เคเบิลเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ขาดไม่ได้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านพลังงาน การสื่อสาร การขนส่งและด้านอื่นๆ โครงสร้างพื้นฐานของสายเคเบิลประกอบด้วยแกน ชั้นฉนวน ชั้นป้องกัน และส่วนอื่นๆแกนกลางเป็นส่วนแกนกลางของสายเคเบิลซึ่งมีบทบาทในการส่งพลังงานไฟฟ้าหรือสัญญาณ
1.บทบาทและประเภทของแกนลวด
แกนกลางเป็นส่วนสำคัญของสายเคเบิลและเป็นเส้นทางการส่งสัญญาณของกระแสหรือสัญญาณ แกนลวดทำจากวัสดุโลหะ ทองแดงทั่วไป อลูมิเนียม อลูมิเนียมอัลลอยด์และอื่นๆ ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน แกนลวดสามารถแบ่งออกเป็นแกนสายไฟและแกนสายสัญญาณ
แกนสายไฟใช้ในการส่งพลังงานไฟฟ้า ตามความถี่ปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าของแกนสายไฟที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:
(1) แกนสายไฟฟ้าแรงสูง: เหมาะสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง โดยทั่วไปจะใช้ลวดเหล็กหรือลวดอลูมิเนียมเป็นโครงกระดูก ชั้นฉนวนที่พันด้านนอก
(2) แกนสายไฟแรงดันต่ำ: เหมาะสำหรับสายจำหน่ายแรงดันต่ำ โดยทั่วไปจะใช้ลวดทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหลายเส้นเป็นตัวนำ ห่อด้วยชั้นฉนวน
(3) แกนสายไฟสื่อสาร: เหมาะสำหรับสายไฟสื่อสาร โดยทั่วไปจะใช้ลวดทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหลายเส้นเป็นตัวนำ ห่อด้วยชั้นฉนวน
ข. สัญญาณแกนสายเคเบิล
แกนสัญญาณใช้ในการส่งสัญญาณ ตามสัญญาณการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน แกนสัญญาณสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:
(1) แกนสายโทรศัพท์: เหมาะสำหรับสายสื่อสารทางโทรศัพท์ โดยทั่วไปใช้ลวดทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหลายเส้นเป็นตัวนำ ห่อด้วยชั้นฉนวน
(2) แกนลวดเครือข่าย: เหมาะสำหรับสายเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไปใช้ลวดทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหลายเส้นเป็นตัวนำ ชั้นฉนวนภายนอกจะถูกพัน
(3) แกนสายวิดีโอ: เหมาะสำหรับสายส่งสัญญาณวิดีโอ โดยทั่วไปจะใช้ลวดทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหลายเส้นเป็นตัวนำ ด้านนอกของชั้นฉนวน
2.กระบวนการผลิตของแกนลวด
กระบวนการผลิตแกนลวดส่วนใหญ่ประกอบด้วยการดึง การพันเกลียว การพันชั้นฉนวน และขั้นตอนอื่นๆ ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างลวดทองแดงเพื่อแนะนำกระบวนการผลิตแกนลวดโดยย่อ
ก. การวาดลวด
การวาดลวดเป็นกระบวนการค่อยๆ ดึงแท่งทองแดงให้เป็นเส้นลวดละเอียดโดยใช้แม่พิมพ์หลายชุด ในกระบวนการวาดลวด แท่งทองแดงจะถูกอัดและยืดด้วยแม่พิมพ์หลายแบบ และค่อยๆ กลายเป็นลวดละเอียด การเขียนแบบต้องมีการควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ ความดัน และการใช้สารหล่อลื่นอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางและความแข็งแรงของเส้นใยตรงตามข้อกำหนด
ข. บานพับ
การพันเกลียวเป็นกระบวนการของการพันเส้นใยหลายเส้นไปในทิศทางที่กำหนดและเว้นระยะห่างเป็นเกลียวเดียว ตามทิศทางที่แตกต่างกันของการควั่นสามารถแบ่งออกเป็นทิศทางเดียวกันและการควั่นแบบสองทาง การตีเกลียวแบบ HomoDirectional หมายความว่าทิศทางของการตีเกลียวเหมือนกัน และการตีเกลียวแบบสองทิศทางหมายความว่าทิศทางของการตีเกลียวอยู่ตรงกันข้าม กระบวนการตีเกลียวต้องมีการควบคุมความเร็วและอุณหภูมิในการตีเกลียวเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของโครงสร้างและรูปลักษณ์ที่สวยงามของแกนลวด
ค. ฉนวนกันความร้อนชั้นห่อ
การพันชั้นฉนวนคือการพันวัสดุฉนวนบนแกนลวดตีเกลียวเพื่อปกป้องแกนลวดจากสภาพแวดล้อมภายนอก วัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลีเอทิลีน และอื่นๆ กระบวนการห่อของชั้นฉนวนต้องมีการควบคุมความเร็วและอุณหภูมิในการห่อเพื่อให้แน่ใจว่าความหนาและความสม่ำเสมอของชั้นฉนวนเป็นไปตามข้อกำหนด
3.พารามิเตอร์โครงสร้างของแกนลวด
พารามิเตอร์โครงสร้างของแกนตัวนำเป็นดัชนีที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพของแกนตัวนำ รวมถึงพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ ความต้านทานของตัวนำ ความหนาของชั้นฉนวน ฯลฯ ข้อมูลต่อไปนี้จะอธิบายความหมายและหน้าที่ของพารามิเตอร์เหล่านี้
ก. พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ
พื้นที่หน้าตัดของตัวนำคือพื้นที่หน้าตัดของตัวนำโลหะในแกนลวด มีหน่วยเป็นตารางมิลลิเมตร (mm2) พื้นที่หน้าตัดของตัวนำจะกำหนดกระแสที่แกนตัวนำสามารถส่งผ่านได้ ยิ่งพื้นที่หน้าตัดมีขนาดใหญ่ กระแสไฟฟ้าในการส่งก็จะมากขึ้นตามไปด้วย เมื่อเลือกสายเคเบิล ให้เลือกพื้นที่หน้าตัดของตัวนำที่เหมาะสมตามความต้องการที่แท้จริง
ข ความต้านทานของตัวนำ
ความต้านทานของตัวนำหมายถึงความต้านทานของตัวนำโลหะต่อกระแสไฟฟ้า และแสดงเป็นโอห์ม · เมตร (Ω·m) ยิ่งค่าความต้านทานของตัวนำยิ่งน้อย ค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น วัสดุตัวนำโลหะทั่วไป ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม โลหะผสมอลูมิเนียม ฯลฯ ซึ่งทองแดงมีความต้านทานต่ำ ดังนั้นจึงมักใช้เป็นวัสดุตัวนำสำหรับสายไฟ