Lanka- ja kaapelituotteiden rakenneosat voidaan yleensä jakaa neljään pääosaan:johtimet, eristyskerrokset, suojaus- ja suojakerrokset sekä täytekomponentit ja vetolujuuselementit. Käyttövaatimuksista ja sovellusskenaarioista riippuen jotkut tuoterakenteet ovat melko yksinkertaisia, ja niissä on rakenneosana vain johtimia, kuten paljaat ilmajohdot, kontaktiverkon johdot, kupari-alumiinivirtakiskot jne. Näiden tuotteiden ulkoinen sähköeristys perustuu eristeisiin asennuksen aikana ja paikkaetäisyyteen (eli ilmaeristykseen) turvallisuuden varmistamiseksi.
1. Johtimet
Johtimet ovat tärkeimpiä ja välttämättömimpiä komponentteja, jotka vastaavat sähkövirran tai sähkömagneettisten aaltojen tiedonsiirrosta tuotteen sisällä. Johtimet, joita usein kutsutaan johtaviksi ytimiksi, on valmistettu korkean johtavuuden omaavista ei-rautametalleista, kuten kuparista, alumiinista jne. Viimeisten kolmenkymmenen vuoden aikana nopeasti kehittyvissä optisissa tietoliikenneverkoissa käytetyissä valokuitukaapeleissa on käytetty johtimina optisia kuituja.
2. Eristyskerrokset
Nämä komponentit ympäröivät johtimia ja tarjoavat sähköeristyksen. Ne varmistavat, että lähetetty virta tai sähkömagneettiset/optiset aallot kulkevat vain johdinta pitkin eivätkä ulospäin. Eristyskerrokset estävät johtimen potentiaalin (eli jännitteen) vaikuttamasta ympäröiviin esineisiin ja varmistavat sekä johtimen normaalin siirtotoiminnon että ulkoisen turvallisuuden esineille ja ihmisille.
Johtimet ja eristekerrokset ovat kaapelituotteiden kaksi peruskomponenttia (paljaita johtimia lukuun ottamatta).
Erilaisissa ympäristöolosuhteissa asennuksen ja käytön aikana johto- ja kaapelituotteissa on oltava suojaavia komponentteja, erityisesti eristyskerrosta varten. Näitä komponentteja kutsutaan suojakerroksiksi.
Koska eristemateriaaleilla on oltava erinomaiset sähköneristysominaisuudet, niiden on oltava erittäin puhtaita ja niiden epäpuhtauspitoisuus mahdollisimman pieni. Nämä materiaalit eivät kuitenkaan usein pysty samanaikaisesti tarjoamaan suojaa ulkoisilta tekijöiltä (esim. mekaanisilta voimilta asennuksen ja käytön aikana, kestävyydeltä ilmakehän olosuhteita, kemikaaleja, öljyjä, biologisia uhkia ja palovaaraa vastaan). Näitä vaatimuksia täytetään erilaisilla suojakerrosrakenteilla.
Kaapeleissa, jotka on erityisesti suunniteltu käytettäväksi suotuisissa ulkoisissa ympäristöissä (esim. puhtaat, kuivat sisätilat ilman ulkoisia mekaanisia voimia) tai tapauksissa, joissa eristekerrosmateriaalilla itsellään on tietty mekaaninen lujuus ja säänkestävyys, suojakerrosta ei välttämättä vaadita komponenttina.
4. Suojaus
Se on kaapelituotteiden komponentti, joka eristää kaapelin sisäisen sähkömagneettisen kentän ulkoisista sähkömagneettisista kentistä. Jopa eri johdinparien tai -ryhmien välillä kaapelituotteissa tarvitaan keskinäistä eristystä. Suojakerrosta voidaan kuvailla "sähkömagneettiseksi eristysverkoksi".
Alan ammattilaiset ovat jo vuosia pitäneet suojakerrosta osana suojakerroksen rakennetta. On kuitenkin ehdotettu, että sitä pitäisi pitää erillisenä komponenttina. Tämä johtuu siitä, että suojakerroksen tehtävänä ei ole ainoastaan eristää sähkömagneettisesti kaapelituotteen sisällä lähetettävää tietoa estäen sen vuotamisen tai häiriöiden aiheuttamisen ulkoisille laitteille tai muille johdoille, vaan myös estää ulkoisten sähkömagneettisten aaltojen pääsy kaapelituotteeseen sähkömagneettisen kytkennän kautta. Nämä vaatimukset eroavat perinteisistä suojakerroksen toiminnoista. Lisäksi suojakerros ei ole ainoastaan tuotteen ulkopuolella, vaan se sijoitetaan myös jokaisen johdinparin tai useiden parien väliin kaapelissa. Viimeisen vuosikymmenen aikana johtoja ja kaapeleita käyttävien tiedonsiirtojärjestelmien nopean kehityksen sekä ilmakehän sähkömagneettisten aaltojen häiriölähteiden määrän kasvun ansiosta suojattujen rakenteiden monimuotoisuus on moninkertaistunut. Ymmärrys siitä, että suojakerros on kaapelituotteiden peruskomponentti, on tullut laajalti hyväksytyksi.
Monet johto- ja kaapelituotteet ovat monijohtimisia, kuten useimmat pienjännitekaapelit ovat neli- tai viisijohtimisia kaapeleita (sopivia kolmivaihejärjestelmiin), ja kaupunkien puhelinkaapelit, joiden pituus vaihtelee 800 parista 3600 pariin. Kun nämä eristetyt ytimet tai johdinparit on yhdistetty kaapeliksi (tai ryhmitelty useita kertoja), eristettyjen ytimien tai johdinparien väliin jää epäsäännöllisiä muotoja ja suuria rakoja. Siksi kaapelin kokoonpanon aikana on lisättävä täyttörakenne. Tämän rakenteen tarkoituksena on ylläpitää suhteellisen tasainen ulkohalkaisija kelattaessa, mikä helpottaa käärimistä ja vaipan puristamista. Lisäksi se varmistaa kaapelin vakauden ja sisäisen rakenteen eheyden jakamalla voimat tasaisesti käytön aikana (venytys, puristus ja taivutus valmistuksen ja asennuksen aikana) kaapelin sisäisen rakenteen vaurioitumisen estämiseksi.
Siksi, vaikka täyttörakenne onkin apurakenne, se on välttämätön. Tämän rakenteen materiaalivalinnasta ja suunnittelusta on olemassa yksityiskohtaiset määräykset.
Perinteiset lanka- ja kaapelituotteet käyttävät tyypillisesti suojakerroksen panssaroitua kerrosta kestämään ulkoisia vetovoimia tai oman painonsa aiheuttamaa jännitystä. Tyypillisiä rakenteita ovat teräsnauhapanssarointi ja teräslankapanssarointi (kuten 8 mm paksujen teräslankojen käyttö, jotka on kierretty panssaroiduksi kerrokseksi sukellusvenekaapeleissa). Optisissa kuitukaapeleissa kuidun suojaamiseksi pieniltä vetovoimilta ja välttämiseksi, jotka voisivat vaikuttaa siirtokykyyn, kaapelirakenteeseen sisällytetään ensisijaisia ja toissijaisia pinnoitteita sekä erityisiä vetolujuuskomponentteja. Esimerkiksi matkapuhelinten kuulokemikrofonikaapeleissa synteettisen kuidun ympärille kierretty hieno kuparilanka tai ohut kuparinauha puristetaan eristävän kerroksen kanssa, jossa synteettinen kuitu toimii vetolujuuskomponenttina. Kaiken kaikkiaan viime vuosina vetolujuuselementeillä on ollut merkittävä rooli erityisten pienten ja joustavien tuotteiden kehittämisessä, jotka vaativat useita taivutuksia ja kiertymiä.
Julkaisun aika: 19.12.2023