая ее утечку или создание помех для внешних приборов или других линий, но и в предотвращении проникновения внешних электромагнитных волн в кабельный продукт через электромагнитную связь. Эти требования отличаются от традиционных функций защитного слоя. Кроме того, экранирующий слой не только устанавливается снаружи в продукте, но и размещается между каждой парой проводов или несколькими парами в кабеле. За последнее десятилетие из-за быстрого развития систем передачи информации с использованием проводов и кабелей, а также из-за увеличения числа источников помех электромагнитных волн в атмосфере, разнообразие экранированных структур увеличилось. Понимание того, что экранирующий слой является основополагающим компонентом кабельной продукции, стало широко распространенным.
Многие виды проводов и кабелей являются многожильными, например, большинство низковольтных силовых кабелей являются четырех- или пятижильными кабелями (подходят для трехфазных систем), а городские телефонные кабели имеют от 800 до 3600 пар. После объединения этих изолированных жил или пар проводов в кабель (или многократной группировки) между изолированными жилами или парами проводов возникают нерегулярные формы и большие зазоры. Поэтому при сборке кабеля необходимо включить заполняющую структуру. Цель этой структуры — поддерживать относительно равномерный внешний диаметр при намотке, облегчая обмотку и экструзию оболочки. Кроме того, она обеспечивает устойчивость кабеля и целостность внутренней структуры, равномерно распределяя усилия во время использования (растяжение, сжатие и изгиб во время изготовления и укладки), чтобы предотвратить повреждение внутренней структуры кабеля.
Поэтому, хотя структура заполнения является вспомогательной, она необходима. Существуют подробные правила относительно выбора материала и проектирования этой структуры.
6. Компоненты, работающие на растяжение
Традиционные изделия из проводов и кабелей обычно полагаются на бронированный слой защитного слоя, чтобы выдерживать внешние растягивающие силы или натяжение, вызванное их собственным весом. Типичные структуры включают стальную ленту и стальную проволочную броню (например, использование стальных проводов толщиной 8 мм, скрученных в бронированный слой, для подводных кабелей). Однако в оптоволоконных кабелях для защиты волокна от незначительных растягивающих сил, избегая любой незначительной деформации, которая может повлиять на производительность передачи, в структуру кабеля включены первичные и вторичные покрытия и специализированные растягивающие компоненты. Например, в кабелях гарнитуры мобильного телефона тонкая медная проволока или тонкая медная лента, намотанная вокруг синтетического волокна, экструдируется с изолирующим слоем, где синтетическое волокно действует как растягивающий компонент. В целом, в последние годы при разработке специальных небольших и гибких изделий, требующих множественных изгибов и скручиваний, растягивающие элементы играют значительную роль.
Время публикации: 19 декабря 2023 г.