Miks juhtmed on eristatud?

Miks kaabeled on isolatsiooniga?

Kahtlaste elektriliinide välja arvatud, mis on paigutatud elektripostidele, on tänasest päevast peaaegu kõik kasutuses olevad kaablid isolatsiooniga. Kaabele isolatsiooni vastupidavus on tihti seotud selle eesmärgiga. Isolatsioon täidab mitmeid olulisi funktsioone. Lisaks ümbrisse energia kadude vähendamisele on selle kõige olulisem ülesanne inimelude kaitse, näiteks elektritulekahju ennetamine.

Elekter esindab märkimisväärset ohtu. Üks veakontakt elavaga kaabel võib omada surmavaid tagajärgi, andes teadmata teist võimalust. Meie kehad on osaliselt elektri joonid. Kui me kontrollime elektrivoolu - kannatava joonega, siis elektrivool liigub joonest meie kehasse. Meie keha piiratud juurdepääsuse tõttu ei saa see tõhusalt vabastada sissetulevat elektrivoolu. Kui vool suureneb meie keha tolerantsi taha, võib see viia surmava tulemuseni.

Selliste tragöödialike õnnetuste vältimiseks kodumajapidamistes ja tööstuses on kaabele isolatsioon muutunud hädavajalikuks nõueks. Isolatsioon toimib barjääri rollis, takistades voolu lekke ja tagades, et elavad elektrilised komponendid oleksid ligipääsetavad, nii elimineeritaks elektritulekahju oht.

Mida on isolator?

Isolator on materjal või aine, mis vastupanekindlusega vastab soojuse ja elektri voolu. See vastupanekindlus tuleneb materjali sisesest puuduvatest vaba liikuvatest elektronidest. Kui jooned on katetud isolatsioonimaterjalidega, nagu polüvinüülkloriid (PVC), öeldakse, et need on isolatsiooniga. See protsess, tuntud kui isolatsioon, aitab vältida elektrilise energi ja signaalide laostumist ümberkonna keskkonda.

Temperatuuri mõju isolatsiooniga materjalidele

Temperatuur mõjutab oluliselt erinevate materjalide elektrilisi omadusi. Joondes tõusv temperatuur viib vastupanekindluse suurenemiseni. Vastandina semijoondes ja isolatorites näidatakse vastupanekindluse vähenemist temperatuuri tõusel. Äärmisel temperatuuril võib semijoondes muutuda paremaks joondes, ja isolator võib isegi näidata semijoondese omadusi.

Kaabele isolatsioonivastupanekindlus

Cable jooned on ümbritsetud sobiva paksusega isolatsiooniga, et vältida voolu lekke. Isolatsiooni paksus määratakse kaabele eesmärgi järgi. Kaabelis on voolu lekke tee radiaalne, ja isolatsioon pakub radiaalset vastupanekindlust voolu voolu kogu pikkuse vältel.

Rins = ρdr/2πrl

Ühejoonega kaabeli korral, mille joone raadius on r1, sisemise kere raadius r2, pikkus l ja isolatsioonimaterjal, mille vastupanekindlus on ρ, joone ümbermõõt on 2πr1. Isolatsiooni diferentsiaalne paksus on tähistatud kui dr. Isolatsioonivastupanekindlus Rins võib väljenduda kui:

Rins = ρ/2πl[loge r2 /r2 ]

Märkus: Rins on vastandproportsionaalne kaabele pikkusega l, mis on vastandlik suhe R=ρl joonde vastupanekindluse jaoks, kus ρ tähistab vastupanekindlust, materiaalispetsiifiline konstant.

Mõned kaablid, näiteks koaksiaalkaabelid, sisaldavad mitut isolatsioonikihta ja mitut joont. Koaksiaalkaabelites on keskmine lank peamiseks jooneks. Lisajooned on mõeldud maandumiseks ja elektromagnetilise lainete ja radiatsiooni vabamise vastu. Koaksiaalkaabel koosneb sisemisest joonest, tavaliselt kuprumist, selle madala vastupanekindluse (ja mõnikord plaatitud parema jõudluse huvides) tõttu, mis on ümbritsetud mitme isolatsioonikihi sarjaga. Need kihtid võivad sisaldada dielektrikut, alumiiniumi foliivi või kuprumisti stringi ja välise PVC keret. Välise kerimine kaitseb kaabelit välise keskkonna teguritest. Kui sisemisele joonele rakendatakse pinget, jääb kere väga väikesele pingele.

Koaksiaalne disain pakub olulisi eeliseid. See piirab elektrilisi ja magnetilisi välju dielektrikus, vähendades lekke ulatusi kerest välja. Mitmed isolatsioonikihid tõhusalt blokeerivad väliseid elektromagnetilisi välju ja radiatsiooni, vältides segadust. Kuna suuremates diameetriga joonedel on madalam vastupanekindlus ja nad väljastavad vähem elektromagnetilist lekke, ja lisaisolatsioon veelgi vähendab sellist lekke, on mitmekihilised koaksiaalkaabelid ideaalsed nõrgade signaalide edastamiseks, mis on tundlikud segaduse suhtes.

Isolatsiooniga kaabele omadused

Arvestades, et kaabele isolatsioonivastupanekindlus on määratud selle disainieesmärgi järgi, peavad insenerid kaabele disainimisel arvesse võtma mitmeid tegureid. Näiteks koaksiaalkaabelite korral on vaja laiaulatuslikku isolatsiooni, et vältida nii voolu lekke kui ka elektromagnetilise radiatsiooni vabamist, neil on tavaliselt kaks, kolm või isegi neli isolatsioonikihti. Erinevaid kaabele on projekteeritud erinevateks rakendusteks, kuid nad jagavad tavaliselt järgmisi olulisi omadusi:

• Soojuse vastupidavus: Suudab kõrgete temperatuuride all hoiduda degradoonist.

• Kõrge isolatsioonivastupanekindlus: Vähendab voolu lekke ja tagab elektrilise ohutuse.

• Mehaaniline kestvus: Vastupidav lõigetele, karjale ja mahrele, tagades pikaajalise usaldusväärsuse.

• Suurepärased omadused: Näitab häid mehaanilisi ja elektrilisi karakteristikke.

• Keemiline vastupidavus: Vastupidav naftade, lahustike ja erinevate keemiliste ainetega.

• Ökosüsteemi vastupidavus: Impermeev ozoonile ja ilmastikutingimustele, sobib nii sise- kui ka välismajutuseks.