מהו המבנה של כבלי רשת ימיים

בעקבות הצגת הידע הבסיסי שלכבלי רשת ימיתבגיליון הקודם, היום נמשיך להציג את המבנה הספציפי של כבלי רשת ימיים.במילים פשוטות, כבלי רשת קונבנציונליים מורכבים בדרך כלל ממוליכים, שכבות בידוד, שכבות מיגון ומעטפות חיצוניות, בעוד שכבלי רשת משוריינים מורכבים ממוליכים, שכבות בידוד, שכבות מיגון, מעטפות פנימיות, שכבות שריון ומעטפות חיצוניות.ניתן לראות כי לכבלי רשת משוריינים יש לא רק שכבת שריון נוספת בהשוואה לכבלי רשת קונבנציונליים, אלא יש גם שכבה נוספת של מעטפת פנימית מגן.בשלב הבא, ניקח את כולם צעד אחר צעד כדי לקבל הבנה מעמיקה יותר של כבלי רשת ימיים.

1. מנצח

החומרים של כבל רשתניתן לחלק את המוליכים לנחושת משומרת, נחושת טהורה, חוטי אלומיניום, אלומיניום בחיפוי נחושת, ברזל בחיפוי נחושת וסוגים נוספים.על פי תקן IEC 61156-5-2020, יש להשתמש במוליכי נחושת מחושלת מוצקה בקטרים ​​שבין 0.4 מ"מ ל-0.65 מ"מ עבור כבלי רשת.יחד עם זאת, לאנשים יש דרישות גבוהות יותר ויותר לקצב השידור והיציבות של כבלי רשת.מוליכים עם מוליכות חלשה כמו חוטי אלומיניום, אלומיניום בחיפוי נחושת וברזל בחיפוי נחושת הוצאו מהשוק בהדרגה, כאשר חומרי נחושת משומרים וחומרי נחושת חשופים תופסים את הרוב המכריע של השוק.בהשוואה למוליכי נחושת טהורה, לנחושת משומרת יש תכונות כימיות יציבות יותר והיא יכולה להתנגד לקורוזיה של מוליכים על ידי חמצון, כימיקלים ולחות, ובכך לשמור על יציבות המעגל.
מבנה מוליך כבל הרשת מחולק למוליך מוצק ומוליך תקוע.כפי שהשם מרמז, מוליך מוצק מתייחס לחוט נחושת בודד, בעוד שמוליך תקוע מורכב ממספר חוטי נחושת קטנים בחתך רוחב עטוף בצורה ספירלית, קונצנטרית.ההבדל המשמעותי ביותר בין מוליכים תקועים לבין מוליכים מוצקים הוא ביצועי השידור שלהם.בשל ככל ששטח החתך של החוט גדול יותר, כך אובדן ההחדרה נמוך יותר.לכן, ההנחתה של מוליכים תקועים גדולה ב-20% -50% מזו של מוליכים מוצקים.ובהכרח יש פערים בין גדילי חוטי הנחושת במוליך התקוע, וכתוצאה מכך התנגדות DC גבוהה יותר.ברוב התרחישים, מהנדסים נוטים להשתמש בכבלי רשת מוליכים מוצקים.כאשר נתקלים במצבים מיוחדים הדורשים חללים צרים וחיווט גמיש, הם ישתמשו במוליכים תקולים גמישים יותר כדי לעמוד בדרישות ההתקנה.
רוב כבלי הרשת ישתמשו בשני מפרטים של מוליכים: 23AWG (0.57 מ"מ) ו-24AWG (0.51 מ"מ).CAT5E משתמש במוליכי 24AWG, בעוד ש-CAT6, CAT6A, CAT7 ו-CAT7A דורשים ביצועי שידור טובים יותר, כך שייעשה שימוש במוליכי 23AWG.כמובן שמפרטי חברת החשמל אינם מסווגים בבירור את מפרטי החוטים לסוגים שונים של כבלי רשת.כל עוד תהליך הייצור מצוין וביצועי השידור עומדים בדרישות, מוליכי 24AWG מתאימים גם לכבלי רשת CAT6 ומעלה.

2. בידוד

שכבת הבידוד של כבל הרשת משמשת בעיקר למניעת דליפת אותות במהלך השידור בכבל, ובכך נמנעת דליפת נתונים.על פי תקן IEC60092-360 ומפרטי חיווט ביתיים כגון GB/T 50311-2016, חומרי פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) או פוליאתילן מוקצף (PE Foam) משמשים בדרך כלל כחומרי בידוד עבור כבלי רשת ימית.לפוליאתילן בצפיפות גבוהה יש עמידות מצוינת לטמפרטורות גבוהות ונמוכות, תכונות מכניות חזקות, קבוע דיאלקטרי גבוה ולחץ סביבתי טוב.בשל הביצועים המצוינים שלו, הוא נמצא בשימוש נרחב.פוליאתילן מוקצף מתאים לכבלי רשת בקצב שידור גבוה עם מפרטי CAT6A ומעלה בשל תכונותיו הדיאלקטריות הטובות יותר.

3. שלד צלב

השלד הצלב, המכונה גם קיל הצלב, משמש להפרדה בין ארבעת הזוגות שלכבלי רשתבארבעה כיוונים שונים, ובכך מפחיתים את דיבור ההצלבה בין הזוגות;הקיל הצולב מורכב בדרך כלל מ-HDPE בקוטר של 0.5 מ"מ.כבלי רשת מקטגוריה 6 ומעלה רגישים יותר ל"רעש" אות עקב הצורך בהעברת נתונים של 1Gps או יותר.דרישות גבוהות יותר ליכולת אנטי-הפרעות של כבלים.לכן, עבור כבלי רשת מקטגוריה 6 ומעלה שאינם משתמשים בסיכוך זוג חוטי רדיד אלומיניום, ישמש בידוד שלד צולב של ארבעה זוגות חוטים.
עם זאת, אין שימוש בשלד צולב עבור כבלי רשת מקטגוריה 5 וכבלי רשת הממוגנים בזוגות רדיד אלומיניום.מכיוון שרוחב הפס השידור של כבל הרשת Super Five עצמו אינו גדול, מבנה הזוגות המעוות של הכבל עצמו יכול לעמוד בדרישות נגד הפרעות.לכן, אין צורך בשלד צולב.רדיד האלומיניום המשמש לסיכוך כבל הרשת עצמו יכול למנוע הפרעות אלקטרומגנטיות בתדר גבוה.לכן, אין צורך להשתמש בשלד צולב.חבל המתיחה משחק תפקיד במניעת מתיחה של כבל הרשת ומשפיע על ביצועיו.נכון להיום, יצרני כבלים גדולים משתמשים בעיקר בחבלי פיברגלס או ניילון כחבלי מתיחה.

4. מגן

שכבת המיגון של כבל הרשת מתייחסת לרדיד אלומיניום ורשת ארוגה, ושכבת המיגון משמשת בעיקר להגנה על הפרעות אלקטרומגנטיות ולהבטחת שידור אות יציב.שכבת המיגון של יחיד מסוכךכבל רשתהיא רק שכבה אחת של רדיד אלומיניום, בעובי של לא פחות מ-0.012 מ"מ ושיעור חפיפה של עטיפה של לא פחות מ-20%.שכבה של סרט פלסטיק PET, הידוע בכינויו Mylar, תהיה עטופה בין הכבל לשכבת המיגון הבודדת של רדיד האלומיניום כדי לבודד את זרימת הזרם בין הכבל לשכבת המיגון המתכתית ולמנוע מזרם מוגזם לפגוע בכבל.ישנן שתי צורות של כבלי רשת מסוככים כפולים, האחת היא SF/UTP (צמה חיצונית+סיכוך כולל של רדיד אלומיניום), והשנייה היא S/FTP (סיכוך חלקי של צמה חיצונית+חוט לרדיד אלומיניום).שניהם מורכבים מרדיד אלומיניום ומרשת ארוגה, כאשר הרשת הארוגה עשויה מחוטי נחושת משומר בקוטר של לא פחות מ-0.5 מ"מ, וניתן להתאים את צפיפות האריגה בהתאם לדרישות הסביבה.באופן כללי, ישנם מספר גלגלי שיניים נפוצים כגון 45%, 65% ו-80%.על פי תקן התכנון IEC60092-350 לכבלים ימיים, יש להוסיף חוט הארקה במגע עם משטח המתכת של שכבת המיגון לכבל רשת מוגן חד-שכבתי כדי למנוע נזק סטטי, בעוד שכבל רשת מסוכך כפול אינו יש להוסיף שכן שכבת צמת המתכת יכולה לשחרר חשמל סטטי.

5. שריון

כבל רשת משוריין מתייחס לכבל רשת עם שכבת הגנה מחומר מתכתי.מטרת הוספת שכבת שריון לכבל הרשת היא לא רק לשפר הגנה מכנית כגון חוזק מתיחה וחוזק לחיצה כדי להאריך את חיי השירות שלו, אלא גם לשפר את הביצועים נגד הפרעות באמצעות הגנה מיגון.צורת השריון של כבלי רשת ימיים היא בעיקר שריון ארוג, עשוי חוט פלדה מגולוון, חוט נחושת, חוט נחושת מצופה מתכת, או חוט סגסוגת נחושת העומד בתקן ISO7959-2.בתהליך הייצור בפועל, הרוב המכריע של שריון התיל עשוי מאריגת חוטי פלדה מגולוונת (GSWB) ואריגת חוטי נחושת מחושלת (TCWB).לחומר GSWB חוזק מכני גבוה יותר והוא עמיד יותר לטמפרטורות גבוהות, מה שהופך אותו מתאים למקומות עם דרישות גבוהות לחוזק כבל;לחומר TCWB גמישות חזקה יותר, רדיוס כיפוף קטן יותר, אך חוזק נמוך יותר, והוא מתאים למקומות עם דרישות גבוהות לקשיחות כבל.

6. ז'קט

הנדן החיצוני של הכבל רשתמכונה בדרך כלל הנדן החיצוני.תפקידו לעטוף את ארבעת זוגות כבלי הרשת בחלל, להקל על החיווט ולהגן על ארבעת זוגות החוטים בכבלי הרשת.המעטפת החיצונית דורשת מראה עגול ואחיד, היוצר שלם הומוגני הדוק, ומכסה את הרכיבים שמתחת.בעת קילוף הנדן החיצוני, זה לא יגרום נזק לבידוד הפנימי או למיגון.על פי הדרישות של DNV Classification Society, עובי המעטפת החיצונית של כבל הרשת הימית Dt=0.04 · Df (קוטר חיצוני של המבנה הפנימי של המעטפת)+0.5 מ"מ, והעובי המינימלי הוא 0.7 מ"מ.חומר המעטפת של כבלי רשת ימיים הוא בעיקר פוליאולפין מעכב בעירה ללא עשן נמוך (LSZH), המסווג לשלוש קטגוריות: LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 ו-LSZH-SHF2 MUD, ועומד בטווח החומרים המצוין ב-IEC60092 -360.כאשר שורפים חומר LSZH, צפיפות העשן נמוכה מאוד והוא אינו מכיל הלוגנים (פלואורוכלורוברומין יוד אסטטין), ולכן אינו מייצר כמות גדולה של גזים רעילים.הגיליון הקודם הציג כי LSZH-SHF1 הוא הנפוץ ביותר ומתאים לרוב הסביבות המקובלות הפנימיות, בעוד LSZH-SHF2 ו-LSZH-SHF2 MUD מתאימים לסביבות קשות יותר, כגון FPSO ותחנות כוח ימיות.