Конструктивные элементы кабельно-проводниковой продукции можно разделить на четыре основные части:проводники, изоляционные слои, экранирующие и защитные слои, а также заполняющие компоненты и элементы, работающие на растяжение. В зависимости от требований к эксплуатации и условий применения, некоторые изделия имеют достаточно простую конструкцию, состоящую только из проводников, например, неизолированные провода воздушной линии, провода контактной сети, медно-алюминиевые шины (шины) и т. д. Внешняя электрическая изоляция этих изделий обеспечивается изоляторами при монтаже и пространственным расстоянием (т. е. воздушной изоляцией) для обеспечения безопасности.
1. Проводники
Проводники — важнейшие и незаменимые компоненты, отвечающие за передачу информации (электрического тока или электромагнитных волн) внутри изделия. Проводники, часто называемые токопроводящими жилами, изготавливаются из цветных металлов с высокой проводимостью, таких как медь, алюминий и т. д. В волоконно-оптических кабелях, используемых в быстро развивающихся оптических сетях связи в течение последних тридцати лет, в качестве проводников используются оптические волокна.
2. Изоляционные слои
Эти компоненты охватывают проводники, обеспечивая электрическую изоляцию. Они гарантируют, что ток или электромагнитные/оптические волны распространяются только вдоль проводника, а не наружу. Изоляционные слои предотвращают влияние потенциала (то есть напряжения) на проводнике на окружающие предметы, обеспечивая как нормальную передачу тока по проводнику, 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 проводники и кабели должны иметь защитные компоненты, особенно изоляционный слой. Эти компоненты называются защитными слоями.
Поскольку изоляционные материалы должны обладать превосходными электроизоляционными свойствами, от них требуется высокая чистота и минимальное содержание примесей. Однако эти материалы зачастую не могут одновременно обеспечивать защиту от внешних факторов (например, механических воздействий при монтаже и эксплуатации, устойчивость к атмосферным воздействиям, химикатам, маслам, биологическим угрозам и пожароопасности). Эти требования обеспечиваются различными конструкциями защитных слоёв.
Для кабелей, специально разработанных для благоприятных внешних условий (например, чистых, сухих помещений без внешних механических воздействий), или в случаях, когда сам материал изоляционного слоя проявляет определенную механическую прочность и стойкость к климатическим воздействиям, защитный слой как компонент может не требоваться.
Это компонент кабельной продукции, который изолирует электромагнитное поле внутри кабеля от внешних электромагнитных полей. Даже между различными парами или группами проводов в кабельной продукции необходима взаимная изоляция. Экранирующий слой можно назвать «экраном 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 изделия, предотвращая её утечку или создание помех для внешних приборов или других линий, но и в предотвращении проникновения внешних электромагнитных волн в кабельное изделие посредством электромагнитной связи. Эти требования отличаются от традиционных функций защитного слоя. Кроме того, экранирующий слой устанавливается не только снаружи изделия, но и между каждой парой проводов или несколькими парами в кабеле. За последнее десятилетие, в связи с быстрым развитием систем передачи информации с использованием проводов и кабелей, а также ростом числа источников помех электромагнитным волнам в атмосфере, разнообразие экранированных конструкций значительно 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 (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 многократного объединения) между ними возникают неровности и большие зазоры. Поэтому при сборке кабеля необходимо использовать заполняющую структуру. Цель этой структуры — поддерживать относительно равномерный наружный диаметр при намотке, что облегчает обмотку и экструзию оболочки. Кроме того, она обеспечивает устойчивость кабеля и целостность внутренней структуры, равномерно распределяя усилия во время использования (растяжение, сжатие и изгиб при изготовлении и прокладке), чтобы предотвратить повреждение внутренней структуры кабеля.
Таким образом, хотя конструкция заполнения и является вспомогательной, она необходима. Существуют подробные правила, касающиеся выбора материалов и конструкции этой конструкции.
6. Компоненты, работающие на растяжение
Традиционные изделия из проводов и кабелей обычно полагаются на бронированный слой защитного слоя, чтобы противостоять внешним растягивающим усилиям или натяжению, вызванному их собственным весом. Типичные структуры включают броню из стальной ленты и броню из стальной проволоки (например, использование стальных проволок толщиной 8 мм, скрученных в бронированный слой, для подводных кабелей). Однако в оптоволоконных кабелях, чтобы защитить волокно от незначительных растягивающих усилий, избегая любой незначительной деформации, которая может повлиять на характеристики передачи, в структуру кабеля включаются первичные и вторичные покрытия и специализированные растягивающие компоненты. Например, в кабелях гарнитур мобильных телефонов тонкая медная проволока или тонкая медная лента, намотанная вокруг синтетического волокна, экструдируется с изолирующим слоем, где синтетическое волокно выступает в качестве растягивающего компонента. 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.