Der ultimative Leitfaden zu Kabelmaterialien: Wichtige Eigenschaften und Anwendungen
In elektronischen Geräten und elektrischen Systemen spielen die Kabelmaterialien eine wichtige Rolle. Sie tragen zur Sicherheit und Zuverlässigkeit des gesamten Systems bei, während sie Strom und Signale übertragen. Dieser Blog bietet eine ausführliche Einführung in ihre Hauptmerkmale, ihre praktischen Anwendungen und die Faktoren, die bei ihrer Auswahl berücksichtigt werden sollten.
Aus welchem Material besteht das Kabel?
Kabelmaterialien beziehen sich im Allgemeinen auf die Materialien, aus denen die Isolierung, der Mantel, die Abschirmung usw. eines Kabels bestehen, wie in der Abbildung dargestellt. Normalerweise müssen sie eine sehr gute elektrische Isolierung, mechanische Festigkeit und sogar Umweltbeständigkeit aufweisen.
Auf dem Markt sind viele verschiedene Kabelmaterialien erhältlich, die je nach ihren spezifischen physikalischen oder chemischen Eigenschaften in unterschiedlichen Bereichen der Kabelherstellung eingesetzt werden. Die gängigsten Materialien sind Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Gummi, Silikonkautschuk, Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyvinylidenfluorid (PVDF).
- PVC: Ein kostengünstiges, flexibles Material. Dieses Material ist im Allgemeinen hitzebeständig und ölbeständig, und seine bestimmten anderen Eigenschaften können durch Zugabe von Additiven verbessert/verschlechtert werden. Es ist ein thermoplastisches Material, das für Niederspannungskabel verwendet wird und häufig bei der Konstruktion und Herstellung von verwendet wird Niederspannungskabel im Sinne einheitlicher Standards.
- SPORT: Ein umweltfreundliches Material, das frei von Halogenen ist, aber härter und teurer als PVC. Es hat eine sehr gute chemische Beständigkeit und wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die hochtemperaturbeständig, chemikalienbeständig und hydrolysebeständig sein müssen.
- Gummi: Robuster, flexibler und daher teurer. Es wird für Kabel verwendet, die eine höhere Flexibilität erfordern, wie z. B. feste Industrieinstallationen und mobile Dienste.
- Silikon-Gummi: Bessere Hitzebeständigkeit und Flexibilität, aber weniger haltbar und teurer. Es eignet sich für Umgebungen mit hohen Temperaturen, wie z. B. Kabel verbinden Photovoltaikmodule und DC/AC-Wandler.
- PTFE, PVDF: Wird häufig in Hochleistungskabeln verwendet, da sie normalerweise eine bessere Hitze-, Chemikalien- und Abriebfestigkeit aufweisen; PTFE wird aufgrund seiner Antihaft-Oberfläche und seiner hervorragenden elektrischen dielektrischen Eigenschaften häufig in Hochfrequenzanwendungen und extrem chemischen Umgebungen verwendet. PVDF ist für seine hervorragende Chemikalien- und UV-Beständigkeit bekannt.
Main Wire Kabelmaterialtypen und kritische Eigenschaften:
- Leitermaterialien: Am gebräuchlichsten ist Kupfer, das oft wegen seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit verwendet wird. Kupferleiter sind in Einzel- und Doppeldrahtvarianten erhältlich, wobei Doppeldrähte flexibler und ermüdungsbeständiger für Anwendungen sind, bei denen häufiges Biegen erforderlich ist. Aluminiumleiter werden auch verwendet, weil sie leicht und kostengünstiger sind. Sie sind nicht so leitfähig wie Kupferleiter, haben aber eine geringere Dichte, was bei einigen Anwendungen, wie z. B. Freileitungen, von Vorteil ist.
- Isoliermaterialien: Unter anderem PVC, PE und XLPE (vernetztes Polyethylen). ① PVC wird aufgrund seiner besseren elektrischen Isoliereigenschaften und seiner chemischen Beständigkeit häufig verwendet, ist jedoch für bestimmte Umgebungen mit hohen Temperaturen nicht geeignet. ② PE bietet im Allgemeinen eine bessere Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. ③ XLPE weist eine höhere Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit auf, sodass es normalerweise dort verwendet wird, wo höhere thermische und mechanische Eigenschaften erforderlich sind.
- Abschirmmaterialien: Wie beispielsweise Aluminium- oder Kupfergeflechte, die zur Reduzierung von elektromagnetischen Störungen (EMI) in Kabeln verwendet werden. Die Abschirmung kann ein- oder mehrschichtig sein und unterschiedliche Grade des EMI-Schutzes bieten; Aluminium- und Kupfergeflechte werden häufig als Abschirmmaterialien zur Reduzierung von EMI verwendet.
- Abschirmmaterialien: wie Aluminium- und Kupfergeflecht, die zur Kabelabschirmung verwendet werden, um elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren. Die Abschirmung kann ein- oder mehrschichtig sein, um unterschiedliche Stufen des EMI-Schutzes zu bieten. Abschirmmaterialien: Aluminium- und Kupfergeflechte werden häufig zur Kabelabschirmung verwendet, um EMI zu reduzieren.
- Kabelmantel: PVC, TPE (thermoplastisches Elastomer) und andere Mantelmaterialien werden verwendet, um mechanischen Schutz und Umweltbeständigkeit zu bieten; der PVC-Außenmantel ist beständig gegen chemische Korrosion und kostengünstig, während TPE eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Flexibilität aufweist.
Anwendungsbereiche von Kabelbaummaterialien:
Die Kabelbaum Materialien werden in vielen Bereichen wie der Kraftübertragung, Telekommunikation, industriellen Automatisierung, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie und vielen anderen eingesetzt. Im Folgenden sind einige wichtige Anwendungsbereiche aufgeführt:
- Automobilindustrie: Mit der Entwicklung der Elektrifizierung und Intelligenz in Automobilen werden Kabelmaterialien zunehmend in Automobilen verwendet. Sie werden in einer Vielzahl von Teilen wie Motoren, Getrieben, Bremssystemen, Beleuchtung, Klimaanlagen, Sitzheizungen und Instrumententafeln verwendet. Automobilkabelmaterialien müssen gegen hohe Temperaturen, Öle und Chemikalien beständig sein, um Zuverlässigkeit und Sicherheit im Fahrzeugbetrieb zu gewährleisten. Unsere Kabelmaterialien werden in einer Vielzahl von Anwendungen in einer Reihe von Bereichen eingesetzt, insbesondere in der Automobilindustrie, wo unsere hochtemperatur-, öl- und chemikalienbeständigen Kabelmaterialien eine wichtige Rolle in einer Reihe von Automobilkomponenten spielen, da Autos immer elektrifizierter und intelligenter werden.
- Luft- und Raumfahrt: Kabelmaterialien für die Luft- und Raumfahrt sind äußerst anspruchsvoll, da sie auch bei extremen Temperaturen, Drücken und Strahlung ihre Leistung beibehalten müssen. Zu den Anwendungsgebieten von Kabelmaterialien in der Luft- und Raumfahrt gehören die interne Verkabelung von Flugzeugen, Steuerungssysteme, Kommunikationssysteme und Kabel, die Strom und Signale an das Flugzeug übertragen. Draka Fileca stellt Kabel her, die diese Anforderungen erfüllen in der Luft- und Raumfahrt und sind widerstandsfähig gegenüber starken mechanischen, elektrischen, chemischen, Temperatur- und Strahlungsbelastungen.
- Bautenanstriche: Kynar® PVDF-Harze werden auch in einer Vielzahl von Bautenbeschichtungen verwendet, insbesondere in Coil- und Profilbeschichtungen.Kynar 500® PVDF-Harzbeschichtungen schützen gewerbliche, industrielle und Wohngebäude weltweit seit mehr als 50 Jahren mit ihrer hervorragenden Leistung. Diese Beschichtungen werden hauptsächlich als dauerhafte Schutzbeschichtungen für Substrate wie Aluminiumlegierungen, verzinkten Stahl und aluminierten Stahl verwendet.
- Lithium-Ionen-Batterien: In Lithium-Ionen-Batterien, Kynar® PVDF wird als Elektrodenbinder und Membranbeschichtung verwendet. Als Elektrodenbinder dient Kynar® PVDF bietet die Vorteile einer schnellen Auflösung, einer hohen Haftung, eines reduzierten Elektrodenwiderstands und einer Spannungsstabilität. Als Membranbeschichtung kann Kynar Flex® PVDF bietet eine hohe Haftung, gute Spannungsstabilität und Dimensionsstabilität sowie Kompatibilität mit lösemittelbasierten und wässrigen technischen Nanokeramiken.
Wie wählt man Drahtkabelmaterialien aus?
Bei der Auswahl von Kabelmaterialien müssen Sie viele verschiedene Faktoren berücksichtigen, wie beispielsweise die Anwendungsumgebung des Kabels, die erforderlichen elektrischen Eigenschaften, die mechanische Festigkeit, die Temperaturbeständigkeit, die chemische Beständigkeit und die Kosten.
- Anwendungsumgebung: Das Kabelmaterial sollte entsprechend der Anwendungsumgebung ausgewählt werden, einschließlich Temperaturbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, chemischer Beständigkeit und anderen Eigenschaften. Beispielsweise sollten in feuchten oder chemisch korrosiven Umgebungen Kabel mit zusätzlichen Schutzschichten wie Panzerschichten oder speziellen Außenmantelmaterialien ausgewählt werden.
- Mechanische Eigenschaften: Für mobile oder häufig gebogene Kabel sollten Materialien mit hoher Flexibilität und mechanischer Festigkeit gewählt werden, um ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit sicherzustellen.
- Elektrische Eigenschaften: Der Isolationsgrad und der spezifische Widerstand des Kabelmaterials beeinflussen direkt die Übertragungseffizienz und -sicherheit. Der Spannungswiderstand von Kabeln in Wechselstromsystemen sollte den Anforderungen an die Systemisolation entsprechen. Der Isolationsgrad und der spezifische Widerstand von Kabelmaterialien wirken sich direkt auf die Übertragungseffizienz und -sicherheit aus. Wir bieten in diesem Bereich Kabelmaterialien mit hoher Isolierung und niedrigem spezifischen Widerstand, die einen effizienten und sicheren Betrieb elektrischer Systeme gewährleisten.
- Sicherheits- und Brandschutzeigenschaften: An überfüllten Orten oder an Orten mit besonderen Sicherheitsanforderungen sollten Kabelmaterialien ohne Halogene und mit geringer Rauchentwicklung gewählt werden, um die Toxizität und Korrosivität im Brandfall zu verringern.
- Umweltfreundliche Anforderungen: Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein ist es immer wichtiger geworden, recycelbare, umweltfreundliche oder wenig giftige Kabelmaterialien zu wählen. Die Eigenschaften umweltfreundlicher Kabel sind hauptsächlich halogenfrei, schwermetallfrei und bei der Entsorgung nicht umweltschädlich. Mit dem zunehmenden Umweltbewusstsein ist die Wahl recycelbarer, umweltfreundlicher oder wenig giftiger Kabelmaterialien besonders wichtig geworden. VOCSONverfügt als Vertreter umweltfreundlicher Kabelmaterialien über Produkte, die diese Umweltstandards nicht nur erfüllen, sondern auch in puncto Leistung überzeugen.
- Kosteneffektivität: Unter der Voraussetzung der Erfüllung der technischen Voraussetzungen, Sie sollten die Kosteneffizienz der Kabelmaterialien berücksichtigen und die kostengünstigsten Materialien auswählen, um die Gesamtkosten zu begrenzen.
Abschließende Bemerkungen
Als Schlüsselkomponente elektronischer Geräte haben die Leistung und Auswahl der Kabelmaterialien direkte Auswirkungen auf die Leistung und Sicherheit der elektronischen Geräte. Das Verständnis der Eigenschaften verschiedener Kabelmaterialien kann uns also helfen, besser Entwerfen und wählen Sie das richtige Kabel aus, um die Anforderungen verschiedener Anwendungsszenarien zu erfüllenDie Auswahl des richtigen Kabelmaterials ist ein wichtiger Schritt zur Gewährleistung der Systemleistung und -sicherheit.
Weiterführende Literatur
So wählen Sie die richtigen elektronischen Kabel aus
Arten und Anwendungen von Kupferdrähten: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung
Verzinnter Kupferdraht VS Blanker Kupferdraht: Definition, Vorteile, Anwendungen und Auswahl