Dráty a kabely, které slouží jako hlavní nosiče energie a informační komunikace, mají výkon, který přímo závisí na procesech izolace a pláště. S diverzifikací moderních průmyslových požadavků na výkon kabelů vykazují čtyři hlavní procesy – extruze, podélné obalování, spirálové obalování a ponorné lakování – jedinečné výhody v různých scénářích. Tento článek se ponoří do výběru materiálu, procesního postupu a scénářů použití každého procesu a poskytne teoretický základ pro návrh a výběr kabelů.
1 Proces extruze
1.1 Materiálové systémy
Proces extruze využívá primárně termoplastické nebo termosetové polymerní materiály:
① Polyvinylchlorid (PVC): Nízké náklady, snadné zpracování, vhodný pro běžné nízkonapěťové kabely (např. kabely dle normy UL 1061), ale se špatnou tepelnou odolností (dlouhodobá teplota používání ≤70 °C).
2Zesítěný polyethylen (XLPE)Peroxidovým nebo ozařovacím zesíťováním se zvyšuje teplotní odolnost na 90 °C (norma IEC 60502), používá se pro středněnapěťové a vysokonapěťové silové kabely.
③ Termoplastický polyuretan (TPU): Odolnost proti oděru splňuje normu ISO 4649, stupeň A, používanou pro kabely tažných řetězů robotů.
④ Fluoroplasty (např. FEP): Odolnost vůči vysokým teplotám (200 °C) a chemické korozi, splňující požadavky MIL-W-22759 pro letecké kabely.
1.2 Charakteristiky procesu
Používá šnekový extruder k dosažení kontinuálního povlakování:
① Regulace teploty: XLPE vyžaduje třístupňovou regulaci teploty (vstupní zóna 120 °C → kompresní zóna 150 °C → homogenizační zóna 180 °C).
② Kontrola tloušťky: Excentricita musí být ≤ 5 % (jak je specifikováno v GB/T 2951.11).
③ Způsob chlazení: Gradientní chlazení ve vodní nádrži k zabránění vzniku krystalizačních napěťových trhlin.
1.3 Scénáře použití
① Přenos energie: Kabely s izolací XLPE pro napětí 35 kV a méně (GB/T 12706).
② Automobilové kabelové svazky: Tenkostěnná PVC izolace (norma ISO 6722, tloušťka 0,13 mm).
③ Speciální kabely: Koaxiální kabely s PTFE izolací (ASTM D3307).
2 Proces podélného obalování
2.1 Výběr materiálu
① Kovové proužky: 0,15 mmpozinkovaná ocelová páska(požadavky GB/T 2952), hliníková páska s plastovým potahem (struktura Al/PET/Al).
② Vodotěsné materiály: Vodotěsná páska s tavným lepidlem (míra bobtnání ≥500 %).
③ Svařovací materiály: Hliníkový svařovací drát ER5356 pro argonové obloukové svařování (norma AWS A5.10).
2.2 Klíčové technologie
Proces podélného balení zahrnuje tři hlavní kroky:
① Tváření pásů: Ohýbání plochých pásů do tvaru U → O pomocí vícestupňového válcování.
② Kontinuální svařování: Vysokofrekvenční indukční svařování (frekvence 400 kHz, rychlost 20 m/min).
③ Online kontrola: Zkoušečka jisker (zkušební napětí 9 kV/mm).
2.3 Typické aplikace
① Podmořské kabely: Podélné ovinutí dvouvrstvým ocelovým páskem (standardní mechanická pevnost dle IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Důlní kabely: Vlnitý hliníkový plášť (pevnost v tlaku MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Komunikační kabely: Stínění z hliníkovo-plastového kompozitu s podélným obalem (ztráta přenosu ≤0,1 dB/m při 1 GHz).
3. Proces spirálového obalování
3.1 Kombinace materiálů
① Slídová páska: Obsah muskovitu ≥95 % (GB/T 5019.6), teplota požární odolnosti 1000 °C/90 min.
② Polovodičová páska: Obsah sazí 30 %～40 % (objemový měrný odpor 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozitní pásky: Polyesterová fólie + netkaná textilie (tloušťka 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Parametry procesu
① Úhel opásání: 25°～55° (menší úhel poskytuje lepší odolnost proti ohybu).
② Poměr překrytí: 50 %～70 % (ohnivzdorné kabely vyžadují 100% překrytí).
③ Regulace napětí: 0,5～2 N/mm² (řízení servomotorem v uzavřené smyčce).
3.3 Inovativní aplikace
① Jaderné kabely: Třívrstvé ovinutí slídovou páskou (splňuje normu IEEE 383 pro zkoušku LOCA).
② Supravodivé kabely: Polovodičová vodotěsná páska (kritická míra zadržení proudu ≥98 %).
③ Vysokofrekvenční kabely: Omotáno PTFE fólií (dielektrická konstanta 2,1 při 1 MHz).
4. proces lakování ponorem
4.1 Nátěrové systémy
① Asfaltové nátěry: Penetrace 60～80 (0,1 mm) při 25 °C (GB/T 4507).
② Polyuretan: Dvousložkový systém (NCO∶OH = 1,1∶1), adheze ≥3B (ASTM D3359).
③ Nano-povlaky: epoxidová pryskyřice modifikovaná SiO₂ (zkouška v solné mlze >1000 h).
4.2 Vylepšení procesů
① Vakuová impregnace: Tlak 0,08 MPa udržovaný po dobu 30 minut (míra vyplnění pórů >95 %).
② UV vytvrzování: Vlnová délka 365 nm, intenzita 800 mJ/cm².
③ Gradientní sušení: 40 °C × 2 h → 80 °C × 4 h → 120 °C × 1 h.
4.3 Speciální aplikace
① Nadzemní vedení: Antikorozní povlak modifikovaný grafenem (hustota solných usazenin snížena o 70 %).
② Lodní kabely: Samoopravitelný polymočovinový povlak (doba hojení trhlin <24 h).
③ Zakopané kabely: Polovodičový povlak (uzemňovací odpor ≤5 Ω·km).
5 Závěr
S vývojem nových materiálů a inteligentních zařízení se procesy potahování vyvíjejí směrem ke kompozitizaci a digitalizaci. Například kombinovaná technologie extruze a podélného obalování umožňuje integrovanou výrobu třívrstvé koextruze + hliníkového pláště a komunikační kabely 5G využívají nano-povlak + kompozitní izolaci s obalováním. Budoucí inovace procesů musí najít optimální rovnováhu mezi kontrolou nákladů a zvyšováním výkonu, což povede k vysoce kvalitnímu rozvoji kabelového průmyslu.
Čas zveřejnění: 31. prosince 2025