แอพลิเคชั่น เช่น การควบคุมท่อท่อท่อในทวีปเหนือ ระบบขนส่งสาธารณะ การทําเหมืองแร่และอุปกรณ์ทหาร รวมถึงธุรกิจอาหาร เครื่องดื่ม และปิโตรเคมีทั้งหมดนี้ต้องการการทํางานต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงดังนั้น การใช้สายไฟที่มีความน่าเชื่อถือสูงจึงจําเป็นต้องให้การดําเนินงานอย่างต่อเนื่องและความปลอดภัย หนึ่งในความต้องการหลักคือการทํางานภายในช่วงอุณหภูมิ -50 ° C ถึง + 125 ° C
สายไฟควรรับใช้วัสดุประกอบด้วยเทอร์โมพลาสติกเอลาสโตเมอร์ (TPE) ที่มีความยืดหยุ่นในอุณหภูมิต่ําถึง 3 เท่าของพอลิวินิลเคลอไรด์ (PVC) และทนต่อสารละลายและน้ํามีความเสถียรในระดับอัลตราไวโอเล็ต (UV) ที่ยอดเยี่ยม, และสามารถรีไซเคิลได้เพื่อเพิ่มความยั่งยืน คาเบลควรเหมาะสําหรับสภาพภายนอกที่ยากลําบาก เช่น การเผชิญหน้าภายนอกหรือการฝังโดยตรงใต้ดินเพื่อเร่งการติดตั้ง
สายเคเบิลต้องตอบสนองความต้องการ UL และ CSA ที่เข้มงวด และใช้โครงสร้างหลายคู่และหลายแกน ผู้ใช้สามารถเลือกสายเทรย์ (TC)ผลงานของสายไฟฟ้าที่มีพลังงานจํากัด (PLTC) หรือสายไฟฟ้าที่มีพลังงานจํากัด (WTTC), รวมถึงการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และความแรงดันระดับต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่หลากหลาย
บทความนี้เน้นโครงสร้างเคเบิล Xtra Guard 4 ของ Alpha Wire โดยวิเคราะห์ผลงานและข้อดีของการพัฒนาที่ยั่งยืนของการใช้วัสดุประกอบด้วย TPEบทความ นี้ พิจารณา ว่า สาย ไฮเบิ้ล เหล่า นี้ สามารถ ทํา ให้ การ ติดตั้ง ง่าย ไหม ใน สถานที่ ที่ มี ความ ยาก, และสุดท้ายนําเสนออย่างสั้น ๆ วิธีการที่กระโปรงที่หดตัวด้วยความร้อน เช่น FIT-600 ที่สอดคล้องกับมาตรฐาน AMS-DTL-23053/1 ระดับ 1 และระดับ 2 สามารถเพิ่มผลการติดตั้งของสายไฟ Xtra-Guard 4 ได้
การจํากัด PVC และการแก้ไข TPE
พีวีซีเป็นวัสดุประกอบความแข็งแรงและใช้ได้อย่างแพร่หลาย แต่มันไม่ได้มีอํานาจในทุกสิ่งทุกอย่าง ในบางแอปพลิเคชั่น เช่น สายไฟที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง พีวีซีอาจไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดในการใช้งานเหล่านี้, TPE เป็นวัสดุประกอบความเหมาะสมที่สามารถแทนที่ PVC
TPE แก้ปัญหาด้านการทํางานและสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับ PVC TPE อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าในแอปพลิเคชั่น เช่น ท่อท่อท่อในภูมิภาคเหนือและการควบคุมระบบพลังงานที่เกิดใหม่ระบบขนส่งสาธารณะอุปกรณ์การทําเหมืองแร่ และอุปกรณ์ทหาร ที่สามารถทนอุณหภูมิต่ําสุด
TPE เป็นวัสดุประกอบที่สร้างขึ้นโดยการผสมผสานหรือ copolymerizing โพลีเมอร์เทอร์โมพลาสติกแข็งและโพลีเมอร์ยืดหยุ่นอ่อน, ซึ่งสามารถบรรลุผลงานที่ดีที่สุดสําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจง.ความยืดหยุ่นในอุณหภูมิต่ําของ TPE ที่ใช้ในสาย Xtra Guard Flex 4 ของ Alpha Wire เป็นสามเท่าของ PVCคุณสมบัตินี้ทําให้การติดตั้งและการบํารุงรักษาง่าย
การใช้งานบางส่วนสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมาก เช่น การฆ่าเชื้อและล้างในอุตสาหกรรมการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่มรวมถึงกระบวนการเพตรเคมีเฉพาะเจาะจง. TPE มีอุณหภูมิการทํางานสูงถึง + 125 ° C ทําให้มันเป็นทางเลือกที่ดีในการรักษาความมั่นคงและความน่าเชื่อถือในสภาพอุณหภูมิสูงTPE สามารถทนต่ออันตรายต่างๆ ได้ดีกว่า เช่น สารละลาย, น้ํา, น้ํามัน, แสง UV ในแสงอาทิตย์, และไฟในการใช้งานต่าง ๆ
ในที่สุด ระยะชีวิตของระบบแต่ละระบบก็จํากัด และการรีไซเคิลและการพัฒนาอย่างยั่งยืน เป็นปัจจัยสําคัญในการกําหนดว่าอุปกรณ์จะมีผลกระทบในระยะยาวหรือไม่ นี่คือข้อดีอีกอย่างของ TPEฮาโลเจน เช่น คลอรีนคลอเรนใน PVC มีประมาณ 29% โดยน้ําหนักตัวแทนอื่น ๆ เช่น เอธีเลนโพรพีเลนฟลอริน (FEP) และโพลีเทตราฟลอโรเอธีเลน (PTFE), มักจะเรียกว่าเทฟลอน) สามารถมีสารฟลูอเรนสูงถึง 76%
ในระหว่างการใช้งานปกติ วัสดุเช่น PVC, FEP และ PTFE ไม่เป็นอันตรายและมีประโยชน์มาก เมื่อนําไปใช้ใหม่หลังจากสิ้นสุดอายุการใช้งานวัสดุเหล่านี้อาจกลายเป็นแหล่งของสารประกอบอันตรายและพิษ. TPE เป็นเทอร์โมพลาสติก ซึ่งหมายความว่ามันสามารถหลอมและเปลี่ยนรูปแบบได้หลายครั้งโดยไม่เสียสภาพและลดผลกระทบจากการกําจัดขยะต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด.
ปรับปรุงการกั้น
EMI อาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอีกอันหนึ่ง ที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์อาจมีปัญหา และเคเบิล Xtra Guard 4 ของ Alpha Wire ให้ผู้ออกแบบมีตัวเลือกการป้องกัน 3 อย่างและ EMI ความเข้มข้นสูง (รูป 1).
ในสภาพแวดล้อมที่มี EMI ต่ํา ควรเลือกสายไฟฟ้าที่ไม่มีการป้องกัน ประเภทสายไฟฟ้านี้มีความกว้างเล็กที่สุดและน้ําหนักเบาที่สุด
ภายใต้สภาพ EMI ที่ปานกลาง การป้องกันจากโฟลยอลูมิเนียม / โฟลยพอลิเอสเตอร์ ก็เพียงพอสําหรับการรับมือสายพานทองแดงเคลือบทองเหลือง ทําให้การติดเคเบิลง่ายขึ้น, ทําให้การป้องกันมีประสิทธิภาพมากขึ้น
เมื่อการจัดการกับ EMI ความเข้มข้นสูง นักออกแบบสามารถเลือกซึ่งใช้โครงสร้างผสมผสานชั้นป้องกันแบบผสมผสานของอลูมิเนียม/พอลิเอสเตอร์/โฟลยอลูมิเนียม และทองแดงเคลือบทองเหลืองเพื่อให้การครอบคลุมความหนาแน่นสูง 75%. ซูปรา ชิลด์ ให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูง ผ่านช่วงความถี่ทั้งหมด เพื่อรับประกันความสมบูรณ์ของระบบในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นของเคเบิลเพื่อการติดตั้งง่าย
การเปรียบเทียบผลการป้องกันและความถี่ระหว่าง Supra Shield และการป้องกันโฟลยอลูมิเนียม/พอลิเอสเตอร์
รูปที่ 1: เมื่อเทียบกับการป้องกันจากโฟลยอลูมิเนียม / โฟลยพอลิเอสเตอร์แบบดั้งเดิม ซูปรา ชิลด์แสดงผลงานที่ดีกว่าในช่วงความถี่ทั้งหมด (แหล่งภาพ: Alpha Wire)
ตัวเลือกโครงสร้างสายไฟฟ้าเพิ่ม
วัสดุประกอบกันและการป้องกันเป็นเพียงสองด้านของโครงสร้างเคเบิล นอกจากนี้ยังมีสายนําที่สร้างแกนขององค์ประกอบเคเบิลใช้ในการให้พลังงานไฟฟ้าและการไหลของข้อมูลที่จําเป็นสําหรับการทํางานของระบบ.
สายเคเบิล Xtra Guard 4 มีตัวเลือกการออกแบบหลายคอร์และหลายคู่ ทั้งสองแบบมีสายหลายสายภายในชั้น แต่โครงสร้างและการใช้งานที่ตั้งใจของพวกมันแตกต่างกัน
คอนดักเตอร์อิสระหลายตัวถูกรวมกันเพื่อสร้างเคเบิลหลายแกน คาเบลประเภทนี้เหมาะสําหรับการใช้งานทั่วไป เช่น การกระจายพลังงานหรือสายควบคุมง่ายและความสมบูรณ์แบบของสัญญาณไม่จําเป็นต้องพิจารณาระหว่างการออกแบบ.
ในสายหลายคู่สายสายสายสายไฟถูกบิดก่อน และต่อมานําไปเข้ากับสายไฟทําให้สายทุกคู่เหมาะสําหรับการส่งข้อมูลและการสื่อสารที่เร็วขึ้น (รูป 2).
สายแอลฟ่าไวร์ Xtra Guard 4 ใช้สายพับคู่ (ด้านบน) และสายอิสระหลายสาย (ด้านล่าง)
รูปที่ 2: สายเคเบิล Xtra Guard 4 ให้คู่คู่บิดหลายคู่ (ภาพด้านบน) และตัวนําอิสระหลายตัว (ภาพด้านล่าง) สําหรับการเลือก (แหล่งภาพ: Alpha Wire)
ข้อจํากัดของสายไฟหลายแกนจะตั้งแต่ 16 AWG ถึง 24 AWG โดยมีสายไฟ 2 ถึง 40 และมีโครงสร้างที่บิดหลากหลาย รวมถึง 16/30, 7/28, และ 41/30.รายละเอียดของสายนําสําหรับหลายคู่ของสายเคเบิลคือ 18 AWG ถึง 24 AWG, ด้วยคู่สายตั้งแต่ 1 ถึง 19. วิธีการบิดรวม 16/30, 7/28, 7/30, และ 7/32.