Os componentes estruturais dos produtos de fios e cabos podem ser geralmente divididos em quatro partes estruturais principais: condutores, camadas de isolamento, camadas de blindagem e bainhas, bem como elementos de enchimento e elementos de tração, etc. De acordo com os requisitos de uso e cenários de aplicação dos produtos, alguns produtos têm estruturas extremamente simples, com apenas um componente estrutural, o fio, como fios desencapados aéreos, fios catenários, barramentos de cobre-alumínio (barramentos), etc. O isolamento elétrico externo desses produtos é garantido pelo uso de isoladores e distância espacial durante a instalação e o assentamento (ou seja, pelo uso de isolamento de ar).
A grande maioria dos produtos de fios e cabos tem exatamente o mesmo formato de seção transversal (ignorando erros de fabricação) e se apresenta na forma de tiras longas. Isso é determinado pela característica com que são usados para formar circuitos ou bobinas em sistemas ou equipamentos. Portanto, ao estudar e analisar a composição estrutural de produtos de cabos, é necessário apenas observar e analisar suas seções transversais.
A seguir, uma análise detalhada da composição da estrutura do cabo e dos materiais do cabo:
1. Composição da estrutura do cabo: Condutor
Fios são os componentes principais mais fundamentais e indispensáveis para que os produtos desempenhem a função de transmitir informações de corrente ou ondas eletromagnéticas. Fio é a abreviação de núcleo condutor.
Quais materiais são incluídos nos condutores dos cabos? Os materiais dos condutores são geralmente feitos de metais não ferrosos com excelente condutividade elétrica, como cobre e alumínio. Os cabos ópticos usados nas redes de comunicação óptica, que se desenvolveram rapidamente nas últimas três décadas, utilizam fibras ópticas como condutores.
2. Composição da estrutura do cabo: Camada isolante
A camada isolante é um componente que reveste a periferia do fio e serve como isolante elétrico. Ou seja, ela garante que a corrente transmitida, ou ondas eletromagnéticas e de luz, viaje apenas ao longo do fio e não flua para fora. O potencial no condutor (ou seja, a diferença de potencial formada com os objetos ao redor, ou seja, a tensão) pode ser isolado. Ou seja, é necessário garantir tanto a função de transmissão normal do fio quanto a segurança de objetos e pessoas externas. Fios e camadas isolantes são os dois componentes básicos que devem estar presentes para constituir produtos de cabo (exceto fios desencapados).
O que são materiais de isolamento de cabos: Nos fios e cabos atuais, a classificação dos materiais de isolamento de cabos se divide principalmente em duas categorias: plásticos e borracha. Os materiais poliméricos são dominantes, dando origem a uma ampla variedade de produtos de fios e cabos adequados para diferentes usos e requisitos ambientais. Os materiais de isolamento comuns para fios e cabos incluem policloreto de vinila (PVC),polietileno reticulado (XLPE), fluoroplásticos, compostos de borracha, compostos de borracha de etileno propileno e materiais de isolamento de borracha de silicone.
3. Composição da estrutura do cabo: Bainha
Quando fios e cabos são instalados e operados em diversos ambientes, é necessário que existam componentes que protejam todo o produto, especialmente a camada isolante. Trata-se da bainha. Como os materiais isolantes precisam apresentar excelentes propriedades de isolamento elétrico de todos os tipos, é necessário exigir pureza extremamente alta e teor de impurezas extremamente baixo. Muitas vezes, é impossível levar em consideração sua capacidade de proteção contra o mundo externo. Portanto, diversas estruturas de proteção devem ser responsáveis por suportar ou resistir a diversas forças mecânicas externas (ou seja, instalação, local de uso e durante o uso), resistência ao ambiente atmosférico, resistência a produtos químicos ou óleos, prevenção de danos biológicos e redução de riscos de incêndio. As principais funções das bainhas de cabos são impermeabilização, retardamento de chamas, resistência ao fogo e prevenção à corrosão. Muitos produtos de cabos projetados especificamente para bons ambientes externos (como ambientes limpos, secos e internos livres de forças mecânicas externas), ou aqueles com materiais isolantes que inerentemente possuem certa resistência mecânica e resistência às intempéries, podem dispensar o componente da camada protetora.
Quais são os tipos de materiais para revestimento de cabos? Os principais materiais para revestimento de cabos incluem borracha, plástico, revestimento, silicone e diversos produtos de fibra, etc. As características da camada protetora de borracha e plástico são maciez e leveza, sendo amplamente utilizadas em cabos móveis. No entanto, como tanto a borracha quanto o plástico possuem um certo grau de permeabilidade à água, eles só podem ser aplicados quando materiais poliméricos de alta resistência à umidade são utilizados como isolamento de cabos. Alguns usuários podem então perguntar por que o plástico é usado como camada protetora no mercado? Comparadas às características das bainhas de plástico, as bainhas de borracha têm maior elasticidade e flexibilidade, são mais resistentes ao envelhecimento, mas seu processo de fabricação é relativamente mais complexo. As bainhas de plástico têm melhores propriedades mecânicas e resistência à água, são abundantes em recursos, têm baixo custo e são fáceis de processar. Portanto, são mais amplamente utilizadas no mercado. Os pares da indústria devem observar que existe outro tipo de bainha metálica. As bainhas metálicas não têm apenas funções de proteção mecânica, mas também a função de blindagem mencionada abaixo. Eles também possuem propriedades como resistência à corrosão, resistência à compressão e à tração e resistência à água, o que pode impedir a entrada de umidade e outras substâncias nocivas no interior do isolamento do cabo. Portanto, são amplamente utilizados como bainhas para cabos de energia isolados com papel impregnado de óleo e com baixa resistência à umidade.
4. Composição da estrutura do cabo: Camada de blindagem
A camada de blindagem é um componente essencial em produtos de cabos para obter o isolamento do campo eletromagnético. Ela não só impede que sinais eletromagnéticos internos vazem e interfiram com instrumentos externos, medidores ou outras linhas, como também impede que ondas eletromagnéticas externas entrem no sistema de cabos por meio do acoplamento. Estruturalmente, a camada de blindagem não é apenas colocada na parte externa do cabo, mas também existe entre os pares ou grupos de fios em cabos multicore, formando "telas de isolamento eletromagnético" multinível. Nos últimos anos, com os crescentes requisitos para cabos de comunicação de alta frequência e antiparasitários, os materiais de blindagem evoluíram do tradicional papel metalizado e fitas de papel semicondutor para materiais compósitos mais avançados, comofitas de mylar de papel alumínio, fitas de mylar de folha de cobre e fitas de cobre. As estruturas de blindagem comuns incluem camadas de blindagem internas feitas de polímeros condutores ou fitas semicondutoras, bem como camadas de blindagem externas, como envoltório longitudinal de fita de cobre e malha de cobre trançada. Entre elas, a camada trançada usa principalmente cobre estanhado para aumentar a resistência à corrosão. Para cenários de aplicação especiais, como cabos de frequência variável usando blindagem composta de fita de cobre + fio de cobre, cabos de dados empregando envoltório longitudinal de folha de alumínio + design aerodinâmico e cabos médicos que exigem camadas trançadas de cobre banhado a prata de alta cobertura. Com o advento da era 5G, a estrutura de blindagem híbrida de fita composta de alumínio-plástico e trama de fio de cobre estanhado tornou-se a solução principal para cabos de alta frequência. A prática da indústria mostra que a camada de blindagem evoluiu de uma estrutura acessória para um componente central independente do cabo. A seleção de materiais para ela precisa considerar de forma abrangente as características de frequência, o desempenho de flexão e os fatores de custo para atender aos requisitos de compatibilidade eletromagnética de diferentes cenários de aplicação.
5. Composição da estrutura do cabo: Estrutura preenchida
Muitos produtos de fios e cabos são multinúcleos. Por exemplo, a maioria dos cabos de energia de baixa tensão são cabos de quatro ou cinco núcleos (adequados para sistemas trifásicos), e os cabos telefônicos urbanos vêm em 800 pares, 1200 pares, 2400 pares a 3600 pares. Após esses núcleos ou pares de fios isolados serem cabeados (ou cabeados em grupos várias vezes), há dois problemas: um é que o formato não é redondo e o outro é que há grandes lacunas entre os núcleos dos fios isolados. Portanto, uma estrutura de preenchimento deve ser adicionada durante o cabeamento. A estrutura de preenchimento serve para tornar o diâmetro externo do cabeamento relativamente redondo, o que é propício para o enrolamento e a extrusão da capa, e também para tornar a estrutura do cabo estável e o interior resistente. Durante o uso (ao esticar, comprimir e dobrar durante a fabricação e o assentamento), a força é aplicada uniformemente sem danificar a estrutura interna do cabo. Portanto, embora a estrutura de enchimento seja uma estrutura auxiliar, ela também é necessária, e há regulamentações detalhadas sobre sua seleção de material e design de forma.
Materiais de enchimento de cabos: Geralmente, os materiais de enchimento para cabos incluem fita de polipropileno, corda de polipropileno não tecido, corda de cânhamo ou materiais relativamente baratos feitos de borracha reciclada. Para ser usado como material de enchimento de cabos, ele deve ter as características de não causar efeitos adversos no núcleo isolado do cabo, não ser higroscópico por si só, não ser propenso a encolhimento e não corroer.
6. Composição da estrutura do cabo: Elementos de tração
Os produtos tradicionais de fios e cabos dependem da camada de blindagem da bainha para suportar forças de tração externas ou forças de tração causadas por seu próprio peso. As estruturas típicas são a blindagem de fita de aço e a blindagem de fio de aço (por exemplo, para cabos submarinos, fios de aço grossos com diâmetro de 8 mm são usados e torcidos para formar a camada de blindagem). No entanto, para proteger as fibras ópticas de pequenas forças de tração e evitar leves deformações das fibras que podem afetar o desempenho da transmissão, a estrutura do cabo de fibra óptica é equipada com revestimento primário e secundário, bem como componentes dedicados à força de tração. Além disso, se o cabo de fone de ouvido de um telefone celular adotar uma estrutura na qual um fio de cobre fino ou uma fita de cobre fina é enrolada em torno de filamentos de fibra sintética e uma camada isolante é extrudada na parte externa, esse filamento de fibra sintética é o elemento de tração. Em conclusão, nos produtos especiais, pequenos e flexíveis desenvolvidos nos últimos anos que exigem múltiplas aplicações de flexão e torção, os elementos de tração desempenham um papel importante.
Quais materiais estão incluídos nos componentes de tração do cabo: tiras de aço, fios de aço e folhas de aço inoxidável
Horário da publicação: 25/04/2025