La struttura di base di un filo o di un cavo comprende il conduttore, l'isolamento, la schermatura, la guaina e altre parti.
1. Direttore d'orchestra
Funzione: Il conduttore è un componente di un filo o di un cavo che trasmette energia elettrica (magnetica), informazioni e realizza specifiche funzioni di conversione dell'energia elettromagnetica.
Materiali: Esistono principalmente conduttori non rivestiti, come rame, alluminio, leghe di rame, leghe di alluminio; conduttori rivestiti in metallo, come rame stagnato, rame argentato, rame nichelato; conduttori con rivestimento metallico, come acciaio rivestito di rame, alluminio rivestito di rame, acciaio rivestito di alluminio, ecc.
2. Isolamento
Funzione: Lo strato isolante viene avvolto attorno al conduttore o a uno strato aggiuntivo del conduttore (come ad esempio un nastro di mica refrattaria) e la sua funzione è quella di isolare il conduttore dalla tensione corrispondente e prevenire la corrente di dispersione.
I materiali comunemente utilizzati per l'isolamento estruso sono il cloruro di polivinile (PVC), il polietilene (PE), il polietilene reticolato (XLPE), le poliolefine ignifughe a bassa emissione di fumo e prive di alogeni (LSZH/HFFR), i fluoroplastici, il polietilene termoplastico elastico (TPE), la gomma siliconica (SR), la gomma etilene-propilene (EPM/EPDM), ecc.
3. Schermatura
Funzione: Lo strato di schermatura utilizzato nei prodotti per fili e cavi in realtà si basa su due concetti completamente diversi.
Innanzitutto, la struttura dei fili e dei cavi che trasmettono onde elettromagnetiche ad alta frequenza (come le radiofrequenze, i cavi elettronici) o correnti deboli (come i cavi di segnale) è detta schermatura elettromagnetica. Lo scopo è bloccare le interferenze delle onde elettromagnetiche esterne, o impedire che i segnali ad alta frequenza nel cavo interferiscano con il mondo esterno, e prevenire le interferenze reciproche tra le coppie di fili.
In secondo luogo, la struttura dei cavi di alimentazione di media e alta tensione, progettata per equalizzare il campo elettrico sulla superficie del conduttore o dell'isolante, è detta schermatura del campo elettrico. A rigor di termini, la schermatura del campo elettrico non necessita di una funzione di "schermatura", ma svolge unicamente il ruolo di omogeneizzare il campo elettrico. La schermatura che avvolge il cavo è solitamente collegata a terra.
* Struttura e materiali di schermatura elettromagnetica
① Schermatura a treccia: si utilizzano principalmente filo di rame nudo, filo di rame stagnato, filo di rame argentato, filo in lega di alluminio-magnesio, nastro piatto di rame, nastro piatto di rame argentato, ecc., da intrecciare all'esterno del nucleo isolato, della coppia di fili o del nucleo del cavo;
② Schermatura con nastro di rame: utilizzare nastro di rame morbido per coprire o avvolgere verticalmente l'anima del cavo;
③ Schermatura con nastro composito metallico: utilizzare nastro Mylar in lamina di alluminio o nastro Mylar in lamina di rame per avvolgere attorno o verticalmente la coppia di fili o l'anima del cavo;
④ Schermatura completa: Applicazione completa mediante diverse forme di schermatura. Ad esempio, avvolgere verticalmente (1-4) sottili fili di rame dopo averli avvolti con nastro di alluminio Mylar. I fili di rame possono aumentare l'effetto di conduzione della schermatura;
⑤ Schermatura separata + schermatura complessiva: ogni coppia di fili o gruppo di fili viene schermato separatamente con nastro di Mylar in lamina di alluminio o con filo di rame intrecciato, e successivamente viene aggiunta la struttura di schermatura complessiva dopo il cablaggio;
⑥ Schermatura con avvolgimento: utilizzare filo di rame sottile, nastro piatto di rame, ecc. per avvolgere l'anima del filo isolato, la coppia di fili o l'anima del cavo.
* Struttura e materiali di schermatura del campo elettrico
Schermatura semiconduttrice: Per cavi di alimentazione da 6 kV in su, un sottile strato di schermatura semiconduttrice è applicato alla superficie del conduttore e alla superficie isolante. Lo strato di schermatura del conduttore è uno strato semiconduttore estruso. La schermatura del conduttore con una sezione trasversale di 500 mm² e oltre è generalmente composta da nastro semiconduttore e strato semiconduttore estruso. Lo strato di schermatura isolante è una struttura estrusa;
Avvolgimento con filo di rame: il filo di rame rotondo viene utilizzato principalmente per l'avvolgimento co-direzionale, e lo strato esterno viene avvolto in senso inverso e fissato con nastro di rame o filo di rame. Questo tipo di struttura viene solitamente utilizzato in cavi con elevate correnti di cortocircuito, come alcuni cavi di alimentazione unipolari da 35 kV di grande sezione;
Avvolgimento con nastro di rame: avvolgimento con nastro di rame morbido;
④ Guaina in alluminio ondulato: adotta l'estrusione a caldo o l'avvolgimento longitudinale con nastro di alluminio, la saldatura, la goffratura, ecc. Questo tipo di schermatura ha anche un'eccellente capacità di bloccare l'acqua ed è utilizzato principalmente per cavi di alimentazione ad alta e altissima tensione.
4. Fodero
La funzione della guaina è quella di proteggere il cavo, mentre l'anima ha la funzione di proteggere l'isolamento. A causa del continuo cambiamento dell'ambiente di utilizzo, delle condizioni operative e delle esigenze dell'utente, anche le tipologie, le forme strutturali e i requisiti prestazionali della struttura di guaina sono vari e possono essere riassunti in tre categorie:
Il primo tipo consiste nel proteggere dalle condizioni climatiche esterne, dalle forze meccaniche occasionali e da uno strato protettivo generale che richiede una protezione sigillante di base (come ad esempio impedire l'infiltrazione di vapore acqueo e gas nocivi); se è presente una grande forza meccanica esterna o se il cavo deve sopportare il peso, è necessaria una struttura protettiva con uno strato di armatura metallica; il terzo tipo è la struttura protettiva con requisiti speciali.
Pertanto, la struttura della guaina di fili e cavi è generalmente suddivisa in due componenti principali: la guaina interna e la guaina esterna. La struttura della guaina interna è relativamente semplice, mentre la guaina esterna comprende lo strato di armatura metallica e il suo strato di rivestimento interno (per impedire che lo strato di armatura danneggi lo strato della guaina interna), e la guaina esterna che ha la funzione di proteggere lo strato di armatura, ecc. Per una varietà di requisiti speciali come ignifugazione, resistenza al fuoco, resistenza agli insetti (termiti), resistenza agli animali (morsi di ratto, beccate di uccelli), ecc., la maggior parte di essi viene risolta aggiungendo varie sostanze chimiche alla guaina esterna; in alcuni casi è necessario aggiungere i componenti necessari alla struttura della guaina esterna.
I materiali comunemente utilizzati sono:
Cloruro di polivinile (PVC), polietilene (PE), poliperfluoroetilene propilene (FEP), poliolefina ignifuga a bassa emissione di fumo e priva di alogeni (LSZH/HFFR), elastomero termoplastico (TPE)
Data di pubblicazione: 30-12-2022