Cấu tạo và vật liệu của dây và cáp

Báo chí Công nghệ

Cấu tạo và vật liệu của dây và cáp

Cấu trúc cơ bản của dây và cáp bao gồm dây dẫn, lớp cách điện, lớp chắn, lớp vỏ bọc và các bộ phận khác.

Cấu trúc (1)

1. Nhạc trưởng

Chức năng: Dây dẫn là một thành phần của dây và cáp, có chức năng truyền tải năng lượng điện (từ), thông tin và thực hiện các chức năng cụ thể trong chuyển đổi năng lượng điện từ.

Vật liệu: Chủ yếu gồm các dây dẫn không phủ lớp, chẳng hạn như đồng, nhôm, hợp kim đồng, hợp kim nhôm; các dây dẫn phủ kim loại, chẳng hạn như đồng mạ thiếc, đồng mạ bạc, đồng mạ niken; các dây dẫn bọc kim loại, chẳng hạn như thép bọc đồng, nhôm bọc đồng, thép bọc nhôm, v.v.

Cấu trúc (2)

2. Vật liệu cách nhiệt

Chức năng: Lớp cách điện được quấn quanh dây dẫn hoặc lớp bổ sung của dây dẫn (như băng mica chịu nhiệt), chức năng của nó là cách ly dây dẫn khỏi điện áp tương ứng và ngăn ngừa dòng điện rò rỉ.

Các vật liệu thường được sử dụng cho vật liệu cách nhiệt đùn ép bao gồm polyvinyl clorua (PVC), polyetylen (PE), polyetylen liên kết ngang (XLPE), polyolefin chống cháy không chứa halogen ít khói (LSZH/HFFR), nhựa flo hóa, nhựa nhiệt dẻo đàn hồi (TPE), cao su silicon (SR), cao su etylen propylen (EPM/EPDM), v.v.

3. Che chắn

Chức năng: Lớp chắn được sử dụng trong các sản phẩm dây và cáp thực chất có hai khái niệm hoàn toàn khác nhau.

Đầu tiên, cấu trúc của dây dẫn và cáp truyền tải sóng điện từ tần số cao (như tần số vô tuyến, cáp điện tử) hoặc dòng điện yếu (như cáp tín hiệu) được gọi là chắn điện từ. Mục đích là để ngăn chặn sự nhiễu sóng điện từ bên ngoài, hoặc để ngăn tín hiệu tần số cao trong cáp gây nhiễu với thế giới bên ngoài, và để ngăn chặn sự nhiễu lẫn nhau giữa các cặp dây dẫn.

Thứ hai, cấu trúc của cáp điện trung và cao áp nhằm cân bằng điện trường trên bề mặt dây dẫn hoặc bề mặt cách điện được gọi là chắn điện trường. Nói một cách chính xác, chắn điện trường không cần có chức năng “chắn”, mà chỉ đóng vai trò làm đồng nhất điện trường. Lớp chắn quấn quanh cáp thường được nối đất.

Cấu trúc (3)

* Cấu trúc và vật liệu chắn điện từ

① Lớp chắn bện: chủ yếu sử dụng dây đồng trần, dây đồng mạ thiếc, dây đồng mạ bạc, dây hợp kim nhôm-magiê, băng đồng phẳng, băng đồng mạ bạc phẳng, v.v. để bện bên ngoài lõi cách điện, cặp dây hoặc lõi cáp;

② Che chắn bằng băng đồng: sử dụng băng đồng mềm để che phủ hoặc quấn theo chiều dọc bên ngoài lõi cáp;

③ Che chắn bằng băng keo composite kim loại: sử dụng băng keo Mylar lá nhôm hoặc băng keo Mylar lá đồng để quấn quanh hoặc quấn theo chiều dọc cặp dây hoặc lõi cáp;

④ Che chắn toàn diện: Ứng dụng toàn diện bằng các hình thức che chắn khác nhau. Ví dụ, quấn (1-4) dây đồng mỏng theo chiều dọc sau khi quấn bằng băng keo Mylar nhôm. Các dây đồng có thể tăng cường hiệu quả dẫn điện của lớp che chắn;

⑤ Lớp chắn riêng biệt + lớp chắn tổng thể: mỗi cặp dây hoặc nhóm dây được chắn riêng bằng băng keo Mylar lá nhôm hoặc dây đồng bện, sau đó cấu trúc chắn tổng thể được thêm vào sau khi đi dây;

⑥ Bọc chắn: Sử dụng dây đồng mỏng, băng đồng phẳng, v.v. để quấn quanh lõi dây dẫn cách điện, cặp dây dẫn hoặc lõi cáp.

* Cấu trúc và vật liệu chắn điện trường

Lớp chắn bán dẫn: Đối với cáp điện có điện áp từ 6kV trở lên, một lớp chắn bán dẫn mỏng được gắn vào bề mặt dây dẫn và bề mặt cách điện. Lớp chắn dây dẫn là một lớp bán dẫn được ép đùn. Lớp chắn dây dẫn có tiết diện từ 500mm² trở lên thường bao gồm băng bán dẫn và lớp bán dẫn được ép đùn. Lớp chắn cách điện có cấu trúc ép đùn;
Quấn dây đồng: Dây đồng tròn chủ yếu được sử dụng để quấn theo một chiều, lớp ngoài được quấn ngược chiều và cố định bằng băng đồng hoặc dây đồng. Loại cấu trúc này thường được sử dụng trong các loại cáp có dòng ngắn mạch lớn, chẳng hạn như một số loại cáp điện 35kV tiết diện lớn, cáp điện một lõi;
Quấn băng đồng: quấn bằng băng đồng mềm;
④ Vỏ bọc nhôm dạng sóng: Loại này sử dụng phương pháp ép đùn nóng hoặc quấn băng nhôm theo chiều dọc, hàn, dập nổi, v.v. Loại vỏ bọc này cũng có khả năng chống thấm nước tuyệt vời và chủ yếu được sử dụng cho cáp điện cao áp và siêu cao áp.

4. Vỏ bọc

Chức năng của lớp vỏ là bảo vệ cáp, còn lõi là bảo vệ lớp cách điện. Do môi trường sử dụng, điều kiện sử dụng và yêu cầu của người dùng luôn thay đổi, nên các loại, hình thức cấu trúc và yêu cầu về hiệu suất của lớp vỏ cáp cũng rất đa dạng, có thể được tóm tắt thành ba loại:

Thứ nhất là để bảo vệ khỏi các điều kiện khí hậu bên ngoài, các lực cơ học tác động bất thường, và một lớp bảo vệ tổng quát yêu cầu khả năng bịt kín (như ngăn chặn sự xâm nhập của hơi nước và khí độc hại); Nếu có lực cơ học bên ngoài lớn hoặc chịu trọng lượng của cáp, phải có cấu trúc lớp bảo vệ bằng lớp giáp kim loại; thứ ba là cấu trúc lớp bảo vệ có yêu cầu đặc biệt.

Do đó, cấu trúc vỏ bọc của dây và cáp thường được chia thành hai thành phần chính: vỏ trong (ống bọc) và vỏ ngoài. Cấu trúc của vỏ trong tương đối đơn giản, trong khi vỏ ngoài bao gồm lớp giáp kim loại và lớp lót bên trong (để ngăn lớp giáp làm hư hại lớp vỏ trong), và lớp vỏ ngoài có chức năng bảo vệ lớp giáp, v.v. Đối với nhiều yêu cầu đặc biệt như chống cháy, chịu lửa, chống côn trùng (mối), chống động vật (chuột cắn, chim mổ), v.v., hầu hết được giải quyết bằng cách thêm các hóa chất khác nhau vào vỏ ngoài; một số ít phải thêm các thành phần cần thiết vào cấu trúc vỏ ngoài.

Các vật liệu thường được sử dụng là:
Polyvinyl clorua (PVC), polyetylen (PE), polyperfluoroethylene propylene (FEP), polyolefin chống cháy không chứa halogen ít khói (LSZH/HFFR), chất đàn hồi nhiệt dẻo (TPE)


Thời gian đăng bài: 30/12/2022