Die Strukturkomponenten von Draht- und Kabelprodukten lassen sich im Allgemeinen in vier Hauptteile unterteilen:Dirigenten, Dämmschichten, Abschirm- und Schutzschichten sowie Füllkomponenten und Zugelemente. Je nach Nutzungsanforderungen und Anwendungsszenarien sind einige Produktstrukturen recht einfach und weisen nur Leiter als Strukturkomponente auf, wie z. B. blanke Oberleitungen, Fahrleitungsdrähte, Kupfer-Aluminium-Sammelschienen (Sammelschienen) usw. Die äußere elektrische Isolierung dieser Produkte beruht auf Isolatoren während der Installation und räumlicher Distanz (d. h. Luftisolierung), um die Sicherheit zu gewährleisten.
1. Dirigenten
Leiter sind die grundlegendsten und unverzichtbarsten Komponenten für die Übertragung von elektrischem Strom oder elektromagnetischen Wellen innerhalb eines Produkts. Leiter, oft auch als leitfähige Drahtkerne bezeichnet, bestehen aus hochleitfähigen Nichteisenmetallen wie Kupfer, Aluminium usw. Glasfaserkabel, die in den letzten dreißig Jahren in den sich rasant entwickelnden optischen Kommunikationsnetzen eingesetzt wurden, verwenden Glasfasern als Leiter.
2. Isolationsschichten
Diese Komponenten umhüllen die Leiter und sorgen für die elektrische Isolierung. Sie stellen sicher, dass der übertragene Strom oder die elektromagnetischen/optischen Wellen nur entlang des Leiters und nicht nach außen wandern. Isolationsschichten verhindern, dass das Potenzial (d. h. die Spannung) auf dem Leiter auf umgebende Objekte einwirkt. So gewährleisten sie sowohl die normale Übertragungsfunktion des Leiters als auch die äußere Sicherheit für Objekte und Personen.
Leiter und Isolierschichten sind die beiden grundlegenden Komponenten, die für Kabelprodukte erforderlich sind (mit Ausnahme von blanken Drähten).
Bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen während der Installation und des Betriebs müssen Draht- und Kabelprodukte über Komponenten verfügen, die Schutz bieten, insbesondere für die Isolationsschicht. Diese Komponenten werden als Schutzschichten bezeichnet.
Da Isoliermaterialien hervorragende elektrische Isoliereigenschaften aufweisen müssen, ist eine hohe Reinheit bei minimalem Verunreinigungsgehalt erforderlich. Diese Materialien können jedoch oft nicht gleichzeitig Schutz vor äußeren Einflüssen bieten (z. B. mechanische Kräfte bei Installation und Gebrauch, Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Chemikalien, Öle, biologische Gefahren und Brandgefahr). Diese Anforderungen werden durch verschiedene Schutzschichtstrukturen erfüllt.
Bei Kabeln, die speziell für günstige äußere Umgebungen (z. B. saubere, trockene Innenräume ohne äußere mechanische Kräfte) ausgelegt sind, oder in Fällen, in denen das Material der Isolierschicht selbst eine gewisse mechanische Festigkeit und Klimabeständigkeit aufweist, ist eine Schutzschicht als Komponente möglicherweise nicht erforderlich.
4. Abschirmung
Es handelt sich um eine Komponente in Kabelprodukten, die das elektromagnetische Feld innerhalb des Kabels von externen elektromagnetischen Feldern isoliert. Auch zwischen verschiedenen Adernpaaren oder -gruppen innerhalb von Kabelprodukten ist eine gegenseitige Isolierung erforderlich. Die Abschirmschicht kann als „elektromagnetischer Isolationsschirm“ bezeichnet werden.
Viele Jahre lang wurde die Abschirmschicht in der Branche als Teil der Schutzschichtstruktur betrachtet. Es wird jedoch vorgeschlagen, sie als separate Komponente zu betrachten. Die Funktion der Abschirmschicht besteht nämlich nicht nur darin, die innerhalb des Kabelprodukts übertragenen Informationen elektromagnetisch zu isolieren und so zu verhindern, dass diese nach außen dringen oder Störungen an externen Geräten oder anderen Leitungen verursachen, sondern auch darin, das Eindringen externer elektromagnetischer Wellen durch elektromagnetische Kopplung in das Kabelprodukt zu verhindern. Diese Anforderungen unterscheiden sich von den Funktionen herkömmlicher Schutzschichten. Zudem wird die Abschirmschicht nicht nur extern im Produkt angebracht, sondern auch zwischen jedem oder mehreren Adernpaaren in einem Kabel. Im letzten Jahrzehnt hat sich aufgrund der rasanten Entwicklung von Informationsübertragungssystemen mit Drähten und Kabeln und der zunehmenden Zahl elektromagnetischer Störquellen in der Atmosphäre die Vielfalt der abgeschirmten Strukturen vervielfacht. Es hat sich allgemein durchgesetzt, dass die Abschirmschicht ein grundlegender Bestandteil von Kabelprodukten ist.
5. Füllstruktur
Viele Draht- und Kabelprodukte sind mehradrig, beispielsweise die meisten Niederspannungskabel mit vier oder fünf Adern (geeignet für Dreiphasensysteme) und Stadttelefonkabel mit 800 bis 3600 Paaren. Nach der Kombination dieser isolierten Adern oder Aderpaare zu einem Kabel (oder nach mehrmaliger Gruppierung) entstehen unregelmäßige Formen und große Lücken zwischen den isolierten Adern oder Aderpaaren. Deshalb muss bei der Kabelmontage eine Füllstruktur eingearbeitet werden. Der Zweck dieser Struktur besteht darin, beim Aufwickeln einen relativ gleichmäßigen Außendurchmesser aufrechtzuerhalten und so das Umwickeln und die Extrusion der Ummantelung zu erleichtern. Darüber hinaus gewährleistet sie die Stabilität des Kabels und die Integrität der inneren Struktur, indem sie die Kräfte während des Gebrauchs (Dehnung, Kompression und Biegung während der Herstellung und Verlegung) gleichmäßig verteilt, um Schäden an der inneren Struktur des Kabels zu vermeiden.
Daher ist die Füllstruktur zwar eine Hilfsstruktur, aber notwendig. Für die Materialauswahl und Gestaltung dieser Struktur gelten detaillierte Vorschriften.
Herkömmliche Draht- und Kabelprodukte sind in der Regel auf die Panzerung der Schutzschicht angewiesen, um äußeren Zugkräften oder der durch ihr Eigengewicht verursachten Spannung standzuhalten. Typische Strukturen umfassen Stahlbandpanzerungen und Stahldrahtpanzerungen (z. B. die Verwendung von 8 mm dicken, zu einer Panzerung verdrillten Stahldrähten für Unterseekabel). Bei Glasfaserkabeln werden jedoch Primär- und Sekundärbeschichtungen sowie spezielle Zugkomponenten in die Kabelstruktur integriert, um die Faser vor geringen Zugkräften zu schützen und jede leichte Verformung zu vermeiden, die die Übertragungsleistung beeinträchtigen könnte. Bei Headsetkabeln von Mobiltelefonen beispielsweise wird ein feiner Kupferdraht oder ein dünnes Kupferband, das um eine synthetische Faser gewickelt ist, mit einer Isolierschicht extrudiert, wobei die synthetische Faser als Zugkomponente fungiert. Insgesamt spielen Zugelemente in den letzten Jahren bei der Entwicklung spezieller kleiner und flexibler Produkte, die mehrfach gebogen und verdrillt werden müssen, eine bedeutende Rolle.
Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2023