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7层铜缆结构:为什么每一层都很重要

Frederick Vincent
铜缆结构中使用的每个组件对于将信号和/或电力传输到需要的地方都至关重要。它们还会影响安全、停机时间和安装。

 

 

当您想要将电力或信息从一个地方传输到另一个地方时,无论您是发送数据、视频、音频还是控制信号,传输过程通常都在铜质通信线缆上进行。

 

铜缆是一种经过市场验证的技术,可实现可靠、经济高效的数据和电力传输,同时易于端接。

 

铜缆结构的每一层对于将信号和/或电力传输到需要的地方都至关重要。这些层极大地影响了数据和电力在线缆整个生命周期内的传输情况。它们还会影响:

  • 火灾着火和蔓延时的安全性,以及释放的烟雾量和毒性
  • 停机时间和系统性能
  • 线缆在恶劣环境中的性能
  • 线缆安装的便利性

 

每根铜缆都包含以下层:

  • 导体,可实现信号和/或电力传输
  • 绝缘,保护导体并将其与其他导体分开
  • 护套,用于保护线缆

 

根据线缆类型,铜缆还可能包括以下层:

  • 屏蔽,可防止可能破坏信号传输的干扰
  • 铠装,为整个线缆提供物理保护
  • 排流线,用作接地路径
  • 地线,将电流从电路转移到地面

 

高性能线缆每层均采用优质材料制成,可提高安全性和正常运行时间。如果您想优化系统和技术的投资回报率(ROI),这种性能水平至关重要。

 

导体:一切的中心

铜线缆的导体位于线缆的中心,由其他各层对其提供保护。它将数据信号和/或电力从A点传输到B点。

 

可考虑两种类型的导体:实心导体和绞合导体。它们在结构和性能方面有所不同。

 

实心导体由一根圆线组成,生产成本低廉,可以裸露或涂覆金属。它们通常用于永久性应用,因为不易弯曲。实心导体也比相同直径的绞合线承载更多的电流。

 

绞合导体由绞合或编织铜线束制成。由于其结构,它们具有更长的弯曲寿命和承受弯曲的能力。因此,它们比实心导体更灵活,这使得它们更容易绕过障碍物并安装在狭小的空间内。

 

绝缘:保护信号传输

缠绕在导体上的铜线缆内层绝缘位于导体和屏蔽层(如有)或护套之间。这种绝缘在具有高频性能参数的线缆上称为“电介质”。

 

它可以保护导体免受环境威胁和电流的影响,是确保高频数据传输的关键部分,在防止电容损耗方面发挥着重要作用。它还将导体彼此分开以减少电气干扰。它不能防止电磁干扰(EMI)。

 

铜缆使用两种绝缘材料:热塑性(PVC、尼龙、PE、PP、LSZH等)和热固性(XLPE、EPR等),也称为交联材料。线缆的安装位置及其运行环境有助于确定最佳绝缘类型。

 

线缆的安装位置及其运行环境有助于确定最佳绝缘类型。

 

与热塑性绝缘相比,热固性绝缘具有更高的额定温度。因此,它可以抗裂、抗磨、抗腐蚀和防水,因而更加耐用。

 

热塑性绝缘在加热时会软化。

 

屏蔽:防止干扰

在铜缆中,屏蔽是围绕导体的金属层。并非所有铜缆都有屏蔽。为了优化线缆的有效性并确保可靠的信号传输,它限制了来自外部来源的信号干扰。它还可以防止线缆成为附近系统或组件的干扰源。对于承载高频信号或具有多个导体的铜缆,会使用内屏蔽和单独屏蔽。

 

铜缆可考虑采用两种类型的屏蔽:箔屏蔽和编织屏蔽。有些线缆同时使用这两种类型来防止低频和高频EMI。

 

箔屏蔽通常由薄而轻的铝层制成。虽然有时会使用铜箔,但价格较高。Belden使用铝和聚乙烯化合物来提高耐用性。与编织屏蔽相比,箔屏蔽更具成本效益。它们最适合在更高频率下防止RFI和EMI。

 

编织屏蔽由铜股或铝股(取决于线缆)“编织”在一起,以提供出色的机械强度和抗弯曲性。编织屏蔽对低频EMI的防护效果最佳。

 

有些线缆同时使用这两种类型来防止低频和高频EMI。

 

排流线:确保屏蔽系统正确接地

屏蔽铜缆有一根排流线,用于在屏蔽系统中建立正确的接地。在这些情况下,排流线从屏蔽层完成电路,并将电噪声从电路转移到接地。排流线通常由镀锡铜制成,旨在确保适当的导电性和耐腐蚀性。

 

铜缆是否需要排流线取决于噪声干扰的可能性以及线缆是否与电源线或其他EMI源一起运行等因素。

 

地线:提供电气安全

一些线缆具有地线,这是一种专用导体,将电气系统连接到大地,并为多余的电能提供一个安全的消散路径。例如,多导体线缆有时采用地线,以最大程度地降低噪声并提高信号质量。

 

铠装:防止线缆物理损坏

一些铜缆有一个额外的保护层,称为铠装,包裹在线缆周围,以防止挤压或磨损造成的物理损坏。铠装通常由钢或铝制成。

 

如果铜缆安装在恶劣环境中,有可能受到物理损坏(例如叉车碾过、重物掉落或啮齿动物咬穿),那么铠装就成为了优先选项。

 

护套:守护内部一切

线缆护套有几个用途。它可以保持线缆的内部结构,保护线缆不受环境条件的影响。它还有助于防止火势蔓延和烟雾释放。

 

护套可防止劣化和损坏,并在屏蔽和外部导体之间提供缓冲。

 

护套可以设计为抵御特定的环境因素,如油、阳光或湿气,并具有不同的防火安全等级。

 

线缆护套还能告诉您有关线缆的所有信息:可以安装的位置、制造厂商以及操作的难易程度(基于规格尺寸)。

 

与铜缆的绝缘类似,可考虑采用两种主要类型的线缆护套材料:

  • 热塑性(PVC、FEP、LSZH等)
  • 热固性(CPE、EPR等)

 

应根据应用和线缆的安装位置选择线缆护套材料。

 

适用于所有类型连接的铜缆

这七层必须协同工作才能打造出高性能铜缆。任何一种劣质材料都会对您的线缆性能产生负面影响。

 

Belden确切地知道其所有产品的制造地点、时间和方式。我们的检验测试和工厂验收测试可在部署关键任务网络之前确保其质量和功能。

 

在过去的几十年里,并且直到今天,Belden已经证明了自己是高性能布线和完整连接解决方案的首选供应商。

 

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