Os componentes estruturais dos produtos de fios e cabos podem ser geralmente divididos em quatro partes principais:condutores, camadas de isolamento, camadas de blindagem e proteção, juntamente com componentes de preenchimento e elementos de tração. De acordo com os requisitos de uso e cenários de aplicação, algumas estruturas de produtos são bastante simples, tendo apenas condutores como componente estrutural, como fios desencapados aéreos, fios de rede de contato, barramentos de cobre-alumínio (barramentos), etc. O isolamento elétrico externo desses produtos depende de isoladores durante a instalação e da distância espacial (ou seja, isolamento de ar) para garantir a segurança.
1. Condutores
Condutores são os componentes mais fundamentais e indispensáveis, responsáveis pela transmissão de corrente elétrica ou informações de ondas eletromagnéticas dentro de um produto. Condutores, frequentemente chamados de núcleos de fios condutores, são feitos de metais não ferrosos de alta condutividade, como cobre, alumínio, etc. Os cabos de fibra óptica utilizados em redes de comunicação óptica em rápida evolução nos últimos trinta anos utilizam fibras ópticas como condutores.
2. Camadas de isolamento
Esses componentes envolvem os condutores, proporcionando isolamento elétrico. Eles garantem que a corrente ou as ondas eletromagnéticas/ópticas transmitidas se propaguem apenas ao longo do condutor e não para fora. As camadas de isolamento impedem que o potencial (ou seja, a tensão) do condutor influencie os objetos ao redor, garantindo tanto a função normal de transmissão do condutor quanto a segurança externa de objetos e pessoas.
Condutores e camadas de isolamento são os dois componentes fundamentais necessários para produtos de cabos (exceto fios desencapados).
Em diversas condições ambientais durante a instalação e operação, os fios e cabos devem possuir componentes que ofereçam proteção, especialmente a camada isolante. Esses componentes são conhecidos como camadas protetoras.
Como os materiais isolantes devem possuir excelentes propriedades de isolamento elétrico, eles exigem alta pureza com teor mínimo de impurezas. No entanto, esses materiais muitas vezes não conseguem oferecer proteção simultânea contra fatores externos (ou seja, forças mecânicas durante a instalação e o uso, resistência a condições atmosféricas, produtos químicos, óleos, ameaças biológicas e riscos de incêndio). Esses requisitos são atendidos por diversas estruturas de camadas protetoras.
Para cabos projetados especificamente para ambientes externos favoráveis (por exemplo, espaços internos limpos, secos e sem forças mecânicas externas) ou em casos em que o próprio material da camada de isolamento exibe certa resistência mecânica e climática, pode não haver necessidade de uma camada protetora como componente.
4. Blindagem
É um componente em produtos de cabos que isola o campo eletromagnético dentro do cabo de campos eletromagnéticos externos. Mesmo entre diferentes pares ou grupos de fios dentro de produtos de cabos, o isolamento mútuo é necessário. A camada de blindagem pode ser descrita como uma "tela de isolamento eletromagnético".
Por muitos anos, a indústria considerou a camada de blindagem como parte da estrutura da camada de proteção. No entanto, propõe-se que ela seja considerada um componente separado. Isso ocorre porque a função da camada de blindagem não é apenas isolar eletromagneticamente as informações transmitidas dentro do produto de cabo, impedindo que vazem ou causem interferência em instrumentos externos ou outras linhas, mas também impedir que ondas eletromagnéticas externas entrem no produto de cabo por meio de acoplamento eletromagnético. Esses requisitos diferem das funções tradicionais da camada de proteção. Além disso, a camada de blindagem não é apenas definida externamente ao produto, mas também colocada entre cada par de fios ou vários pares em um cabo. Na última década, devido ao rápido desenvolvimento de sistemas de transmissão de informações usando fios e cabos, juntamente com um número crescente de fontes de interferência de ondas eletromagnéticas na atmosfera, a variedade de estruturas blindadas se multiplicou. O entendimento de que a camada de blindagem é um componente fundamental dos produtos de cabo tornou-se amplamente aceito.
Muitos produtos de fios e cabos são multinúcleos, como a maioria dos cabos de baixa tensão, que possuem quatro ou cinco núcleos (adequados para sistemas trifásicos), e cabos telefônicos urbanos que variam de 800 pares a 3.600 pares. Após a combinação desses núcleos isolados ou pares de fios em um cabo (ou agrupamento múltiplo), surgem formas irregulares e grandes vãos entre os núcleos isolados ou pares de fios. Portanto, uma estrutura de preenchimento deve ser incorporada durante a montagem do cabo. O objetivo dessa estrutura é manter um diâmetro externo relativamente uniforme no enrolamento, facilitando o enrolamento e a extrusão da capa. Além disso, ela garante a estabilidade do cabo e a integridade da estrutura interna, distribuindo as forças uniformemente durante o uso (alongamento, compressão e flexão durante a fabricação e o assentamento) para evitar danos à estrutura interna do cabo.
Portanto, embora a estrutura de enchimento seja auxiliar, ela é necessária. Existem regulamentações detalhadas quanto à seleção de materiais e ao projeto dessa estrutura.
Produtos tradicionais de fios e cabos normalmente dependem da camada blindada da camada protetora para suportar forças de tração externas ou a tensão causada por seu próprio peso. Estruturas típicas incluem blindagem de fita de aço e blindagem de fio de aço (como o uso de fios de aço de 8 mm de espessura, trançados em uma camada blindada, para cabos submarinos). No entanto, em cabos de fibra óptica, para proteger a fibra de pequenas forças de tração, evitando qualquer leve deformação que possa afetar o desempenho da transmissão, revestimentos primários e secundários e componentes de tração especializados são incorporados à estrutura do cabo. Por exemplo, em cabos de fone de ouvido de celular, um fio de cobre fino ou uma fita de cobre fina enrolada em fibra sintética é extrudada com uma camada isolante, onde a fibra sintética atua como um componente de tração. De modo geral, nos últimos anos, no desenvolvimento de produtos especiais pequenos e flexíveis que exigem múltiplas dobras e torções, os elementos de tração desempenham um papel significativo.
Data de publicação: 19 de dezembro de 2023