Der Grundaufbau von Drähten und Kabeln umfasst Leiter, Isolierung, Abschirmung, Mantel und weitere Teile.
1. Leiter
Funktion: Ein Leiter ist ein Bestandteil eines Drahtes oder Kabels, der elektrische (magnetische) Energie und Informationen überträgt und spezifische Funktionen der elektromagnetischen Energieumwandlung realisiert.
Material: Es gibt hauptsächlich unbeschichtete Leiter, wie Kupfer, Aluminium, Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen; metallbeschichtete Leiter, wie verzinntes Kupfer, versilbertes Kupfer, vernickeltes Kupfer; metallummantelte Leiter, wie kupferummantelter Stahl, kupferummanteltes Aluminium, aluminiumummantelter Stahl usw.
2. Isolierung
Funktion: Die Isolierschicht wird um den Leiter oder eine zusätzliche Schicht des Leiters (z. B. feuerfestes Glimmerband) gewickelt und dient dazu, den Leiter vor der entsprechenden Spannung zu schützen und Leckströme zu verhindern.
Die üblicherweise verwendeten Materialien für extrudierte Isolierungen sind Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), vernetztes Polyethylen (XLPE), halogenfreies, raucharmes, flammhemmendes Polyolefin (LSZH/HFFR), Fluorkunststoffe, thermoplastische Elastomere (TPE), Silikonkautschuk (SR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM/EPDM) usw.
3. Abschirmung
Funktion: Die in Draht- und Kabelprodukten verwendete Schirmungsschicht verfolgt eigentlich zwei völlig unterschiedliche Konzepte.
Die Struktur von Drähten und Kabeln, die hochfrequente elektromagnetische Wellen (wie Funkfrequenzen, Elektronikkabel) oder schwache Ströme (wie Signalkabel) übertragen, wird als elektromagnetische Abschirmung bezeichnet. Sie dient dazu, Störungen durch externe elektromagnetische Wellen zu verhindern, die hochfrequenten Signale im Kabel vor Interferenzen mit der Außenwelt zu schützen und gegenseitige Störungen zwischen den Adernpaaren zu vermeiden.
Zweitens wird die Struktur von Mittel- und Hochspannungskabeln zur Angleichung des elektrischen Feldes an der Leiter- oder Isolieroberfläche als elektrische Feldabschirmung bezeichnet. Genau genommen erfüllt die elektrische Feldabschirmung keine eigentliche Abschirmfunktion, sondern dient lediglich der Homogenisierung des elektrischen Feldes. Die das Kabel umhüllende Abschirmung ist üblicherweise geerdet.
* Struktur und Materialien zur elektromagnetischen Abschirmung
① Geflochtene Abschirmung: hauptsächlich blanker Kupferdraht, verzinnter Kupferdraht, versilberter Kupferdraht, Aluminium-Magnesium-Legierungsdraht, Kupferflachband, versilbertes Kupferflachband usw., die außen um den isolierten Kern, das Drahtpaar oder den Kabelkern geflochten werden;
② Kupferbandabschirmung: Verwenden Sie weiches Kupferband, um den Kabelkern vertikal abzudecken oder um ihn zu wickeln;
③ Metallverbundbandabschirmung: Verwenden Sie Mylar-Band aus Aluminiumfolie oder Mylar-Band aus Kupferfolie, um das Drahtpaar oder den Kabelkern umzuwickeln oder vertikal zu umwickeln;
④ Umfassende Abschirmung: Umfassende Anwendung durch verschiedene Abschirmungsformen. Beispielsweise können (1-4) dünne Kupferdrähte nach dem Umwickeln mit Aluminiumfolie und Mylar-Band vertikal gewickelt werden. Die Kupferdrähte können die Leitfähigkeit der Abschirmung erhöhen;
⑤ Einzelabschirmung + Gesamtabschirmung: Jedes Drahtpaar oder jede Drahtgruppe wird einzeln mit Mylar-Aluminiumfolie oder Kupferdrahtgeflecht abgeschirmt, und die Gesamtabschirmung wird nach der Verkabelung hinzugefügt;
⑥ Umwickeln der Abschirmung: Verwenden Sie dünnen Kupferdraht, flaches Kupferband usw., um den isolierten Drahtkern, das Drahtpaar oder den Kabelkern zu umwickeln.
* Elektrische Feldabschirmungsstruktur und -materialien
Halbleitende Abschirmung: Bei Stromkabeln ab 6 kV wird eine dünne halbleitende Abschirmschicht auf die Leiter- und Isolieroberfläche aufgebracht. Die Leiterabschirmung besteht aus einer extrudierten halbleitenden Schicht. Leiterabschirmungen mit einem Querschnitt von 500 mm² und mehr bestehen im Allgemeinen aus halbleitendem Band und einer extrudierten halbleitenden Schicht. Die Isolierabschirmung ist ebenfalls extrudiert.
Kupferdrahtwicklung: Der runde Kupferdraht wird hauptsächlich für die gleichgerichtete Wicklung verwendet, wobei die äußere Lage gegenläufig gewickelt und mit Kupferband oder Kupferdraht befestigt wird. Diese Bauart wird üblicherweise bei Kabeln mit hohem Kurzschlussstrom, wie z. B. einigen großquerschnittigen 35-kV-Kabeln, und bei einadrigen Stromkabeln eingesetzt.
Kupferbandumwicklung: Umwickeln mit weichem Kupferband;
④ Gewellter Aluminiummantel: Er wird durch Heißextrusion oder Längswicklung mit Aluminiumband, Schweißen, Prägen usw. hergestellt. Diese Art der Abschirmung bietet zudem eine ausgezeichnete Wasserabdichtung und wird hauptsächlich für Hochspannungs- und Höchstspannungskabel verwendet.
4. Scheide
Die Funktion des Kabelmantels besteht darin, das Kabel zu schützen, der Kern hingegen die Isolierung. Aufgrund der sich ständig ändernden Einsatzumgebung, Nutzungsbedingungen und Benutzeranforderungen variieren auch die Arten, Bauformen und Leistungsanforderungen der Kabelmantelkonstruktion. Diese lassen sich in drei Kategorien zusammenfassen:
Zum einen dient die Schutzschicht dem Schutz vor äußeren Witterungseinflüssen, gelegentlichen mechanischen Kräften und erfordert eine allgemeine Abdichtung (z. B. gegen das Eindringen von Wasserdampf und schädlichen Gasen). Bei starken mechanischen Kräften oder wenn das Kabel selbst belastet wird, ist eine Schutzschicht aus Metallarmierung erforderlich. Zum dritten Fall gibt es Schutzschichten mit besonderen Anforderungen.
Daher wird der Mantelaufbau von Drähten und Kabeln im Allgemeinen in zwei Hauptkomponenten unterteilt: den Innenmantel und den Außenmantel. Der Innenmantel ist relativ einfach aufgebaut, während der Außenmantel die Metallarmierung und deren innere Auskleidung (um Beschädigungen des Innenmantels durch die Armierung zu verhindern) sowie den Außenmantel zum Schutz der Armierung umfasst. Verschiedene Sonderanforderungen wie Flammschutz, Feuerbeständigkeit, Insektenschutz (Termiten) und Tierschutz (Rattenbisse, Vogelfraß) werden meist durch die Zugabe verschiedener Chemikalien zum Außenmantel erfüllt; in einigen Fällen müssen die notwendigen Komponenten direkt in den Außenmantel integriert werden.
Üblicherweise verwendete Materialien sind:
Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyperfluorethylenpropylen (FEP), halogenfreies, flammhemmendes Polyolefin mit geringer Rauchentwicklung (LSZH/HFFR), thermoplastisches Elastomer (TPE)
Veröffentlichungsdatum: 30. Dezember 2022