Strukturne komponente žičanih i kablovskih proizvoda mogu se generalno podijeliti na četiri glavna strukturna dijela: provodnike, izolacijske slojeve, zaštitne slojeve i plašteve, kao i elemente za punjenje i zatezne elemente itd. U skladu sa zahtjevima upotrebe i scenarijima primjene proizvoda, neki proizvodi imaju izuzetno jednostavne strukture, sa samo jednom strukturnom komponentom, žicom, kao što su nadzemne gole žice, kontaktne žice, bakreno-aluminijske sabirnice (sabirnice) itd. Vanjska električna izolacija ovih proizvoda osigurava se korištenjem izolatora i prostornog razmaka tokom instalacije i polaganja (tj. korištenjem zračne izolacije).
Velika većina žičanih i kablovskih proizvoda ima potpuno isti oblik poprečnog presjeka (zanemarujući greške u proizvodnji) i u obliku su dugih traka. To je određeno karakteristikom da se koriste za formiranje strujnih kola ili zavojnica u sistemima ili opremi. Stoga je prilikom proučavanja i analize strukturnog sastava kablovskih proizvoda potrebno samo posmatrati i analizirati njihove poprečne presjeke.
Slijedi detaljna analiza sastava strukture kabla i materijala kabla:
1. Sastav strukture kabla: Provodnik
Žice su najosnovnije i nezamjenjive glavne komponente za proizvode koji obavljaju funkciju prijenosa struje ili elektromagnetskih valova. Žica je skraćenica za provodljivo jezgro.
Koji materijali se nalaze u kablovskim provodnicima? Materijali provodnika su uglavnom napravljeni od obojenih metala sa odličnom električnom provodljivošću, kao što su bakar i aluminijum. Optički kablovi koji se koriste u optičkim komunikacijskim mrežama koje su se brzo razvile u protekle tri decenije koriste optička vlakna kao provodnike.
2. Sastav strukture kabla: Sloj izolacije
Izolacijski sloj je komponenta koja prekriva periferiju žice i služi kao električni izolator. To jest, može osigurati da prenesena struja ili elektromagnetni valovi, svjetlosni valovi putuju samo duž žice i ne teku prema van. Potencijal na provodniku (to jest, potencijalna razlika formirana u odnosu na okolne objekte, odnosno napon) može biti izoliran. To jest, potrebno je osigurati i normalnu prijenosnu funkciju žice i sigurnost vanjskih objekata i ljudi. Žice i izolacijski slojevi su dvije osnovne komponente koje moraju biti prisutne da bi se sastojali kablovski proizvodi (osim golih žica).
Šta su materijali za izolaciju kablova: U današnjim žicama i kablovima, klasifikacija materijala za izolaciju kablova uglavnom se svodi na dvije kategorije: plastika i guma. Polimerni materijali su dominantni, što dovodi do širokog spektra žičanih i kablovskih proizvoda pogodnih za različite namjene i ekološke zahtjeve. Uobičajeni izolacijski materijali za žice i kablove uključuju polivinilhlorid (PVC),umreženi polietilen (XLPE), fluoroplastike, gumene smjese, etilen propilenske gumene smjese i izolacijski materijali od silikonske gume.
3. Sastav strukture kabla: Plašt
Kada se žičani i kablovski proizvodi instaliraju i koriste u različitim okruženjima, moraju postojati komponente koje štite cijeli proizvod, a posebno izolacijski sloj. To je omotač. Budući da se od izolacijskih materijala zahtijevaju odlična električna izolacijska svojstva svih vrsta, potrebno je zahtijevati izuzetno visoku čistoću i izuzetno nizak sadržaj nečistoća u materijalima. Često je nemoguće uzeti u obzir njihov zaštitni kapacitet od vanjskog svijeta. Stoga, različite zaštitne strukture moraju biti odgovorne za izdržavanje ili otpor različitim mehaničkim silama izvana (tj. instalacija, mjesto upotrebe i tokom upotrebe), otpornost na atmosferske uvjete, otpornost na hemikalije ili ulja, sprječavanje bioloških oštećenja i smanjenje opasnosti od požara. Glavne funkcije kablovskih omotača su hidroizolacija, usporavanje plamena, otpornost na vatru i sprječavanje korozije. Mnogi kablovski proizvodi posebno dizajnirani za dobra vanjska okruženja (kao što su čista, suha i unutarnja okruženja bez mehaničkih vanjskih sila) ili oni s izolacijskim materijalima koji inherentno posjeduju određenu mehaničku čvrstoću i otpornost na vremenske uvjete, mogu se snaći bez komponente zaštitnog sloja.
Koje vrste materijala za plašt kablova postoje? Glavni materijali za plašt kablova uključuju gumu, plastiku, premaze, silikon i razne proizvode od vlakana itd. Karakteristike zaštitnog sloja od gume i plastike su mekoća i lakoća, te se široko koristi u mobilnim kablovima. Međutim, budući da i gumeni i plastični materijali imaju određeni stepen propusnosti vode, mogu se primijeniti samo kada se kao izolacija kabla koriste visokopolimerni materijali sa visokom otpornošću na vlagu. Tada se neki korisnici mogu pitati zašto se plastika koristi kao zaštitni sloj na tržištu? U poređenju sa karakteristikama plastičnih plašteva, gumeni plaštevi imaju veću elastičnost i fleksibilnost, otporniji su na starenje, ali je njihov proizvodni proces relativno složeniji. Plastični plaštevi imaju bolja mehanička svojstva i otpornost na vodu, te su bogati resursima, niske cijene i laki za obradu. Stoga se šire koriste na tržištu. Treba napomenuti da postoji još jedna vrsta metalnog plašta. Metalni plaštevi ne samo da imaju mehaničke zaštitne funkcije već i funkciju zaštite spomenutu u nastavku. Također posjeduju svojstva kao što su otpornost na koroziju, tlačna i zatezna čvrstoća te otpornost na vodu, što može spriječiti ulazak vlage i drugih štetnih tvari u unutrašnjost izolacije kabla. Stoga se široko koriste kao plaštevi za energetske kablove impregnirane uljem s izolacijom od papira, koji imaju slabu otpornost na vlagu.
4. Sastav strukture kabla: Zaštitni sloj
Zaštitni sloj je ključna komponenta u kablovskim proizvodima za postizanje izolacije elektromagnetnog polja. On ne samo da može spriječiti curenje unutrašnjih elektromagnetnih signala i ometanje vanjskih instrumenata, mjerača ili drugih vodova, već i blokirati ulazak vanjskih elektromagnetnih valova u kablovski sistem putem spojnica. Strukturno, zaštitni sloj nije postavljen samo na vanjskoj strani kabla, već postoji i između parova ili grupa žica u višežilnim kablovima, formirajući višeslojne "elektromagnetne izolacijske ekrane". Posljednjih godina, s rastućim zahtjevima za visokofrekventne komunikacijske kablove i zaštitu od smetnji, zaštitni materijali su evoluirali od tradicionalnog metaliziranog papira i poluprovodničkih papirnih traka do naprednijih kompozitnih materijala kao što su...aluminijske folije mylar trake, bakrene folije mylar trake i bakrene trake. Uobičajene zaštitne strukture uključuju unutrašnje zaštitne slojeve napravljene od provodljivih polimera ili poluprovodljivih traka, kao i vanjske zaštitne slojeve poput uzdužnog omotavanja bakrenom trakom i pletene bakrene mreže. Među njima, pleteni sloj uglavnom koristi kalajisani bakar radi poboljšanja otpornosti na koroziju. Za posebne scenarije primjene, kao što su kablovi s promjenjivom frekvencijom koji koriste kompozitni oklop od bakrene trake + bakrene žice, podatkovni kablovi koji koriste uzdužno omotavanje aluminijskom folijom + pojednostavljeni dizajn i medicinski kablovi koji zahtijevaju visokopokrivene posrebrene bakrene pletene slojeve. S pojavom 5G ere, hibridna zaštitna struktura od aluminijsko-plastične kompozitne trake i pletenja kalajisane bakrene žice postala je glavno rješenje za visokofrekventne kablove. Industrijska praksa pokazuje da se zaštitni sloj razvio od pomoćne strukture do nezavisne jezgrene komponente kabela. Odabir materijala za njega mora sveobuhvatno uzeti u obzir frekvencijske karakteristike, performanse savijanja i faktore troškova kako bi se zadovoljili zahtjevi elektromagnetske kompatibilnosti različitih scenarija primjene.
5. Sastav kabelske strukture: Ispunjena struktura
Mnogi žičani i kablovski proizvodi su višežilni. Na primjer, većina niskonaponskih energetskih kablova su četverožilni ili petrožilni kablovi (pogodni za trofazne sisteme), a gradski telefonski kablovi dolaze u 800 pari, 1200 pari, 2400 pari do 3600 pari. Nakon što se ove izolirane žičane jezgre ili parovi kabliraju (ili se kabliraju u grupama više puta), postoje dva problema: jedan je da oblik nije okrugao, a drugi je da postoje veliki razmaci između izoliranih žičanih jezgara. Stoga se tokom kabliranja mora dodati struktura za punjenje. Struktura za punjenje služi da vanjski promjer kabla bude relativno okrugao, što pogoduje omotavanju i ekstruziji plašta, a također i da struktura kabla bude stabilna, a unutrašnjost čvrsta. Tokom upotrebe (prilikom istezanja, kompresije i savijanja tokom proizvodnje i polaganja), sila se ravnomjerno primjenjuje bez oštećenja unutrašnje strukture kabla. Stoga, iako je struktura za punjenje pomoćna struktura, ona je također neophodna i postoje detaljni propisi o njenom odabiru materijala i dizajnu oblika.
Materijali za punjenje kablova: Općenito, punila za kablove uključuju polipropilensku traku, netkano PP uže, konopljino uže ili relativno jeftine materijale napravljene od reciklirane gume. Da bi se koristio kao materijal za punjenje kablova, mora imati karakteristike da ne izaziva štetne efekte na izoliranu jezgru kabla, da sam po sebi nije higroskopan, da nije sklon skupljanju i da ne korodira.
6. Sastav kabelske strukture: Vlačni elementi
Tradicionalni žičani i kablovski proizvodi oslanjaju se na oklopni sloj plašta kako bi izdržali vanjske zatezne sile ili zatezne sile uzrokovane vlastitom težinom. Tipične strukture su oklop od čelične trake i oklop od čelične žice (na primjer, za podmorske kablove koriste se debele čelične žice promjera 8 mm koje se uvijaju kako bi se formirao oklopni sloj). Međutim, kako bi se zaštitila optička vlakna od manjih zateznih sila i spriječila blaga deformacija vlakana koja bi mogla utjecati na performanse prijenosa, struktura optičkog kabela opremljena je primarnim i sekundarnim omotačem, kao i namjenskim komponentama za zateznu silu. Osim toga, ako kabel slušalica mobilnog telefona usvoji strukturu u kojoj je fina bakrena žica ili tanka bakrena traka namotana oko sintetičkih vlakana, a izolacijski sloj je ekstrudiran izvana, ova sintetička vlakna su zatezni element. Zaključno, u posebnim, malim i fleksibilnim proizvodima razvijenim posljednjih godina koji zahtijevaju višestruko savijanje i uvijanje, zatezni elementi igraju glavnu ulogu.
Koji su materijali uključeni za komponente za zatezanje kablova: čelične trake, čelične žice i folije od nehrđajućeg čelika
Vrijeme objave: 25. april 2025.