Les composants structurels des produits de fils et câbles peuvent être généralement divisés en quatre parties principales :conducteurs, couches d'isolation, des couches de blindage et de protection, ainsi que des composants de remplissage et des éléments de traction. Selon les exigences d'utilisation et les scénarios d'application, certaines structures de produits sont assez simples, n'ayant que des conducteurs comme composant structurel, tels que les fils nus aériens, les fils du réseau de contacts, les barres omnibus en cuivre-aluminium (barres omnibus), etc. L'isolation électrique externe de ces Les produits reposent sur des isolants lors de l'installation et de la distance spatiale (c'est-à-dire l'isolation de l'air) pour garantir la sécurité.
1. Conducteurs
Les conducteurs sont les composants les plus fondamentaux et indispensables responsables de la transmission des informations sur le courant électrique ou les ondes électromagnétiques au sein d’un produit. Les conducteurs, souvent appelés âmes de fils conducteurs, sont fabriqués à partir de métaux non ferreux à haute conductivité comme le cuivre, l'aluminium, etc. Les câbles à fibres optiques utilisés dans les réseaux de communication optiques en évolution rapide au cours des trente dernières années utilisent des fibres optiques comme conducteurs.
2. Couches d'isolation
Ces composants enveloppent les conducteurs, assurant ainsi une isolation électrique. Ils garantissent que le courant ou les ondes électromagnétiques/optiques transmises se propagent uniquement le long du conducteur et non vers l'extérieur. Les couches d'isolation maintiennent le potentiel (c'est-à-dire la tension) sur le conducteur pour l'empêcher d'influencer les objets environnants et assurent à la fois la fonction de transmission normale du conducteur et la sécurité externe des objets et des personnes.
Les conducteurs et les couches d'isolation sont les deux composants fondamentaux nécessaires aux produits de câbles (à l'exception des fils nus).
Dans diverses conditions environnementales lors de l'installation et du fonctionnement, les produits fils et câbles doivent comporter des composants offrant une protection, en particulier pour la couche isolante. Ces composants sont appelés couches protectrices.
Étant donné que les matériaux isolants doivent posséder d’excellentes propriétés d’isolation électrique, ils nécessitent une pureté élevée avec une teneur minimale en impuretés. Cependant, ces matériaux ne peuvent souvent pas simultanément assurer une protection contre les facteurs externes (c'est-à-dire les forces mécaniques lors de l'installation et de l'utilisation, la résistance aux conditions atmosphériques, aux produits chimiques, aux huiles, aux menaces biologiques et aux risques d'incendie). Ces exigences sont satisfaites par diverses structures de couches de protection.
Pour les câbles conçus spécifiquement pour des environnements externes favorables (par exemple, des espaces intérieurs propres, secs et sans forces mécaniques externes), ou dans les cas où le matériau de la couche d'isolation lui-même présente une certaine résistance mécanique et une certaine résistance au climat, il peut n'y avoir aucune exigence d'une couche de protection car un composant.
4. Blindage
Il s'agit d'un composant des produits de câble qui isole le champ électromagnétique à l'intérieur du câble des champs électromagnétiques externes. Même entre différentes paires ou groupes de fils au sein des produits de câble, une isolation mutuelle est nécessaire. La couche de protection peut être décrite comme un « écran d'isolation électromagnétique ».
Depuis de nombreuses années, l’industrie considère la couche de blindage comme faisant partie de la structure de la couche protectrice. Cependant, il est proposé qu'il soit considéré comme un élément distinct. En effet, la fonction de la couche de blindage n'est pas seulement d'isoler électromagnétiquement les informations transmises à l'intérieur du produit de câble, en l'empêchant de fuir ou de provoquer des interférences avec des instruments externes ou d'autres lignes, mais également d'empêcher les ondes électromagnétiques externes de pénétrer dans le produit de câble via couplage électromagnétique. Ces exigences diffèrent des fonctions traditionnelles de couche de protection. De plus, la couche de blindage est non seulement placée à l'extérieur du produit, mais également placée entre chaque paire de fils ou plusieurs paires d'un câble. Au cours de la dernière décennie, en raison du développement rapide des systèmes de transmission d’informations utilisant des fils et des câbles, ainsi que du nombre croissant de sources d’interférences d’ondes électromagnétiques dans l’atmosphère, la variété des structures blindées s’est multipliée. L’idée selon laquelle la couche de blindage est un composant fondamental des produits de câbles est désormais largement acceptée.
De nombreux fils et câbles sont multiconducteurs, comme la plupart des câbles électriques basse tension à quatre ou cinq conducteurs (adaptés aux systèmes triphasés) et les câbles téléphoniques urbains allant de 800 paires à 3 600 paires. Après avoir combiné ces âmes isolées ou ces paires de fils dans un câble (ou plusieurs fois regroupés), des formes irrégulières et de grands espaces existent entre les âmes isolées ou les paires de fils. Une structure de remplissage doit donc être incorporée lors de l'assemblage du câble. Le but de cette structure est de maintenir un diamètre extérieur relativement uniforme lors de l'enroulement, facilitant ainsi l'emballage et l'extrusion de la gaine. De plus, il garantit la stabilité du câble et l'intégrité de la structure interne, en répartissant les forces uniformément pendant l'utilisation (étirement, compression et flexion pendant la fabrication et la pose) pour éviter d'endommager la structure interne du câble.
Par conséquent, même si la structure de remplissage est auxiliaire, elle est nécessaire. Des réglementations détaillées existent concernant la sélection des matériaux et la conception de cette structure.
Les produits de fils et câbles traditionnels s'appuient généralement sur la couche blindée de la couche protectrice pour résister aux forces de traction externes ou à la tension provoquée par leur propre poids. Les structures typiques comprennent le blindage en ruban d'acier et le blindage en fil d'acier (par exemple, l'utilisation de fils d'acier de 8 mm d'épaisseur, torsadés en une couche blindée, pour les câbles sous-marins). Cependant, dans les câbles à fibres optiques, pour protéger la fibre des forces de traction mineures, en évitant toute légère déformation susceptible d'affecter les performances de transmission, des revêtements primaires et secondaires et des composants de traction spécialisés sont incorporés dans la structure du câble. Par exemple, dans les câbles des casques de téléphonie mobile, un fin fil de cuivre ou une fine bande de cuivre enroulé autour d'une fibre synthétique est extrudé avec une couche isolante, où la fibre synthétique agit comme un composant de traction. Globalement, ces dernières années, dans le développement de produits spéciaux petits et flexibles nécessitant de multiples courbures et torsions, les éléments de traction jouent un rôle important.
Heure de publication : 19 décembre 2023