વાયર અને કેબલ: માળખું, સામગ્રી અને મુખ્ય ઘટકો

વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનોના માળખાકીય ઘટકોને સામાન્ય રીતે ચાર મુખ્ય માળખાકીય ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: વાહક, ઇન્સ્યુલેશન સ્તરો, શિલ્ડિંગ સ્તરો અને આવરણો, તેમજ ભરણ તત્વો અને તાણ તત્વો, વગેરે. ઉત્પાદનોની ઉપયોગની જરૂરિયાતો અને એપ્લિકેશન દૃશ્યો અનુસાર, કેટલાક ઉત્પાદનોમાં અત્યંત સરળ માળખાં હોય છે, જેમાં ફક્ત એક જ માળખાકીય ઘટક હોય છે, વાયર, જેમ કે ઓવરહેડ બેર વાયર, કેટેનરી વાયર, કોપર-એલ્યુમિનિયમ બસબાર (બસબાર), વગેરે. આ ઉત્પાદનોનું બાહ્ય વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ઇન્સ્ટોલેશન અને બિછાવે દરમિયાન ઇન્સ્યુલેટર અને અવકાશી અંતરનો ઉપયોગ કરીને સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે (એટલે \u200b\u200bકે, હવા ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને).

મોટાભાગના વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનોનો ક્રોસ-સેક્શનલ આકાર બરાબર સમાન હોય છે (ઉત્પાદન ભૂલોને અવગણીને) અને લાંબા પટ્ટાઓના સ્વરૂપમાં હોય છે. આ તે લાક્ષણિકતા દ્વારા નક્કી થાય છે કે તેઓ સિસ્ટમ્સ અથવા સાધનોમાં સર્કિટ અથવા કોઇલ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેથી, કેબલ ઉત્પાદનોની માળખાકીય રચનાનો અભ્યાસ અને વિશ્લેષણ કરતી વખતે, ફક્ત તેમના ક્રોસ-સેક્શનમાંથી અવલોકન અને વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે.

નીચે કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન અને કેબલ મટિરિયલ્સનું વિગતવાર વિશ્લેષણ છે:

1. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: કંડક્ટર

વાયર એ ઉત્પાદનો માટે વર્તમાન અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ માહિતી પ્રસારિત કરવાનું કાર્ય કરવા માટે સૌથી મૂળભૂત અને અનિવાર્ય મુખ્ય ઘટકો છે. વાયર એ વાહક કોરનું સંક્ષેપ છે.

કેબલ કંડક્ટરમાં કઈ સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે? કંડક્ટરની સામગ્રી સામાન્ય રીતે કોપર અને એલ્યુમિનિયમ જેવી ઉત્તમ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવતી નોન-ફેરસ ધાતુઓથી બનેલી હોય છે. છેલ્લા ત્રણ દાયકામાં ઝડપથી વિકસિત થયેલા ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન નેટવર્કમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઓપ્ટિકલ કેબલમાં ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનો ઉપયોગ વાહક તરીકે થાય છે.

2. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: ઇન્સ્યુલેશન લેયર

ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર એ એક ઘટક છે જે વાયરની પરિઘને આવરી લે છે અને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કામ કરે છે. એટલે કે, તે ખાતરી કરી શકે છે કે ટ્રાન્સમિટેડ કરંટ અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, પ્રકાશ તરંગો ફક્ત વાયર સાથે જ મુસાફરી કરે છે અને બહારની તરફ વહેતા નથી. વાહક પરના પોટેન્શિયલ (એટલે \u200b\u200bકે, આસપાસના પદાર્થોમાં બનેલ પોટેન્શિયલ તફાવત, એટલે કે, વોલ્ટેજ) ને અલગ કરી શકાય છે. એટલે કે, વાયરના સામાન્ય ટ્રાન્સમિશન કાર્ય અને બાહ્ય પદાર્થો અને લોકોની સલામતી બંનેની ખાતરી કરવી જરૂરી છે. વાયર અને ઇન્સ્યુલેશન લેયર એ બે મૂળભૂત ઘટકો છે જે કેબલ ઉત્પાદનો બનાવવા માટે હાજર હોવા જોઈએ (ખુલ્લા વાયર સિવાય).

કેબલ ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સ શું છે: આજના વાયર અને કેબલ્સમાં, કેબલ ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સનું વર્ગીકરણ મુખ્યત્વે બે શ્રેણીઓમાં આવે છે: પ્લાસ્ટિક અને રબર. પોલિમર મટિરિયલ્સ પ્રબળ છે, જે વિવિધ ઉપયોગો અને પર્યાવરણીય જરૂરિયાતો માટે યોગ્ય વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનોની વિશાળ વિવિધતાને જન્મ આપે છે. વાયર અને કેબલ માટે સામાન્ય ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સમાં પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ (PVC)નો સમાવેશ થાય છે,ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE), ફ્લોરોપ્લાસ્ટિક્સ, રબર સંયોજનો, ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર સંયોજનો, અને સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી.

3. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: આવરણ

જ્યારે વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનો વિવિધ વાતાવરણમાં સ્થાપિત અને સંચાલિત થાય છે, ત્યારે એવા ઘટકો હોવા જોઈએ જે સમગ્ર ઉત્પાદનને સુરક્ષિત રાખે છે, ખાસ કરીને ઇન્સ્યુલેશન સ્તરને. આ આવરણ છે. કારણ કે ઇન્સ્યુલેટિંગ સામગ્રીમાં તમામ પ્રકારના ઉત્તમ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો હોવા જરૂરી છે, તેથી સામગ્રીમાં અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને અત્યંત ઓછી અશુદ્ધતા હોવી જરૂરી છે. ઘણીવાર, બહારની દુનિયા સામે તેની રક્ષણાત્મક ક્ષમતા ધ્યાનમાં લેવી અશક્ય છે. તેથી, વિવિધ રક્ષણાત્મક માળખાં બહારથી વિવિધ યાંત્રિક દળો (દા.ત., ઇન્સ્ટોલેશન, ઉપયોગ સ્થળ અને ઉપયોગ દરમિયાન), વાતાવરણીય વાતાવરણ સામે પ્રતિકાર, રસાયણો અથવા તેલ સામે પ્રતિકાર, જૈવિક નુકસાન અટકાવવા અને આગના જોખમોમાં ઘટાડો કરવા માટે જવાબદાર હોવા જોઈએ. કેબલ આવરણના મુખ્ય કાર્યો વોટરપ્રૂફિંગ, જ્યોત મંદતા, અગ્નિ પ્રતિકાર અને કાટ નિવારણ છે. ઘણા કેબલ ઉત્પાદનો ખાસ કરીને સારા બાહ્ય વાતાવરણ (જેમ કે સ્વચ્છ, શુષ્ક અને યાંત્રિક બાહ્ય દળોથી મુક્ત ઇન્ડોર વાતાવરણ) માટે રચાયેલ છે, અથવા ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી ધરાવતા લોકો જે સ્વાભાવિક રીતે ચોક્કસ યાંત્રિક શક્તિ અને હવામાન પ્રતિકાર ધરાવે છે, રક્ષણાત્મક સ્તર ઘટક વિના કરી શકે છે.

કેબલ આવરણ સામગ્રી કયા પ્રકારની હોય છે? મુખ્ય કેબલ આવરણ સામગ્રીમાં રબર, પ્લાસ્ટિક, કોટિંગ, સિલિકોન અને વિવિધ ફાઇબર ઉત્પાદનો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. રબર અને પ્લાસ્ટિક રક્ષણાત્મક સ્તરની લાક્ષણિકતાઓ નરમાઈ અને હળવાશ છે, અને તેનો મોબાઇલ કેબલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. જો કે, રબર અને પ્લાસ્ટિક બંને સામગ્રીમાં ચોક્કસ માત્રામાં પાણીની અભેદ્યતા હોવાથી, તે ફક્ત ત્યારે જ લાગુ કરી શકાય છે જ્યારે ઉચ્ચ ભેજ પ્રતિકાર સાથે ઉચ્ચ પોલિમર સામગ્રીનો ઉપયોગ કેબલ ઇન્સ્યુલેશન તરીકે થાય છે. પછી કેટલાક વપરાશકર્તાઓ પૂછી શકે છે કે બજારમાં પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ રક્ષણાત્મક સ્તર તરીકે કેમ થાય છે? પ્લાસ્ટિક આવરણની લાક્ષણિકતાઓની તુલનામાં, રબર આવરણમાં વધુ સ્થિતિસ્થાપકતા અને લવચીકતા હોય છે, વૃદ્ધત્વ માટે વધુ પ્રતિરોધક હોય છે, પરંતુ તેમની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં વધુ જટિલ હોય છે. પ્લાસ્ટિક આવરણમાં વધુ સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પાણી પ્રતિકાર હોય છે, અને સંસાધનોમાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે, કિંમત ઓછી હોય છે અને પ્રક્રિયા કરવામાં સરળ હોય છે. તેથી, તેઓ બજારમાં વધુ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉદ્યોગના સાથીઓએ એ નોંધવું જોઈએ કે ધાતુ આવરણનો બીજો પ્રકાર છે. ધાતુ આવરણમાં માત્ર યાંત્રિક સુરક્ષા કાર્યો જ નથી પણ નીચે ઉલ્લેખિત રક્ષણાત્મક કાર્ય પણ હોય છે. તેમાં કાટ પ્રતિકાર, સંકુચિત અને તાણ શક્તિ અને પાણી પ્રતિકાર જેવા ગુણધર્મો પણ છે, જે ભેજ અને અન્ય હાનિકારક પદાર્થોને કેબલ ઇન્સ્યુલેશનના આંતરિક ભાગમાં પ્રવેશતા અટકાવી શકે છે. તેથી, તેઓ નબળા ભેજ પ્રતિકાર સાથે તેલ-ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ પેપર ઇન્સ્યુલેટેડ પાવર કેબલ માટે આવરણ તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

4. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: શિલ્ડિંગ લેયર

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ આઇસોલેશન પ્રાપ્ત કરવા માટે કેબલ ઉત્પાદનોમાં શિલ્ડિંગ લેયર એક મુખ્ય ઘટક છે. તે ફક્ત આંતરિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિગ્નલોને બહાર નીકળતા અને બાહ્ય સાધનો, મીટર અથવા અન્ય લાઇનોમાં દખલ કરતા અટકાવી શકતું નથી, પરંતુ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને કપલિંગ દ્વારા કેબલ સિસ્ટમમાં પ્રવેશતા પણ અવરોધે છે. માળખાકીય રીતે, શિલ્ડિંગ લેયર ફક્ત કેબલની બહાર સેટ નથી, પરંતુ મલ્ટી-કોર કેબલમાં વાયરના જોડીઓ અથવા જૂથો વચ્ચે પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જે મલ્ટી-લેવલ "ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક આઇસોલેશન સ્ક્રીન" બનાવે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર કેબલ્સ અને એન્ટિ-ઇન્ટરફરન્સ માટેની વધતી જતી આવશ્યકતાઓ સાથે, શિલ્ડિંગ સામગ્રી પરંપરાગત મેટલાઇઝ્ડ પેપર અને સેમિકન્ડક્ટર પેપર ટેપથી વધુ અદ્યતન સંયુક્ત સામગ્રીમાં વિકસિત થઈ છે જેમ કેએલ્યુમિનિયમ ફોઇલ માયલર ટેપ્સ, કોપર ફોઇલ માયલર ટેપ અને કોપર ટેપ. સામાન્ય શિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સમાં વાહક પોલિમર અથવા સેમિકન્ડક્ટિવ ટેપથી બનેલા આંતરિક શિલ્ડિંગ સ્તરો, તેમજ કોપર ટેપ લોન્ગીટ્યુડિનલ રેપિંગ અને બ્રેઇડેડ કોપર મેશ જેવા બાહ્ય શિલ્ડિંગ સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે. તેમાંથી, બ્રેઇડેડ સ્તર મોટે ભાગે કાટ પ્રતિકાર વધારવા માટે ટીન-પ્લેટેડ કોપરનો ઉપયોગ કરે છે. ખાસ એપ્લિકેશન દૃશ્યો માટે, જેમ કે કોપર ટેપ + કોપર વાયર કમ્પોઝિટ શિલ્ડિંગનો ઉપયોગ કરીને ચલ-આવર્તન કેબલ્સ, એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ લોન્ગીટ્યુડિનલ રેપિંગ + સ્ટ્રીમલાઇન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરતા ડેટા કેબલ્સ, અને ઉચ્ચ-કવરેજ સિલ્વર-પ્લેટેડ કોપર બ્રેઇડેડ સ્તરોની જરૂર હોય તેવા તબીબી કેબલ્સ. 5G યુગના આગમન સાથે, એલ્યુમિનિયમ-પ્લાસ્ટિક કમ્પોઝિટ ટેપ અને ટીન-પ્લેટેડ કોપર વાયર વણાટનું હાઇબ્રિડ શિલ્ડિંગ માળખું ઉચ્ચ-આવર્તન કેબલ્સ માટે મુખ્ય પ્રવાહનું ઉકેલ બની ગયું છે. ઉદ્યોગ પ્રેક્ટિસ દર્શાવે છે કે શિલ્ડિંગ સ્તર સહાયક માળખાથી કેબલના સ્વતંત્ર મુખ્ય ઘટકમાં વિકસિત થયું છે. તેના માટે સામગ્રીની પસંદગીમાં વિવિધ એપ્લિકેશન દૃશ્યોની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ, બેન્ડિંગ પ્રદર્શન અને ખર્ચ પરિબળોને વ્યાપકપણે ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.

5. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: ભરેલું સ્ટ્રક્ચર

ઘણા વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનો મલ્ટી-કોર હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મોટાભાગના લો-વોલ્ટેજ પાવર કેબલ ચાર-કોર અથવા પાંચ-કોર કેબલ (ત્રણ-તબક્કાની સિસ્ટમ માટે યોગ્ય) હોય છે, અને શહેરી ટેલિફોન કેબલ 800 જોડી, 1200 જોડી, 2400 જોડીથી 3600 જોડીમાં આવે છે. આ ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર કોરો અથવા જોડીઓ કેબલ (અથવા ઘણી વખત જૂથોમાં કેબલ) કર્યા પછી, બે સમસ્યાઓ છે: એક એ છે કે આકાર ગોળાકાર નથી, અને બીજું એ છે કે ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર કોરો વચ્ચે મોટા ગાબડા છે. તેથી, કેબલિંગ દરમિયાન ફિલિંગ સ્ટ્રક્ચર ઉમેરવું આવશ્યક છે. ફિલિંગ સ્ટ્રક્ચર એ કેબલિંગના બાહ્ય વ્યાસને પ્રમાણમાં ગોળાકાર બનાવવાનું છે, જે આવરણને લપેટવા અને બહાર કાઢવા માટે અનુકૂળ છે, અને કેબલ સ્ટ્રક્ચરને સ્થિર અને આંતરિક મજબૂત બનાવવા માટે પણ છે. ઉપયોગ દરમિયાન (ઉત્પાદન અને બિછાવે દરમિયાન ખેંચાણ, સંકુચિત અને વાળતી વખતે), કેબલની આંતરિક રચનાને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના બળ સમાનરૂપે લાગુ કરવામાં આવે છે. તેથી, જોકે ફિલિંગ સ્ટ્રક્ચર એક સહાયક માળખું છે, તે પણ જરૂરી છે, અને તેની સામગ્રી પસંદગી અને આકાર ડિઝાઇન પર વિગતવાર નિયમો છે.

કેબલ ભરવાની સામગ્રી: સામાન્ય રીતે, કેબલ માટેના ફિલર્સમાં પોલીપ્રોપીલીન ટેપ, નોન-વોવન પીપી દોરડું, શણ દોરડું અથવા રિસાયકલ રબરમાંથી બનાવેલ પ્રમાણમાં સસ્તી સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે. કેબલ ભરવાની સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે, તેમાં ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ કોર પર પ્રતિકૂળ અસર ન થાય, પોતે હાઇગ્રોસ્કોપિક ન હોય, સંકોચન થવાની સંભાવના ન હોય અને કાટ ન લાગે તેવા લક્ષણો હોવા જોઈએ.

6. કેબલ સ્ટ્રક્ચર કમ્પોઝિશન: ટેન્સાઇલ એલિમેન્ટ્સ

પરંપરાગત વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનો બાહ્ય તાણ બળો અથવા તેમના પોતાના વજનને કારણે થતા તાણ બળોનો સામનો કરવા માટે આવરણના બખ્તર સ્તર પર આધાર રાખે છે. લાક્ષણિક માળખાં સ્ટીલ ટેપ આર્મરિંગ અને સ્ટીલ વાયર આર્મરિંગ છે (ઉદાહરણ તરીકે, સબમરીન કેબલ માટે, 8 મીમી વ્યાસવાળા જાડા સ્ટીલ વાયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને આર્મરિંગ સ્તર બનાવવા માટે ટ્વિસ્ટ કરવામાં આવે છે). જો કે, ઓપ્ટિકલ ફાઇબરને નાના તાણ બળોથી બચાવવા અને ટ્રાન્સમિશન કામગીરીને અસર કરી શકે તેવા તંતુઓના સહેજ વિકૃતિને રોકવા માટે, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કેબલ માળખું પ્રાથમિક અને ગૌણ ક્લેડીંગ તેમજ સમર્પિત તાણ બળ ઘટકોથી સજ્જ છે. વધુમાં, જો મોબાઇલ ફોનનો હેડફોન કેબલ એવી રચના અપનાવે છે જ્યાં પાતળા તાંબાના વાયર અથવા પાતળા તાંબાના ટેપને કૃત્રિમ ફાઇબર ફિલામેન્ટની આસપાસ ઘા કરવામાં આવે છે અને બહારથી ઇન્સ્યુલેટિંગ સ્તર બહાર કાઢવામાં આવે છે, તો આ કૃત્રિમ ફાઇબર ફિલામેન્ટ તાણ તત્વ છે. નિષ્કર્ષમાં, તાજેતરના વર્ષોમાં વિકસિત ખાસ, નાના અને લવચીક ઉત્પાદનોમાં જેને બહુવિધ વળાંક અને વળાંકના ઉપયોગની જરૂર હોય છે, તાણ તત્વો મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.

કેબલ ટેન્સાઈલ ઘટકો માટે કઈ સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે: સ્ટીલ સ્ટ્રીપ્સ, સ્ટીલ વાયર અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ફોઇલ્સ