מבנה מוצרי הכבלים

בדרך כלל ניתן לחלק את הרכיבים המבניים של מוצרי חוט וכבלים לארבעה חלקים עיקריים:מוליכים, שכבות בידוד, שכבות מיגון ומגן, יחד עם רכיבי מילוי ואלמנטים מתיחה. על פי דרישות השימוש ותרחישי היישומים, מבני מוצרים מסוימים הם די פשוטים, שיש להם רק מוליכים כמרכיב מבני, כמו חוטי תקורה חשופים, חוטי רשת מגע, סרגלות אלומיניום נחושת (Busbars) וכו '. בידוד החשמל החיצוני של מוצרים אלה מסתמך על מבודדים במהלך התקנה ומרחק מרחב (IE, בידוד אוויר) כדי להבטיח ביטחון.

 

1. מוליכים

 

מוליכים הם הרכיבים הבסיסיים והחיוניים ביותר האחראים להעברת מידע על זרם חשמלי או אלקטרומגנטי במוצר. מוליכים, המכונה לעתים קרובות ליבות תיל מוליכות, מיוצרים מתכות לא ברזליות בעלות מוליכות גבוהה כמו נחושת, אלומיניום וכו 'כבלים סיבים אופטיים המשמשים ברשתות תקשורת אופטיות המתפתחות במהירות בשלושים השנים האחרונות מעסיקים סיבים אופטיים כמוליכים.

 

2. שכבות בידוד

 

רכיבים אלה עוטפים את המוליכים ומספקים בידוד חשמלי. הם מבטיחים כי הגלים הנוכחיים או האלקטרומגנטיים/אופטיים המועברים רק נוסעים לאורך המוליך ולא כלפי חוץ. שכבות בידוד שומרות על הפוטנציאל (כלומר, מתח) על המוליך מהשפעה על חפצים מסביב והבטיח הן את פונקציית ההעברה הרגילה של המוליך ובטיחות חיצונית עבור חפצים ואנשים.

 

מוליכים ושכבות בידוד הם שני הרכיבים הבסיסיים הנחוצים למוצרי כבלים (למעט חוטים חשופים).

 

3. שכבות מגן

 

בתנאים סביבתיים שונים במהלך התקנה ותפעול, מוצרי חוט וכבל חייבים להיות בעלי רכיבים המציעים הגנה, במיוחד עבור שכבת הבידוד. רכיבים אלה ידועים כשכבות מגן.

 

מכיוון שחומרי בידוד חייבים להיות בעלי תכונות בידוד חשמליות מעולות, הם דורשים טוהר גבוה עם תכולת מינימום טומאה. עם זאת, לעתים קרובות חומרים אלה אינם יכולים לספק בו זמנית הגנה מפני גורמים חיצוניים (כלומר, כוחות מכניים במהלך התקנה ושימוש, עמידות בפני מצבים אטמוספריים, כימיקלים, שמנים, איומים ביולוגיים וסכנות אש). דרישות אלה מטופלות על ידי מבני שכבת מגן שונים.

 

עבור כבלים המיועדים במיוחד לסביבות חיצוניות חיוביות (למשל, חללים נקיים, יבשים, מקורה ללא כוחות מכניים חיצוניים), או במקרים בהם חומר שכבת הבידוד עצמו מציג חוזק מכני מסוים ועמידות לאקלים, יתכן שלא תהיה דרישה לשכבה מגן כרכיב.

 

4. מיגון

 

זהו רכיב במוצרי כבלים המבודד את השדה האלקטרומגנטי בתוך הכבל משדות אלקטרומגנטיים חיצוניים. אפילו בין זוגות חוט או קבוצות שונות בתוך מוצרי כבלים, יש צורך בבידוד הדדי. ניתן לתאר את שכבת המגן כ"מסך בידוד אלקטרומגנטי. "

 

במשך שנים רבות התעשייה ראתה בשכבת המגן כחלק ממבנה שכבת המגן. עם זאת, מוצע כי יש לראות בו כמרכיב נפרד. הסיבה לכך היא שתפקוד שכבת המגן הוא לא רק לבודד אלקטרומגנטית את המידע המועבר במוצר הכבלים, למנוע ממנו לדלוף או לגרום להפרעה למכשירים חיצוניים או לקווים אחרים, אלא גם למנוע גלים אלקטרומגנטיים חיצוניים להיכנס למוצר הכבלים דרך צימוד אלקטרומגנטי. דרישות אלה נבדלות מפונקציות שכבת מגן מסורתיות. בנוסף, שכבת המגן לא מוגדרת רק חיצונית במוצר אלא גם ממוקמת בין כל זוג תיל או זוגות מרובים בכבל. בעשור האחרון, בשל התפתחות מהירה של מערכות העברת מידע באמצעות חוטים וכבלים, יחד עם מספר הולך וגדל של מקורות הפרעות גל אלקטרומגנטיים באטמוספרה, מגוון המבנים המסוככים התרבה. ההבנה כי שכבת המגן היא מרכיב בסיסי במוצרי הכבלים הופכת להיות מקובלת באופן נרחב.

 

5. מבנה מילוי

 

מוצרי תיל וכבלים רבים הם מרובי ליבות, כמו שרוב כבלי החשמל במתח נמוך הם כבלים ארבעה ליבות או חמש ליבות (מתאימים למערכות תלת פאזיות), וכבלי טלפון עירוניים הנעים בין 800 זוגות ל 3600 זוגות. לאחר שילוב ליבות מבודדות אלה או זוגות תיל לכבל (או לקבוצת פעמים רבות), קיימים צורות לא סדירות ופערים גדולים בין הליבות המבודדות או זוגות החוט. לפיכך, יש לשלב מבנה מילוי במהלך הרכבת הכבלים. מטרת מבנה זה היא לשמור על קוטר חיצוני אחיד יחסית בהתפתלות, להקל על עטיפה ושחול נדן. יתר על כן, היא מבטיחה יציבות הכבלים ויושרה של מבנה פנימי, ומפיצה כוחות באופן שווה במהלך השימוש (מתיחה, דחיסה וכיפוף במהלך ייצור והנחה) כדי למנוע נזק למבנה הפנימי של הכבל.

 

לכן, למרות שמבנה המילוי הוא עזר, זה הכרחי. קיימות תקנות מפורטות לגבי בחירת החומרים והעיצוב של מבנה זה.

 

6. רכיבי מתיחה

 

מוצרי חוט וכבלים מסורתיים מסתמכים בדרך כלל על שכבת השריון של שכבת המגן כדי לעמוד בכוחות מתיחה חיצוניים או על המתח הנגרם על ידי משקלם שלהם. מבנים אופייניים כוללים שריון קלטת פלדה ושריון תיל פלדה (כגון שימוש בחוטי פלדה עבה של 8 מ"מ, מעוותים לשכבה משוריינת, עבור כבלי צוללת). עם זאת, בכבלי סיבים אופטיים, כדי להגן על הסיבים מפני כוחות מתיחה קלים, הימנעות מכל עיוות קל שעשוי להשפיע על ביצועי ההולכה, ציפויים ראשוניים ומשניים ורכיבי מתיחה מיוחדים משולבים במבנה הכבלים. לדוגמה, בכבלי אוזניות טלפונים ניידים, חוט נחושת עדין או קלטת נחושת דקה פצע סביב סיבים סינטטיים מוחצנים בשכבת בידוד, שם הסיב הסינטטי פועל כמרכיב מתיחה. בסך הכל, בשנים האחרונות, בפיתוח מוצרים קטנים וגמישים מיוחדים הדורשים כיפופים ופיתולים מרובים, אלמנטים מתיחה ממלאים תפקיד משמעותי.