En la fabricación de alambres y cables, el trenzado concéntrico (trenado regular) y el trenzado en haz son dos procesos de trenzado de núcleos, que difieren significativamente en estructura, rendimiento y escenarios de aplicación.
1. Diferencias estructurales: regularidad versus libertad
Trenzado concéntrico (trenzado regular)
Estructura en capas: con un solo cable central como núcleo, las capas se enrollan en espiral hacia afuera para formar una estructura de círculo concéntrico. El número de cables individuales en cada capa es fijo (generalmente 6 más que las capas internas) y las capas adyacentes tienen direcciones de trenzado opuestas (por ejemplo, dirección S y dirección Z alternadas).
Control de dirección de estiramiento: el torque se equilibra mediante trenzado inverso para evitar la torsión general del cable. Por ejemplo, si la primera capa está trenzada en la dirección S, la segunda capa debe estar trenzada en la dirección Z, y así sucesivamente.
Aplicaciones típicas: Conductores de cables de alimentación (p. ej., alambre trenzado de cobre/aluminio), cableado de cables de media tensión, blindaje de cables submarinos, etc.
Varamiento de paquetes
Estructura irregular: varios cables individuales se trenzan simultáneamente en la misma dirección de trenzado (por ejemplo, todos en dirección S o todos en dirección Z). La posición de los cables individuales no es fija y la capa exterior tiende a tener formas irregulares.
Dirección de trenzado único: todos los cables individuales están trenzados en la misma dirección, sin diseño de equilibrio inverso.
Aplicaciones típicas: cables flexibles que requieren alta flexibilidad, cables de conexión de dispositivos móviles, etc.
2. Comparación de rendimiento: estabilidad frente a flexibilidad
Trenzado concéntrico (trenzado regular)
Fuerte estabilidad mecánica:
Equilibrio de torsión: las capas adyacentes se trenzan en direcciones opuestas para crear un "efecto de engranaje helicoidal", similar al engranaje helicoidal, que aumenta la fricción entre capas de 3 a 5 veces y resiste eficazmente el deslizamiento de las capas intermedias durante la flexión.
Resistencia a la presión radial: Los cables individuales externos están incrustados en los valles de la capa interna, formando una estructura "autoajustable y compacta" con un factor de llenado de más de 0,9 (en comparación con solo 0,75 para el trenzado codireccional), capaz de soportar una presión radial de 10 MPa.
Rendimiento eléctrico superior:
Homogeneización del campo eléctrico: los cables individuales externos llenan los valles de la capa interna, la tolerancia de la superficie del conductor se controla dentro de ±0,1 mm (±0,3 mm para cableado codireccional), lo que reduce la intensidad del campo eléctrico local en un 27 %.
Estabilidad de impedancia: la desviación del ángulo de hélice se controla dentro de ±0,5°, lo que reduce la fluctuación de la inductancia por debajo del 1% (5%-8% para cableado codireccional).
Cables trenzados
Excelente flexibilidad:
Deslizamiento libre entre cables individuales: Gran margen de deslizamiento entre cables individuales durante el doblado, baja resistencia a la flexión, adecuado para escenarios de movimiento frecuente.
Larga vida útil ante la fatiga por flexión: Los cables trenzados al revés no muestran grietas entre capas después de 1000 curvaturas a ±90°, mientras que los cables co-trenzado se rompen después de solo 300 curvaturas.
Menor resistencia mecánica:
Fácil separación de capas intermedias: Sin la fuerza de entrelazado del trenzado inverso, las tiras de acero son propensas a deslizarse o a aflojarse la capa de armadura durante la flexión.
Resistencia a la presión radial débil: bajo coeficiente de relleno, alto riesgo de deformación radial.
3. Escenarios de aplicación: instalación fija frente a escenarios móviles
Cables Trenzados Concéntricos (Tanzamiento Regular)
Cables de instalación fija: como cableado de edificios y líneas subterráneas de transmisión de energía, que requieren resistencia a largo plazo a la presión radial y la tensión mecánica.
Cables de alto voltaje: Los cables XLPE de 110 kV y superiores utilizan trenzado inverso, lo que reduce la descarga parcial de 5 pC a menos de 1 pC y cumple con estrictos requisitos de aislamiento.
Cables submarinos: Blindados con alambre/cinta de acero trenzado inverso para resistir la presión del agua y las corrientes oceánicas.
Cables trenzados: Cables para equipos móviles: como cables de conexión de brazos robóticos y cables de iluminación de escenarios, que requieren flexibilidad y flexión frecuente.
Cables y alambres flexibles: Según el estándar GB/T 3956, en esta aplicación se utilizan conductores trenzados de tipo 5 y 6, siendo el tipo 6 más flexible que el tipo 5.
Cableado Temporal: Como cables de conexión de equipos de exhibición, que requieren instalación y desmontaje rápidos.
4. Principios de diseño: equilibrio de par frente a optimización de flexión
Trenzado concéntrico (trenzado regular)
Mecanismo de cancelación de torsión: al controlar el ángulo de la hélice (θ₁=θ₂) y el paso (L₁=L₂) de las capas adyacentes, las magnitudes de torsión son iguales y las direcciones son opuestas, logrando una tasa total de cancelación de torsión de más del 90 %.
Optimización del campo eléctrico: los monofilamentos externos están incrustados en los valles de las capas internas, lo que elimina las "protuberancias puntiagudas" y reduce la intensidad máxima del campo eléctrico de la superficie en un 27 %.
Varamiento
Rendimiento de flexión optimizado: los cables individuales están trenzados en la misma dirección, lo que permite el libre deslizamiento entre los cables durante el flexión y da como resultado una baja resistencia a la flexión.
Coincidencia de resistencia del material: la capa exterior utiliza alambre de aleación de aluminio de alta resistencia y la capa interior utiliza alambre de cobre de alta resistencia. La diferencia máxima de tensión durante la flexión en ambas direcciones se controla dentro del 10%.
Shenzhen Bendakang Cables Holding Co., Ltd. es un fabricante líder de cables que se especializa en investigación y desarrollo, producción y distribución de cables eléctricos, cables de alimentación de baja tensión, cables de alimentación de media tensión y cables de alimentación de muy alta tensión (500 kV), así como cables de comunicación. Damos la bienvenida a pedidos y asociaciones de clientes de todo el mundo.
