Структурните компоненти на телените и кабелните продукти могат да бъдат разделени на четири основни структурни части: проводници, изолационни слоеве, екраниращи слоеве и обвивки, както и пълнежни елементи и опънни елементи и др. В зависимост от изискванията за употреба и сценариите на приложение на продуктите, някои продукти имат изключително прости структури, само с един структурен компонент - проводника, като например голи надземни проводници, контактни проводници, медно-алуминиеви шини (шинни) и др. Външната електрическа изолация на тези продукти се осигурява чрез използване на изолатори и пространствено разстояние по време на монтаж и полагане (т.е. чрез използване на въздушна изолация).
По-голямата част от телените и кабелните продукти имат абсолютно еднаква форма на напречното сечение (без да се вземат предвид производствените грешки) и са под формата на дълги ленти. Това се определя от характеристиката, че те се използват за образуване на вериги или намотки в системи или оборудване. Следователно, при изучаване и анализ на структурния състав на кабелните продукти е необходимо да се наблюдава и анализира само от техните напречни сечения.
Следва подробен анализ на състава на кабелната структура и кабелните материали:
1. Състав на кабелната структура: Проводник
Проводниците са най-основните и незаменими основни компоненти за продуктите, изпълняващи функцията за предаване на ток или електромагнитна вълнова информация. Тел е съкращение от „проводяща сърцевина“.
Какви материали са включени в кабелните проводници? Материалите на проводниците обикновено са изработени от цветни метали с отлична електрическа проводимост, като мед и алуминий. Оптичните кабели, използвани в оптичните комуникационни мрежи, които се развиха бързо през последните три десетилетия, използват оптични влакна като проводници.
2. Състав на кабелната структура: Изолационен слой
Изолационният слой е компонент, който покрива периферията на проводника и служи като електрически изолатор. Тоест, той може да гарантира, че предаваният ток или електромагнитни вълни, светлинни вълни, се разпространяват само по проводника и не се разпространяват навън. Потенциалът върху проводника (т.е. потенциалната разлика, образувана спрямо околните обекти, т.е. напрежението) може да бъде изолиран. Тоест, необходимо е да се осигури както нормалната преносна функция на проводника, така и безопасността на външни обекти и хора. Проводниците и изолационните слоеве са двата основни компонента, които трябва да присъстват, за да се съставят кабелните продукти (с изключение на голите проводници).
Какво представляват изолационните материали за кабели: В днешните проводници и кабели класификацията на изолационните материали за кабели се разделя главно на две категории: пластмаси и гума. Полимерните материали са доминиращи, което води до голямо разнообразие от телени и кабелни продукти, подходящи за различни приложения и екологични изисквания. Често срещаните изолационни материали за проводници и кабели включват поливинилхлорид (PVC),омрежен полиетилен (XLPE), флуоропласти, каучукови смеси, етиленпропиленови каучукови смеси и изолационни материали от силиконов каучук.
3. Състав на кабелната структура: Обвивка
Когато кабелните и телени продукти се инсталират и експлоатират в различни среди, е необходимо да има компоненти, които защитават целия продукт, особено изолационния слой. Това е обвивката. Тъй като изолационните материали трябва да имат отлични електрически изолационни свойства от всякакъв вид, е необходимо да се изисква изключително висока чистота и изключително ниско съдържание на примеси в материалите. Често е невъзможно да се вземе предвид защитният им капацитет срещу външния свят. Следователно, различни защитни конструкции трябва да са отговорни за устойчивостта или съпротивлението на различни механични сили отвън (т.е. монтаж, място на употреба и по време на употреба), устойчивост на атмосферна среда, устойчивост на химикали или масла, предотвратяване на биологични повреди и намаляване на опасностите от пожар. Основните функции на кабелните обвивки са хидроизолация, забавяне на горенето, пожароустойчивост и предотвратяване на корозия. Много кабелни продукти, специално проектирани за добри външни среди (като чисти, сухи и вътрешни среди, свободни от механични външни сили), или такива с изолационни материали, които по своята същност притежават определена механична якост и устойчивост на атмосферни влияния, могат да се справят без защитния слой.
Какви видове материали за обвивка на кабели има? Основните материали за обвивка на кабели включват гума, пластмаса, покрития, силикон и различни влакнести продукти и др. Характеристиките на гумения и пластмасов защитен слой са мекота и лекота и той се използва широко в мобилните кабели. Тъй като обаче както гумените, така и пластмасовите материали имат определена степен на водопропускливост, те могат да се прилагат само когато като изолация на кабели се използват високополимерни материали с висока устойчивост на влага. Тогава някои потребители може да попитат защо пластмасата се използва като защитен слой на пазара? В сравнение с характеристиките на пластмасовите обвивки, гумените обвивки имат по-висока еластичност и гъвкавост, по-устойчиви са на стареене, но производственият им процес е сравнително по-сложен. Пластмасовите обвивки имат по-добри механични свойства и водоустойчивост, богати са на ресурси, ниски са на цена и лесни за обработка. Следователно, те се използват по-широко на пазара. Трябва да се отбележи от колегите от индустрията, че има друг вид метална обвивка. Металните обвивки имат не само механични защитни функции, но и екранираща функция, спомената по-долу. Те също така притежават свойства като устойчивост на корозия, якост на натиск и опън, както и водоустойчивост, което може да предотврати навлизането на влага и други вредни вещества във вътрешността на изолацията на кабела. Поради това те се използват широко като обвивки за импрегнирани с масло хартиено-изолирани силови кабели с лоша влагоустойчивост.
4. Състав на кабелната структура: Защитен слой
Екраниращият слой е ключов компонент в кабелните продукти за постигане на изолация на електромагнитното поле. Той може не само да предотврати изтичането на вътрешни електромагнитни сигнали и смущенията им във външни инструменти, измервателни уреди или други линии, но и да блокира навлизането на външни електромагнитни вълни в кабелната система чрез свързване. Структурно екраниращият слой не е разположен само от външната страна на кабела, но съществува и между двойките или групите проводници в многожилните кабели, образувайки многостепенни „електромагнитни изолационни екрани“. През последните години, с нарастващите изисквания за високочестотни комуникационни кабели и защита от смущения, екраниращите материали са еволюирали от традиционна метализирана хартия и полупроводникови хартиени ленти до по-модерни композитни материали като...алуминиево фолио майларови ленти, медно фолио майларни ленти и медни ленти. Често срещаните екраниращи структури включват вътрешни екраниращи слоеве, изработени от проводими полимери или полупроводникови ленти, както и външни екраниращи слоеве, като надлъжно обвиване с медна лента и оплетена медна мрежа. Сред тях, оплетеният слой най-често използва калайдисана мед за подобряване на устойчивостта на корозия. За специални сценарии на приложение, като например кабели с променлива честота, използващи композитно екраниране с медна лента + медна тел, кабели за данни, използващи надлъжно обвиване с алуминиево фолио + рационализиран дизайн, и медицински кабели, изискващи високопокрити посребрени медни оплетени слоеве. С настъпването на 5G ерата, хибридната екранираща структура от алуминиево-пластмасова композитна лента и оплитане с калайдисана медна тел се превърна в основно решение за високочестотни кабели. Практиката в индустрията показва, че екраниращият слой се е развил от допълнителна структура до независим основен компонент на кабела. Изборът на материали за него трябва да отчита цялостно честотните характеристики, характеристиките на огъване и факторите на разходите, за да отговаря на изискванията за електромагнитна съвместимост на различните сценарии на приложение.
5. Състав на кабелната конструкция: Запълнена конструкция
Много кабелни и телени продукти са многожилни. Например, повечето нисковолтови силови кабели са четирижилни или петжилни (подходящи за трифазни системи), а градските телефонни кабели се предлагат в 800, 1200, 2400 до 3600 чифта. След като тези изолирани жила или чифтове се окабелят (или се окабелят групово многократно), има два проблема: единият е, че формата не е кръгла, а другият е, че има големи празнини между изолираните жила. Следователно, по време на окабеляването трябва да се добави запълваща структура. Запълващата структура е предназначена да направи външния диаметър на кабела относително кръгъл, което е благоприятно за увиване и екструдиране на обвивката, а също така да направи кабелната структура стабилна и вътрешността здрава. По време на употреба (при разтягане, компресиране и огъване по време на производство и полагане), силата се прилага равномерно, без да се поврежда вътрешната структура на кабела. Следователно, въпреки че запълващата структура е спомагателна структура, тя също е необходима и има подробни разпоредби за избора на материал и дизайна на формата ѝ.
Материали за пълнеж на кабели: Обикновено пълнителите за кабели включват полипропиленова лента, нетъкано PP въже, конопено въже или сравнително евтини материали, изработени от рециклирана гума. За да се използва като материал за пълнеж на кабели, той трябва да притежава характеристиките да не причинява неблагоприятно въздействие върху изолираната сърцевина на кабела, да не е хигроскопичен сам по себе си, да не е склонен към свиване и да не корозира.
6. Състав на кабелната конструкция: Опънови елементи
Традиционните продукти от проводници и кабели разчитат на брониращия слой на обвивката, за да издържат на външни сили на опън или сили на опън, причинени от собственото им тегло. Типичните структури са брониране от стоманена лента и брониране от стоманена тел (например, за подводни кабели се използват дебели стоманени проводници с диаметър 8 мм, които се усукват, за да образуват брониращия слой). Въпреки това, за да се предпазят оптичните влакна от малки сили на опън и да се предотврати лека деформация на влакната, която би могла да повлияе на предавателните характеристики, структурата на оптичния кабел е оборудвана с първична и вторична обвивка, както и със специални компоненти за сила на опън. Освен това, ако кабелът за слушалки на мобилен телефон приема структура, при която фина медна тел или тънка медна лента е навита около синтетични влакнести нишки и изолационен слой е екструдиран отвън, тези синтетични влакнести нишки са опънният елемент. В заключение, в специалните, малки и гъвкави продукти, разработени през последните години, които изискват многократно огъване и усукване, опънните елементи играят основна роля.
Какви материали са включени за кабелните опънни компоненти: стоманени ленти, стоманени телове и фолиа от неръждаема стомана
Време на публикуване: 25 април 2025 г.