โครงสร้างและวัสดุของลวดและสายเคเบิล

ข่าวสารด้านเทคโนโลยี

โครงสร้างและวัสดุของลวดและสายเคเบิล

โครงสร้างพื้นฐานของสายไฟและสายเคเบิลประกอบไปด้วย ตัวนำ ฉนวน การป้องกัน ปลอกหุ้ม และส่วนอื่นๆ

องค์ประกอบโครงสร้าง (1)

1. ตัวนำไฟฟ้า

ฟังก์ชัน: ตัวนำเป็นส่วนประกอบของสายไฟและสายเคเบิลที่ส่งพลังงานไฟฟ้า (แม่เหล็ก) ข้อมูล และทำหน้าที่เฉพาะในการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า

วัสดุ: ประกอบไปด้วยตัวนำที่ไม่ได้เคลือบเป็นหลัก เช่น ทองแดง อะลูมิเนียม โลหะผสมทองแดง โลหะผสมอะลูมิเนียม ตัวนำเคลือบโลหะ เช่น ทองแดงชุบดีบุก ทองแดงชุบเงิน ทองแดงชุบนิกเกิล ตัวนำหุ้มโลหะ เช่น เหล็กหุ้มทองแดง อลูมิเนียมหุ้มทองแดง เหล็กหุ้มอลูมิเนียม ฯลฯ

องค์ประกอบโครงสร้าง (2)

2. ฉนวนกันความร้อน

ฟังก์ชัน: ชั้นฉนวนจะพันรอบตัวนำหรือชั้นเพิ่มเติมของตัวนำ (เช่น เทปไมก้าทนไฟ) และฟังก์ชันคือแยกตัวนำจากการแบกรับแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันและป้องกันกระแสไฟรั่วไหล

วัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับฉนวนกันความร้อนแบบอัดรีด ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (XLPE), โพลีโอเลฟินหน่วงไฟปลอดฮาโลเจนและควันน้อย (LSZH/HFFR), ฟลูออโรพลาสติก, เทอร์โมพลาสติกยืดหยุ่น (TPE), ยางซิลิโคน (SR), ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPM/EPDM) ฯลฯ

3. การป้องกัน

ฟังก์ชัน: ชั้นป้องกันที่ใช้ในผลิตภัณฑ์สายไฟและสายเคเบิลมีสองแนวคิดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ประการแรก โครงสร้างของสายไฟและสายเคเบิลที่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง (เช่น คลื่นความถี่วิทยุ สายเคเบิลไฟฟ้า) หรือกระแสไฟฟ้าอ่อน (เช่น สายสัญญาณ) เรียกว่า การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัตถุประสงค์คือเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก หรือเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณความถี่สูงในสายเคเบิลรบกวนโลกภายนอก และเพื่อป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างคู่สาย

ประการที่สอง โครงสร้างของสายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูงเพื่อทำให้สนามไฟฟ้าเท่ากันบนพื้นผิวตัวนำหรือพื้นผิวฉนวนเรียกว่าการป้องกันสนามไฟฟ้า หากพูดอย่างเคร่งครัด การป้องกันสนามไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องมีหน้าที่ในการ "ป้องกัน" แต่ทำหน้าที่เพียงทำให้สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอเท่านั้น การป้องกันที่พันรอบสายไฟฟ้ามักจะต่อลงดิน

องค์ประกอบโครงสร้าง (3)

* โครงสร้างและวัสดุป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า

① การป้องกันแบบถัก: ส่วนใหญ่จะใช้ลวดทองแดงเปลือย ลวดทองแดงชุบดีบุก ลวดทองแดงชุบเงิน ลวดโลหะผสมอลูมิเนียม-แมกนีเซียม เทปแบนทองแดง เทปแบนทองแดงชุบเงิน ฯลฯ เพื่อถักไว้ภายนอกแกนฉนวน คู่ลวด หรือแกนสายเคเบิล

② การป้องกันด้วยเทปทองแดง: ใช้เทปทองแดงอ่อนเพื่อหุ้มหรือพันในแนวตั้งด้านนอกแกนสายเคเบิล

③ การป้องกันด้วยเทปกาวคอมโพสิตโลหะ: ใช้เทปกาวไมลาร์ฟอยล์อลูมิเนียมหรือเทปกาวไมลาร์ฟอยล์ทองแดงเพื่อพันรอบหรือพันแนวตั้งรอบคู่สายหรือแกนสาย

④ การป้องกันที่ครอบคลุม: การใช้งานที่ครอบคลุมด้วยการป้องกันในรูปแบบต่างๆ เช่น พันสายทองแดงบาง (1-4) เส้นในแนวตั้งหลังจากพันด้วยเทปไมลาร์ฟอยล์อลูมิเนียม สายไฟทองแดงสามารถเพิ่มผลการนำไฟฟ้าของการป้องกันได้

⑤ การป้องกันแบบแยก + การป้องกันโดยรวม: แต่ละคู่สายหรือกลุ่มสายได้รับการป้องกันด้วยเทปอลูมิเนียมฟอยล์ไมลาร์หรือสายทองแดงถักแยกจากกัน จากนั้นจึงเพิ่มโครงสร้างการป้องกันโดยรวมหลังจากการเดินสาย

⑥ การหุ้มฉนวน: ใช้ลวดทองแดงบาง เทปทองแดงแบน ฯลฯ เพื่อพันรอบแกนลวดที่หุ้มฉนวน คู่ลวด หรือแกนสายเคเบิล

* โครงสร้างและวัสดุป้องกันสนามไฟฟ้า

ฉนวนป้องกันกึ่งตัวนำ: สำหรับสายไฟฟ้าขนาด 6kV ขึ้นไป จะมีชั้นฉนวนป้องกันกึ่งตัวนำบางๆ ติดอยู่ที่พื้นผิวตัวนำและพื้นผิวฉนวน ชั้นฉนวนป้องกันตัวนำเป็นชั้นกึ่งตัวนำที่อัดขึ้นรูป ฉนวนป้องกันตัวนำที่มีหน้าตัด 500 มม.² ขึ้นไปโดยทั่วไปประกอบด้วยเทปกึ่งตัวนำและชั้นกึ่งตัวนำที่อัดขึ้นรูป ชั้นฉนวนป้องกันเป็นโครงสร้างที่อัดขึ้นรูป
การพันลวดทองแดง: ลวดทองแดงกลมใช้สำหรับการพันแบบทิศทางเดียวเป็นหลัก และชั้นนอกจะพันกลับและยึดด้วยเทปทองแดงหรือลวดทองแดง โครงสร้างประเภทนี้มักใช้ในสายเคเบิลที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูง เช่น สายเคเบิล 35kV หน้ากว้างบางประเภท สายไฟแกนเดียว
การพันเทปทองแดง : การพันด้วยเทปทองแดงอ่อน;
④ ปลอกหุ้มอลูมิเนียมลูกฟูก: ใช้วิธีอัดรีดร้อนหรือการหุ้มตามยาวด้วยเทปอลูมิเนียม การเชื่อม การปั๊มนูน ฯลฯ การป้องกันประเภทนี้ยังป้องกันน้ำได้ดี และส่วนใหญ่ใช้สำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงและแรงดันไฟฟ้าสูงมาก

4. ฝัก

หน้าที่ของปลอกหุ้มคือการปกป้องสายเคเบิล ส่วนแกนกลางคือการปกป้องฉนวน เนื่องจากสภาพแวดล้อมการใช้งาน เงื่อนไขการใช้งาน และความต้องการของผู้ใช้ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้น ประเภท รูปแบบโครงสร้าง และความต้องการด้านประสิทธิภาพของโครงสร้างปลอกหุ้มจึงมีความหลากหลาย ซึ่งสามารถสรุปได้เป็น 3 ประเภท ดังนี้

ประการหนึ่งคือการปกป้องสภาพภูมิอากาศภายนอก แรงทางกลที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว และชั้นป้องกันทั่วไปที่ต้องมีการป้องกันการปิดผนึกทั่วไป (เช่น การป้องกันการบุกรุกของไอน้ำและก๊าซที่เป็นอันตราย) หากมีแรงทางกลภายนอกขนาดใหญ่หรือรับน้ำหนักของสายเคเบิล จะต้องมีโครงสร้างชั้นป้องกันของชั้นเกราะโลหะ ประการที่สามคือโครงสร้างชั้นป้องกันที่มีข้อกำหนดพิเศษ

ดังนั้นโครงสร้างปลอกหุ้มของสายและสายเคเบิลจึงแบ่งออกเป็นสองส่วนหลักโดยทั่วไป ได้แก่ ปลอกหุ้ม (ปลอก) และปลอกหุ้มด้านนอก โครงสร้างของปลอกหุ้มด้านในค่อนข้างเรียบง่าย ในขณะที่ปลอกหุ้มด้านนอกประกอบด้วยชั้นเกราะโลหะและชั้นซับใน (เพื่อป้องกันไม่ให้ชั้นเกราะทำความเสียหายต่อชั้นปลอกหุ้มด้านใน) และปลอกหุ้มด้านนอกซึ่งทำหน้าที่ปกป้องชั้นเกราะ เป็นต้น สำหรับความต้องการพิเศษต่างๆ เช่น สารหน่วงไฟ ทนไฟ ป้องกันแมลง (ปลวก) ป้องกันสัตว์ (หนูกัด นกจิก) เป็นต้น ส่วนใหญ่แก้ปัญหาได้โดยการเติมสารเคมีต่างๆ ลงในปลอกหุ้มด้านนอก บางส่วนต้องเติมส่วนประกอบที่จำเป็นในโครงสร้างปลอกหุ้มด้านนอก

วัสดุที่ใช้โดยทั่วไปได้แก่:
โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีเปอร์ฟลูออโรเอทิลีนโพรพิลีน (FEP), โพลีโอเลฟินที่ทนไฟและปราศจากฮาโลเจนที่มีควันต่ำ (LSZH/HFFR), เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE)


เวลาโพสต์: 30 ธันวาคม 2565