Els components estructurals dels productes de filferro i cable es poden dividir generalment en quatre parts principals:conductors, capes d'aïllament, capes de blindatge i protecció, juntament amb components de farciment i elements de tracció. Segons els requisits d'ús i els escenaris d'aplicació, algunes estructures de productes són força simples, i només tenen conductors com a component estructural, com ara cables nus aeris, cables de xarxa de contacte, barres de coure-alumini (busbars), etc. L'aïllament elèctric extern d'aquests productes es basa en aïllants durant la instal·lació i la distància espacial (és a dir, aïllament a l'aire) per garantir la seguretat.
1. Conductors
Els conductors són els components més fonamentals i indispensables responsables de la transmissió de corrent elèctric o informació d'ones electromagnètiques dins d'un producte. Els conductors, sovint anomenats nuclis de filferro conductor, estan fets de metalls no ferrosos d'alta conductivitat com el coure, l'alumini, etc. Els cables de fibra òptica utilitzats en xarxes de comunicació òptica en ràpida evolució durant els darrers trenta anys utilitzen fibres òptiques com a conductors.
2. Capes d'aïllament
Aquests components envolten els conductors, proporcionant aïllament elèctric. Asseguren que el corrent o les ones electromagnètiques/òptiques transmeses només viatgin al llarg del conductor i no cap a l'exterior. Les capes d'aïllament eviten que el potencial (és a dir, el voltatge) del conductor influeixi en els objectes circumdants i garanteixen tant la funció de transmissió normal del conductor com la seguretat externa per als objectes i les persones.
Els conductors i les capes d'aïllament són els dos components fonamentals necessaris per als productes de cable (excepte els cables nus).
En diverses condicions ambientals durant la instal·lació i el funcionament, els productes de filferro i cable han de tenir components que ofereixin protecció, especialment per a la capa d'aïllament. Aquests components es coneixen com a capes protectores.
Com que els materials aïllants han de posseir excel·lents propietats d'aïllament elèctric, requereixen una alta puresa amb un contingut mínim d'impureses. Tanmateix, aquests materials sovint no poden proporcionar simultàniament protecció contra factors externs (és a dir, forces mecàniques durant la instal·lació i l'ús, resistència a les condicions atmosfèriques, productes químics, olis, amenaces biològiques i riscos d'incendi). Aquests requisits es gestionen mitjançant diverses estructures de capes protectores.
Per a cables dissenyats específicament per a entorns externs favorables (per exemple, espais interiors nets, secs i sense forces mecàniques externes), o en casos en què el material de la capa d'aïllament en si mateix presenta una certa resistència mecànica i resistència al clima, pot ser que no hi hagi cap requisit d'una capa protectora com a component.
4. Blindatge
És un component dels productes de cable que aïlla el camp electromagnètic dins del cable dels camps electromagnètics externs. Fins i tot entre diferents parells o grups de cables dins dels productes de cable, és necessari un aïllament mutu. La capa de blindatge es pot descriure com una "pantalla d'aïllament electromagnètic".
Durant molts anys, la indústria ha considerat la capa de blindatge com una part de l'estructura de la capa protectora. Tanmateix, es proposa que es consideri com un component separat. Això es deu al fet que la funció de la capa de blindatge no és només aïllar electromagnèticament la informació transmesa dins del producte de cable, evitant que es filtri o causi interferències a instruments externs o altres línies, sinó també evitar que les ones electromagnètiques externes entrin al producte de cable a través de l'acoblament electromagnètic. Aquests requisits difereixen de les funcions tradicionals de la capa protectora. A més, la capa de blindatge no només es col·loca externament al producte, sinó que també es col·loca entre cada parell de cables o diversos parells d'un cable. Durant l'última dècada, a causa del ràpid desenvolupament dels sistemes de transmissió d'informació que utilitzen cables i fils, juntament amb un nombre creixent de fonts d'interferència d'ones electromagnètiques a l'atmosfera, la varietat d'estructures blindades s'ha multiplicat. La comprensió que la capa de blindatge és un component fonamental dels productes de cable s'ha acceptat àmpliament.
Molts productes de cables i filferros són multinucli, com ara la majoria de cables d'alimentació de baixa tensió que són cables de quatre o cinc nuclis (adequats per a sistemes trifàsics), i cables telefònics urbans que van des de 800 parells fins a 3600 parells. Després de combinar aquests nuclis o parells de filferros aïllats en un cable (o agrupar-los diverses vegades), existeixen formes irregulars i grans espais entre els nuclis o parells de filferros aïllats. Per tant, s'ha d'incorporar una estructura de farciment durant el muntatge del cable. L'objectiu d'aquesta estructura és mantenir un diàmetre exterior relativament uniforme en l'enrotllament, facilitant l'embolcall i l'extrusió de la funda. A més, garanteix l'estabilitat del cable i la integritat de l'estructura interna, distribuint les forces uniformement durant l'ús (estirament, compressió i flexió durant la fabricació i el col·locació) per evitar danys a l'estructura interna del cable.
Per tant, tot i que l'estructura d'ompliment és auxiliar, és necessària. Existeixen regulacions detallades pel que fa a la selecció de materials i el disseny d'aquesta estructura.
Els productes tradicionals de filferro i cable solen basar-se en la capa blindada de la capa protectora per suportar forces de tracció externes o la tensió causada pel seu propi pes. Les estructures típiques inclouen l'armadura de cinta d'acer i l'armadura de filferro d'acer (com ara l'ús de filferros d'acer de 8 mm de gruix, trenats en una capa blindada, per a cables submarins). Tanmateix, en els cables de fibra òptica, per protegir la fibra de forces de tracció menors, evitant qualsevol lleugera deformació que pugui afectar el rendiment de transmissió, s'incorporen recobriments primaris i secundaris i components de tracció especialitzats a l'estructura del cable. Per exemple, en els cables d'auriculars de telèfons mòbils, un filferro de coure fi o una cinta de coure fina enrotllada al voltant de fibra sintètica s'extrudeix amb una capa aïllant, on la fibra sintètica actua com a component de tracció. En general, en els darrers anys, en el desenvolupament de productes especials petits i flexibles que requereixen múltiples corbes i girs, els elements de tracció tenen un paper important en el desenvolupament de productes especials petits i flexibles que requereixen múltiples corbes i girs, els elements de tracció tenen un paper important.
Data de publicació: 19 de desembre de 2023