องค์ประกอบโครงสร้างและวัสดุของสายไฟและสายเคเบิล

สำนักพิมพ์เทคโนโลยี

องค์ประกอบโครงสร้างและวัสดุของสายไฟและสายเคเบิล

โครงสร้างพื้นฐานของสายไฟและสายเคเบิลประกอบด้วย ตัวนำ ฉนวน การป้องกัน ปลอกหุ้ม และส่วนอื่นๆ

องค์ประกอบโครงสร้าง (1)

1. ตัวนำ

หน้าที่: ตัวนำไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบของสายไฟและสายเคเบิลที่ส่งพลังงานไฟฟ้า (แม่เหล็ก) ข้อมูล และทำหน้าที่เฉพาะในการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า

วัสดุ: ส่วนใหญ่เป็นตัวนำที่ไม่ได้เคลือบ เช่น ทองแดง อะลูมิเนียม โลหะผสมทองแดง อะลูมิเนียมอัลลอยด์; ตัวนำเคลือบโลหะ เช่น ทองแดงชุบดีบุก ทองแดงชุบเงิน ทองแดงชุบนิกเกิล; ตัวนำหุ้มโลหะ เช่น เหล็กหุ้มทองแดง อลูมิเนียมหุ้มทองแดง เหล็กหุ้มอลูมิเนียม ฯลฯ

องค์ประกอบโครงสร้าง (2)

2. ฉนวนกันความร้อน

ฟังก์ชัน: ชั้นฉนวนจะพันรอบตัวนำหรือชั้นเพิ่มเติมของตัวนำ (เช่น เทปไมก้าทนไฟ) และฟังก์ชันคือแยกตัวนำจากการรับแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันและป้องกันกระแสไฟรั่วไหล

วัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับฉนวนรีดขึ้นรูป ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE), โพลีโอเลฟินหน่วงไฟปลอดฮาโลเจนควันต่ำ (LSZH/HFFR), ฟลูออโรพลาสติก, เทอร์โมพลาสติกยืดหยุ่น (TPE), ยางซิลิโคน (SR), ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPM/EPDM) เป็นต้น

3. การป้องกัน

ฟังก์ชัน: ชั้นป้องกันที่ใช้ในผลิตภัณฑ์สายไฟและสายเคเบิลมีสองแนวคิดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ประการแรก โครงสร้างของสายไฟและสายเคเบิลที่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง (เช่น คลื่นความถี่วิทยุ สายเคเบิลอิเล็กทรอนิกส์) หรือกระแสไฟฟ้าอ่อน (เช่น สายสัญญาณ) เรียกว่า ฉนวนป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า วัตถุประสงค์คือเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก หรือเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณความถี่สูงในสายเคเบิลรบกวนโลกภายนอก และเพื่อป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างคู่สาย

ประการที่สอง โครงสร้างของสายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและแรงดันสูงที่ใช้ปรับสมดุลสนามไฟฟ้าบนพื้นผิวตัวนำหรือพื้นผิวฉนวนเรียกว่า การป้องกันสนามไฟฟ้า การป้องกันสนามไฟฟ้าไม่ได้มีหน้าที่เพียงแค่ “ป้องกัน” แต่ทำหน้าที่เพียงทำให้สนามไฟฟ้าเป็นเนื้อเดียวกัน โดยทั่วไปแล้ว การป้องกันที่พันรอบสายไฟฟ้ามักจะต่อลงดิน

องค์ประกอบโครงสร้าง (3)

* โครงสร้างและวัสดุป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า

① การป้องกันแบบถัก: ส่วนใหญ่ใช้ลวดทองแดงเปลือย ลวดทองแดงชุบดีบุก ลวดทองแดงชุบเงิน ลวดโลหะผสมอลูมิเนียม-แมกนีเซียม เทปแบนทองแดง เทปแบนทองแดงชุบเงิน ฯลฯ เพื่อถักด้านนอกแกนฉนวน คู่ลวดหรือแกนสายเคเบิล

② การป้องกันด้วยเทปทองแดง: ใช้เทปทองแดงอ่อนเพื่อปิดหรือพันในแนวตั้งด้านนอกแกนสายเคเบิล

③ การป้องกันด้วยเทปคอมโพสิตโลหะ: ใช้เทปไมลาร์ฟอยล์อลูมิเนียมหรือเทปไมลาร์ฟอยล์ทองแดงพันรอบหรือพันในแนวตั้งคู่สายหรือแกนสายเคเบิล

④ การป้องกันแบบครอบคลุม: การใช้งานที่ครอบคลุมด้วยการป้องกันแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น พันลวดทองแดงเส้นเล็ก (1-4) เส้นในแนวตั้งหลังจากพันด้วยเทปไมลาร์ฟอยล์อะลูมิเนียม ลวดทองแดงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าของการป้องกันได้

⑤ การป้องกันแบบแยก + การป้องกันโดยรวม: แต่ละคู่สายหรือกลุ่มสายได้รับการป้องกันด้วยเทปไมลาร์ฟอยล์อลูมิเนียมหรือสายทองแดงที่ถักแยกกัน จากนั้นจึงเพิ่มโครงสร้างการป้องกันโดยรวมหลังจากการเดินสาย

6. การหุ้มฉนวน: ใช้ลวดทองแดงบาง เทปทองแดงแบน ฯลฯ เพื่อพันรอบแกนลวดที่หุ้มฉนวน คู่ลวด หรือแกนสายเคเบิล

* โครงสร้างและวัสดุป้องกันสนามไฟฟ้า

ฉนวนป้องกันแบบกึ่งนำไฟฟ้า: สำหรับสายไฟฟ้าขนาด 6 กิโลโวลต์ขึ้นไป จะมีชั้นฉนวนป้องกันแบบกึ่งนำไฟฟ้าบางๆ ติดอยู่บนพื้นผิวตัวนำและพื้นผิวฉนวน ชั้นฉนวนป้องกันตัวนำเป็นชั้นกึ่งนำไฟฟ้าแบบรีดขึ้นรูป โดยทั่วไปแล้ว ฉนวนป้องกันตัวนำที่มีพื้นที่หน้าตัดตั้งแต่ 500 ตารางมิลลิเมตรขึ้นไปจะประกอบด้วยเทปกึ่งนำไฟฟ้าและชั้นกึ่งนำไฟฟ้าแบบรีดขึ้นรูป ชั้นฉนวนป้องกันเป็นโครงสร้างแบบรีดขึ้นรูป
การพันลวดทองแดง: ลวดทองแดงกลมส่วนใหญ่ใช้สำหรับการพันแบบทิศทางเดียว และชั้นนอกจะพันกลับด้านและยึดด้วยเทปทองแดงหรือลวดทองแดง โครงสร้างประเภทนี้มักใช้ในสายเคเบิลที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูง เช่น สายเคเบิลหน้าตัดขนาดใหญ่ 35 กิโลโวลต์บางรุ่น สายไฟแกนเดียว;
การพันเทปทองแดง : การพันด้วยเทปทองแดงอ่อน;
④ ปลอกหุ้มอลูมิเนียมแบบลูกฟูก: ใช้วิธีการอัดรีดร้อนหรือการหุ้มตามยาวด้วยเทปอลูมิเนียม การเชื่อม การปั๊มนูน ฯลฯ การป้องกันประเภทนี้ยังป้องกันน้ำได้ดี และส่วนใหญ่ใช้สำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงและแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ

4. ฝัก

หน้าที่ของปลอกหุ้มคือการปกป้องสายเคเบิล และแกนกลางคือการปกป้องฉนวน เนื่องจากสภาพแวดล้อมการใช้งาน เงื่อนไขการใช้งาน และความต้องการของผู้ใช้ที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น ประเภท รูปแบบโครงสร้าง และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของโครงสร้างปลอกหุ้มจึงมีความหลากหลาย ซึ่งสามารถสรุปได้เป็นสามประเภท:

ประการหนึ่งคือการปกป้องสภาพภูมิอากาศภายนอก แรงทางกลที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว และชั้นป้องกันทั่วไปที่ต้องมีการป้องกันการปิดผนึกทั่วไป (เช่น การป้องกันการแทรกซึมของไอน้ำและก๊าซที่เป็นอันตราย) หากมีแรงทางกลภายนอกจำนวนมากหรือรับน้ำหนักของสายเคเบิล จะต้องมีโครงสร้างชั้นป้องกันที่เป็นชั้นเกราะโลหะ ประการที่สามคือโครงสร้างชั้นป้องกันที่มีข้อกำหนดพิเศษ

ดังนั้น โครงสร้างปลอกหุ้มของสายไฟและสายเคเบิลโดยทั่วไปจึงแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ได้แก่ ปลอกหุ้ม (ปลอกหุ้ม) และปลอกหุ้มด้านนอก โครงสร้างของปลอกหุ้มด้านในค่อนข้างเรียบง่าย ในขณะที่ปลอกหุ้มด้านนอกประกอบด้วยชั้นเกราะโลหะและชั้นซับใน (เพื่อป้องกันไม่ให้ชั้นเกราะสร้างความเสียหายให้กับชั้นปลอกหุ้มด้านใน) และปลอกหุ้มด้านนอกซึ่งทำหน้าที่ปกป้องชั้นเกราะ เป็นต้น สำหรับความต้องการพิเศษต่างๆ เช่น สารหน่วงไฟ ทนไฟ ป้องกันแมลง (ปลวก) ป้องกันสัตว์ (หนูกัด นกจิก) เป็นต้น ส่วนใหญ่สามารถแก้ไขได้โดยการเติมสารเคมีต่างๆ ลงในปลอกหุ้มด้านนอก และบางส่วนจำเป็นต้องเติมส่วนประกอบที่จำเป็นลงในโครงสร้างปลอกหุ้มด้านนอก

วัสดุที่ใช้โดยทั่วไปได้แก่:
โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีเพอร์ฟลูออโรเอทิลีนโพรพิลีน (FEP), โพลีโอเลฟินที่ทนไฟ ปราศจากฮาโลเจน ควันต่ำ (LSZH/HFFR), เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE)


เวลาโพสต์: 30 ธันวาคม 2565