Los componentes estructurales de los productos de alambres y cables se pueden dividir generalmente en cuatro partes principales:conductores, capas de aislamientoCapas de apantallamiento y protección, junto con componentes de relleno y elementos de tracción. Según los requisitos de uso y los escenarios de aplicación, algunas estructuras de productos son bastante simples, con solo conductores como componente estructural, como cables aéreos desnudos, cables de red de contacto, barras colectoras de cobre y aluminio (busbars), etc. El aislamiento eléctrico externo de estos productos se basa en aisladores durante la instalación y en la distancia espacial (es decir, aislamiento de aire) para garantizar la seguridad.
1. Conductores
Los conductores son los componentes fundamentales e indispensables para la transmisión de la corriente eléctrica o la información de las ondas electromagnéticas dentro de un producto. Los conductores, a menudo denominados núcleos de cable conductor, están hechos de metales no ferrosos de alta conductividad, como el cobre y el aluminio. Los cables de fibra óptica utilizados en las redes de comunicación óptica, en rápida evolución durante los últimos treinta años, emplean fibras ópticas como conductores.
2. Capas de aislamiento
Estos componentes envuelven los conductores, proporcionando aislamiento eléctrico. Garantizan que la corriente o las ondas electromagnéticas/ópticas transmitidas solo se propaguen a través del conductor y no hacia el exterior. Las capas de aislamiento evitan que el potencial (es decir, el voltaje) del conductor influya en los objetos circundantes, garantizando así tanto la transmisión normal del conductor como la seguridad externa de objetos y personas.
Los conductores y las capas de aislamiento son los dos componentes fundamentales necesarios para los productos de cable (a excepción de los cables desnudos).
En diversas condiciones ambientales durante la instalación y el funcionamiento, los cables y alambres deben contar con componentes que ofrezcan protección, especialmente para la capa de aislamiento. Estos componentes se conocen como capas protectoras.
Dado que los materiales aislantes deben poseer excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, requieren una alta pureza con un contenido mínimo de impurezas. Sin embargo, estos materiales a menudo no pueden ofrecer simultáneamente protección contra factores externos (es decir, fuerzas mecánicas durante la instalación y el uso, resistencia a las condiciones atmosféricas, productos químicos, aceites, amenazas biológicas y riesgos de incendio). Estos requisitos se satisfacen mediante diversas estructuras de capas protectoras.
En el caso de cables diseñados específicamente para entornos externos favorables (por ejemplo, espacios interiores limpios y secos sin fuerzas mecánicas externas), o en casos en los que el material de la capa de aislamiento en sí exhibe cierta resistencia mecánica y resistencia climática, es posible que no se requiera una capa protectora como componente.
4. Blindaje
Es un componente de los cables que aísla el campo electromagnético interno del cable de los campos electromagnéticos externos. Incluso entre diferentes pares o grupos de cables dentro de los cables, el aislamiento mutuo es necesario. La capa de blindaje puede describirse como una "pantalla de aislamiento electromagnético".
Durante muchos años, la industria ha considerado la capa de blindaje como parte de la estructura de la capa protectora. Sin embargo, se propone que se considere un componente independiente. Esto se debe a que la función de la capa de blindaje no es solo aislar electromagnéticamente la información transmitida dentro del cable, evitando fugas o interferencias con instrumentos externos u otras líneas, sino también evitar que las ondas electromagnéticas externas entren en el cable mediante acoplamiento electromagnético. Estos requisitos difieren de las funciones tradicionales de la capa protectora. Además, la capa de blindaje no solo se instala externamente en el producto, sino que también se coloca entre cada par o varios pares de hilos en un cable. Durante la última década, debido al rápido desarrollo de los sistemas de transmisión de información mediante cables, junto con el creciente número de fuentes de interferencia de ondas electromagnéticas en la atmósfera, la variedad de estructuras de blindaje se ha multiplicado. La idea de que la capa de blindaje es un componente fundamental de los cables se ha generalizado.
Muchos productos de cables y alambres son multipolares, como la mayoría de los cables de alimentación de baja tensión, que son de cuatro o cinco núcleos (aptos para sistemas trifásicos), y los cables telefónicos urbanos, que van desde 800 pares hasta 3600 pares. Tras combinar estos núcleos aislados o pares de hilos en un cable (o agruparlos varias veces), se forman formas irregulares y grandes espacios entre ellos. Por lo tanto, se debe incorporar una estructura de relleno durante el ensamblaje del cable. El propósito de esta estructura es mantener un diámetro exterior relativamente uniforme durante el bobinado, lo que facilita el enrollado y la extrusión de la funda. Además, garantiza la estabilidad del cable y la integridad de la estructura interna, distribuyendo uniformemente las fuerzas durante el uso (estiramiento, compresión y flexión durante la fabricación y el tendido) para evitar daños en la estructura interna del cable.
Por lo tanto, si bien la estructura de relleno es auxiliar, es necesaria. Existen normas detalladas sobre la selección y el diseño de materiales para esta estructura.
Los productos tradicionales de alambres y cables suelen basarse en la capa de blindaje de la capa protectora para resistir fuerzas de tracción externas o la tensión causada por su propio peso. Las estructuras típicas incluyen blindaje con cinta de acero y blindaje con alambre de acero (como el uso de alambres de acero de 8 mm de espesor, trenzados en una capa de blindaje, para cables submarinos). Sin embargo, en los cables de fibra óptica, para proteger la fibra de pequeñas fuerzas de tracción, evitando cualquier deformación leve que pueda afectar el rendimiento de la transmisión, se incorporan recubrimientos primarios y secundarios y componentes de tracción especializados en la estructura del cable. Por ejemplo, en los cables de auriculares para teléfonos móviles, un alambre fino de cobre o una cinta delgada de cobre enrollada alrededor de fibra sintética se extruye con una capa aislante, donde la fibra sintética actúa como componente de tracción. En general, en los últimos años, en el desarrollo de productos especiales pequeños y flexibles que requieren múltiples curvaturas y torsiones, los elementos de tracción desempeñan un papel importante.
Hora de publicación: 19 de diciembre de 2023