Nella produzione di fili e cavi, la cordatura concentrica (cordatura regolare) e la cordatura in fascio sono due processi di cordatura principali, che differiscono significativamente per struttura, prestazioni e scenari applicativi.
1. Differenze strutturali: regolarità vs. libertà
Cordatura concentrica (cordatura regolare)
Struttura a strati: con un singolo filo centrale come nucleo, gli strati sono avvolti a spirale verso l'esterno per formare una struttura a cerchi concentrici. Il numero di singoli fili in ciascuno strato è fisso (solitamente 6 in più rispetto agli strati interni) e gli strati adiacenti hanno direzioni di cordatura opposte (ad esempio, direzione S alternata e direzione Z).
Controllo della direzione dell'allungamento: la coppia è bilanciata dalla cordatura inversa per evitare la torsione complessiva del cavo. Ad esempio, se il primo strato è intrecciato nella direzione S, il secondo strato deve essere intrecciato nella direzione Z e così via.
Applicazioni tipiche: conduttori di cavi di alimentazione (ad es. fili intrecciati in rame/alluminio), cavi di media tensione, armature di cavi sottomarini, ecc.
Cordatura del fascio
Struttura irregolare: più fili singoli sono intrecciati simultaneamente nella stessa direzione di cordatura (ad esempio, tutti in direzione S o tutti in direzione Z). La posizione dei singoli fili non è fissa e lo strato esterno tende a assumere forme irregolari.
Direzione di cordatura singola: tutti i cavi singoli sono intrecciati nella stessa direzione, senza bilanciamento inverso.
Applicazioni tipiche: cavi flessibili che richiedono elevata flessibilità, cavi di collegamento per dispositivi mobili, ecc.
2. Confronto delle prestazioni: stabilità e flessibilità
Cordatura concentrica (cordatura regolare)
Forte stabilità meccanica:
Bilanciamento della coppia: gli strati adiacenti sono intrecciati in direzioni opposte per creare un "effetto di ingranamento elicoidale", simile all'ingranaggio elicoidale degli ingranaggi, che aumenta l'attrito tra gli strati di 3-5 volte e resiste efficacemente allo slittamento dell'interstrato durante la flessione.
Resistenza alla pressione radiale: i fili singoli esterni sono incorporati negli avvallamenti dello strato interno, formando una struttura "autoserrante e compatta" con un fattore di riempimento superiore a 0,9 (rispetto a solo 0,75 per la cordatura codirezionale), in grado di resistere a una pressione radiale di 10 MPa.
Prestazioni elettriche superiori:
Omogeneizzazione del campo elettrico: i fili singoli esterni riempiono gli avvallamenti dello strato interno, la tolleranza della superficie del conduttore è controllata entro ±0,1 mm (±0,3 mm per la cordatura codirezionale), riducendo l'intensità del campo elettrico locale del 27%.
Stabilità dell'impedenza: la deviazione dell'angolo dell'elica è controllata entro ±0,5°, riducendo la fluttuazione dell'induttanza al di sotto dell'1% (5%-8% per la cordatura codirezionale).
Cavi intrecciati
Eccellente flessibilità:
Scorrimento libero tra i singoli fili: ampio margine di slittamento tra i singoli fili durante la piegatura, bassa resistenza alla flessione, adatto a scenari di movimento frequente.
Lunga durata alla fatica da flessione: i cavi a trefoli invertiti non mostrano crepe nell'interstrato dopo 1000 piegature a ±90°, mentre i cavi co-trefolati si rompono dopo solo 300 piegature.
Resistenza meccanica inferiore:
Facile separazione degli strati intermedi: senza la forza di incastro della cordatura inversa, le strisce di acciaio tendono a scivolare o ad allentare lo strato di armatura durante la piegatura.
Debole resistenza alla pressione radiale: basso coefficiente di riempimento, alto rischio di deformazione radiale.
3. Scenari applicativi: installazione fissa e scenari mobili
Cavi a trefoli concentrici (trefolatura normale)
Cavi per installazione fissa: come cavi di edifici e linee di trasmissione di energia sotterranee, che richiedono resistenza a lungo termine alla pressione radiale e alle sollecitazioni meccaniche.
Cavi ad alta tensione: i cavi XLPE da 110 kV e superiori utilizzano la cordatura inversa, riducendo la scarica parziale da 5 pC a meno di 1 pC e soddisfacendo rigorosi requisiti di isolamento.
Cavi sottomarini: armati con filo/nastro in acciaio a trefolo inverso per resistere alla pressione dell'acqua e alle correnti oceaniche.
Cavi intrecciati: Cavi per apparecchiature mobili: come cavi di collegamento del braccio robot e cavi di illuminazione scenica, che richiedono piegature e flessibilità frequenti.
Cavi e fili flessibili: secondo lo standard GB/T 3956, in questa applicazione vengono utilizzati conduttori flessibili di tipo 5 e 6, dove il tipo 6 è più flessibile del tipo 5.
Cablaggio temporaneo: come i cavi di collegamento delle apparecchiature espositive, che richiedono installazione e smontaggio rapidi.
4. Principi di progettazione: bilanciamento della coppia e ottimizzazione della flessione
Cordatura concentrica (cordatura regolare)
Meccanismo di cancellazione della coppia: controllando l'angolo dell'elica (θ₁=θ₂) e il passo (L₁=L₂) degli strati adiacenti, le grandezze della coppia sono uguali e le direzioni sono opposte, ottenendo un tasso di cancellazione totale della coppia superiore al 90%.
Ottimizzazione del campo elettrico: i monofilamenti esterni sono incorporati negli avvallamenti dello strato interno, eliminando le "sporgenze appuntite" e riducendo l'intensità massima del campo elettrico superficiale del 27%.
Incagliamento
Prestazioni di piegatura ottimizzate: i fili singoli sono intrecciati nella stessa direzione, consentendo il libero scorrimento tra i fili durante la piegatura e con conseguente bassa resistenza alla piegatura.
Abbinamento della resistenza del materiale: lo strato esterno utilizza filo in lega di alluminio ad alta resistenza e lo strato interno utilizza filo di rame ad alta tenacità. La differenza massima di sollecitazione durante la flessione in entrambe le direzioni è controllata entro il 10%.
Shenzhen Bendakang Cables Holding Co., Ltd. è un produttore leader di cavi specializzato in ricerca e sviluppo, produzione e distribuzione di cavi elettrici, cavi elettrici a bassa tensione, cavi elettrici a media tensione e cavi elettrici ad altissima tensione (500 KV), nonché cavi di comunicazione. Diamo il benvenuto a ordini e partnership da parte di clienti in tutto il mondo.
