Солидна решенија за одбор на материјали и оптимизација на структура

​I. Позадина​
Електричните кабли, како основен медиум за пренос на електрична енергија и сигнали, имаат перформанси кои директно влијаат на ефикасноста на системот, безбедноста во работа и долговремената стабилност. Под комплексни услови на работа, проблеми како недостаточни електрични својства на материјалите-кондуктори, стареење/покварување на изолационите слоеви, или слаба механичка заштита лесно можат да доведат до зголемени губитоци на енергија, повисок ризик од кратки спои и дури пожарски ризици. Затоа, научната селекција на материјали и оптимизација на структурата за подобрување на целокупниот перформанс на каблите е критична за осигурување на надежната работа на енергетските и комуникациски системи.

​II. Решение​
​1. Оптимизација на материјалот-кондуктор: Балансирање на проводливоста и економијата​

• ​Основна стратегија:​​ Давајте предност на употребата на високо чисто црвено месо (OFC). Неговата проводливост надминува 58 MS/m, што значително надминува алуминиумот (приближно 35 MS/m), значително намалувајќи губитоци од Јоулово загревување (I²R губитоци) при пренос и подобрувајќи енергетската ефикасност.
• ​Сегментација на сценарија:​​
• ​Средни/кратки раздвојувања & примените со високи токови:​​ Се инсистира на кондуктори од месинг. Дизајнот на пресечената површина мора да задоволи барањата за токопротечност (нпр. енергетски кабели ≥70mm²), осигурувајќи ниско омичко противодействие и ниско загревување.
• ​Долго раздвојување преку главни линии:​​ Изберете проводлив алуминиумски легур (AA-8000 серија). За еквивалентна токопротечност, тој е приближно 50% по лак за месинг, значително намалувајќи го оптерењето на стаповите и трговите. Обезбедете специјална обработка (антиоксидантна паста, болтови со торк) на точките на поврзување на алуминиумскиот кондуктор за да се спречат лошите контакт и загревување.
• ​Иновативно решение:​​ За примените кои бараат намалување на тежината (нпр. жични колани за возила со нова енергија), може да се избере кондуктор од месинг-плакиран алуминиум (CCA), одржувајќи висока површинска проводливост додека ја намалува тежината за приближно 30%.

​2. Пројачување на изолациониот слој: Подобрување на отпорноста на високи температури и долговечноста​

• ​Предпочитан материјал:​​ Крос-линкована полиетилен (XLPE). Нејзините клучни предности вклучуваат:
• ​Термални својства:​​ Непрекината работна температура достигнува 90°C (30°C повисока од стандардниот PE), отпорност на кратки спои до 250°C, значително забавувајќи термалното стареење.
• ​Диелектрични својства:​​ Волумска резистивност > 10¹⁴ Ω·cm, диелектрични губитоци на мрежна фреквенција < 0.001, осигурувајќи диелектрична надежност во околини на висок напон (нпр. 35kV енергетски кабели).
• ​Механичка отпорност:​​ Крос-линкованата структура го подобрува отпорот на пресекување и пружа отлична отпорност на експлозивни стресови (ESCR).
• ​Одговор на специјални услови:​​
• ​Пренос на сигнал со висока фреквенција:​​ Користете физички/хемиски пенест PE изолација за намалување на диелектричната константа (εr≈1.4), намалувајќи го затихнувањето на сигналот.
• ​Околини со екстремни температури:​​ Користете изолација од фторопласт одржен на високи температури (нпр. ETFE), со работна температура до 150°C.

​3. Оптимизација на структурниот дизајн: Механичка заштита и подобрување на безбедноста​

• ​Систем со слоеви за заштита:​​
• ​Пополнувачки слој:​​ Пополнете празнините во плетениот кондуктор со водоблокирачки волна (супер абсорбент поликарилатен резин) или водоблокирачки компаунди за да се постигне продолжителна водоблокирачка (во согласност со IEC 60502). За многокоренски кабели, користете пополнувачки волна од полипропилен за да се осигура кругова целост.
• ​Внатрешна обвивка:​​ Изберете високогуста полиетилен (HDPE) или термопластичен полиуретан (TPU) за да се пружи радијална водоблокирачка и отпорност на хоризонтално притиснување (отпорност на притиснување ≥2000N/100mm).
• ​Бронирање (опционално):​​
• Тешки механички стресови (нпр. директно заривање): Користете бронирање со галванизирана стална трака (дебелина ≥ 0.2mm).
• Потребна е отпорност на вртење (нпр. кабели за рударство): Користете бронирање со плетени фино стални ници.
• ​Спољна обвивка:​​
• ​Основна заштита:​​ Поливинил хлорид (PVC), коштална ефективност со добра атмосферна отпорност (работна температура: -20°C ~ 70°C).
• ​Подобрената безбедност:​​ Компаунд со ниска димна и нулт Халоген (LSZH), Индекс на кислород ≥32, густината на дим Dₛ ≤60 (во согласност со GB/T 19666), значително намалувајќи го емисијата на токсични гасови (HCl <5mg/g) и ризикот од видна замаглување во време на пожар.
• ​Отпорност на триење:​​ Обвивка од Нилон 12, Харднес на Роквел R120, пригоден за динамички согнувања како кабели за роботски теглачи.
• ​Дизајн на електромагнетна компатибилност (EMC):​​ Додадете меден жичен екранирач (покриеност ≥85%) за средни/високи напонски кабели. За кабели за променливи фреквенции (VFD), користете алуминиум-полиестер композитна трака + оловен меден плетени екранирач за двојна заштита за потискнување на интерференцијата со висока фреквенција (≥60dB затихнување во 30MHz~1GHz областа).

​III. Сумирање на вредноста на схемата​
Кроз селекција на кондуктори според сценарите (месинг/алуминиум), се постигува динамична равновесија помеѓу ефикасноста на проводливоста и цената. XLPE изолацијата гарантира диелектрична стабилност во околини на високи температури. Многослојната композитна структура (Пополнување + Обвивка + Опционално бронирање) гради механички и пожарски барери. Оваа схема намалува губитоците при пренос на кабели за 15%~20% (месинг спротив алуминиум), проширува животот на служба повеќе од 30 години (XLPE спротив PVC) и намалува ризикот од пожар за 70% (LSZH спротив PVC) преку флангогазна обвивка, комплетно задоволувајќи ја основната потреба за ефикасност, безбедност и стабилност.