Komponen struktural produk kawat dan kabel secara umum dapat dibagi menjadi empat bagian struktural utama: konduktor, lapisan insulasi, lapisan pelindung dan selubung, serta elemen pengisi dan elemen tarik, dll. Menurut persyaratan penggunaan dan skenario aplikasi produk, beberapa produk memiliki struktur yang sangat sederhana, dengan hanya satu komponen struktural, kawat, seperti kabel telanjang di atas kepala, kabel catenary, busbar tembaga-aluminium (busbar), dll. Isolasi listrik eksternal dari 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 persis sama (tanpa memperhitungkan kesalahan produksi) dan berbentuk strip panjang. Hal ini ditentukan oleh karakteristik penggunaannya untuk membentuk sirkuit atau kumparan dalam sistem atau peralatan. Oleh karena itu, ketika mempelajari dan menganalisis komposisi struktural produk kabel, yang perlu dilakukan hanyalah mengamati dan menganalisis penampangnya.
Berikut ini adalah analisis terperinci mengenai komposisi struktur kabel dan bahan kabel:
1. Komposisi struktur kabel: Konduktor
Kabel merupakan komponen utama yang paling mendasar dan tak terpisahkan bagi suatu produk untuk menjalankan fungsi transmisi arus atau informasi gelombang elektromagnetik. Kabel adalah singkatan dari inti konduktif.
Material apa saja yang termasuk dalam konduktor kabel? Material 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 melapisi 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, beda potensial yang terbentuk terhadap benda-benda di sekitarnya, yaitu tegangan) dapat diisolasi. Artinya, penting untuk memastikan fungsi transmisi normal kawat dan keselamatan benda-benda eksternal serta manusia. Kawat dan lapisan isolasi adalah dua komponen dasar yang harus ada untuk membentuk produk kabel (kecuali untuk kawat telanjang).
Apa itu material insulasi kabel? Pada kawat dan kabel saat ini, klasifikasi material insulasi kabel umumnya terbagi dalam dua kategori: plastik dan karet. Material polimer dominan, sehingga menghasilkan beragam produk kawat dan kabel yang sesuai untuk berbagai penggunaan dan persyaratan lingkungan. Material insulasi yang umum untuk kawat dan kabel meliputi polivinil klorida (PVC),polietilena ikatan silang (XLPE), fluoroplastik, senyawa karet, senyawa karet etilen propilena, dan bahan isolasi karet silikon.
3. Komposisi struktur kabel: Selubung
Ketika produk kawat dan kabel dipasang dan dioperasikan di berbagai lingkungan yang berbeda, diperlukan komponen yang melindungi seluruh produk, terutama lapisan insulasi. Lapisan inilah yang disebut selubung. Karena material insulasi dituntut memiliki sifat insulasi listrik yang sangat baik, maka diperlukan kemurnian yang sangat tinggi dan kadar pengotor yang sangat rendah. Seringkali, kapasitas perlindungannya terhadap dunia luar tidak dapat diperhitungkan. Oleh karena itu, berbagai struktur pelindung harus mampu 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 api, dan pencegahan korosi. Banyak produk kabel yang dirancang khusus untuk lingkungan eksternal yang baik (seperti lingkungan yang bersih, kering, dan dalam ruangan yang bebas dari gaya mekanis eksternal), atau produk dengan material insulasi yang secara inheren memiliki kekuatan mekanis dan ketahanan cuaca tertentu, dapat bertahan tanpa komponen lapisan pelindung.
Apa saja jenis material selubung kabel? Material utama selubung kabel meliputi karet, plastik, pelapis, silikon, dan berbagai produk serat, dll. Karakteristik lapisan pelindung karet dan plastik adalah lunak dan ringan, dan banyak digunakan pada kabel seluler. Namun, karena karet dan plastik memiliki tingkat permeabilitas air tertentu, keduanya hanya dapat diterapkan jika material polimer tinggi dengan ketahanan kelembaban tinggi digunakan sebagai insulasi kabel. Lalu, 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 rumit. Selubung plastik memiliki sifat mekanik dan ketahanan air yang lebih baik, serta sumber daya yang melimpah, harga yang terjangkau, 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 akan dijelaskan di bawah ini. Mereka juga memiliki sifat-sifat seperti ketahanan korosi, kekuatan tekan dan tarik, serta ketahanan air, yang dapat mencegah masuknya kelembapan dan zat berbahaya lainnya ke dalam insulasi kabel. Oleh karena itu, mereka banyak digunakan sebagai selubung untuk kabel listrik berisolasi kertas yang diimpregnasi minyak dengan ketahanan 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 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 dipasang di bagian luar kabel, tetapi juga berada di antara pasangan atau kelompok kabel pada kabel multi-inti, membentuk "layar isolasi elektromagnetik" bertingkat. Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan 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 sepertipita mylar aluminium foil, pita mylar foil tembaga, dan pita tembaga. Struktur pelindung yang umum meliputi lapisan pelindung bagian dalam yang terbuat dari polimer konduktif atau pita semikonduktor, serta lapisan pelindung bagian luar seperti pembungkus longitudinal pita tembaga dan anyaman kawat tembaga. Di antara lapisan-lapisan tersebut, lapisan anyaman sebagian besar menggunakan tembaga berlapis timah untuk meningkatkan ketahanan korosi. Lapisan anyaman ini cocok untuk skenario aplikasi khusus, seperti kabel frekuensi variabel yang menggunakan pelindung komposit pita tembaga + kawat tembaga, kabel data yang menggunakan pembungkus longitudinal foil aluminium + desain ramping, dan kabel medis yang membutuhkan lapisan anyaman tembaga berlapis perak dengan cakupan tinggi. Dengan hadirnya 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 kabel yang independen. Pemilihan material untuk lapisan ini 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 yang multi-inti. Misalnya, sebagian besar kabel daya tegangan rendah adalah kabel empat inti atau lima inti (cocok untuk sistem tiga fase), dan kabel telepon perkotaan tersedia dalam 800 pasang, 1200 pasang, 2400 pasang hingga 3600 pasang. Setelah inti atau pasangan kawat berinsulasi ini dikabelkan (atau dikabelkan dalam kelompok beberapa kali), ada dua masalah: pertama adalah bentuknya tidak bulat, dan yang kedua adalah adanya celah besar di antara inti kawat berinsulasi. Oleh karena itu, struktur pengisi harus ditambahkan selama pengkabelan. Struktur pengisi berfungsi untuk membuat diameter luar kabel relatif bulat, yang kondusif untuk pembungkusan dan ekstrusi selubung, dan juga untuk membuat struktur kabel stabil dan bagian dalamnya kuat. Selama penggunaan (saat meregang, memampatkan, dan membengkokkan selama pembuatan dan pemasangan), gaya diterapkan secara merata tanpa merusak struktur internal kabel. Oleh karena itu, meskipun struktur pengisian merupakan struktur bantu, namun juga diperlukan, dan ada peraturan terperinci tentang pemilihan material dan desain bentuknya.
Bahan pengisi kabel: Umumnya, pengisi kabel meliputi pita polipropilena, tali PP non-woven, tali rami, atau bahan yang relatif murah yang terbuat dari karet daur ulang. Agar dapat digunakan sebagai bahan pengisi kabel, bahan tersebut harus memiliki karakteristik tidak menimbulkan efek buruk pada inti kabel yang diisolasi, tidak higroskopis, tidak mudah menyusut, dan tidak berkarat.
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 lapisan pelindung pita baja dan lapisan pelindung kawat baja (misalnya, untuk kabel bawah laut, kawat baja tebal berdiameter 8 mm digunakan dan dipilin untuk membentuk lapisan pelindung). Namun, untuk melindungi serat optik dari gaya tarik minor dan mencegah deformasi ringan pada serat yang dapat memengaruhi kinerja transmisi, struktur kabel serat optik dilengkapi dengan kelongsong primer dan sekunder serta komponen khusus untuk gaya tarik. Selain itu, jika kabel headphone ponsel mengadopsi 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 inilah yang berperan sebagai elemen tarik. Singkatnya, dalam produk khusus, kecil, dan fleksibel yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir dan membutuhkan berbagai penggunaan tekukan dan puntiran, elemen tarik memainkan peran utama.
Bahan apa saja yang termasuk dalam komponen tarik kabel: strip baja, kawat baja, dan foil baja tahan karat?
Waktu posting: 25-Apr-2025