De basisstructuur van draad en kabel bestaat uit geleider, isolatie, afscherming, mantel en andere onderdelen.
1. Geleider
Functie: Een geleider is een onderdeel van een draad of kabel dat elektrische (magnetische) energie en informatie transporteert en specifieke functies van elektromagnetische energieomzetting realiseert.
Materiaal: Er zijn hoofdzakelijk ongecoate geleiders, zoals koper, aluminium, koperlegeringen en aluminiumlegeringen; metaalgecoate geleiders, zoals vertind koper, verzilverd koper en vernikkeld koper; en metaalbeklede geleiders, zoals met koper bekleed staal, met koper bekleed aluminium en met aluminium bekleed staal, enzovoort.
2. Isolatie
Functie: De isolerende laag wordt om de geleider of een extra laag van de geleider (zoals vuurvast mica-tape) gewikkeld. De functie ervan is om de geleider te isoleren van de bijbehorende spanning en lekstroom te voorkomen.
De meest gebruikte materialen voor geëxtrudeerde isolatie zijn polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PE), vernet polyethyleen (XLPE), rookarme halogeenvrije vlamvertragende polyolefinen (LSZH/HFFR), fluorpolymeren, thermoplastisch elastomeer (TPE), siliconenrubber (SR), ethyleenpropyleenrubber (EPM/EPDM), enzovoort.
3. Afscherming
Functie: De afschermingslaag die in draad- en kabelproducten wordt gebruikt, kent in feite twee totaal verschillende concepten.
Ten eerste wordt de structuur van draden en kabels die hoogfrequente elektromagnetische golven (zoals radiofrequentie- en elektronische kabels) of zwakke stromen (zoals signaalkabels) transporteren, elektromagnetische afscherming genoemd. Het doel hiervan is om de interferentie van externe elektromagnetische golven te blokkeren, te voorkomen dat de hoogfrequente signalen in de kabel de buitenwereld verstoren en onderlinge interferentie tussen draadparen te voorkomen.
Ten tweede wordt de structuur van middenspannings- en hoogspanningskabels, die het elektrische veld op het geleideroppervlak of het isolatieoppervlak egaliseert, elektrische veldafscherming genoemd. Strikt genomen hoeft elektrische veldafscherming niet daadwerkelijk af te schermen, maar dient het enkel om het elektrische veld te homogeniseren. De afscherming die om de kabel heen zit, is meestal geaard.
* Elektromagnetische afschermingsstructuur en -materialen
① Gevlochten afscherming: hierbij wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van blank koperdraad, vertind koperdraad, verzilverd koperdraad, aluminium-magnesiumlegeringsdraad, platte koperband, verzilverde platte koperband, enz. die om de geïsoleerde kern, draadpaar of kabelkern worden gevlochten;
② Afscherming met koperen tape: gebruik zachte koperen tape om de kabelkern verticaal te bedekken of te omwikkelen;
③ Afscherming met metalen composiettape: gebruik aluminiumfolie Mylar-tape of koperfolie Mylar-tape om de draadpaar of kabelkern te omwikkelen of er verticaal omheen te wikkelen;
④ Uitgebreide afscherming: Uitgebreide toepassing door middel van verschillende vormen van afscherming. Bijvoorbeeld: wikkel (1-4) dunne koperdraden verticaal om aluminiumfolie of Mylar-tape. De koperdraden kunnen het geleidingseffect van de afscherming versterken;
⑤ Afzonderlijke afscherming + algehele afscherming: elk draadpaar of elke groep draden wordt afzonderlijk afgeschermd met aluminiumfolie Mylar-tape of gevlochten koperdraad, waarna de algehele afschermingsstructuur na het bekabelen wordt toegevoegd;
⑥ Afscherming aanbrengen: Gebruik dun koperdraad, plat kopertape, enz. om de geïsoleerde draadkern, draadpaar of kabelkern te omwikkelen.
* Structuur en materialen voor elektrische veldafscherming
Halfgeleidende afscherming: Bij stroomkabels van 6 kV en hoger wordt een dunne halfgeleidende afschermingslaag aangebracht op het geleideroppervlak en het isolatieoppervlak. De geleiderafschermingslaag is een geëxtrudeerde halfgeleidende laag. Geleiderafscherming met een doorsnede van 500 mm² en groter bestaat doorgaans uit een halfgeleidende tape en een geëxtrudeerde halfgeleidende laag. De isolerende afschermingslaag is een geëxtrudeerde structuur.
Koperdraadomwikkeling: De ronde koperdraad wordt hoofdzakelijk gebruikt voor co-directionele wikkeling, waarbij de buitenste laag in tegengestelde richting wordt gewikkeld en vastgezet met koperband of koperdraad. Dit type constructie wordt doorgaans gebruikt in kabels met een hoge kortsluitstroom, zoals sommige grote 35 kV-kabels en enkeladerige stroomkabels.
Omwikkelen met koperen tape: omwikkelen met zachte koperen tape;
④ Gegolfde aluminium mantel: Deze wordt vervaardigd door middel van warm extrusie of het in de lengte omwikkelen van aluminiumtape, lassen, reliëf, enz. Dit type afscherming biedt ook uitstekende waterdichtheid en wordt voornamelijk gebruikt voor hoogspannings- en ultrahoogspanningskabels.
4. Schede
De functie van de kabelmantel is het beschermen van de kabel, en de kern dient ter bescherming van de isolatie. Door de voortdurend veranderende gebruiksomgeving, gebruiksomstandigheden en gebruikersvereisten, variëren ook de typen, constructievormen en prestatie-eisen van de kabelmantel. Deze kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën:
Een van de beschermingslagen is bedoeld om te beschermen tegen externe klimatologische omstandigheden, incidentele mechanische krachten en een algemene beschermlaag die een algemene afdichting vereist (zoals het voorkomen van het binnendringen van waterdamp en schadelijke gassen). Als er sprake is van grote externe mechanische krachten of als de kabel het gewicht moet dragen, is een beschermende laag met een metalen pantserstructuur noodzakelijk. De derde categorie betreft de beschermlaagstructuur met specifieke eisen.
De omhulling van draden en kabels bestaat over het algemeen uit twee hoofdbestanddelen: de binnenmantel (of huls) en de buitenmantel. De structuur van de binnenmantel is relatief eenvoudig, terwijl de buitenmantel bestaat uit een metalen pantserlaag en een binnenbekleding (om te voorkomen dat de pantserlaag de binnenmantel beschadigt). De buitenmantel dient tevens als bescherming voor de pantserlaag. Voor diverse speciale eisen, zoals brandvertragendheid, brandwerendheid, bescherming tegen insecten (termieten) en dieren (rattenbeten, vogelpikken), worden de meeste problemen opgelost door toevoeging van verschillende chemicaliën aan de buitenmantel. In sommige gevallen is het echter noodzakelijk om extra componenten aan de buitenmantel toe te voegen.
Veelgebruikte materialen zijn:
Polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PE), polyperfluorethyleenpropyleen (FEP), rookarme halogeenvrije vlamvertragende polyolefine (LSZH/HFFR), thermoplastisch elastomeer (TPE)
Geplaatst op: 30 december 2022