يمكن تقسيم المكونات الهيكلية لمنتجات الأسلاك والكابلات بشكل عام إلى أربعة أجزاء رئيسية:الموصلات, طبقات العزلوطبقات التدريع والحماية بالإضافة إلى مكونات الحشو وعناصر الشد. وفقًا لمتطلبات الاستخدام وسيناريوهات التطبيق، تكون بعض هياكل المنتج بسيطة جدًا، ولا تحتوي إلا على موصلات كمكون هيكلي، مثل الأسلاك العلوية العارية، وأسلاك شبكة الاتصال، وقضبان التوصيل المصنوعة من النحاس والألومنيوم (قضبان التوصيل)، وما إلى ذلك. العزل الكهربائي الخارجي لهذه تعتمد المنتجات على العوازل أثناء التركيب والمسافة المكانية (أي عزل الهواء) لضمان السلامة.
1. الموصلات
الموصلات هي المكونات الأساسية التي لا غنى عنها والمسؤولة عن نقل معلومات التيار الكهربائي أو الموجات الكهرومغناطيسية داخل المنتج. الموصلات، التي يشار إليها غالبًا باسم قلوب الأسلاك الموصلة، مصنوعة من معادن غير حديدية عالية الموصلية مثل النحاس والألمنيوم وما إلى ذلك. تستخدم كابلات الألياف الضوئية المستخدمة في شبكات الاتصالات الضوئية سريعة التطور على مدار الثلاثين عامًا الماضية الألياف الضوئية كموصلات.
2. طبقات العزل
هذه المكونات تغلف الموصلات، مما يوفر العزل الكهربائي. فهي تضمن أن الموجات الحالية أو الكهرومغناطيسية/البصرية تنتقل فقط على طول الموصل وليس إلى الخارج. تحافظ طبقات العزل على الجهد (أي الجهد) الموجود على الموصل من التأثير على الأشياء المحيطة به وتضمن وظيفة النقل العادية للموصل والسلامة الخارجية للأشياء والأشخاص.
تعتبر الموصلات وطبقات العزل المكونين الأساسيين الضروريين لمنتجات الكابلات (باستثناء الأسلاك العارية).
في الظروف البيئية المختلفة أثناء التركيب والتشغيل، يجب أن تحتوي منتجات الأسلاك والكابلات على مكونات توفر الحماية، خاصة للطبقة العازلة. تُعرف هذه المكونات بالطبقات الواقية.
نظرًا لأن المواد العازلة يجب أن تمتلك خصائص عزل كهربائي ممتازة، فإنها تتطلب درجة نقاء عالية مع الحد الأدنى من محتوى الشوائب. ومع ذلك، لا يمكن لهذه المواد في كثير من الأحيان توفير الحماية من العوامل الخارجية في وقت واحد (أي القوى الميكانيكية أثناء التركيب والاستخدام، ومقاومة الظروف الجوية، والمواد الكيميائية، والزيوت، والتهديدات البيولوجية، ومخاطر الحرائق). يتم التعامل مع هذه المتطلبات من خلال هياكل طبقة الحماية المختلفة.
بالنسبة للكابلات المصممة خصيصًا للبيئات الخارجية الملائمة (على سبيل المثال، المساحات النظيفة والجافة والداخلية التي لا تحتوي على قوى ميكانيكية خارجية)، أو في الحالات التي تظهر فيها مادة الطبقة العازلة نفسها قوة ميكانيكية معينة ومقاومة للمناخ، فقد لا تكون هناك حاجة لطبقة واقية مكون.
4. التدريع
إنه أحد مكونات منتجات الكابلات التي تعزل المجال الكهرومغناطيسي داخل الكابل عن المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية. حتى بين أزواج أو مجموعات الأسلاك المختلفة داخل منتجات الكابلات، فإن العزل المتبادل ضروري. يمكن وصف طبقة التدريع بأنها "شاشة عزل كهرومغناطيسية".
لسنوات عديدة، اعتبرت الصناعة طبقة التدريع جزءًا من هيكل الطبقة الواقية. ومع ذلك، يُقترح اعتباره عنصرًا منفصلاً. وذلك لأن وظيفة طبقة التدريع ليست فقط عزل المعلومات المنقولة داخل منتج الكابل كهرومغناطيسيًا، ومنعها من التسرب أو التسبب في تداخل مع الأجهزة الخارجية أو الخطوط الأخرى، ولكن أيضًا منع الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية من الدخول إلى منتج الكابل من خلاله. اقتران الكهرومغناطيسي. تختلف هذه المتطلبات عن وظائف الطبقة الواقية التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، لا يتم ضبط طبقة التدريع خارجيًا في المنتج فحسب، بل يتم وضعها أيضًا بين كل زوج من الأسلاك أو أزواج متعددة في الكابل. على مدى العقد الماضي، وبسبب التطور السريع لأنظمة نقل المعلومات باستخدام الأسلاك والكابلات، إلى جانب العدد المتزايد من مصادر تداخل الموجات الكهرومغناطيسية في الغلاف الجوي، تضاعفت مجموعة متنوعة من الهياكل المحمية. أصبح فهم أن طبقة التدريع مكونًا أساسيًا لمنتجات الكابلات مقبولًا على نطاق واسع.
5. هيكل التعبئة
العديد من منتجات الأسلاك والكابلات متعددة النواة، مثل معظم كابلات الطاقة ذات الجهد المنخفض التي تكون كابلات رباعية أو خماسية النواة (مناسبة للأنظمة ثلاثية الطور)، وكابلات الهاتف الحضرية التي تتراوح من 800 زوج إلى 3600 زوج. بعد دمج هذه النوى المعزولة أو أزواج الأسلاك في كابل (أو تجميعها عدة مرات)، توجد أشكال غير منتظمة وفجوات كبيرة بين النوى المعزولة أو أزواج الأسلاك. لذلك، يجب دمج هيكل التعبئة أثناء تجميع الكابل. الغرض من هذا الهيكل هو الحفاظ على قطر خارجي موحد نسبيًا في اللف، وتسهيل عملية التغليف وقذف الغلاف. علاوة على ذلك، فإنه يضمن استقرار الكابل وسلامة الهيكل الداخلي، وتوزيع القوى بالتساوي أثناء الاستخدام (التمدد والضغط والثني أثناء التصنيع والتمديد) لمنع تلف الهيكل الداخلي للكابل.
لذلك، على الرغم من أن هيكل التعبئة مساعد، إلا أنه ضروري. توجد لوائح مفصلة بشأن اختيار المواد وتصميم هذا الهيكل.
6. مكونات الشد
تعتمد منتجات الأسلاك والكابلات التقليدية عادةً على الطبقة المدرعة للطبقة الواقية لتحمل قوى الشد الخارجية أو التوتر الناتج عن وزنها. تشتمل الهياكل النموذجية على تسليح الأشرطة الفولاذية وتسليح الأسلاك الفولاذية (مثل استخدام أسلاك فولاذية بسمك 8 مم، ملتوية في طبقة مدرعة، للكابلات البحرية). ومع ذلك، في كابلات الألياف الضوئية، لحماية الألياف من قوى الشد البسيطة، وتجنب أي تشوه طفيف قد يؤثر على أداء الإرسال، يتم دمج الطلاءات الأولية والثانوية ومكونات الشد المتخصصة في هيكل الكابل. على سبيل المثال، في كابلات سماعات الهاتف المحمول، يتم بثق سلك نحاسي ناعم أو شريط نحاسي رفيع ملفوف حول الألياف الاصطناعية بطبقة عازلة، حيث تعمل الألياف الاصطناعية كمكون للشد. بشكل عام، في السنوات الأخيرة، في تطوير منتجات صغيرة ومرنة خاصة تتطلب ثنيات وتقلبات متعددة، تلعب عناصر الشد دورًا مهمًا.
وقت النشر: 19 ديسمبر 2023