يتضمن الهيكل الأساسي للأسلاك والكابلات الموصل والعزل والدرع والغلاف وأجزاء أخرى.

1. قائد الأوركسترا
الوظيفة: الموصل هو أحد مكونات السلك والكابل الذي ينقل الطاقة الكهربائية (المغناطيسية) والمعلومات ويحقق وظائف محددة لتحويل الطاقة الكهرومغناطيسية.
المواد: هناك بشكل أساسي موصلات غير مغلفة، مثل النحاس والألومنيوم وسبائك النحاس وسبائك الألومنيوم؛ موصلات مغلفة بالمعادن، مثل النحاس المعلب والنحاس المطلي بالفضة والنحاس المطلي بالنيكل؛ موصلات مغلفة بالمعادن، مثل الفولاذ المغلف بالنحاس والألومنيوم المغلف بالنحاس والفولاذ المغلف بالألومنيوم، إلخ.

2. العزل
الوظيفة: يتم لف الطبقة العازلة حول الموصل أو الطبقة الإضافية للموصل (مثل شريط الميكا المقاوم للحرارة)، وتتمثل وظيفتها في عزل الموصل عن تحمل الجهد المقابل ومنع تسرب التيار.
المواد المستخدمة بشكل شائع للعزل المبثوق هي كلوريد البولي فينيل (PVC)، والبولي إيثيلين (PE)، والبولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، والبولي أوليفين المقاوم للهب الخالي من الهالوجين ومنخفض الدخان (LSZH/HFFR)، والبلاستيك الفلوري، والمرونة الحرارية البلاستيكية (TPE)، والمطاط السيليكوني (SR)، والمطاط الإيثيلين والبروبيلين (EPM/EPDM)، إلخ.
3. الحماية
الوظيفة: إن طبقة الحماية المستخدمة في منتجات الأسلاك والكابلات لها في الواقع مفهومان مختلفان تمامًا.
أولاً، يُطلق على بنية الأسلاك والكابلات التي تنقل الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد (مثل الترددات الراديوية والكابلات الإلكترونية) أو التيارات الضعيفة (مثل كابلات الإشارة) اسم "الحجب الكهرومغناطيسي". والغرض منه هو منع تداخل الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية، أو منع إشارات التردد العالي في الكابل من التداخل مع العالم الخارجي، ومنع التداخل المتبادل بين أزواج الأسلاك.
ثانيًا، يُطلق على هيكل كابلات الطاقة متوسطة وعالية الجهد، الذي يُعادل المجال الكهربائي على سطح الموصل أو السطح العازل، اسم "حجب المجال الكهربائي". وبمعنى أدق، لا يتطلب حجب المجال الكهربائي وظيفة "حجب"، بل يؤدي فقط دور تجانس المجال الكهربائي. وعادةً ما يكون الحجب المُحيط بالكابل مؤرضًا.

* هيكل ومواد الحماية الكهرومغناطيسية
① التدريع المضفر: يستخدم بشكل أساسي سلك نحاسي عاري، سلك نحاسي مطلي بالقصدير، سلك نحاسي مطلي بالفضة، سلك سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم، شريط نحاسي مسطح، شريط نحاسي مسطح مطلي بالفضة، وما إلى ذلك ليتم تجديله خارج القلب المعزول أو زوج الأسلاك أو قلب الكابل؛
② حجب شريط النحاس: استخدم شريط النحاس الناعم لتغطية أو لف الجزء الخارجي من قلب الكابل بشكل عمودي؛
③ درع شريط مركب معدني: استخدم شريط Mylar المصنوع من رقائق الألومنيوم أو شريط Mylar المصنوع من رقائق النحاس للالتفاف حول زوج الأسلاك أو قلب الكابل أو لفه عموديًا؛
④ التدريع الشامل: تطبيق شامل بأشكال مختلفة من التدريع. على سبيل المثال، لفّ (1-4) أسلاك نحاسية رفيعة رأسيًا بشريط مايلر من رقائق الألومنيوم. تُحسّن أسلاك النحاس من كفاءة التوصيل في التدريع.
⑤ درع منفصل + درع شامل: يتم درع كل زوج من الأسلاك أو مجموعة من الأسلاك برقائق الألومنيوم أو شريط Mylar أو سلك نحاسي مضفر بشكل منفصل، ثم تتم إضافة هيكل الدرع الشامل بعد الكابلات؛
⑥ تغليف الحماية: استخدم سلكًا نحاسيًا رفيعًا أو شريطًا نحاسيًا مسطحًا وما إلى ذلك للالتفاف حول قلب السلك المعزول أو زوج الأسلاك أو قلب الكابل.
* هيكل ومواد درع المجال الكهربائي
التدريع شبه الموصل: بالنسبة لكابلات الطاقة بجهد 6 كيلو فولت فأكثر، تُثبّت طبقة رقيقة من التدريع شبه الموصل على سطح الموصل والسطح العازل. طبقة التدريع الموصلي هي طبقة شبه موصلة مبثوقة. يتكون التدريع الموصلي ذو المقطع العرضي 500 مم² فأكثر عادةً من شريط شبه موصل وطبقة شبه موصلة مبثوقة. طبقة التدريع العازلة هي هيكل مبثوق.
لف الأسلاك النحاسية: يُستخدم سلك النحاس الدائري بشكل أساسي لللف في اتجاهين، وتُلف الطبقة الخارجية عكسيًا وتُثبت بشريط نحاسي أو سلك نحاسي. يُستخدم هذا النوع من الهياكل عادةً في الكابلات ذات تيار القصر الكبير، مثل بعض كابلات 35 كيلو فولت كبيرة المقطع. كابل طاقة أحادي النواة؛
لف شريط النحاس: لف بشريط نحاسي ناعم؛
④ غلاف الألومنيوم المموج: يعتمد على البثق الساخن أو التغليف الطولي بشريط الألومنيوم، واللحام، والنقش، وما إلى ذلك. يتميز هذا النوع من الدروع أيضًا بحجب ممتاز للمياه، ويُستخدم بشكل أساسي في كابلات الطاقة عالية الجهد وفائقة الجهد.
4. غمد
وظيفة الغلاف هي حماية الكابل، بينما يحمي القلب العازل. ونظرًا لتغير بيئة الاستخدام وظروف الاستخدام ومتطلبات المستخدم باستمرار، تتنوع أنواع الغلاف وأشكاله الهيكلية ومتطلبات أدائه، ويمكن تلخيصها في ثلاث فئات:
الأول هو حماية الظروف المناخية الخارجية والقوى الميكانيكية العرضية وطبقة واقية عامة تتطلب حماية مانعة للتسرب عامة (مثل منع دخول بخار الماء والغازات الضارة) ؛ إذا كانت هناك قوة خارجية ميكانيكية كبيرة أو تحمل وزن الكابل ، فيجب أن يكون هناك هيكل طبقة واقية من طبقة الدروع المعدنية ؛ الثالث هو هيكل الطبقة الواقية مع متطلبات خاصة.
لذلك، يُقسّم هيكل غلاف الأسلاك والكابلات عمومًا إلى مكونين رئيسيين: الغلاف (الكم) والغلاف الخارجي. هيكل الغلاف الداخلي بسيط نسبيًا، بينما يشمل الغلاف الخارجي طبقة درع معدنية وطبقة بطانتها الداخلية (لمنع طبقة الدرع من إتلاف طبقة الغلاف الداخلي)، والغلاف الخارجي لحماية طبقة الدرع، إلخ. لتلبية العديد من المتطلبات الخاصة، مثل مقاومة اللهب، ومقاومة الحرائق، ومقاومة الحشرات (مثل النمل الأبيض)، ومقاومة الحيوانات (مثل لدغات الفئران، ونقر الطيور)، تُحلّ معظم هذه المتطلبات بإضافة مواد كيميائية مختلفة إلى الغلاف الخارجي؛ بينما يتطلب بعضها إضافة مكونات ضرورية إلى هيكل الغلاف الخارجي.
المواد المستخدمة بشكل شائع هي:
بولي فينيل كلوريد (PVC)، بولي إيثيلين (PE)، بولي بيرفلورو إيثيلين بروبيلين (FEP)، بولي أوليفين مثبط للهب خالٍ من الهالوجين ومنخفض الدخان (LSZH/HFFR)، إلاستومر حراري بلاستيكي (TPE)
وقت النشر: 30 ديسمبر 2022