Els components estructurals dels productes de filferro i cable es poden dividir generalment en quatre parts estructurals principals: conductors, capes d'aïllament, capes de blindatge i beines, així com elements de farciment i elements de tracció, etc. Segons els requisits d'ús i els escenaris d'aplicació dels productes, alguns productes tenen estructures extremadament simples, amb només un component estructural, el cable, com ara cables nus aeris, cables de catenària, barres de coure-alumini (busbars), etc. L'aïllament elèctric extern d'aquests productes es garanteix mitjançant l'ús d'aïllants i la distància espacial durant la instal·lació i la col·locació (és a dir, mitjançant l'ús d'aïllament a l'aire).
La gran majoria dels productes de filferro i cable tenen exactament la mateixa forma de secció transversal (ignorant els errors de fabricació) i es presenten en forma de tires llargues. Això ve determinat per la característica que s'utilitzen per formar circuits o bobines en sistemes o equips. Per tant, a l'hora d'estudiar i analitzar la composició estructural dels productes de cable, només cal observar i analitzar a partir de les seves seccions transversals.
A continuació es presenta una anàlisi detallada de la composició de l'estructura del cable i dels materials del cable:
1. Composició de l'estructura del cable: Conductor
Els cables són els components principals més fonamentals i indispensables perquè els productes puguin dur a terme la funció de transmetre informació de corrent o ones electromagnètiques. Wire és l'abreviatura de nucli conductor.
Quins materials s'inclouen en els conductors de cable? Els materials dels conductors generalment estan fets de metalls no ferrosos amb una excel·lent conductivitat elèctrica, com ara el coure i l'alumini. Els cables òptics utilitzats a les xarxes de comunicació òptica que s'han desenvolupat ràpidament en les últimes tres dècades utilitzen fibres òptiques com a conductors.
2. Composició de l'estructura del cable: capa d'aïllament
La capa aïllant és un component que cobreix la perifèria del cable i serveix com a aïllant elèctric. És a dir, pot garantir que el corrent transmès o les ones electromagnètiques, les ones de llum només viatgin al llarg del cable i no flueixin cap a l'exterior. El potencial del conductor (és a dir, la diferència de potencial formada respecte als objectes circumdants, és a dir, el voltatge) es pot aïllar. És a dir, cal garantir tant la funció de transmissió normal del cable com la seguretat dels objectes externs i les persones. Els cables i les capes d'aïllament són els dos components bàsics que han d'estar presents per constituir productes de cable (excepte els cables nus).
Què són els materials d'aïllament de cables? En els cables actuals, la classificació dels materials d'aïllament de cables es divideix principalment en dues categories: plàstics i cautxú. Els materials polimèrics són dominants, donant lloc a una àmplia varietat de productes de cables i filferros adequats per a diferents usos i requisits ambientals. Els materials d'aïllament comuns per a cables i filferros inclouen el clorur de polivinil (PVC),polietilè reticulat (XLPE), fluoroplàstics, compostos de cautxú, compostos de cautxú d'etilè propilè i materials aïllants de cautxú de silicona.
3. Composició de l'estructura del cable: Beina
Quan els productes de cable i filferro s'instal·len i s'utilitzen en diversos entorns diferents, hi ha d'haver components que protegeixin tot el producte, especialment la capa d'aïllament. Aquesta és la funda. Com que els materials aïllants han de tenir excel·lents propietats d'aïllament elèctric de tot tipus, cal exigir una puresa extremadament alta i un contingut d'impureses extremadament baix dels materials. Sovint, és impossible tenir en compte la seva capacitat protectora contra el món exterior. Per tant, diverses estructures protectores han de ser responsables de resistir diverses forces mecàniques de l'exterior (és a dir, instal·lació, lloc d'ús i durant l'ús), resistència a l'entorn atmosfèric, resistència a productes químics o olis, prevenció de danys biològics i reducció de riscos d'incendi. Les funcions principals de les fundes de cable són la impermeabilització, la resistència a la flama, la resistència al foc i la prevenció de la corrosió. Molts productes de cable dissenyats específicament per a bons entorns externs (com ara entorns nets, secs i interiors lliures de forces externes mecàniques), o aquells amb materials d'aïllament que posseeixen inherentment una certa resistència mecànica i resistència a la intempèrie, poden prescindir del component de la capa protectora.
Quins tipus de materials de revestiment de cables hi ha? Els principals materials de revestiment de cables inclouen cautxú, plàstic, recobriment, silicona i diversos productes de fibra, etc. Les característiques de la capa protectora de cautxú i plàstic són suavitat i lleugeresa, i s'utilitza àmpliament en cables mòbils. Tanmateix, com que tant els materials de cautxú com els plàstics tenen un cert grau de permeabilitat a l'aigua, només es poden aplicar quan s'utilitzen materials polimèrics d'alta resistència a la humitat com a aïllament de cables. Aleshores, alguns usuaris es poden preguntar per què s'utilitza plàstic com a capa protectora al mercat? En comparació amb les característiques de les fundes de plàstic, les fundes de cautxú tenen una major elasticitat i flexibilitat, són més resistents a l'envelliment, però el seu procés de fabricació és relativament més complex. Les fundes de plàstic tenen millors propietats mecàniques i resistència a l'aigua, i són abundants en recursos, de baix preu i fàcils de processar. Per tant, s'utilitzen més àmpliament al mercat. Cal destacar pels companys de la indústria que hi ha un altre tipus de funda metàl·lica. Les fundes metàl·liques no només tenen funcions de protecció mecànica, sinó també la funció de blindatge que s'esmenta a continuació. També posseeixen propietats com la resistència a la corrosió, la resistència a la compressió i la tracció i la resistència a l'aigua, que poden evitar que la humitat i altres substàncies nocives entrin a l'interior de l'aïllament del cable. Per tant, s'utilitzen àmpliament com a beines per a cables d'alimentació aïllats en paper impregnat d'oli amb poca resistència a la humitat.
4. Composició de l'estructura del cable: capa de blindatge
La capa de blindatge és un component clau en els productes de cable per aconseguir l'aïllament del camp electromagnètic. No només pot evitar que els senyals electromagnètics interns es filtrin i interfereixin amb instruments externs, mesuradors o altres línies, sinó que també pot bloquejar les ones electromagnètiques externes perquè no entrin al sistema de cable a través de l'acoblament. Estructuralment, la capa de blindatge no només es col·loca a l'exterior del cable, sinó que també existeix entre els parells o grups de cables en cables multinucli, formant "pantalles d'aïllament electromagnètic" multinivell. En els darrers anys, amb els creixents requisits de cables de comunicació d'alta freqüència i antiinterferències, els materials de blindatge han evolucionat des del paper metal·litzat tradicional i les cintes de paper semiconductor fins a materials compostos més avançats com ara...cintes de mylar de paper d'alumini, cintes de mylar de làmina de coure i cintes de coure. Les estructures de blindatge comunes inclouen capes de blindatge interiors fetes de polímers conductors o cintes semiconductores, així com capes de blindatge exteriors com ara embolcall longitudinal de cinta de coure i malla de coure trenada. Entre elles, la capa trenada utilitza principalment coure estanyat per millorar la resistència a la corrosió. Per a escenaris d'aplicació especials, com ara cables de freqüència variable que utilitzen blindatge compost de cinta de coure + filferro de coure, cables de dades que utilitzen embolcall longitudinal de làmina d'alumini + disseny aerodinàmic i cables mèdics que requereixen capes trenades de coure platejat d'alta cobertura. Amb l'arribada de l'era 5G, l'estructura de blindatge híbrida de cinta composta d'alumini-plàstic i teixit de filferro de coure estanyat s'ha convertit en la solució principal per a cables d'alta freqüència. La pràctica de la indústria demostra que la capa de blindatge ha evolucionat d'una estructura accessòria a un component central independent del cable. La selecció de materials per a ella ha de tenir en compte exhaustivament les característiques de freqüència, el rendiment de flexió i els factors de cost per complir els requisits de compatibilitat electromagnètica de diferents escenaris d'aplicació.
5. Composició de l'estructura del cable: Estructura plena
Molts productes de cable són multinucli. Per exemple, la majoria dels cables d'alimentació de baixa tensió són cables de quatre o cinc nuclis (adequats per a sistemes trifàsics), i els cables telefònics urbans vénen en 800 parells, 1200 parells, 2400 parells a 3600 parells. Després de cablejar aquests nuclis o parells de filferro aïllats (o cablejar-los en grups diverses vegades), hi ha dos problemes: un és que la forma no és rodona i l'altre és que hi ha grans espais entre els nuclis de filferro aïllats. Per tant, s'ha d'afegir una estructura de farciment durant el cablejat. L'estructura de farciment ha de fer que el diàmetre exterior del cablejat sigui relativament rodó, cosa que afavoreix l'embolcall i l'extrusió de la funda, i també per fer que l'estructura del cable sigui estable i l'interior fort. Durant l'ús (quan s'estira, comprimeix i doblega durant la fabricació i la col·locació), la força s'aplica uniformement sense danyar l'estructura interna del cable. Per tant, tot i que l'estructura de farciment és una estructura auxiliar, també és necessària i hi ha regulacions detallades sobre la seva selecció de materials i disseny de forma.
Materials de farciment de cables: Generalment, els materials de farciment per a cables inclouen cinta de polipropilè, corda de PP no teixida, corda de cànem o materials relativament econòmics fets de cautxú reciclat. Per ser utilitzat com a material de farciment de cables, ha de tenir les característiques de no causar efectes adversos sobre el nucli del cable aïllat, no ser higroscòpic per si mateix, no ser propens a la contracció i no corroir-se.
6. Composició de l'estructura del cable: Elements tensors
Els productes tradicionals de filferro i cable es basen en la capa d'armadura de la beina per suportar forces de tracció externes o forces de tracció causades pel seu propi pes. Les estructures típiques són l'armadura de cinta d'acer i l'armadura de filferro d'acer (per exemple, per als cables submarins, s'utilitzen filferros d'acer gruixuts amb un diàmetre de 8 mm que es trenen per formar la capa d'armadura). Tanmateix, per protegir les fibres òptiques de forces de tracció menors i evitar una lleugera deformació de les fibres que podria afectar el rendiment de transmissió, l'estructura del cable de fibra òptica està equipada amb un revestiment primari i secundari, així com components de força de tracció dedicats. A més, si el cable dels auriculars d'un telèfon mòbil adopta una estructura on s'enrotlla filferro de coure fi o cinta de coure fina al voltant de filaments de fibra sintètica i s'extrudeix una capa aïllant a l'exterior, aquest filament de fibra sintètica és l'element tensor. En conclusió, en els productes especials, petits i flexibles desenvolupats en els darrers anys que requereixen múltiples usos de flexió i torsió, els elements tensors tenen un paper important.
Quins materials s'inclouen per als components de tracció de cables: tires d'acer, cables d'acer i làmines d'acer inoxidable
Data de publicació: 25 d'abril de 2025