ケーブル製品の構造

ワイヤおよびケーブル製品の構造コンポーネントは、通常、次の 4 つの主要な部分に分類できます。導体, 絶縁層、シールドおよび保護層、充填コンポーネントおよび引張要素。使用要件や適用シナリオに応じて、架空裸線、連絡網線、銅アルミニウム母線（バスバー）など、導体のみを構成要素とする非常にシンプルな製品構造もあります。これらの外部電気絶縁は、製品は、安全性を確保するために、設置および空間的距離（つまり、空気絶縁）中に絶縁体を使用します。

 

1. 導体

 

導体は、製品内の電流や電磁波情報の伝達を担う最も基本的かつ不可欠な部品です。導電性ワイヤコアと呼ばれることが多い導体は、銅、アルミニウムなどの高導電性の非鉄金属で作られています。過去 30 年間に急速に進化した光通信ネットワークで使用される光ファイバ ケーブルには、導体として光ファイバが使用されています。

 

2. 絶縁層

 

これらのコンポーネントは導体を包み込み、電気絶縁を提供します。これらは、送信される電流または電磁波/光波が導体に沿ってのみ伝わり、外側には伝わらないことを保証します。絶縁層は、導体の電位（電圧）が周囲の物体に影響を与えないように維持し、導体の通常の伝送機能と物体や人の外部の安全の両方を確保します。

 

導体と絶縁層は、ケーブル製品に必要な 2 つの基本コンポーネントです (裸線を除く)。

 

3. 保護層

 

設置および運用中のさまざまな環境条件において、ワイヤおよびケーブル製品には、特に絶縁層を保護するコンポーネントが必要です。これらのコンポーネントは保護層として知られています。

 

絶縁材料には優れた電気絶縁性が求められるため、不純物を最小限に抑えた高純度が求められます。しかし、これらの材料は、多くの場合、外部要因 (つまり、設置および使用中の機械的力、大気条件、化学物質、油、生物学的脅威、および火災の危険に対する耐性) から同時に保護することはできません。これらの要件は、さまざまな保護層構造によって処理されます。

 

有利な外部環境（外部からの機械的力のない清潔で乾燥した屋内空間など）向けに特別に設計されたケーブルの場合、または絶縁層の材料自体が一定の機械的強度と耐候性を示す場合には、保護層は必要ない場合があります。コンポーネント。

 

4. シールド

 

これは、ケーブル内の電磁場を外部の電磁場から隔離するケーブル製品のコンポーネントです。ケーブル製品内の異なるワイヤペアまたはグループ間でも、相互絶縁が必要です。シールド層は「電磁隔離スクリーン」と表現できます。

 

長年にわたり、業界はシールド層を保護層構造の一部とみなしてきました。ただし、別のコンポーネントとして考慮することが提案されています。というのは、シールド層の役割は、ケーブル製品内で伝送される情報を電磁的に遮断し、外部機器や他の回線への情報漏洩や干渉を防ぐだけでなく、外部からの電磁波がケーブル製品内に侵入するのを防ぐことでもあるからです。電磁結合。これらの要件は、従来の保護層機能とは異なります。さらに、シールド層は製品の外部に設置されるだけでなく、ケーブル内の各ワイヤ ペアまたは複数のペアの間にも配置されます。過去 10 年間、電線やケーブルを使用した情報伝送システムの急速な発展と、大気中の電磁波干渉源の増加により、シールド構造の種類が増加しました。シールド層はケーブル製品の基本コンポーネントであるという理解が広く受け入れられています。

 

5. 充填構造

 

多くのワイヤおよびケーブル製品はマルチコアです。たとえば、ほとんどの低電圧電力ケーブルは 4 芯または 5 芯ケーブル (三相システムに適しています) であり、都市用電話ケーブルは 800 ペアから 3600 ペアの範囲にあります。これらの絶縁されたコアまたはワイヤのペアをケーブルに結合した後（または複数回グループ化した後）、絶縁されたコアまたはワイヤのペアの間に不規則な形状と大きなギャップが存在します。したがって、ケーブル組み立て時に充填構造を組み込む必要があります。この構造の目的は、コイル巻きの際に比較的均一な外径を維持し、巻き付けやシースの押し出しを容易にすることです。さらに、ケーブルの安定性と内部構造の完全性を確保し、使用中（製造および敷設時の伸長、圧縮、曲げ）にかかる力を均等に分散して、ケーブルの内部構造への損傷を防ぎます。

 

したがって、充填構造は補助的ではありますが、必要です。この構造の材料選択と設計に関しては、詳細な規制が存在します。

 

6. 引張コンポーネント

 

従来のワイヤおよびケーブル製品は通常、外部からの引張力や自重によって生じる張力に耐えるために、保護層の外装層に依存しています。典型的な構造には、スチールテープ外装とスチールワイヤー外装（海底ケーブルの場合、8 mm の厚さのスチールワイヤーを撚って外装層に使用するなど）が含まれます。しかし、光ファイバーケーブルでは、伝送性能に影響を与える可能性のあるわずかな変形を避け、小さな張力からファイバーを保護するために、一次および二次コーティングと特殊な張力コンポーネントがケーブル構造に組み込まれています。たとえば、携帯電話のヘッドセット ケーブルでは、合成繊維の周りに巻かれた細い銅線または薄い銅テープが絶縁層とともに押し出され、合成繊維が引張成分として機能します。全体として、近年、複数の曲げやねじりを必要とする特殊な小型で柔軟な製品の開発において、引張要素は重要な役割を果たしています。