Съвременните електрически системи разчитат на взаимовръзки между различни устройства, печатни платки и периферни устройства. Независимо дали предават енергия или електрически сигнали, кабелите са гръбнакът на кабелните връзки, което ги прави неразделна част от всички системи.
Въпреки това, значението на кабелните обвивки (външният слой, който обгражда и защитава вътрешните проводници) често се подценява. Изборът на правилния материал за кабелната обвивка е критично решение при проектирането и производството на кабели, особено когато се използват в тежки условия. Разбирането на баланса между механични характеристики, устойчивост на околната среда, гъвкавост, цена и съответствие с регулаторните изисквания е ключово за вземането на мъдър избор.
В основата на обвивката на кабела е екран, който предпазва и осигурява живота и надеждността на вътрешното жило. Тази защита предпазва от влага, химикали, UV лъчение и физически натоварвания като абразия и удар.
Материалите за кабелни обвивки варират от прости пластмаси до усъвършенствани полимери, всеки с уникални свойства, за да отговори на специфични екологични и механични изисквания. Процесът на избор е от решаващо значение, защото правилният материал осигурява оптимална производителност и защита при очакваните условия на употреба.
Няма универсално решение за кабелни обвивки. Избраният материал може да варира значително в зависимост от специфичните обстоятелства на приложението.
Има няколко фактора, които трябва да се вземат предвид при избора на подходящ материал за обвивка на кабела.
1. Условия на околната среда
Химическата устойчивост е критичен фактор при избора на кабелна обвивка, тъй като кабелите могат да се сблъскат с масла, разтворители, киселини или основи, в зависимост от тяхното приложение. Добре подбраната кабелна обвивка може да предотврати разграждането или корозията на основните ѝ компоненти, като по този начин запази целостта на кабела през целия му експлоатационен живот. Например, в промишлена среда, където излагането на химикали е често срещано, е изключително важно да се изберат материали, които могат да издържат на такива тежки условия. Тук трябва да се оценят специфичните химикали, на които ще бъде изложен кабелът, тъй като това определя необходимостта от специализирани материали като флуорополимери за постигане на изключителна химическа устойчивост.
Устойчивостта на атмосферни влияния и слънчева светлина е друг ценен фактор, особено за кабели, използвани на открито. Продължителното излагане на слънчева светлина може да отслаби традиционните материали, което води до крехкост и евентуална повреда. Материалите, проектирани да устояват на UV лъчение, гарантират, че кабелът остава функционален и издръжлив дори при интензивна слънчева светлина. За такива приложения идеалните материали са CPE термопласти, CPE термостати или EPR термостати. Други съвременни материали, като например омрежен полиетилен (XLPE), са разработени, за да осигурят подобрена UV устойчивост, осигурявайки дълготрайността на кабела при приложения на открито.
Освен това, в среди, където рискът от пожар е от значение, изборът на кабелна обвивка, която е огнеупорна или самозагасваща се, може да бъде животоспасяващ избор. Тези материали са предназначени да спрат разпространението на пламъци, добавяйки важен слой безопасност в критични приложения. За огнеупорност, отличните варианти включватПВЦтермопласти и CPE термопласти. Такива материали могат да забавят разпространението на пламъците, като същевременно намалят емисиите на токсични газове по време на горене.
2. Механични свойства
Устойчивостта на износване, силата на удар и способността за смачкване на кабелната обвивка влияят пряко върху издръжливостта на полиуретана. Това е най-необходимо в приложения, където кабелът преминава през труден терен или изисква честа работа. В силно мобилни приложения, като например в роботиката или динамичните машини, изборът на кабелна обвивка с превъзходни механични свойства може да помогне за избягване на честа подмяна и поддръжка. Най-добрите износоустойчиви материали за покрития на обвивката включват полиуретанови термопласти и CPE термопласти.
3. Съображения, свързани с температурата
Работният температурен диапазон на материала на кабелната обвивка може да бъде разликата между успеха или неуспеха на една система. Материалите, които не могат да издържат на работния температурен диапазон на предназначената им среда, могат да станат крехки при студени условия или да се разградят при излагане на високи температури. Това разграждане може да компрометира целостта на кабела и да причини повреда на електрическата изолация, което да доведе до оперативни прекъсвания или опасности за безопасността.
Въпреки че много стандартни кабели могат да бъдат оценени за температури до 105°C, специализираните PVC приложения може да се нуждаят от по-високи температури. За индустрии като нефтената и газовата промишленост, специалните приложения изискват материали, като например материалите от серията SJS на ITT Cannon, които могат да издържат на температури до 200°C. За тези високи температури може да се наложи да се разгледат различни материали, включително PVC от термопластичната страна и CPE или EPR или CPR от страната на термостата. Материалите, които могат да работят в такива среди, могат да издържат на високи температури и да са устойчиви на термично стареене, осигурявайки производителността на кабела с течение на времето.
Помислете за среди с висока температура, като например наземни сондажни платформи. В тези среди с високо налягане и висока температура е необходимо да изберете материал за обвивката на кабела, който може да издържи на екстремни температури, без да се влоши или повреди. В крайна сметка, изборът на правилния материал за обвивката на кабела може да осигури безопасна и надеждна работа, като същевременно удължи живота на оборудването.
4. Необходимостта от гъвкавост
Някои приложения изискват кабелите да останат гъвкави при многократни движения на огъване и усукване. Тази нужда от гъвкавост не намалява нуждата от издръжливост; следователно, материалите трябва да бъдат внимателно подбрани, за да се балансират ефективно тези две изисквания. В тези случаи материали като термопластични еластомери (TPE) или полиуретан (PUR) са предпочитани заради тяхната еластичност и устойчивост.
Кабелите, използвани в индустриалната автоматизация, например, трябва да бъдат изключително гъвкави, за да се съобразят с движението на машини, като например роботи. Мрежестите роботи, използвани за задачи като вземане и поставяне на части, са отличен пример за тази нужда. Техният дизайн позволява диапазон на движение, оказвайки постоянно напрежение върху кабелите, което налага използването на материали, които могат да издържат на огъване и усукване, без да се прави компромис с производителността.
След като се вземат предвид условията на околната среда, механичните свойства, температурата и нуждите от гъвкавост, е важно също да се отбележи, че външният диаметър на кабела ще варира в зависимост от материала. За да се запази екологичността, диаметърът на кабела трябва да остане в рамките на уплътнителните граници на задната обвивка или прикрепването на конектора.
Време на публикуване: 12 август 2024 г.