De structurele componenten van draad- en kabelproducten kunnen over het algemeen worden onderverdeeld in vier hoofdstructurele onderdelen: geleiders, isolatielagen, afschermingslagen en mantels, evenals vulelementen en trekelementen, enz. Afhankelijk van de gebruiksvereisten en toepassingsscenario's van de producten hebben sommige producten uiterst eenvoudige structuren, met slechts één structureel onderdeel, de draad, zoals bovengrondse blanke draden, bovenleidingen, koper-aluminium busbars (busbars), enz. De externe elektrische isolatie van deze producten wordt verzekerd door het gebruik van isolatoren en de ruimtelijke afstand tijdens de installatie en het leggen (dat wil zeggen door het gebruik van luchtisolatie).
De overgrote meerderheid van de draad- en kabelproducten heeft exact dezelfde dwarsdoorsnede (productiefouten buiten beschouwing gelaten) en bestaat uit lange stroken. Dit wordt bepaald door het feit dat ze worden gebruikt om circuits of spoelen in systemen of apparatuur te vormen. Daarom is het bij het bestuderen en analyseren van de structurele samenstelling van kabelproducten alleen nodig om de dwarsdoorsneden te observeren en analyseren.
Hieronder volgt een gedetailleerde analyse van de samenstelling van de kabelstructuur en de kabelmaterialen:
1. Samenstelling van de kabelstructuur: geleider
Draden zijn de meest fundamentele en onmisbare hoofdcomponenten voor producten die de functie van het overbrengen van stroom of elektromagnetische golven vervullen. 'Draad' is de afkorting van 'geleidende kern'.
Welke materialen worden gebruikt in kabelgeleiders? De materialen van geleiders zijn over het algemeen gemaakt van non-ferrometalen met een uitstekende elektrische geleidbaarheid, zoals koper en aluminium. De optische kabels die worden gebruikt in de optische communicatienetwerken die zich de afgelopen drie decennia razendsnel hebben ontwikkeld, gebruiken optische vezels als geleiders.
2. Samenstelling van de kabelstructuur: isolatielaag
De isolatielaag is een component die de omtrek van de draad bedekt en dient als elektrische isolator. Dat wil zeggen, het zorgt ervoor dat de overgedragen stroom of elektromagnetische golven, of lichtgolven, zich alleen door de draad voortplanten en niet naar buiten stromen. De potentiaal op de geleider (dat wil zeggen het potentiaalverschil dat ontstaat ten opzichte van de omringende objecten, oftewel de spanning) kan worden geïsoleerd. Dat wil zeggen, het is noodzakelijk om zowel de normale transmissiefunctie van de draad als de veiligheid van externe objecten en personen te garanderen. Draden en isolatielagen zijn de twee basiscomponenten die aanwezig moeten zijn om kabelproducten te vormen (met uitzondering van blanke draden).
Wat zijn kabelisolatiematerialen? In de huidige draden en kabels vallen kabelisolatiematerialen hoofdzakelijk in twee categorieën: kunststoffen en rubber. Polymeermaterialen zijn dominant, wat resulteert in een breed scala aan draad- en kabelproducten die geschikt zijn voor verschillende toepassingen en omgevingseisen. Veelvoorkomende isolatiematerialen voor draden en kabels zijn polyvinylchloride (PVC),vernet polyethyleen (XLPE), fluorkunststoffen, rubberverbindingen, ethyleenpropyleenrubberverbindingen en siliconenrubberisolatiematerialen.
3. Samenstelling van de kabelstructuur: mantel
Wanneer draad- en kabelproducten in verschillende omgevingen worden geïnstalleerd en gebruikt, moeten er componenten zijn die het gehele product beschermen, met name de isolatielaag. Dit is de mantel. Omdat isolatiematerialen uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen van alle soorten moeten hebben, is het noodzakelijk om een extreem hoge zuiverheid en een extreem laag gehalte aan onzuiverheden te eisen. Vaak is het onmogelijk om rekening te houden met de beschermende capaciteit tegen de buitenwereld. Daarom moeten verschillende beschermende structuren verantwoordelijk zijn voor het weerstaan van verschillende mechanische krachten van buitenaf (d.w.z. installatie, gebruikslocatie en tijdens gebruik), weerstand tegen de atmosferische omgeving, weerstand tegen chemicaliën of oliën, preventie van biologische schade en vermindering van brandgevaar. De belangrijkste functies van kabelmantels zijn waterdichtheid, vlamvertraging, brandwerendheid en corrosiepreventie. Veel kabelproducten die specifiek zijn ontworpen voor goede buitenomgevingen (zoals schone, droge en binnenomgevingen zonder mechanische externe krachten), of die zijn gemaakt van isolatiematerialen die inherent een bepaalde mechanische sterkte en weersbestendigheid bezitten, kunnen het stellen zonder de beschermende laag.
Welke soorten kabelmantelmaterialen zijn er? De belangrijkste kabelmantelmaterialen zijn rubber, kunststof, coating, siliconen en diverse vezelproducten, enz. De kenmerken van de rubberen en kunststof beschermlaag zijn zachtheid en lichtheid, en het wordt veel gebruikt in mobiele kabels. Omdat zowel rubber als kunststof echter een zekere mate van waterdoorlatendheid hebben, kunnen ze alleen worden toegepast wanneer hoogpolymeermaterialen met een hoge vochtbestendigheid worden gebruikt als kabelisolatie. Sommige gebruikers vragen zich dan misschien af waarom kunststof als beschermlaag op de markt wordt gebruikt? Vergeleken met de eigenschappen van kunststofmantels hebben rubbermantels een hogere elasticiteit en flexibiliteit, zijn ze beter bestand tegen veroudering, maar hun productieproces is relatief complexer. Kunststofmantels hebben betere mechanische eigenschappen en waterbestendigheid, en zijn rijk aan grondstoffen, goedkoop en gemakkelijk te verwerken. Daarom worden ze op de markt vaker gebruikt. Branchegenoten moeten opmerken dat er nog een ander type metalen mantel bestaat. Metalen mantels hebben niet alleen mechanische beschermingsfuncties, maar ook de hieronder genoemde afschermende functie. Ze beschikken ook over eigenschappen zoals corrosiebestendigheid, druk- en treksterkte, en waterbestendigheid, waardoor vocht en andere schadelijke stoffen niet in de kabelisolatie kunnen dringen. Daarom worden ze veel gebruikt als mantel voor met olie geïmpregneerde, met papier geïsoleerde stroomkabels met een slechte vochtbestendigheid.
4. Samenstelling van de kabelstructuur: Afschermingslaag
De afschermingslaag is een belangrijk onderdeel van kabelproducten voor het bereiken van isolatie van elektromagnetische velden. Het voorkomt niet alleen dat interne elektromagnetische signalen weglekken en interfereren met externe instrumenten, meters of andere leidingen, maar blokkeert ook externe elektromagnetische golven die via koppeling het kabelsysteem binnendringen. Structureel gezien bevindt de afschermingslaag zich niet alleen aan de buitenkant van de kabel, maar bevindt zich ook tussen de paren of groepen draden in meeraderige kabels, waardoor meerlaagse "elektromagnetische isolatieschermen" ontstaan. In de afgelopen jaren, met de toenemende eisen aan hoogfrequente communicatiekabels en anti-interferentie, zijn afschermingsmaterialen geëvolueerd van traditioneel gemetalliseerd papier en halfgeleiderpapiertapes naar meer geavanceerde composietmaterialen zoalsaluminiumfolie mylar tapes, koperfolie mylar tapes en kopertapes. Veelvoorkomende afschermingsstructuren omvatten interne afschermingslagen gemaakt van geleidende polymeren of halfgeleidende tapes, evenals externe afschermingslagen zoals longitudinale kopertapewikkeling en gevlochten kopergaas. De gevlochten laag maakt meestal gebruik van vertind koper om de corrosiebestendigheid te verbeteren. Voor speciale toepassingsscenario's, zoals variabele-frequentiekabels met kopertape + koperdraadcomposietafscherming, datakabels met aluminiumfolie longitudinale wikkeling + gestroomlijnd ontwerp, en medische kabels die verzilverde koperen gevlochten lagen met een hoge dekking vereisen. Met de komst van het 5G-tijdperk is de hybride afschermingsstructuur van aluminium-kunststof composiettape en vertind koperdraadweefsel de gangbare oplossing geworden voor hoogfrequente kabels. Uit de praktijk blijkt dat de afschermingslaag zich heeft ontwikkeld van een accessoire structuur tot een onafhankelijke kerncomponent van de kabel. Bij de materiaalkeuze moet rekening worden gehouden met frequentiekarakteristieken, buigprestaties en kostenfactoren om te voldoen aan de elektromagnetische compatibiliteitseisen van verschillende toepassingsscenario's.
5. Samenstelling van de kabelstructuur: gevulde structuur
Veel draad- en kabelproducten zijn meeraderig. Zo zijn de meeste laagspanningskabels vier- of vijfaderig (geschikt voor driefasensystemen), en worden stedelijke telefoonkabels geleverd in 800 paren, 1200 paren, 2400 paren tot 3600 paren. Nadat deze geïsoleerde draadkernen of -paren zijn bekabeld (of meerdere keren in groepen zijn bekabeld), doen zich twee problemen voor: ten eerste is de vorm niet rond en ten tweede zijn er grote openingen tussen de geïsoleerde draadkernen. Daarom moet er tijdens het bekabelen een vulstructuur worden toegevoegd. Deze vulstructuur is bedoeld om de buitendiameter van de bekabeling relatief rond te maken, wat bevorderlijk is voor het wikkelen en extruderen van de mantel, en tevens om de kabelstructuur stabiel en de binnenkant sterk te maken. Tijdens gebruik (bij het uitrekken, samendrukken en buigen tijdens de productie en het leggen) wordt de kracht gelijkmatig uitgeoefend zonder de interne structuur van de kabel te beschadigen. Hoewel de vulstructuur een hulpstructuur is, is deze ook noodzakelijk. Er gelden gedetailleerde voorschriften voor de materiaalkeuze en de vormgeving.
Kabelvulmaterialen: Kabelvulmaterialen bestaan doorgaans uit polypropyleentape, non-woven PP-touw, henneptouw of relatief goedkope materialen gemaakt van gerecycled rubber. Om als kabelvulmateriaal te worden gebruikt, moet het de volgende eigenschappen hebben: het mag geen schadelijke effecten hebben op de geïsoleerde kabelkern, mag niet hygroscopisch zijn, mag niet krimpen en mag niet corroderen.
6. Samenstelling van de kabelstructuur: Treksterkte-elementen
Traditionele draad- en kabelproducten vertrouwen op de pantserlaag van de mantel om externe trekkrachten of trekkrachten veroorzaakt door hun eigen gewicht te weerstaan. De typische structuren zijn staalbandpantsering en staaldraadpantsering (voor onderzeese kabels worden bijvoorbeeld dikke staaldraden met een diameter van 8 mm gebruikt en getordeerd om de pantserlaag te vormen). Om de optische vezels echter te beschermen tegen kleine trekkrachten en lichte vervorming van de vezels te voorkomen die de transmissieprestaties zouden kunnen beïnvloeden, is de structuur van de optische glasvezelkabel voorzien van primaire en secundaire mantel en speciale trekkrachtcomponenten. Bovendien, als de hoofdtelefoonkabel van een mobiele telefoon een structuur heeft waarbij fijn koperdraad of dun koperband om synthetische vezelfilamenten is gewikkeld en aan de buitenkant een isolatielaag is geëxtrudeerd, is dit synthetische vezelfilament het trekelement. Concluderend, in de speciale, kleine en flexibele producten die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld en die meerdere buig- en torsietoepassingen vereisen, spelen trekelementen een belangrijke rol.
Welke materialen zijn inbegrepen voor kabeltrekcomponenten: stalen strips, stalen draden en roestvrijstalen folies
Plaatsingstijd: 25-04-2025