वायर आणि केबल उत्पादनांच्या संरचनात्मक घटकांना सामान्यतः चार मुख्य संरचनात्मक भागांमध्ये विभागले जाऊ शकते: वाहक, इन्सुलेशन थर, शिल्डिंग थर आणि आवरण, तसेच फिलिंग घटक आणि टेन्साइल घटक इत्यादी. उत्पादनांच्या वापराच्या आवश्यकता आणि अनुप्रयोग परिस्थितीनुसार, काही उत्पादनांची रचना अत्यंत साधी असते, ज्यात फक्त एकच संरचनात्मक घटक, म्हणजेच वायर, असतो, जसे की ओव्हरहेड बेअर वायर्स, कॅटेनरी वायर्स, कॉपर-ॲल्युमिनियम बसबार (बसबार) इत्यादी. या उत्पादनांचे बाह्य विद्युत इन्सुलेशन, इन्स्टॉलेशन आणि टाकताना इन्सुलेटर आणि अवकाशीय अंतराचा वापर करून (म्हणजेच, एअर इन्सुलेशनचा वापर करून) सुनिश्चित केले जाते.
बहुसंख्य वायर आणि केबल उत्पादनांचा आडवा छेद (उत्पादनातील त्रुटी वगळता) अगदी सारखाच असतो आणि ती लांब पट्ट्यांच्या स्वरूपात असतात. प्रणाली किंवा उपकरणांमध्ये परिपथ किंवा वेटोळे तयार करण्यासाठी त्यांचा वापर केला जातो, या वैशिष्ट्यामुळे हे ठरते. त्यामुळे, केबल उत्पादनांच्या संरचनात्मक रचनेचा अभ्यास आणि विश्लेषण करताना, केवळ त्यांच्या आडव्या छेदांचे निरीक्षण आणि विश्लेषण करणे पुरेसे असते.
केबलच्या संरचनेची रचना आणि केबलसाठी वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीचे सविस्तर विश्लेषण खालीलप्रमाणे आहे:
१. केबलच्या संरचनेची रचना: वाहक
विद्युत प्रवाह किंवा विद्युत चुंबकीय लहरींची माहिती प्रसारित करण्याचे कार्य करण्यासाठी, उत्पादनांमध्ये वायर्स हे सर्वात मूलभूत आणि अपरिहार्य मुख्य घटक आहेत. वायर हे 'कंडक्टिव्ह कोअर'चे संक्षिप्त रूप आहे.
केबलच्या वाहकांमध्ये कोणत्या सामग्रीचा समावेश असतो? वाहकांची सामग्री सामान्यतः तांबे आणि ॲल्युमिनियमसारख्या उत्कृष्ट विद्युत वाहकता असलेल्या अलौह धातूंपासून बनलेली असते. गेल्या सुमारे तीन दशकांत वेगाने विकसित झालेल्या ऑप्टिकल कम्युनिकेशन नेटवर्क्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ऑप्टिकल केबल्समध्ये वाहक म्हणून ऑप्टिकल फायबरचा वापर केला जातो.
२. केबलच्या संरचनेची रचना: इन्सुलेशन थर
विद्युतरोधक थर हा तारेच्या परिघाला झाकणारा एक घटक आहे आणि तो विद्युतरोधक म्हणून काम करतो. म्हणजेच, तो हे सुनिश्चित करतो की प्रसारित होणारा विद्युत प्रवाह किंवा विद्युत चुंबकीय लहरी, प्रकाश लहरी केवळ तारेतूनच प्रवास करतात आणि बाहेर वाहत नाहीत. वाहकावरील विभव (म्हणजेच, सभोवतालच्या वस्तूंमुळे निर्माण होणारा विभवांतर, म्हणजेच व्होल्टेज) वेगळा केला जाऊ शकतो. म्हणजेच, तारेचे सामान्य प्रसारण कार्य आणि बाहेरील वस्तू व लोकांची सुरक्षितता या दोन्ही गोष्टी सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. केबल उत्पादने तयार करण्यासाठी (उघड्या तारा वगळता) तारा आणि विद्युतरोधक थर हे दोन मूलभूत घटक असणे आवश्यक आहे.
केबल इन्सुलेशन साहित्य म्हणजे काय: आजच्या वायर्स आणि केबल्समध्ये, केबल इन्सुलेशन साहित्याचे वर्गीकरण प्रामुख्याने दोन प्रकारांमध्ये विभागले जाते: प्लॅस्टिक आणि रबर. पॉलिमर साहित्याचे प्राबल्य आहे, ज्यामुळे विविध उपयोग आणि पर्यावरणीय आवश्यकतांसाठी योग्य अशा वायर आणि केबल उत्पादनांची विस्तृत श्रेणी निर्माण होते. वायर्स आणि केबल्ससाठी सामान्य इन्सुलेशन साहित्यामध्ये पॉलिव्हिनिल क्लोराइड (PVC) चा समावेश होतो,क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE)फ्लोरोप्लास्टिक्स, रबर कंपाऊंड्स, एथिलीन प्रोपलीन रबर कंपाऊंड्स आणि सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन साहित्य.
३. केबल संरचनेची रचना: आवरण
जेव्हा वायर आणि केबल उत्पादने विविध प्रकारच्या वातावरणात स्थापित केली जातात आणि वापरली जातात, तेव्हा संपूर्ण उत्पादनाचे, विशेषतः इन्सुलेशन थराचे संरक्षण करणारे घटक असणे आवश्यक असते. यालाच शीथ (sheath) म्हणतात. इन्सुलेशन सामग्रीमध्ये सर्व प्रकारच्या विद्युतरोधकतेचे उत्कृष्ट गुणधर्म असणे आवश्यक असल्यामुळे, त्या सामग्रीमध्ये अत्यंत उच्च शुद्धता आणि अत्यंत कमी अशुद्धता असणे आवश्यक असते. अनेकदा, बाह्य जगापासून संरक्षण करण्याच्या क्षमतेचा विचार करणे शक्य नसते. त्यामुळे, विविध संरक्षक संरचनांनी बाहेरील विविध यांत्रिक शक्तींना (उदा. स्थापना, वापराचे ठिकाण आणि वापरादरम्यान) तोंड देणे किंवा प्रतिकार करणे, वातावरणीय परिस्थितीला प्रतिकार करणे, रसायने किंवा तेलांना प्रतिकार करणे, जैविक नुकसानीला प्रतिबंध करणे आणि आगीचा धोका कमी करणे या जबाबदाऱ्या पार पाडल्या पाहिजेत. केबल शीथची मुख्य कार्ये म्हणजे जलरोधकता, ज्वालारोधकता, अग्निरोधकता आणि गंजरोधकता. अनेक केबल उत्पादने जी विशेषतः चांगल्या बाह्य वातावरणासाठी (जसे की स्वच्छ, कोरडे आणि बाह्य यांत्रिक शक्तींपासून मुक्त असलेले घरातील वातावरण) डिझाइन केलेली असतात, किंवा ज्यांच्या इन्सुलेशन सामग्रीमध्ये स्वाभाविकपणे विशिष्ट यांत्रिक शक्ती आणि हवामानरोधकता असते, ती संरक्षक थराच्या घटकाशिवाय चालू शकतात.
केबल शीथच्या सामग्रीचे कोणते प्रकार आहेत? मुख्य केबल शीथ सामग्रीमध्ये रबर, प्लास्टिक, कोटिंग, सिलिकॉन आणि विविध फायबर उत्पादने इत्यादींचा समावेश होतो. रबर आणि प्लास्टिकच्या संरक्षक थराची वैशिष्ट्ये म्हणजे मऊपणा आणि हलकेपणा, आणि त्याचा वापर मोबाईल केबल्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. तथापि, रबर आणि प्लास्टिक या दोन्ही सामग्रीमध्ये काही प्रमाणात पाण्याची पारगम्यता असल्यामुळे, जेव्हा केबल इन्सुलेशन म्हणून उच्च आर्द्रता प्रतिरोधक क्षमता असलेल्या उच्च पॉलिमर सामग्रीचा वापर केला जातो, तेव्हाच त्यांचा वापर केला जाऊ शकतो. मग काही वापरकर्ते विचारू शकतात की बाजारात संरक्षक थर म्हणून प्लास्टिकचा वापर का केला जातो? प्लास्टिकच्या शीथच्या वैशिष्ट्यांच्या तुलनेत, रबरच्या शीथमध्ये अधिक लवचिकता आणि लवचीकपणा असतो, त्या वृद्धत्वाला अधिक प्रतिरोधक असतात, परंतु त्यांची उत्पादन प्रक्रिया तुलनेने अधिक गुंतागुंतीची असते. प्लास्टिकच्या शीथमध्ये उत्तम यांत्रिक गुणधर्म आणि पाणी प्रतिरोधक क्षमता असते, आणि त्या संसाधनांमध्ये मुबलक प्रमाणात उपलब्ध असतात, त्यांची किंमत कमी असते आणि त्यांच्यावर प्रक्रिया करणे सोपे असते. त्यामुळे, बाजारात त्यांचा अधिक मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. उद्योग क्षेत्रातील सहकाऱ्यांनी हे लक्षात घेतले पाहिजे की मेटल शीथचा आणखी एक प्रकार आहे. मेटल शीथमध्ये केवळ यांत्रिक संरक्षणाची कार्येच नसतात, तर खाली नमूद केलेले शिल्डिंगचे कार्यही असते. त्यांच्यामध्ये गंजरोधकता, संपीडन आणि तन्यता शक्ती, तसेच जलरोधकता यांसारखे गुणधर्मही असतात, जे केबल इन्सुलेशनच्या आत ओलावा आणि इतर हानिकारक पदार्थ शिरण्यापासून रोखू शकतात. त्यामुळे, कमी आर्द्रता प्रतिरोधकता असलेल्या तेल-भिजवलेल्या कागदी इन्सुलेटेड पॉवर केबल्ससाठी आवरण म्हणून त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
४. केबल संरचनेची रचना: शिल्डिंग लेयर
विद्युत चुंबकीय क्षेत्राचे विलगीकरण साधण्यासाठी केबल उत्पादनांमध्ये शिल्डिंग थर हा एक महत्त्वाचा घटक आहे. तो केवळ अंतर्गत विद्युत चुंबकीय संकेतांना बाहेर गळती होण्यापासून आणि बाह्य उपकरणे, मीटर्स किंवा इतर लाईन्समध्ये व्यत्यय आणण्यापासून रोखत नाही, तर कपलिंगद्वारे बाह्य विद्युत चुंबकीय लहरींना केबल प्रणालीमध्ये प्रवेश करण्यापासून देखील रोखतो. संरचनात्मकदृष्ट्या, शिल्डिंग थर केवळ केबलच्या बाहेरच्या बाजूलाच लावलेला नसतो, तर तो मल्टी-कोअर केबल्समध्ये तारांच्या जोड्या किंवा गटांमध्ये देखील असतो, ज्यामुळे बहु-स्तरीय “विद्युत चुंबकीय विलगीकरण पडदे” तयार होतात. अलिकडच्या वर्षांत, उच्च-फ्रिक्वेन्सी कम्युनिकेशन केबल्स आणि व्यत्यय-विरोधी आवश्यकतांच्या वाढत्या गरजांमुळे, शिल्डिंग सामग्री पारंपरिक मेटॅलाइज्ड पेपर आणि सेमीकंडक्टर पेपर टेप्सपासून विकसित होऊन अधिक प्रगत संमिश्र सामग्री जसे कीॲल्युमिनियम फॉइल मायलर टेप्सकॉपर फॉइल मायलर टेप्स आणि कॉपर टेप्स. सामान्य शिल्डिंग संरचनांमध्ये प्रवाहकीय पॉलिमर किंवा अर्धवाहक टेप्सपासून बनवलेले आतील शिल्डिंग थर, तसेच कॉपर टेपचे लांबट वेष्टन आणि वेणीसारखी तांब्याची जाळी यांसारख्या बाहेरील शिल्डिंग थरांचा समावेश होतो. त्यापैकी, वेणीच्या थरात गंजरोधकता वाढवण्यासाठी बहुतेकदा कथील-प्लेटेड तांब्याचा वापर केला जातो. विशेष वापराच्या परिस्थितींसाठी, जसे की कॉपर टेप + कॉपर वायर संयुक्त शिल्डिंग वापरणाऱ्या व्हेरिएबल-फ्रिक्वेन्सी केबल्स, ॲल्युमिनियम फॉइलचे लांबट वेष्टन + सुव्यवस्थित डिझाइन वापरणाऱ्या डेटा केबल्स, आणि उच्च-कव्हरेज सिल्व्हर-प्लेटेड कॉपर वेणीच्या थरांची आवश्यकता असलेल्या वैद्यकीय केबल्स. ५जी युगाच्या आगमनाने, ॲल्युमिनियम-प्लास्टिक संयुक्त टेप आणि कथील-प्लेटेड कॉपर वायर विणकामाची संकरित शिल्डिंग संरचना उच्च-फ्रिक्वेन्सी केबल्ससाठी मुख्य उपाय बनली आहे. उद्योग क्षेत्रातील अनुभव दर्शवितो की शिल्डिंग थर हा एका सहायक संरचनेपासून केबलचा एक स्वतंत्र गाभा घटक म्हणून विकसित झाला आहे. विविध वापराच्या परिस्थितींमधील विद्युतचुंबकीय सुसंगततेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, त्याच्या सामग्रीच्या निवडीमध्ये फ्रिक्वेन्सी वैशिष्ट्ये, वाकण्याची क्षमता आणि खर्चाच्या घटकांचा सर्वसमावेशकपणे विचार करणे आवश्यक आहे.
५. केबल संरचनेची रचना: भरलेली रचना
अनेक वायर आणि केबल उत्पादने मल्टी-कोअर असतात. उदाहरणार्थ, बहुतेक कमी-व्होल्टेज पॉवर केबल्स चार-कोअर किंवा पाच-कोअर केबल्स असतात (तीन-फेज प्रणालींसाठी योग्य), आणि शहरी टेलिफोन केबल्स ८०० जोड्या, १२०० जोड्या, २४०० जोड्या ते ३६०० जोड्यांमध्ये येतात. या इन्सुलेटेड वायर कोअर्स किंवा जोड्या एकत्र जोडल्यानंतर (किंवा गटांमध्ये अनेक वेळा जोडल्यानंतर), दोन समस्या उद्भवतात: एक म्हणजे त्यांचा आकार गोल नसतो, आणि दुसरी म्हणजे इन्सुलेटेड वायर कोअर्समध्ये मोठी पोकळी राहते. त्यामुळे, केबलिंग करताना एक फिलिंग स्ट्रक्चर जोडणे आवश्यक असते. फिलिंग स्ट्रक्चरमुळे केबलिंगचा बाह्य व्यास तुलनेने गोल होतो, ज्यामुळे आवरणाचे वेष्टन आणि दाब सहन करण्यास मदत होते, तसेच केबलची रचना स्थिर आणि आतील भाग मजबूत होतो. वापरादरम्यान (उत्पादन आणि टाकताना ताणताना, दाबताना आणि वाकवताना), केबलच्या अंतर्गत रचनेला नुकसान न होता बल समान रीतीने लागू होते. त्यामुळे, जरी भरण संरचना ही एक सहायक संरचना असली तरी, ती आवश्यकही आहे आणि तिच्या सामग्रीची निवड व आकार रचनेबाबत सविस्तर नियम आहेत.
केबल भरण्याचे साहित्य: सामान्यतः, केबल्ससाठी वापरल्या जाणाऱ्या फिलर्समध्ये पॉलीप्रॉपिलीन टेप, नॉन-वोव्हन पीपी दोरी, तागाची दोरी किंवा पुनर्वापर केलेल्या रबरापासून बनवलेल्या तुलनेने स्वस्त साहित्याचा समावेश असतो. केबल भरण्याचे साहित्य म्हणून वापरले जाण्यासाठी, त्यात इन्सुलेटेड केबल कोअरवर कोणताही प्रतिकूल परिणाम न करणे, स्वतःहून आर्द्रताशोषक नसणे, आकुंचन न पावणे आणि गंज न लागणे, हे गुणधर्म असणे आवश्यक आहे.
६. केबल संरचनेची रचना: ताण सहन करणारे घटक
पारंपारिक वायर आणि केबल उत्पादने बाह्य ताण शक्ती किंवा स्वतःच्या वजनामुळे निर्माण होणाऱ्या ताण शक्तींना तोंड देण्यासाठी आवरणाच्या आर्मर लेयरवर अवलंबून असतात. स्टील टेप आर्मरिंग आणि स्टील वायर आर्मरिंग या सामान्य रचना आहेत (उदाहरणार्थ, सबमरीन केबल्ससाठी, ८ मिमी व्यासाच्या जाड स्टीलच्या तारा वापरल्या जातात आणि आर्मरिंग लेयर तयार करण्यासाठी त्यांना पिळले जाते). तथापि, ऑप्टिकल फायबरला किरकोळ ताण शक्तींपासून वाचवण्यासाठी आणि ट्रान्समिशन कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकणारे फायबरचे किरकोळ विरूपण टाळण्यासाठी, ऑप्टिकल फायबर केबलच्या रचनेत प्राथमिक आणि दुय्यम क्लॅडिंग तसेच विशेष ताण शक्ती घटक बसवलेले असतात. याव्यतिरिक्त, जर मोबाईल फोनच्या हेडफोन केबलमध्ये अशी रचना वापरली असेल जिथे सिंथेटिक फायबर फिलामेंट्सभोवती बारीक तांब्याची तार किंवा पातळ तांब्याची टेप गुंडाळलेली असते आणि बाहेरच्या बाजूने एक इन्सुलेटिंग थर चढवलेला असतो, तर हा सिंथेटिक फायबर फिलामेंट ताण घटक असतो. थोडक्यात, अलिकडच्या वर्षांत विकसित झालेल्या विशेष, लहान आणि लवचिक उत्पादनांमध्ये, ज्यांना अनेकदा वाकवण्याची आणि पिळण्याची आवश्यकता असते, ताण घटक प्रमुख भूमिका बजावतात.
केबलच्या ताण सहन करणाऱ्या घटकांसाठी कोणत्या सामग्रीचा समावेश असतो: स्टीलच्या पट्ट्या, स्टीलच्या तारा आणि स्टेनलेस स्टीलचे फॉइल्स.
पोस्ट करण्याची वेळ: २५ एप्रिल २०२५