Komponen struktural produk kawat dan kabel secara umum dapat dibagi menjadi empat bagian struktural utama: konduktor, lapisan isolasi, lapisan pelindung dan selubung, serta elemen pengisi dan elemen tarik, dll. Sesuai dengan persyaratan penggunaan dan skenario aplikasi produk, beberapa produk memiliki struktur yang sangat sederhana, hanya dengan satu komponen struktural, yaitu kawat, seperti kawat telanjang udara, kawat catenary, busbar tembaga-aluminium (busbar), dll. Isolasi listrik eksternal produk-produk ini dipastikan dengan menggunakan isolator dan jarak spasial selama pemasangan dan peletakan (yaitu, dengan menggunakan isolasi udara).
Sebagian besar produk kawat dan kabel memiliki bentuk penampang yang sama persis (dengan mengabaikan kesalahan manufaktur) dan berbentuk strip panjang. Hal ini ditentukan oleh fitur penggunaannya untuk membentuk sirkuit atau kumparan dalam sistem atau peralatan. Oleh karena itu, ketika mempelajari dan menganalisis komposisi struktural produk kabel, cukup dengan mengamati dan menganalisis dari penampangnya saja.
Berikut ini adalah analisis rinci mengenai komposisi struktur kabel dan material kabel:
1. Komposisi struktur kabel: Konduktor
Kabel adalah komponen utama yang paling mendasar dan sangat diperlukan agar produk dapat menjalankan fungsi mentransmisikan arus atau informasi gelombang elektromagnetik. Kabel adalah singkatan dari conductive core (inti konduktif).
Bahan apa saja yang termasuk dalam konduktor kabel? Bahan konduktor umumnya terbuat dari logam non-ferrous dengan konduktivitas listrik yang sangat baik seperti tembaga dan aluminium. Kabel optik yang digunakan dalam jaringan komunikasi optik yang telah berkembang pesat dalam tiga dekade terakhir menggunakan serat optik sebagai konduktor.
2. Komposisi struktur kabel: Lapisan isolasi
Lapisan isolasi adalah komponen yang menutupi bagian tepi kawat dan berfungsi sebagai isolator listrik. Artinya, lapisan ini dapat memastikan bahwa arus yang ditransmisikan atau gelombang elektromagnetik, gelombang cahaya hanya merambat di sepanjang kawat dan tidak mengalir keluar. Potensial pada konduktor (yaitu, perbedaan potensial yang terbentuk dengan benda-benda di sekitarnya, yaitu tegangan) dapat diisolasi. Artinya, lapisan isolasi diperlukan untuk memastikan fungsi transmisi normal kawat dan keselamatan benda-benda di sekitarnya serta manusia. Kawat dan lapisan isolasi adalah dua komponen dasar yang harus ada untuk membentuk produk kabel (kecuali kawat telanjang).
Apa itu bahan isolasi kabel: Pada kabel dan kawat saat ini, klasifikasi bahan isolasi kabel terutama terbagi dalam dua kategori: plastik dan karet. Bahan polimer mendominasi, sehingga menghasilkan berbagai macam produk kabel dan kawat yang sesuai untuk berbagai penggunaan dan persyaratan lingkungan. Bahan isolasi umum untuk kabel dan kawat meliputi polivinil klorida (PVC),polietilen ikatan silang (XLPE), fluoroplastik, senyawa karet, senyawa karet etilen propilen, dan bahan isolasi karet silikon.
3. Komposisi struktur kabel: Selubung
Ketika produk kawat dan kabel dipasang dan dioperasikan di berbagai lingkungan yang berbeda, harus ada komponen yang melindungi seluruh produk, terutama lapisan isolasi. Ini adalah selubung. Karena bahan isolasi diharuskan memiliki sifat isolasi listrik yang sangat baik dalam segala hal, maka diperlukan kemurnian yang sangat tinggi dan kandungan pengotor yang sangat rendah. Seringkali, tidak mungkin untuk memperhitungkan kapasitas perlindungannya terhadap dunia luar. Oleh karena itu, berbagai struktur pelindung harus bertanggung jawab untuk menahan berbagai gaya mekanis dari luar (misalnya, pemasangan, lokasi penggunaan, dan selama penggunaan), ketahanan terhadap lingkungan atmosfer, ketahanan terhadap bahan kimia atau minyak, pencegahan kerusakan biologis, dan pengurangan bahaya kebakaran. Fungsi utama selubung kabel adalah kedap air, tahan api, tahan panas, dan pencegahan korosi. Banyak produk kabel yang dirancang khusus untuk lingkungan eksternal yang baik (seperti lingkungan dalam ruangan yang bersih, kering, dan bebas dari gaya mekanis eksternal), atau yang memiliki bahan isolasi yang secara inheren memiliki kekuatan mekanis dan ketahanan cuaca tertentu, dapat dilakukan tanpa komponen lapisan pelindung.
Apa saja jenis material selubung kabel yang ada? Material selubung kabel utama meliputi karet, plastik, pelapis, silikon, dan berbagai produk serat, dll. Karakteristik lapisan pelindung karet dan plastik adalah lembut dan ringan, dan banyak digunakan pada kabel seluler. Namun, karena material karet dan plastik memiliki tingkat permeabilitas air tertentu, keduanya hanya dapat diaplikasikan jika material polimer tinggi dengan ketahanan kelembaban tinggi digunakan sebagai isolasi kabel. Kemudian beberapa pengguna mungkin bertanya mengapa plastik digunakan sebagai lapisan pelindung di pasaran? Dibandingkan dengan karakteristik selubung plastik, selubung karet memiliki elastisitas dan fleksibilitas yang lebih tinggi, lebih tahan terhadap penuaan, tetapi proses pembuatannya relatif lebih kompleks. Selubung plastik memiliki sifat mekanik dan ketahanan air yang lebih baik, dan sumber dayanya melimpah, harganya rendah, dan mudah diproses. Oleh karena itu, selubung plastik lebih banyak digunakan di pasaran. Perlu dicatat oleh rekan-rekan industri bahwa ada jenis selubung logam lainnya. Selubung logam tidak hanya memiliki fungsi perlindungan mekanis tetapi juga fungsi perisai yang disebutkan di bawah ini. Selain itu, lapisan ini juga memiliki sifat-sifat seperti ketahanan terhadap korosi, kekuatan tekan dan tarik, serta ketahanan terhadap air, yang dapat mencegah kelembapan dan zat berbahaya lainnya masuk ke dalam isolasi kabel. Oleh karena itu, lapisan ini banyak digunakan sebagai selubung untuk kabel daya berisolasi kertas yang diresapi minyak dengan ketahanan terhadap kelembapan yang buruk.
4. Komposisi struktur kabel: Lapisan pelindung
Lapisan pelindung merupakan komponen kunci dalam produk kabel untuk mencapai isolasi medan elektromagnetik. Lapisan ini tidak hanya dapat mencegah sinyal elektromagnetik internal bocor keluar dan mengganggu instrumen eksternal, meteran, atau saluran lainnya, tetapi juga menghalangi gelombang elektromagnetik eksternal memasuki sistem kabel melalui kopling. Secara struktural, lapisan pelindung tidak hanya ditempatkan di bagian luar kabel tetapi juga terdapat di antara pasangan atau kelompok kawat dalam kabel multi-inti, membentuk "layar isolasi elektromagnetik" multi-level. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan meningkatnya persyaratan untuk kabel komunikasi frekuensi tinggi dan anti-interferensi, material pelindung telah berevolusi dari kertas metalisasi tradisional dan pita kertas semikonduktor menjadi material komposit yang lebih canggih seperti...pita mylar foil aluminium, pita mylar foil tembaga, dan pita tembaga. Struktur pelindung umum meliputi lapisan pelindung dalam yang terbuat dari polimer konduktif atau pita semikonduktif, serta lapisan pelindung luar seperti pembungkus memanjang pita tembaga dan jaring tembaga yang dikepang. Di antaranya, lapisan kepang sebagian besar menggunakan tembaga berlapis timah untuk meningkatkan ketahanan korosi. Untuk skenario aplikasi khusus, seperti kabel frekuensi variabel yang menggunakan pelindung komposit pita tembaga + kawat tembaga, kabel data yang menggunakan pembungkus memanjang foil aluminium + desain aerodinamis, dan kabel medis yang membutuhkan lapisan kepang tembaga berlapis perak dengan cakupan tinggi. Dengan munculnya era 5G, struktur pelindung hibrida dari pita komposit aluminium-plastik dan anyaman kawat tembaga berlapis timah telah menjadi solusi utama untuk kabel frekuensi tinggi. Praktik industri menunjukkan bahwa lapisan pelindung telah berevolusi dari struktur aksesori menjadi komponen inti independen dari kabel. Pemilihan material untuknya perlu mempertimbangkan secara komprehensif karakteristik frekuensi, kinerja tekukan, dan faktor biaya untuk memenuhi persyaratan kompatibilitas elektromagnetik dari berbagai skenario aplikasi.
5. Komposisi struktur kabel: Struktur terisi
Banyak produk kawat dan kabel memiliki banyak inti. Misalnya, sebagian besar kabel daya tegangan rendah adalah kabel empat inti atau lima inti (cocok untuk sistem tiga fasa), dan kabel telepon perkotaan hadir dalam 800 pasang, 1200 pasang, 2400 pasang hingga 3600 pasang. Setelah inti kawat berisolasi atau pasangan kawat ini dikabelkan (atau dikabelkan dalam kelompok beberapa kali), ada dua masalah: pertama, bentuknya tidak bulat, dan kedua, terdapat celah besar di antara inti kawat berisolasi. Oleh karena itu, struktur pengisi harus ditambahkan selama proses pengkabelan. Struktur pengisi ini bertujuan untuk membuat diameter luar kabel relatif bulat, yang kondusif untuk pembungkus dan ekstrusi selubung, dan juga untuk membuat struktur kabel stabil dan bagian dalamnya kuat. Selama penggunaan (saat diregangkan, ditekan, dan dibengkokkan selama pembuatan dan pemasangan), gaya diterapkan secara merata tanpa merusak struktur internal kabel. Oleh karena itu, meskipun struktur pengisi merupakan struktur tambahan, struktur ini juga diperlukan, dan terdapat peraturan rinci mengenai pemilihan material dan desain bentuknya.
Bahan pengisi kabel: Umumnya, bahan pengisi untuk kabel meliputi pita polipropilen, tali PP non-anyaman, tali rami, atau bahan yang relatif murah yang terbuat dari karet daur ulang. Untuk digunakan sebagai bahan pengisi kabel, bahan tersebut harus memiliki karakteristik tidak menimbulkan efek buruk pada inti kabel yang terisolasi, tidak higroskopis, tidak mudah menyusut, dan tidak korosif.
6. Komposisi struktur kabel: Elemen tarik
Produk kawat dan kabel tradisional mengandalkan lapisan pelindung selubung untuk menahan gaya tarik eksternal atau gaya tarik yang disebabkan oleh beratnya sendiri. Struktur yang umum digunakan adalah pelindung pita baja dan pelindung kawat baja (misalnya, untuk kabel bawah laut, kawat baja tebal dengan diameter 8 mm digunakan dan dipilin untuk membentuk lapisan pelindung). Namun, untuk melindungi serat optik dari gaya tarik kecil dan mencegah deformasi kecil pada serat yang dapat memengaruhi kinerja transmisi, struktur kabel serat optik dilengkapi dengan lapisan pelindung primer dan sekunder serta komponen gaya tarik khusus. Selain itu, jika kabel headphone ponsel menggunakan struktur di mana kawat tembaga halus atau pita tembaga tipis dililitkan di sekitar filamen serat sintetis dan lapisan isolasi diekstrusi di bagian luar, filamen serat sintetis ini adalah elemen tarik. Kesimpulannya, dalam produk khusus, kecil, dan fleksibel yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir yang membutuhkan banyak penggunaan tekukan dan puntiran, elemen tarik memainkan peran utama.
Bahan apa saja yang termasuk dalam komponen tarik kabel: strip baja, kawat baja, dan lembaran baja tahan karat.
Waktu posting: 25 April 2025