Draden en kabels, die de kern vormen van stroomoverdracht en informatiecommunicatie, hebben prestaties die direct afhangen van de isolatie- en omhullingsprocessen. Met de steeds complexere eisen die de moderne industrie stelt aan kabelprestaties, tonen vier gangbare processen – extrusie, longitudinale wikkeling, spiraalvormige wikkeling en dipcoating – elk unieke voordelen in verschillende scenario's. Dit artikel gaat dieper in op de materiaalkeuze, het procesverloop en de toepassingsscenario's van elk proces, en biedt daarmee een theoretische basis voor kabelontwerp en -selectie.
1 Extrusieproces
1.1 Materiaalsystemen
Bij het extrusieproces worden hoofdzakelijk thermoplastische of thermohardende polymeermaterialen gebruikt:
① Polyvinylchloride (PVC): Lage kosten, eenvoudige verwerking, geschikt voor conventionele laagspanningskabels (bijv. kabels volgens de UL 1061-norm), maar met een slechte hittebestendigheid (temperatuur voor langdurig gebruik ≤70 °C).
②Gekruisd polyethyleen (XLPE)Door middel van peroxide- of bestralingscrosslinking wordt de temperatuurbestendigheid verhoogd tot 90 °C (IEC 60502-norm), geschikt voor middenspannings- en hoogspanningskabels.
③ Thermoplastisch polyurethaan (TPU): De slijtvastheid voldoet aan ISO 4649-norm klasse A en wordt gebruikt voor sleepkettingkabels van robots.
④ Fluorplasten (bijv. FEP): Bestand tegen hoge temperaturen (200 °C) en chemische corrosie, voldoen aan de eisen van de luchtvaartkabelnorm MIL-W-22759.
1.2 Proceskenmerken
Maakt gebruik van een schroefextruder om een continue coating te realiseren:
① Temperatuurregeling: XLPE vereist een drietraps temperatuurregeling (toevoerzone 120 °C → compressiezone 150 °C → homogenisatiezone 180 °C).
② Diktecontrole: De excentriciteit moet ≤5% zijn (zoals gespecificeerd in GB/T 2951.11).
③ Koelmethode: Gradiëntkoeling in een waterbak om kristallisatie-spanningsscheuren te voorkomen.
1.3 Toepassingsscenario's
① Stroomoverdracht: XLPE-geïsoleerde kabels van 35 kV en lager (GB/T 12706).
② Kabelbomen voor auto's: Dunwandige PVC-isolatie (ISO 6722-norm, dikte 0,13 mm).
③ Speciale kabels: PTFE-geïsoleerde coaxkabels (ASTM D3307).
2. Proces voor het in de lengte omwikkelen
2.1 Materiaalselectie
① Metalen strips: 0,15 mmgegalvaniseerde stalen tape(Volgens GB/T 2952-vereisten), met kunststof beklede aluminiumtape (Al/PET/Al-structuur).
② Waterdichtingsmaterialen: Waterdichtingstape met smeltlijmcoating (zwelsnelheid ≥500%).
③ Lasmaterialen: ER5356 aluminium lasdraad voor argonbooglassen (AWS A5.10-norm).
2.2 Kerntechnologieën
Het proces van het in de lengterichting wikkelen omvat drie kernstappen:
① Strookvorming: Het buigen van platte stroken tot een U-vorm → O-vorm door middel van meertrapswalsen.
② Continu lassen: Hoogfrequent inductielassen (frequentie 400 kHz, snelheid 20 m/min).
③ Online inspectie: vonkenmeter (testspanning 9 kV/mm).
2.3 Typische toepassingen
① Onderzeese kabels: Dubbellaagse stalen strip met longitudinale omwikkeling (IEC 60840 norm, mechanische sterkte ≥400 N/mm²).
② Mijnbouwkabels: Gegolfde aluminium mantel (MT 818.14 druksterkte ≥20 MPa).
③ Communicatiekabels: Aluminium-kunststofcomposiet met longitudinale afscherming (transmissieverlies ≤0,1 dB/m bij 1 GHz).
3. Spiraalvormig wikkelproces
3.1 Materiaalcombinaties
① Micatape: Muscovietgehalte ≥95% (GB/T 5019.6), brandwerendheidstemperatuur 1000 °C/90 min.
② Halfgeleidende tape: Koolstofzwartgehalte 30%～40% (volumeweerstand 10²～10³ Ω·cm).
③ Composiet tapes: Polyesterfolie + non-woven stof (dikte 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Procesparameters
① Wikkelhoek: 25°～55° (een kleinere hoek zorgt voor een betere buigweerstand).
② Overlapverhouding: 50%～70% (brandwerende kabels vereisen een overlap van 100%).
③ Spanningsregeling: 0,5～2 N/mm² (gesloten-lusregeling van de servomotor).
3.3 Innovatieve toepassingen
① Kernenergiekabels: Omwikkeld met drie lagen mica-tape (gekwalificeerd volgens de LOCA-test volgens de IEEE 383-norm).
② Supergeleidende kabels: Omwikkeling met halfgeleidende, waterafstotende tape (kritische stroomretentie ≥98%).
③ Hoogfrequentkabels: PTFE-foliewikkeling (diëlektrische constante 2,1 bij 1 MHz).
4. Dompelcoatingproces
4.1 Coatingsystemen
① Asfaltcoatings: Penetratie 60～80 (0,1 mm) bij 25°C (GB/T 4507).
② Polyurethaan: Tweecomponentensysteem (NCO∶OH = 1,1∶1), hechting ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanocoatings: SiO₂-gemodificeerde epoxyhars (zoutsproeitest >1000 uur).
4.2 Procesverbeteringen
① Vacuümimpregnatie: Druk van 0,08 MPa gedurende 30 min aangehouden (poriënvullingsgraad >95%).
② UV-uitharding: Golflengte 365 nm, intensiteit 800 mJ/cm².
③ Gradiëntdrogen: 40°C × 2 uur → 80°C × 4 uur → 120°C × 1 uur.
4.3 Speciale toepassingen
① Bovenleidingen: Grafeen-gemodificeerde anticorrosiecoating (dichtheid van zoutafzetting met 70% verminderd).
② Scheepskabels: Zelfherstellende polyureacoating (hersteltijd van scheuren <24 uur).
③ Begraven kabels: Halfgeleidende coating (aardingsweerstand ≤5 Ω·km).
5 Conclusie
Met de ontwikkeling van nieuwe materialen en intelligente apparatuur evolueren isolatieprocessen naar composietvorming en digitalisering. Zo maakt de gecombineerde extrusie- en longitudinale wikkeltechnologie de geïntegreerde productie mogelijk van drielaagse co-extrusie + aluminium mantel, en maken 5G-communicatiekabels gebruik van nano-coating + wikkelcomposietisolatie. Toekomstige procesinnovatie moet de optimale balans vinden tussen kostenbeheersing en prestatieverbetering, om zo de hoogwaardige ontwikkeling van de kabelindustrie te stimuleren.
Geplaatst op: 31 december 2025