اجزای ساختاری محصولات سیم و کابل را می‌توان به طور کلی به چهار بخش اصلی تقسیم کرد:هادی ها, لایه‌های عایق، لایه‌های محافظ و محافظ، همراه با اجزای پرکننده و عناصر کششی. با توجه به الزامات استفاده و سناریوهای کاربردی، برخی از ساختارهای محصول بسیار ساده هستند و فقط هادی‌ها را به عنوان یک جزء ساختاری دارند، مانند سیم‌های بدون روکش هوایی، سیم‌های شبکه تماسی، شینه‌های مسی-آلومینیومی (باس‌بار) و غیره. عایق الکتریکی خارجی این محصولات برای اطمینان از ایمنی، به عایق‌ها در حین نصب و فاصله مکانی (یعنی عایق هوا) متکی است.
۱. رساناها
هادی‌ها اساسی‌ترین و ضروری‌ترین اجزای مسئول انتقال جریان الکتریکی یا اطلاعات موج الکترومغناطیسی در یک محصول هستند. هادی‌ها، که اغلب به عنوان هسته‌های سیم رسانا شناخته می‌شوند، از فلزات غیرآهنی با رسانایی بالا مانند مس، آلومینیوم و غیره ساخته می‌شوند. کابل‌های فیبر نوری که در شبکه‌های ارتباطی نوری که به سرعت در حال تکامل هستند، در طول سی سال گذشته استفاده می‌شوند، از فیبرهای نوری به عنوان هادی استفاده می‌کنند.
۲. لایه‌های عایق
این اجزا، هادی‌ها را احاطه کرده و عایق الکتریکی ایجاد می‌کنند. آن‌ها تضمین می‌کنند که جریان یا امواج الکترومغناطیسی/نوری منتقل شده فقط در امتداد هادی حرکت کنند و نه به سمت خارج. لایه‌های عایق، پتانسیل (یعنی ولتاژ) هادی را از تأثیر بر اشیاء اطراف حفظ کرده و هم عملکرد انتقال عادی هادی و هم ایمنی خارجی برای اشیاء و افراد را تضمین می‌کنند.
هادی‌ها و لایه‌های عایق دو جزء اساسی لازم برای محصولات کابلی (به جز سیم‌های لخت) هستند.
در شرایط محیطی مختلف هنگام نصب و بهره‌برداری، محصولات سیم و کابل باید دارای اجزایی باشند که محافظت ارائه دهند، به خصوص برای لایه عایق. این اجزا به عنوان لایه‌های محافظ شناخته می‌شوند.
از آنجا که مواد عایق باید دارای خواص عایق الکتریکی عالی باشند، به خلوص بالا با حداقل ناخالصی نیاز دارند. با این حال، این مواد اغلب نمی‌توانند همزمان محافظت در برابر عوامل خارجی (یعنی نیروهای مکانیکی هنگام نصب و استفاده، مقاومت در برابر شرایط جوی، مواد شیمیایی، روغن‌ها، تهدیدات بیولوژیکی و خطرات آتش‌سوزی) را فراهم کنند. این الزامات توسط ساختارهای لایه محافظ مختلف برآورده می‌شوند.
برای کابل‌هایی که به‌طور خاص برای محیط‌های خارجی مطلوب (مثلاً فضاهای تمیز، خشک و داخلی بدون نیروهای مکانیکی خارجی) طراحی شده‌اند، یا در مواردی که خود ماده لایه عایق، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر آب و هوا را نشان می‌دهد، ممکن است نیازی به لایه محافظ به‌عنوان یک جزء نباشد.
4. محافظ
این قطعه‌ای در محصولات کابلی است که میدان الکترومغناطیسی درون کابل را از میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی ایزوله می‌کند. حتی بین جفت سیم‌ها یا گروه‌های مختلف در محصولات کابلی، ایزوله‌سازی متقابل ضروری است. لایه محافظ را می‌توان به عنوان "صفحه ایزوله الکترومغناطیسی" توصیف کرد.
سال‌هاست که صنعت، لایه محافظ را به عنوان بخشی از ساختار لایه محافظ در نظر می‌گیرد. با این حال، پیشنهاد می‌شود که آن را به عنوان یک جزء جداگانه در نظر بگیرد. دلیل این امر آن است که عملکرد لایه محافظ نه تنها جداسازی الکترومغناطیسی اطلاعات منتقل شده در محصول کابل، جلوگیری از نشت یا ایجاد تداخل با ابزارهای خارجی یا سایر خطوط است، بلکه جلوگیری از ورود امواج الکترومغناطیسی خارجی به محصول کابل از طریق کوپلینگ الکترومغناطیسی نیز می‌باشد. این الزامات با عملکردهای سنتی لایه محافظ متفاوت است. علاوه بر این، لایه محافظ نه تنها به صورت خارجی در محصول قرار می‌گیرد، بلکه بین هر جفت سیم یا چندین جفت در یک کابل نیز قرار می‌گیرد. در طول دهه گذشته، به دلیل توسعه سریع سیستم‌های انتقال اطلاعات با استفاده از سیم و کابل، همراه با افزایش تعداد منابع تداخل امواج الکترومغناطیسی در جو، تنوع ساختارهای محافظ چند برابر شده است. این درک که لایه محافظ یک جزء اساسی محصولات کابلی است، به طور گسترده پذیرفته شده است.
بسیاری از محصولات سیم و کابل چند رشته‌ای هستند، مانند اکثر کابل‌های برق ولتاژ پایین که کابل‌های چهار رشته‌ای یا پنج رشته‌ای (مناسب برای سیستم‌های سه فاز) هستند و کابل‌های تلفن شهری که از ۸۰۰ جفت تا ۳۶۰۰ جفت متغیرند. پس از ترکیب این هسته‌های عایق‌بندی شده یا جفت‌های سیم در یک کابل (یا چندین بار گروه‌بندی)، اشکال نامنظم و شکاف‌های بزرگی بین هسته‌های عایق‌بندی شده یا جفت‌های سیم وجود دارد. بنابراین، باید در طول مونتاژ کابل، یک ساختار پرکننده تعبیه شود. هدف از این ساختار، حفظ قطر بیرونی نسبتاً یکنواخت در کلاف‌بندی، تسهیل پیچیدن و اکستروژن غلاف است. علاوه بر این، پایداری کابل و یکپارچگی ساختار داخلی را تضمین می‌کند و نیروها را در طول استفاده (کشش، فشرده‌سازی و خم شدن در طول ساخت و نصب) به طور مساوی توزیع می‌کند تا از آسیب به ساختار داخلی کابل جلوگیری شود.
بنابراین، اگرچه سازه پرکننده کمکی است، اما ضروری است. مقررات دقیقی در مورد انتخاب مواد و طراحی این سازه وجود دارد.
6. اجزای کششی
محصولات سیم و کابل سنتی معمولاً برای مقاومت در برابر نیروهای کششی خارجی یا کشش ناشی از وزن خود، به لایه زرهی لایه محافظ متکی هستند. ساختارهای معمول شامل زره نوار فولادی و زره سیم فولادی (مانند استفاده از سیم‌های فولادی با ضخامت 8 میلی‌متر، که به صورت یک لایه زرهی پیچیده شده‌اند، برای کابل‌های زیردریایی) است. با این حال، در کابل‌های فیبر نوری، برای محافظت از فیبر در برابر نیروهای کششی جزئی و جلوگیری از هرگونه تغییر شکل جزئی که ممکن است بر عملکرد انتقال تأثیر بگذارد، پوشش‌های اولیه و ثانویه و اجزای کششی تخصصی در ساختار کابل گنجانده شده‌اند. به عنوان مثال، در کابل‌های هدست تلفن همراه، یک سیم مسی ظریف یا نوار مسی نازک که به دور فیبر مصنوعی پیچیده شده است، با یک لایه عایق اکسترود می‌شود، که در آن فیبر مصنوعی به عنوان یک جزء کششی عمل می‌کند. به طور کلی، در سال‌های اخیر، در توسعه محصولات کوچک و انعطاف‌پذیر ویژه که نیاز به خم شدن و پیچش‌های متعدد دارند، عناصر کششی نقش مهمی ایفا می‌کنند.
زمان ارسال: ۱۹ دسامبر ۲۰۲۳