工业线缆的结构分析

　　理解工业线缆结构的一种注重实效的方法是如外科手术般解剖每一个单独的部件。这样操作可以单独观察并分析，充分理解这些组件是如何完整的组合在一起以发挥作用的。此类观察使您可以理解工业线缆的基本构造，这在设计和集成应用时，将工业线缆与其它类型的线缆区分开来特别重要。

基本了解

　工业线缆有许多的选择，因此清楚地了解线缆需要可使选择线缆的过程成为一个毫无痛苦的过程。典型的工业线缆由五个基本组件构成，四个主要组件，一个辅助组件：

　　导体
　　主绝缘体
　　隔离层
　　护套
　　填充层（并不是所有工业线缆均有）

　　在某些情况下，填充物对满足特定环境需要至关紧要；在另外一些情况下则不然。还应该注意，对于某些要求，工业线缆可能还要包括内部护套和某些类型的屏蔽。

部件

　　让我们从导体开始，由内向外分析四个主要组件。导体原材料选择的行业标准是铜。用绞捻而不是实心的铜线来提高线缆的柔性和耐久性。

　　绞捻铜线专为承受弯曲、甚至百万次持久完全循环而设计。这看起来有一点极端，在参观自动化装配工厂时，可以看到其机器人操作示范在工业环境中高柔性线缆的普遍需要。

　　通常情况下铜导体有镀层以避免腐蚀。裸露的铜线会氧化，但是镀上不易氧化和腐蚀的金属可延长工业线缆的使用寿命。常用的镀层材料为锡或铅，或者是两者的组合。锡最常用，也最便宜。整个线缆行业对铅持批评意见，很多制造商提倡无铅产品，锡似乎仍然是最常用的镀层材料。

　　铜成为“导体之王”的另一个原因是铜可以在镀有其它材料的情况下仍然发挥极佳的作用，这些镀层材料包括镍和银，能在极端温度下不失去光泽并正常工作。线缆结构的再外一层是主绝缘层，其功能是使导体互相隔离。按照Lumberg公司的机械工程师Larry Eget的说法，“主绝缘层必须是良好的电绝缘体，但是不需要有外来的抗化学腐蚀性或耐磨损性。”

　　记住，我们仍然在线缆的内核中。通常采用聚氯乙烯（PVC）作为主绝缘层材料，因为其相对于其它材料的性价比。

　　工业线缆的主绝缘层需要有一定尺寸，或称为厚度，能满足耐温要求。某些工厂环境是对线缆性能的挑战，因为存在极端的温度条件，这意味着工业线缆需要足够强大以承受高温，有时甚至还要承受焊渣的影响。

隔离层和护套

　　为便于处理导体，便于使导体从线缆护套突出出来，工业电缆使用几种隔离材料。有多种材料可供使用：为特殊用途和应用设计的润滑剂涂层；一薄层滑石（一种欧洲常用的技术）；或一薄层纸。

　　就通过减少转加到最终用户的人工和生产成本而实现的成本节约而言，采用隔离层对线缆制造商和用户都有好处。因为隔离呈现有助于简化处理，在安装时也可以节约人工。

提供完全保护

　　最外面是线缆护套，有时也称为“外套”，此材料将所有其它组件固定在位，并且使这些组件免受热量、化学品、飞溅物、紫外线、机械磨损和起哦他损伤的威胁。

　　与其它组成线缆的组件一样，在选择线缆护套的原材料时也有多种选择。pvc和聚亚安酯（PUR）是两种常见的选择，但还有热塑性弹性体（TPE）、丁基橡胶和氯丁橡胶等其它橡胶。

　　在所有这些选择重，切记选择符合您的真正用途和应用的材料。在仔细选择时，不仅要考虑成本，还要考虑最终构成的线缆的工作环境。

　　例如PUR的价格比PVC贵三倍，然而在需要极高柔性的机器人等应用重却是最佳选择。

　　但在食品加工厂中，每天需要使用大量的飞溅物和苛刻的清洁剂以满足卫生标准，PVC是最佳的选择，因为它比PUR更耐化学腐蚀。不仅仅是因为PVC节约用户端先期投入，还因为它比PUR更耐化学腐蚀，从而最大程度地减少因线缆故障而引起的停机风险。

　　Lumberg公司已经开发出一系列的食品和饮料行业用的线缆产品以解决食品加工行业中的小环境需要和特殊挑战。按照Lumberg产品专家Susanne Mettberg的说法，“根据我们多年的应用工作、测试和现场经验，我们知道在食品加工环境中PVC胜过PUR。当您将PVC和IP-69 k 级不锈钢接头和I/O装置盒组合使用时，即使在经常有飞溅物的环境中，也可以改善性能。”

屏蔽

　　工业线缆面临的另一项挑战是电磁干扰（EMI）。在有很多机器并且制造国债高度自动化的工厂环境中此困难尤为严峻。电磁干扰可渗透线缆，通过破坏信号传输及干扰电流造成干扰。

　　如果线缆在设计中使用了内部护套，可以包裹一层屏蔽箔纸在编织屏蔽中可能的间隙处保护导体免受EMI。但是由于屏蔽箔纸的易碎性，建议编织屏蔽层覆盖箔纸以向线缆增加承受能力盒灵活性。

接头选择

　　为工业线缆选择正确的接头可能是一件令人头痛的任务，因为可用的选择似乎没有限制。选择接头的一个简单方法是记住用来选择线缆的条件是一个良好的起点。

　　线缆末端的接头工作于同样的环境中，面临相同的挑战。因此，接头也与线缆一样，需要满足相同的性能标准。

　　某些接头制造商专业针对特殊市场，例如苛刻的环境。忠实于这些制造商使您可以坚信，这些制造商在制造工作于工业环境中的产品方面有专业技术。同样的，选择以客户为导向的制造商并相信售后服务。

　　对于工业线缆，成功的秘密在于为适当的工作选择的线缆。设计中的层数越多并不代表更好的性能。

　　选择十多大工业线缆意味着选择构成工业线缆的所有单个组件的原菜篮子适当的接头安装到线缆的末端之前，选择适当线缆的工作并未完成。
来源：计算机网络世界