მავთულები და კაბელები: სტრუქტურა, მასალები და ძირითადი კომპონენტები

მავთულხლართებისა და კაბელების პროდუქციის სტრუქტურული კომპონენტები ზოგადად შეიძლება დაიყოს ოთხ ძირითად სტრუქტურულ ნაწილად: გამტარები, საიზოლაციო ფენები, დამცავი ფენები და გარსები, ასევე შემავსებელი და დაჭიმვის ელემენტები და ა.შ. პროდუქტების გამოყენების მოთხოვნებისა და გამოყენების სცენარების მიხედვით, ზოგიერთ პროდუქტს აქვს უკიდურესად მარტივი სტრუქტურა, მხოლოდ ერთი სტრუქტურული კომპონენტით, მავთულით, როგორიცაა ოვერჰედის შიშველი მავთულები, ჯაჭვური მავთულები, სპილენძ-ალუმინის სალტეები (სალტეები) და ა.შ. ამ პროდუქტების გარე ელექტრო იზოლაცია უზრუნველყოფილია იზოლატორების და სივრცითი მანძილის გამოყენებით მონტაჟისა და განლაგების დროს (ანუ ჰაერის იზოლაციის გამოყენებით).

მავთულხლართებისა და საკაბელო პროდუქციის აბსოლუტურ უმრავლესობას ზუსტად ერთნაირი განივი ფორმა აქვს (წარმოების შეცდომების უგულებელყოფით) და გრძელი ზოლების სახითაა წარმოდგენილი. ეს განპირობებულია იმით, რომ ისინი გამოიყენება სისტემებში ან აღჭურვილობაში წრედების ან ხვეულების ფორმირებისთვის. ამიტომ, საკაბელო პროდუქციის სტრუქტურული შემადგენლობის შესწავლისა და ანალიზისას, საჭიროა მხოლოდ მათი განივი კვეთებიდან დაკვირვება და ანალიზი.

ქვემოთ მოცემულია კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობისა და კაბელის მასალების დეტალური ანალიზი:

1. კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობა: გამტარი

მავთულები პროდუქტების ყველაზე ფუნდამენტური და შეუცვლელი მთავარი კომპონენტებია დენის ან ელექტრომაგნიტური ტალღის ინფორმაციის გადაცემის ფუნქციის შესასრულებლად. მავთული არის conductive core-ის აბრევიატურა.

რა მასალები შედის კაბელის გამტარებში? გამტარების მასალები, როგორც წესი, დამზადებულია შესანიშნავი ელექტროგამტარობის მქონე ფერადი ლითონებისგან, როგორიცაა სპილენძი და ალუმინი. ოპტიკურ საკომუნიკაციო ქსელებში გამოყენებული ოპტიკური კაბელები, რომლებიც სწრაფად განვითარდა ბოლო სამი ათწლეულის განმავლობაში, გამტარებად ოპტიკურ ბოჭკოებს იყენებენ.

2. კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობა: იზოლაციის ფენა

საიზოლაციო ფენა არის კომპონენტი, რომელიც ფარავს მავთულის პერიფერიას და ემსახურება როგორც ელექტრო იზოლატორს. ანუ, მას შეუძლია უზრუნველყოს, რომ გადაცემული დენი ან ელექტრომაგნიტური ტალღები, სინათლის ტალღები მხოლოდ მავთულის გასწვრივ მოძრაობდეს და არ მიედინებოდეს გარეთ. გამტარზე პოტენციალის (ანუ მიმდებარე ობიექტებთან წარმოქმნილი პოტენციური სხვაობის, ანუ ძაბვის) იზოლირება შესაძლებელია. ანუ, აუცილებელია მავთულის ნორმალური გადაცემის ფუნქციისა და გარე ობიექტებისა და ადამიანების უსაფრთხოების უზრუნველყოფა. მავთულები და საიზოლაციო ფენები ორი ძირითადი კომპონენტია, რომლებიც უნდა არსებობდეს საკაბელო პროდუქტების შესაქმნელად (გარდა შიშველი მავთულებისა).

რა არის კაბელების საიზოლაციო მასალები: დღევანდელ მავთულხლართებსა და კაბელებში, კაბელების საიზოლაციო მასალების კლასიფიკაცია ძირითადად ორ კატეგორიად იყოფა: პლასტმასი და რეზინი. პოლიმერული მასალები დომინანტურია, რაც იწვევს მავთულხლართებისა და კაბელების ფართო არჩევანს, რომლებიც შესაფერისია სხვადასხვა გამოყენებისა და გარემოსდაცვითი მოთხოვნებისთვის. მავთულხლართებისა და კაბელების საერთო საიზოლაციო მასალებს შორისაა პოლივინილქლორიდი (PVC),ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენი (XLPE), ფტორპლასტიკები, რეზინის ნაერთები, ეთილენ-პროპილენის რეზინის ნაერთები და სილიკონის რეზინის საიზოლაციო მასალები.

3. კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობა: გარსი

როდესაც მავთულხლართებისა და კაბელების პროდუქცია დამონტაჟებულია და ექსპლუატაციაში სხვადასხვა გარემოში, უნდა არსებობდეს კომპონენტები, რომლებიც იცავს მთელ პროდუქტს, განსაკუთრებით საიზოლაციო ფენას. ეს არის გარსი. რადგან საიზოლაციო მასალებს უნდა ჰქონდეთ ყველა სახის შესანიშნავი ელექტროიზოლაციის თვისებები, აუცილებელია მასალების უკიდურესად მაღალი სისუფთავისა და უკიდურესად დაბალი მინარევების შემცველობა. ხშირად შეუძლებელია მისი გარე სამყაროსგან დამცავი შესაძლებლობების გათვალისწინება. ამიტომ, სხვადასხვა დამცავი სტრუქტურა უნდა იყოს პასუხისმგებელი გარედან მომდინარე სხვადასხვა მექანიკური დატვირთვისადმი გამძლეობაზე (მაგ., მონტაჟი, გამოყენების ადგილი და გამოყენების დროს), ატმოსფერული გარემოსადმი მდგრადობაზე, ქიმიკატების ან ზეთებისადმი მდგრადობაზე, ბიოლოგიური დაზიანების თავიდან აცილებაზე და ხანძრის საშიშროების შემცირებაზე. საკაბელო გარსების ძირითადი ფუნქციებია ჰიდროიზოლაცია, ცეცხლგამძლეობა, ხანძარსაწინააღმდეგო და კოროზიის პრევენცია. ბევრი საკაბელო პროდუქტი, რომელიც სპეციალურად შექმნილია კარგი გარე გარემოსთვის (მაგალითად, სუფთა, მშრალი და შიდა გარემოსთვის, რომელიც თავისუფალია მექანიკური გარე ძალებისგან), ან ისეთი საიზოლაციო მასალებით, რომლებსაც თანდაყოლილი აქვთ გარკვეული მექანიკური სიმტკიცე და ამინდისადმი მდგრადობა, შეიძლება გაძლოს დამცავი ფენის კომპონენტის გარეშე.

რა ტიპის საკაბელო გარსის მასალები არსებობს? საკაბელო გარსის ძირითადი მასალებია რეზინი, პლასტმასი, საფარი, სილიკონი და სხვადასხვა ბოჭკოვანი პროდუქტები და ა.შ. რეზინისა და პლასტმასის დამცავი ფენის მახასიათებლებია რბილობა და სიმსუბუქე და ის ფართოდ გამოიყენება მობილურ კაბელებში. თუმცა, რადგან როგორც რეზინის, ასევე პლასტმასის მასალებს აქვთ გარკვეული ხარისხის წყალგამტარობა, მათი გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც კაბელის იზოლაციისთვის გამოიყენება მაღალი ტენიანობისადმი მდგრადი მაღალი პოლიმერული მასალები. შემდეგ ზოგიერთმა მომხმარებელმა შეიძლება იკითხოს, რატომ გამოიყენება პლასტმასი ბაზარზე დამცავ ფენად? პლასტმასის გარსების მახასიათებლებთან შედარებით, რეზინის გარსებს აქვთ უფრო მაღალი ელასტიურობა და მოქნილობა, უფრო მდგრადია დაბერების მიმართ, მაგრამ მათი წარმოების პროცესი შედარებით უფრო რთულია. პლასტმასის გარსებს აქვთ უკეთესი მექანიკური თვისებები და წყალგამძლეობა, ასევე მდიდარია რესურსებით, დაბალი ფასით და ადვილად დასამუშავებელია. ამიტომ, ისინი უფრო ფართოდ გამოიყენება ბაზარზე. ინდუსტრიის კოლეგებმა უნდა გაითვალისწინონ, რომ არსებობს ლითონის გარსის კიდევ ერთი ტიპი. ლითონის გარსებს არა მხოლოდ აქვთ მექანიკური დაცვის ფუნქციები, არამედ ქვემოთ ჩამოთვლილი დამცავი ფუნქციაც. მათ ასევე აქვთ ისეთი თვისებები, როგორიცაა კოროზიისადმი მდგრადობა, შეკუმშვისა და დაჭიმვის სიმტკიცე და წყლისადმი მდგრადობა, რაც ხელს უშლის ტენიანობის და სხვა მავნე ნივთიერებების შეღწევას კაბელის იზოლაციის შიგნით. ამიტომ, ისინი ფართოდ გამოიყენება როგორც გარსები ზეთით გაჟღენთილი ქაღალდის იზოლირებული ელექტრო კაბელებისთვის, რომლებსაც აქვთ დაბალი ტენიანობის წინააღმდეგობა.

4. კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობა: დამცავი ფენა

დამცავი ფენა საკაბელო პროდუქტებში ელექტრომაგნიტური ველის იზოლაციის მისაღწევად აუცილებელი კომპონენტია. მას არა მხოლოდ შეუძლია თავიდან აიცილოს შიდა ელექტრომაგნიტური სიგნალების გაჟონვა და გარე ინსტრუმენტებზე, მრიცხველებზე ან სხვა ხაზებზე ჩარევა, არამედ დაბლოკოს გარე ელექტრომაგნიტური ტალღების შეღწევა საკაბელო სისტემაში შეერთების გზით. სტრუქტურულად, დამცავი ფენა არა მხოლოდ კაბელის გარე მხარესაა განთავსებული, არამედ მრავალბირთვიან კაბელებში მავთულხლართების წყვილებს ან ჯგუფებს შორისაც არსებობს, რაც მრავალდონიან „ელექტრომაგნიტურ იზოლაციის ეკრანებს“ ქმნის. ბოლო წლებში, მაღალი სიხშირის საკომუნიკაციო კაბელებისა და ჩარევის საწინააღმდეგო მოთხოვნების ზრდასთან ერთად, დამცავი მასალები განვითარდა ტრადიციული მეტალიზებული ქაღალდიდან და ნახევარგამტარული ქაღალდის ლენტებიდან უფრო მოწინავე კომპოზიტურ მასალებამდე, როგორიცააალუმინის ფოლგის მილარის ლენტები, სპილენძის ფოლგის მილარის ლენტები და სპილენძის ლენტები. გავრცელებული დამცავი სტრუქტურები მოიცავს გამტარი პოლიმერებისგან ან ნახევარგამტარი ლენტებისგან დამზადებულ შიდა დამცავ ფენებს, ასევე გარე დამცავ ფენებს, როგორიცაა სპილენძის ლენტის გრძივი შეფუთვა და ნაქსოვი სპილენძის ბადე. მათ შორის, ნაქსოვი ფენა ძირითადად იყენებს თუნუქით მოპირკეთებულ სპილენძს კოროზიისადმი მდგრადობის გასაზრდელად. სპეციალური გამოყენების სცენარებისთვის, როგორიცაა ცვლადი სიხშირის კაბელები, რომლებიც იყენებენ სპილენძის ლენტს + სპილენძის მავთულის კომპოზიტურ დამცავს, მონაცემთა კაბელები, რომლებიც იყენებენ ალუმინის ფოლგის გრძივ შეფუთვას + გამარტივებულ დიზაინს და სამედიცინო კაბელები, რომლებიც საჭიროებენ მაღალი დაფარვის ვერცხლისფერ მოპირკეთებულ სპილენძის ნაქსოვ ფენებს. 5G ერის დადგომასთან ერთად, ალუმინ-პლასტმასის კომპოზიტური ლენტისა და თუნუქით მოპირკეთებული სპილენძის მავთულის ქსოვის ჰიბრიდული დამცავი სტრუქტურა გახდა მაღალი სიხშირის კაბელების ძირითადი გადაწყვეტა. ინდუსტრიული პრაქტიკა აჩვენებს, რომ დამცავი ფენა განვითარდა დამხმარე სტრუქტურიდან კაბელის დამოუკიდებელ ბირთვულ კომპონენტად. მასალების შერჩევა ყოვლისმომცველად უნდა ითვალისწინებდეს სიხშირის მახასიათებლებს, მოხრის მახასიათებლებს და ღირებულების ფაქტორებს, რათა დააკმაყოფილოს სხვადასხვა გამოყენების სცენარის ელექტრომაგნიტური თავსებადობის მოთხოვნები.

5. საკაბელო სტრუქტურის შემადგენლობა: შევსებული სტრუქტურა

ბევრი მავთულისა და კაბელის პროდუქტი მრავალბირთვიანია. მაგალითად, დაბალი ძაბვის დენის კაბელების უმეტესობა ოთხბირთვიანი ან ხუთბირთვიანია (შესაფერისი სამფაზიანი სისტემებისთვის), ხოლო ქალაქის სატელეფონო კაბელები 800 წყვილად, 1200 წყვილად, 2400 წყვილიდან 3600 წყვილამდე იყიდება. ამ იზოლირებული მავთულის ბირთვების ან წყვილების კაბელების (ან ჯგუფურად რამდენჯერმე კაბელების) გაყვანილობის შემდეგ, ორი პრობლემა ჩნდება: ერთი ის არის, რომ ფორმა მრგვალი არ არის, ხოლო მეორე ის არის, რომ იზოლირებულ მავთულის ბირთვებს შორის დიდი ნაპრალია. ამიტომ, კაბელების გაყვანილობის დროს უნდა დაემატოს შემავსებელი სტრუქტურა. შემავსებელი სტრუქტურა კაბელის გარე დიამეტრის შედარებით მრგვალი გახდომას ისახავს მიზნად, რაც ხელს უწყობს გარსის შეხვევას და ექსტრუზიას, ასევე კაბელის სტრუქტურის სტაბილურობას და შიდა ნაწილის სიმტკიცეს. გამოყენების დროს (დამზადებისა და გაშლის დროს გაჭიმვის, შეკუმშვის და მოხრისას), ძალა თანაბრად გამოიყენება კაბელის შიდა სტრუქტურის დაზიანების გარეშე. ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ შემავსებელი სტრუქტურა დამხმარე სტრუქტურაა, ის ასევე აუცილებელია და არსებობს დეტალური რეგულაციები მისი მასალის შერჩევისა და ფორმის დიზაინის შესახებ.

კაბელის შემავსებელი მასალები: როგორც წესი, კაბელების შემავსებლებს შორისაა პოლიპროპილენის ლენტი, უქსოვი PP თოკი, კანაფის თოკი ან გადამუშავებული რეზინისგან დამზადებული შედარებით იაფი მასალები. კაბელის შემავსებელ მასალად გამოსაყენებლად, მას უნდა ჰქონდეს ისეთი მახასიათებლები, როგორიცაა იზოლირებულ კაბელის ბირთვზე უარყოფითი ზემოქმედება, არ იყოს ჰიგროსკოპიული, არ იყოს მიდრეკილი შეკუმშვისკენ და არ იყოს კოროზიული.

6. კაბელის სტრუქტურის შემადგენლობა: დაჭიმვის ელემენტები

ტრადიციული მავთულხლართებისა და კაბელების პროდუქცია გარე დაჭიმვის ძალების ან საკუთარი წონით გამოწვეული დაჭიმვის ძალების გაუძლებლად გარსის ჯავშნის ფენაზეა დამოკიდებული. ტიპიური სტრუქტურებია ფოლადის ლენტის და ფოლადის მავთულის ჯავშანი (მაგალითად, წყალქვეშა კაბელებისთვის გამოიყენება 8 მმ დიამეტრის სქელი ფოლადის მავთულები, რომლებიც გრეხილია ჯავშნის ფენის შესაქმნელად). თუმცა, ოპტიკური ბოჭკოების მცირე დაჭიმვის ძალებისგან დასაცავად და ბოჭკოების მცირე დეფორმაციის თავიდან ასაცილებლად, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს გადაცემის მუშაობაზე, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის სტრუქტურა აღჭურვილია პირველადი და მეორადი საფარით, ასევე სპეციალური დაჭიმვის ძალის კომპონენტებით. გარდა ამისა, თუ მობილური ტელეფონის ყურსასმენის კაბელი იღებს სტრუქტურას, სადაც წვრილი სპილენძის მავთული ან თხელი სპილენძის ლენტია შემოხვეული სინთეზური ბოჭკოვანი ძაფების გარშემო და გარედან გამოწეულია საიზოლაციო ფენა, ეს სინთეზური ბოჭკოვანი ძაფი წარმოადგენს დაჭიმვის ელემენტს. დასკვნის სახით, ბოლო წლებში შემუშავებულ სპეციალურ, პატარა და მოქნილ პროდუქტებში, რომლებიც მრავალჯერადი მოხრისა და დაგრეხვის გამოყენებას მოითხოვს, დაჭიმვის ელემენტები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ.

კაბელის გამჭიმავი კომპონენტებისთვის რა მასალები შედის: ფოლადის ზოლები, ფოლადის მავთულები და უჟანგავი ფოლადის ფოლგები.