Laidų ir kabelių gaminių konstrukcinius komponentus paprastai galima suskirstyti į keturias pagrindines konstrukcines dalis: laidininkus, izoliacijos sluoksnius, ekranavimo sluoksnius ir apvalkalus, taip pat užpildymo elementus ir tempimo elementus ir kt. Atsižvelgiant į gaminių naudojimo reikalavimus ir taikymo scenarijus, kai kurie gaminiai yra itin paprastos konstrukcijos, turintys tik vieną konstrukcinį komponentą – laidą, pavyzdžiui, viršutiniai pliki laidai, kontaktiniai laidai, vario-aliuminio šynos ir kt. Šių gaminių išorinė elektros izoliacija užtikrinama naudojant izoliatorius ir erdvinį atstumą montavimo ir klojimo metu (tai yra, naudojant oro izoliaciją).
Didžioji dauguma laidų ir kabelių gaminių turi visiškai tokią pačią skerspjūvio formą (ignoruojant gamybos klaidas) ir yra ilgų juostų pavidalo. Tai lemia savybė, kad jie naudojami grandinėms ar ričiams formuoti sistemose ar įrangoje. Todėl tiriant ir analizuojant kabelių gaminių struktūrinę sudėtį, reikia stebėti ir analizuoti tik iš jų skerspjūvių.
Toliau pateikiama išsami kabelio konstrukcijos sudėties ir kabelio medžiagų analizė:
1. Kabelio struktūros sudėtis: laidininkas
Laidai yra svarbiausi ir nepakeičiami pagrindiniai gaminių komponentai, skirti srovės ar elektromagnetinių bangų informacijos perdavimui. Laidas yra laidžiosios šerdies santrumpa.
Kokios medžiagos įtrauktos į kabelių laidininkų sudėtį? Laidininkų medžiagos paprastai gaminamos iš spalvotųjų metalų, pasižyminčių puikiu elektros laidumu, tokių kaip varis ir aliuminis. Optiniai kabeliai, naudojami optiniuose ryšio tinkluose, kurie sparčiai vystėsi per pastaruosius tris dešimtmečius, kaip laidininkai naudoja optinius pluoštus.
2. Kabelio konstrukcijos sudėtis: Izoliacijos sluoksnis
Izoliacinis sluoksnis yra komponentas, dengiantis laido perimetrą ir atliekantis elektros izoliatoriaus funkciją. Tai yra, jis gali užtikrinti, kad perduodama srovė arba elektromagnetinės bangos, šviesos bangos sklistų tik laidu ir netekėtų į išorę. Laidininko potencialas (t. y. potencialų skirtumas, susidarantis su aplinkiniais objektais, t. y. įtampa) gali būti izoliuotas. Tai yra, būtina užtikrinti tiek įprastą laido perdavimo funkciją, tiek išorinių objektų ir žmonių saugumą. Laidai ir izoliacijos sluoksniai yra du pagrindiniai komponentai, kurie turi būti, kad būtų galima sudaryti kabelinius gaminius (išskyrus plikus laidus).
Kas yra kabelių izoliacinės medžiagos: Šiandien laidų ir kabelių izoliacinės medžiagos daugiausia skirstomos į dvi kategorijas: plastiką ir gumą. Dominuoja polimerinės medžiagos, todėl gaminami įvairūs laidų ir kabelių gaminiai, tinkami įvairiems tikslams ir aplinkos reikalavimams. Įprastos laidų ir kabelių izoliacinės medžiagos yra polivinilchloridas (PVC),skersinio ryšio polietilenas (XLPE), fluoroplastikai, gumos mišiniai, etileno-propileno gumos mišiniai ir silikoninės gumos izoliacinės medžiagos.
3. Kabelio konstrukcijos sudėtis: apvalkalas
Kai laidų ir kabelių gaminiai montuojami ir eksploatuojami įvairiose aplinkose, turi būti komponentai, kurie apsaugo visą gaminį, ypač izoliacijos sluoksnį. Tai yra apvalkalas. Kadangi izoliacinės medžiagos turi pasižymėti puikiomis visų rūšių elektros izoliacijos savybėmis, būtina reikalauti itin didelio medžiagų grynumo ir itin mažo priemaišų kiekio. Dažnai neįmanoma atsižvelgti į jų apsauginį pajėgumą nuo išorinio pasaulio. Todėl įvairios apsauginės konstrukcijos turi būti atsakingos už atsparumą įvairioms mechaninėms jėgoms iš išorės (pvz., montavimo, naudojimo vietoje ir naudojimo metu), atsparumą atmosferos aplinkai, atsparumą cheminėms medžiagoms ar alyvoms, biologinės žalos prevenciją ir gaisro pavojaus mažinimą. Pagrindinės kabelių apvalkalų funkcijos yra atsparumas vandeniui, atsparumas liepsnai, atsparumas ugniai ir korozijai. Daugelis kabelių gaminių, specialiai sukurtų gerai išorinei aplinkai (pvz., švariai, sausai ir patalpų aplinkai, kurioje nėra mechaninių išorinių jėgų), arba tie, kurių izoliacinės medžiagos iš prigimties pasižymi tam tikru mechaniniu stiprumu ir atsparumu oro sąlygoms, gali apsieiti be apsauginio sluoksnio komponento.
Kokios yra kabelių apvalkalų medžiagų rūšys? Pagrindinės kabelių apvalkalų medžiagos yra guma, plastikas, danga, silikonas ir įvairūs pluošto gaminiai ir kt. Gumos ir plastiko apsauginio sluoksnio savybės yra minkštumas ir lengvumas, todėl jis plačiai naudojamas mobiliuosiuose kabeliuose. Tačiau kadangi tiek gumos, tiek plastiko medžiagos turi tam tikrą vandens pralaidumo laipsnį, jas galima naudoti tik tada, kai kabelių izoliacijai naudojamos aukštos polimerinės medžiagos, pasižyminčios dideliu atsparumu drėgmei. Kai kurie vartotojai gali paklausti, kodėl rinkoje kaip apsauginis sluoksnis naudojamas plastikas? Palyginti su plastikinių apvalkalų savybėmis, guminiai apvalkalai pasižymi didesniu elastingumu ir lankstumu, yra atsparesni senėjimui, tačiau jų gamybos procesas yra santykinai sudėtingesnis. Plastikiniai apvalkalai pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu vandeniui, yra gausūs išteklių, pigūs ir lengvai apdorojami. Todėl jie yra plačiau naudojami rinkoje. Pramonės atstovai turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad yra ir kitas metalinių apvalkalų tipas. Metaliniai apvalkalai atlieka ne tik mechanines apsaugos funkcijas, bet ir toliau minėtą ekranavimo funkciją. Jie taip pat pasižymi atsparumu korozijai, gniuždymo ir tempimo stiprumu bei atsparumu vandeniui, kurios gali užkirsti kelią drėgmei ir kitoms kenksmingoms medžiagoms patekti į kabelio izoliacijos vidų. Todėl jie plačiai naudojami kaip apvalkalai alyva impregnuotiems, popieriumi izoliuotiems maitinimo kabeliams, kurie yra atsparūs drėgmei.
4. Kabelio struktūros sudėtis: ekranuojantis sluoksnis
Ekranuojantis sluoksnis yra pagrindinis kabelių gaminių komponentas, užtikrinantis elektromagnetinio lauko izoliaciją. Jis gali ne tik užkirsti kelią vidiniams elektromagnetiniams signalams nutekėti ir trukdyti išoriniams prietaisams, skaitikliams ar kitoms linijoms, bet ir blokuoti išorines elektromagnetines bangas, kurios patenka į kabelių sistemą per sujungimą. Struktūriškai ekranuojantis sluoksnis yra ne tik kabelio išorėje, bet ir tarp laidų porų ar grupių daugiagysliuose kabeliuose, sudarydamas daugiapakopį „elektromagnetinės izoliacijos ekraną“. Pastaraisiais metais, didėjant aukšto dažnio ryšio kabelių ir apsaugos nuo trukdžių reikalavimams, ekranuojančios medžiagos išsivystė iš tradicinių metalizuotų popierių ir puslaidininkinių popierinių juostų į pažangesnes kompozicines medžiagas, tokias kaipaliuminio folijos mylar juostos, vario folijos „mylar“ juostos ir vario juostos. Įprastos ekranavimo struktūros apima vidinius ekranavimo sluoksnius, pagamintus iš laidžių polimerų arba puslaidininkinių juostų, taip pat išorinius ekranavimo sluoksnius, tokius kaip išilginis vario juostos apvyniojimas ir pintas vario tinklelis. Tarp jų pintas sluoksnis dažniausiai naudoja alavuotą varį, siekiant padidinti atsparumą korozijai. Specialiems taikymo scenarijams, pavyzdžiui, kintamo dažnio kabeliams, naudojant vario juostos ir vario vielos kompozicinį ekranavimą, duomenų kabeliams, naudojant išilginį aliuminio folijos apvyniojimą ir aptakią konstrukciją, ir medicininiams kabeliams, kuriems reikalingi didelio padengimo sidabruoti vario pynimo sluoksniai. Prasidėjus 5G erai, hibridinė ekranavimo struktūra iš aliuminio-plastiko kompozicinės juostos ir alavuoto vario vielos pynimo tapo pagrindiniu aukšto dažnio kabelių sprendimu. Pramonės praktika rodo, kad ekranavimo sluoksnis iš pagalbinės struktūros išsivystė į nepriklausomą pagrindinį kabelio komponentą. Renkantis jo medžiagas, reikia visapusiškai atsižvelgti į dažnio charakteristikas, lenkimo charakteristikas ir kainos veiksnius, kad būtų patenkinti skirtingų taikymo scenarijų elektromagnetinio suderinamumo reikalavimai.
5. Kabelio konstrukcijos sudėtis: Užpildyta konstrukcija
Daugelis laidų ir kabelių gaminių yra daugiagysliai. Pavyzdžiui, dauguma žemos įtampos maitinimo kabelių yra keturių arba penkių gyslų (tinka trifazės sistemos), o miesto telefono kabeliai būna 800, 1200, 2400–3600 porų. Sujungus šias izoliuotas laidų gyslas arba poras (arba sujungus jas grupėmis kelis kartus), kyla dvi problemos: viena – neapvali forma, kita – tarp izoliuotų laidų gyslų yra dideli tarpai. Todėl klojant kabelius reikia pridėti užpildo struktūrą. Užpildo struktūra skirta tam, kad išorinis kabelio skersmuo būtų santykinai apvalus, o tai palengvintų apvalkalo vyniojimą ir išstūmimą, taip pat užtikrintų kabelio struktūros stabilumą ir tvirtumą viduje. Naudojimo metu (tempiant, suspaudžiant ir lenkiant gamybos ir klojimo metu) jėga paskirstoma tolygiai, nepažeidžiant vidinės kabelio struktūros. Todėl, nors užpildo struktūra yra pagalbinė konstrukcija, ji taip pat yra būtina, ir yra išsamūs jos medžiagų pasirinkimo ir formos projektavimo reglamentai.
Kabelių užpildai: Paprastai kabelių užpildai yra polipropileno juosta, neaustinė PP virvė, kanapių virvė arba santykinai nebrangios medžiagos, pagamintos iš perdirbtos gumos. Kad būtų galima naudoti kaip kabelių užpildą, jis turi nedaryti neigiamo poveikio izoliuotai kabelio šerdžiai, nebūti higroskopiškas, nesitraukti ir nerūdyti.
6. Kabelio konstrukcijos sudėtis: Tempimo elementai
Tradiciniai laidų ir kabelių gaminiai remiasi apvalkalo šarvuotu sluoksniu, kad atlaikytų išorines tempimo jėgas arba tempimo jėgas, kurias sukelia jų pačių svoris. Tipinės konstrukcijos yra plieninės juostos šarvavimas ir plieninės vielos šarvavimas (pavyzdžiui, povandeniniams kabeliams naudojami stori 8 mm skersmens plieniniai laidai, susukti į šarvuotąjį sluoksnį). Tačiau siekiant apsaugoti optinius pluoštus nuo nedidelių tempimo jėgų ir išvengti nedidelės pluošto deformacijos, kuri galėtų turėti įtakos perdavimo kokybei, optinio pluošto kabelio konstrukcija turi pirminį ir antrinį apvalkalus, taip pat specialius tempimo jėgos komponentus. Be to, jei mobiliojo telefono ausinių kabelis yra su konstrukcijomis, kuriose plona varinė viela arba varinė juosta yra apvyniota aplink sintetinio pluošto gijas, o išorėje yra išspaustas izoliacinis sluoksnis, šis sintetinio pluošto gijos yra tempiamasis elementas. Apibendrinant galima teigti, kad pastaraisiais metais sukurtuose specialiuose, mažuose ir lanksčiuose gaminiuose, kuriuos reikia daug kartų lenkti ir sukti, tempiamieji elementai atlieka svarbų vaidmenį.
Kokios medžiagos yra įtrauktos į kabelių tempiamuosius komponentus: plieninės juostos, plieninės vielos ir nerūdijančio plieno folijos
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 25 d.