Cấu trúc thành phần của sản phẩm dây và cáp nhìn chung có thể chia thành bốn phần cấu trúc chính: dây dẫn, lớp cách điện, lớp che chắn và vỏ bọc, cũng như các bộ phận làm đầy và bộ phận chịu kéo, v.v. Theo yêu cầu sử dụng và tình huống ứng dụng của sản phẩm, một số sản phẩm có cấu trúc cực kỳ đơn giản, chỉ có một bộ phận cấu trúc là dây, chẳng hạn như dây trần trên cao, dây catenary, thanh cái đồng-nhôm (thanh cái), v.v. Cách điện bên ngoài của các sản phẩm này được đảm bảo bằng cách sử dụng sứ cách điện và khoảng cách không gian trong quá trình lắp đặt và đặt (tức là sử dụng cách nhiệt bằng không khí).
Phần lớn các sản phẩm dây và cáp có hình dạng mặt cắt ngang hoàn toàn giống nhau (không tính lỗi sản xuất) và ở dạng dải dài. Điều này được xác định bởi đặc điểm chúng được sử dụng để tạo thành mạch hoặc cuộn dây trong hệ thống hoặc thiết bị. Do đó, khi nghiên cứu và phân tích thành phần cấu trúc của các sản phẩm cáp, chỉ cần quan sát và phân tích từ mặt cắt ngang của chúng.
Sau đây là phân tích chi tiết về thành phần cấu trúc cáp và vật liệu cáp:
1. Thành phần cấu trúc cáp: Lõi dẫn
Dây dẫn là thành phần chính cơ bản và không thể thiếu của sản phẩm, đảm nhiệm chức năng truyền tải dòng điện hoặc thông tin sóng điện từ. Dây dẫn là viết tắt của từ Conductive Core (lõi dẫn điện).
Lõi cáp được làm từ những vật liệu nào? Vật liệu của lõi cáp thường được làm từ kim loại màu có độ dẫn điện tốt như đồng và nhôm. Cáp quang được sử dụng trong các mạng truyền thông quang học đã phát triển nhanh chóng trong khoảng ba thập kỷ qua sử dụng sợi quang làm lõi dẫn.
2. Thành phần cấu trúc cáp: Lớp cách điện
Lớp cách điện là thành phần bao phủ bên ngoài dây dẫn và đóng vai trò là lớp cách điện. Nó có thể đảm bảo dòng điện hoặc sóng điện từ, sóng ánh sáng chỉ truyền dọc theo dây dẫn mà không truyền ra ngoài. Điện thế trên dây dẫn (tức là hiệu điện thế tạo ra với các vật thể xung quanh, tức là điện áp) có thể được cách ly. Điều này có nghĩa là cần thiết để đảm bảo cả chức năng truyền tải bình thường của dây dẫn và sự an toàn của vật thể và con người bên ngoài. Dây dẫn và lớp cách điện là hai thành phần cơ bản phải có để cấu thành sản phẩm cáp (trừ dây trần).
Vật liệu cách điện cáp là gì: Trong dây và cáp điện ngày nay, vật liệu cách điện cáp chủ yếu được phân loại thành hai loại: nhựa và cao su. Vật liệu polymer chiếm ưu thế, tạo ra nhiều loại sản phẩm dây và cáp điện phù hợp với các mục đích sử dụng và yêu cầu môi trường khác nhau. Vật liệu cách điện phổ biến cho dây và cáp điện bao gồm polyvinyl clorua (PVC),polyethylene liên kết ngang (XLPE), nhựa flo, hợp chất cao su, hợp chất cao su etylen propylen và vật liệu cách nhiệt bằng cao su silicon.
3. Thành phần cấu trúc cáp: Vỏ bọc
Khi các sản phẩm dây và cáp được lắp đặt và vận hành trong nhiều môi trường khác nhau, cần phải có các thành phần bảo vệ toàn bộ sản phẩm, đặc biệt là lớp cách điện. Đó chính là lớp vỏ bọc. Do vật liệu cách điện đòi hỏi phải có các đặc tính cách điện tuyệt vời ở mọi loại hình, nên cần phải có độ tinh khiết cực cao và hàm lượng tạp chất cực thấp. Thông thường, khả năng bảo vệ của vật liệu trước tác động của môi trường bên ngoài là không thể xem xét. Do đó, các cấu trúc bảo vệ khác nhau phải chịu được hoặc chống lại các lực cơ học khác nhau từ bên ngoài (ví dụ: trong quá trình lắp đặt, tại vị trí sử dụng và trong quá trình sử dụng), khả năng chống chịu với môi trường khí quyển, khả năng chống hóa chất hoặc dầu, ngăn ngừa hư hỏng sinh học và giảm thiểu nguy cơ hỏa hoạn. Chức năng chính của vỏ bọc cáp là chống thấm nước, chống cháy, chống cháy và chống ăn mòn. Nhiều sản phẩm cáp được thiết kế đặc biệt cho môi trường bên ngoài tốt (chẳng hạn như môi trường sạch sẽ, khô ráo và trong nhà không có tác động cơ học từ bên ngoài), hoặc những sản phẩm có vật liệu cách điện vốn có độ bền cơ học và khả năng chống chịu thời tiết nhất định, có thể không cần lớp bảo vệ.
Có những loại vật liệu vỏ cáp nào? Các vật liệu vỏ cáp chính bao gồm cao su, nhựa, lớp phủ, silicon và các sản phẩm sợi khác nhau, v.v. Đặc tính của lớp bảo vệ cao su và nhựa là mềm mại và nhẹ, và được sử dụng rộng rãi trong cáp di động. Tuy nhiên, vì cả vật liệu cao su và nhựa đều có độ thấm nước nhất định, nên chúng chỉ có thể được sử dụng khi sử dụng vật liệu polyme cao cấp có khả năng chống ẩm cao làm lớp cách điện cho cáp. Khi đó, một số người dùng có thể thắc mắc tại sao nhựa lại được sử dụng làm lớp bảo vệ trên thị trường? So với các đặc tính của vỏ nhựa, vỏ cao su có độ đàn hồi và độ dẻo cao hơn, chống lão hóa tốt hơn, nhưng quy trình sản xuất của chúng tương đối phức tạp hơn. Vỏ nhựa có đặc tính cơ học và khả năng chống nước tốt hơn, có nguồn tài nguyên phong phú, giá thành thấp và dễ gia công. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi hơn trên thị trường. Các đồng nghiệp trong ngành cần lưu ý rằng còn có một loại vỏ kim loại khác. Vỏ kim loại không chỉ có chức năng bảo vệ cơ học mà còn có chức năng che chắn được đề cập dưới đây. Chúng cũng sở hữu các đặc tính như khả năng chống ăn mòn, chịu nén, chịu kéo và chống nước, có thể ngăn chặn hơi ẩm và các chất độc hại khác xâm nhập vào bên trong lớp cách điện của cáp. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi làm vỏ bọc cho cáp điện cách điện bằng giấy tẩm dầu có khả năng chống ẩm kém.
4. Thành phần cấu trúc cáp: Lớp che chắn
Lớp chắn là thành phần quan trọng trong các sản phẩm cáp, giúp cách ly trường điện từ. Nó không chỉ ngăn chặn tín hiệu điện từ bên trong rò rỉ ra ngoài và gây nhiễu cho các thiết bị đo lường, đồng hồ đo hoặc các đường dây khác bên ngoài, mà còn ngăn chặn sóng điện từ bên ngoài xâm nhập vào hệ thống cáp thông qua quá trình ghép nối. Về mặt cấu trúc, lớp chắn không chỉ được đặt ở bên ngoài cáp mà còn tồn tại giữa các cặp hoặc nhóm dây trong cáp nhiều lõi, tạo thành "màn chắn cách ly điện từ" đa cấp. Trong những năm gần đây, với nhu cầu ngày càng tăng đối với cáp truyền thông tần số cao và khả năng chống nhiễu, vật liệu chắn đã phát triển từ giấy kim loại hóa và băng giấy bán dẫn truyền thống sang các vật liệu composite tiên tiến hơn nhưbăng keo mylar nhôm, băng mylar lá đồng và băng đồng. Các cấu trúc che chắn phổ biến bao gồm các lớp che chắn bên trong làm bằng polyme dẫn điện hoặc băng bán dẫn, cũng như các lớp che chắn bên ngoài như lớp quấn dọc băng đồng và lưới đồng bện. Trong số đó, lớp bện chủ yếu sử dụng đồng mạ thiếc để tăng khả năng chống ăn mòn. Đối với các tình huống ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như cáp tần số thay đổi sử dụng lớp che chắn composite băng đồng + dây đồng, cáp dữ liệu sử dụng lớp quấn dọc lá nhôm + thiết kế hợp lý và cáp y tế yêu cầu lớp bện đồng mạ bạc có độ phủ cao. Với sự ra đời của kỷ nguyên 5G, cấu trúc che chắn lai giữa băng composite nhôm-nhựa và dây đồng mạ thiếc dệt đã trở thành giải pháp chủ đạo cho cáp tần số cao. Thực tiễn trong ngành cho thấy lớp che chắn đã phát triển từ một cấu trúc phụ kiện thành một thành phần lõi độc lập của cáp. Việc lựa chọn vật liệu cho lớp che chắn cần xem xét toàn diện các đặc tính tần số, hiệu suất uốn và các yếu tố chi phí để đáp ứng các yêu cầu về khả năng tương thích điện từ của các tình huống ứng dụng khác nhau.
5. Thành phần cấu trúc cáp: Cấu trúc đầy
Nhiều sản phẩm dây và cáp có nhiều lõi. Ví dụ, hầu hết cáp điện hạ thế là cáp bốn lõi hoặc năm lõi (phù hợp với hệ thống ba pha), và cáp điện thoại đô thị có 800 đôi, 1200 đôi, 2400 đôi đến 3600 đôi. Sau khi các lõi hoặc cặp dây cách điện này được đi cáp (hoặc đi cáp theo nhóm nhiều lần), có hai vấn đề: một là hình dạng không tròn, và hai là có khoảng cách lớn giữa các lõi dây cách điện. Do đó, cần phải bổ sung cấu trúc nhồi trong quá trình đi cáp. Cấu trúc nhồi là để làm cho đường kính ngoài của cáp tương đối tròn, có lợi cho việc quấn và đùn vỏ bọc, đồng thời làm cho cấu trúc cáp ổn định và bên trong chắc chắn. Trong quá trình sử dụng (khi kéo căng, nén và uốn trong quá trình sản xuất và lắp đặt), lực được tác dụng đều mà không làm hỏng cấu trúc bên trong của cáp. Do đó, mặc dù cấu trúc nhồi là một cấu trúc phụ trợ, nhưng nó cũng cần thiết và có các quy định chi tiết về lựa chọn vật liệu và thiết kế hình dạng của nó.
Vật liệu chèn cáp: Thông thường, vật liệu chèn cáp bao gồm băng polypropylene, dây PP không dệt, dây gai dầu hoặc các vật liệu tương đối rẻ tiền làm từ cao su tái chế. Để được sử dụng làm vật liệu chèn cáp, vật liệu chèn cáp phải có các đặc tính như không gây ảnh hưởng xấu đến lõi cáp cách điện, không hút ẩm, không dễ bị co ngót và không bị ăn mòn.
6. Thành phần cấu trúc cáp: Các yếu tố kéo
Các sản phẩm dây và cáp truyền thống dựa vào lớp giáp của vỏ bọc để chịu được lực kéo bên ngoài hoặc lực kéo do trọng lượng của chính chúng gây ra. Các cấu trúc điển hình là lớp giáp băng thép và lớp giáp dây thép (ví dụ, đối với cáp ngầm, các sợi thép dày có đường kính 8mm được sử dụng và xoắn lại để tạo thành lớp giáp). Tuy nhiên, để bảo vệ sợi quang khỏi các lực kéo nhỏ và ngăn ngừa sự biến dạng nhẹ của sợi có thể ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dẫn, cấu trúc cáp quang được trang bị lớp bọc chính và phụ cũng như các thành phần chịu lực kéo chuyên dụng. Ngoài ra, nếu cáp tai nghe của điện thoại di động sử dụng cấu trúc trong đó dây đồng mịn hoặc băng đồng mỏng được quấn quanh các sợi tổng hợp và một lớp cách điện được đùn ra bên ngoài, thì sợi tổng hợp này chính là thành phần chịu lực kéo. Tóm lại, trong các sản phẩm đặc biệt, nhỏ và linh hoạt được phát triển trong những năm gần đây đòi hỏi nhiều lần uốn và xoắn, các thành phần chịu lực kéo đóng vai trò chính.
Những vật liệu nào được sử dụng cho các thành phần chịu kéo của cáp: dải thép, dây thép và lá thép không gỉ
Thời gian đăng: 25-04-2025