Traadi- ja kaablitoodete konstruktsioonielemendid võib üldiselt jagada neljaks põhiosaks:dirigendid, isolatsioonikihid, varjestus- ja kaitsekihid koos täitekomponentide ja tõmbeelementidega. Sõltuvalt kasutusnõuetest ja rakendusstsenaariumidest on mõned tootestruktuurid üsna lihtsad, mille konstruktsioonielemendiks on ainult juhid, näiteks õhuliinid, kontaktvõrgu juhtmed, vask-alumiiniumsiinid (siinid) jne. Nende toodete väline elektriisolatsioon tugineb paigaldamise ajal isolaatoritele ja ohutuse tagamiseks ruumilisele kaugusele (st õhuisolatsioon).
1. Dirigendid
Juhid on kõige olulisemad ja asendamatud komponendid, mis vastutavad elektrivoolu või elektromagnetlainete teabe edastamise eest tootes. Juhid, mida sageli nimetatakse juhtivateks traatsüdamikeks, on valmistatud suure juhtivusega värvilistest metallidest, nagu vask, alumiinium jne. Viimase kolmekümne aasta jooksul kiiresti arenevates optilistes sidevõrkudes kasutatud kiudoptilised kaablid kasutavad juhtidena optilisi kiude.
2. Isolatsioonikihid
Need komponendid ümbritsevad juhte, pakkudes elektriisolatsiooni. Need tagavad, et edastatav vool või elektromagnetilised/optilised lained liiguvad ainult mööda juhti ja mitte väljapoole. Isolatsioonikihid hoiavad juhi potentsiaali (st pinget) ümbritsevate objektide mõjutamise eest ning tagavad nii juhi normaalse ülekandefunktsiooni kui ka esemete ja inimeste välise ohutuse.
Juhid ja isolatsioonikihid on kaablitoodete kaks põhikomponenti (välja arvatud paljad juhtmed).
3. Kaitsekihid
Juhtme- ja kaablitoodete paigaldamise ja kasutamise ajal erinevates keskkonnatingimustes peavad need olema varustatud kaitset pakkuvate komponentidega, eriti isolatsioonikihi jaoks. Neid komponente nimetatakse kaitsekihtideks.
Kuna isolatsioonimaterjalidel peavad olema suurepärased elektriisolatsiooni omadused, vajavad nad suurt puhtusastet ja minimaalset lisandite sisaldust. Siiski ei suuda need materjalid sageli samaaegselt pakkuda kaitset välistegurite eest (nt mehaanilised jõud paigaldamise ja kasutamise ajal, vastupidavus atmosfääritingimustele, kemikaalidele, õlidele, bioloogilistele ohtudele ja tuleohtudele). Neid nõudeid täidavad mitmesugused kaitsekihi struktuurid.
Kaablite puhul, mis on spetsiaalselt loodud soodsate väliskeskkondade jaoks (nt puhtad, kuivad siseruumid ilma väliste mehaaniliste jõududeta) või juhtudel, kus isolatsioonikihi materjalil endal on teatav mehaaniline tugevus ja ilmastikukindlus, ei pruugi kaitsekiht komponendina olla nõutav.
4. Varjestus
See on kaablitoodete komponent, mis isoleerib kaabli sees oleva elektromagnetvälja välistest elektromagnetväljadest. Isegi kaablitoodete erinevate juhtmepaaride või -rühmade vahel on vajalik vastastikune isolatsioon. Varjestuskihti võib kirjeldada kui "elektromagnetilist isolatsiooniekraani".
Aastaid on tööstusharu pidanud varjestuskihti kaitsekihi struktuuri osaks. Siiski on tehtud ettepanek käsitleda seda eraldi komponendina. Selle põhjuseks on asjaolu, et varjestuskihi ülesanne ei ole mitte ainult kaablitoote sees edastatava teabe elektromagnetiline isoleerimine, vältides selle lekkimist või häirete tekitamist välistele instrumentidele või muudele liinidele, vaid ka väliste elektromagnetlainete sisenemise takistamine kaablitootele elektromagnetilise sidestuse kaudu. Need nõuded erinevad traditsioonilistest kaitsekihi funktsioonidest. Lisaks ei paigaldata varjestuskiht mitte ainult toote välisküljele, vaid see asetatakse ka kaabli iga juhtmepaari või mitme juhtmepaari vahele. Viimase kümnendi jooksul on juhtmeid ja kaableid kasutavate infoedastussüsteemide kiire arengu ning atmosfääris leiduvate elektromagnetlainete häirete allikate arvu suurenemise tõttu varjestatud struktuuride mitmekesisus mitmekordistunud. Arusaam, et varjestuskiht on kaablitoodete põhikomponent, on laialdaselt omaks võetud.
Paljud juhtme- ja kaablitooted on mitmetuumalised, näiteks enamik madalpinge toitekaableid on nelja- või viietuumalised kaablid (sobivad kolmefaasiliste süsteemide jaoks) ja linna telefonikaablid, mille pikkus on 800 kuni 3600 paari. Pärast nende isoleeritud südamike või juhtmepaaride ühendamist kaabliks (või mitmekordset rühmitamist) tekivad isoleeritud südamike või juhtmepaaride vahel ebakorrapärased kujundid ja suured vahed. Seetõttu tuleb kaabli kokkupanekul lisada täitestruktuur. Selle struktuuri eesmärk on säilitada kerides suhteliselt ühtlane välisläbimõõt, mis hõlbustab mähkimist ja mantli väljapressimist. Lisaks tagab see kaabli stabiilsuse ja sisemise struktuuri terviklikkuse, jaotades kasutamise ajal jõud ühtlaselt (venitamine, kokkusurumine ja painutamine tootmise ja paigaldamise ajal), et vältida kaabli sisemise struktuuri kahjustumist.
Seega, kuigi täitestruktuur on abistruktuur, on see vajalik. Selle konstruktsiooni materjali valiku ja projekteerimise kohta on olemas üksikasjalikud eeskirjad.
Traditsioonilised juhtme- ja kaablitooted tuginevad tavaliselt kaitsekihi soomustatud kihile, et taluda väliseid tõmbejõude või oma raskuse põhjustatud pinget. Tüüpiliste konstruktsioonide hulka kuuluvad teraslint-soomus ja terastraatsoomus (näiteks allveelaevakaablite puhul 8 mm paksuste terastraatidega soomustatud kiht). Optilistes kiudkaablites on aga kaablistruktuuri lisatud primaarsed ja sekundaarsed katted ning spetsiaalsed tõmbekomponendid, et kaitsta kiudu väiksemate tõmbejõudude eest ja vältida igasugust väikest deformatsiooni, mis võib mõjutada edastusvõimet. Näiteks mobiiltelefonide peakomplekti kaablites ekstrudeeritakse sünteetilise kiu ümber keritud peen vasktraat või õhuke vasklint koos isoleerkihiga, kus sünteetiline kiud toimib tõmbekomponendina. Üldiselt on viimastel aastatel spetsiaalsete väikeste ja painduvate toodete väljatöötamisel, mis vajavad mitut painutust ja keerdumist, olulist rolli mänginud tõmbeelemendid.
Postituse aeg: 19. detsember 2023