Протянутая или твердая проволока: что выбирать?

Одножильные и многожильные провода могут передавать как энергию, так и сигналы, но после установки они ведут себя по-разному. Сплошная проволока лучше всего работает на фиксированных, защищенных участках. Многожильный провод обычно лучше подходит для кабельных сборок, которые должны изгибаться, поглощать вибрацию или проходить по узкой траектории.

Правильный выбор также зависит от размера проводника, сопротивления, изоляции, метода подключения, окружающей среды и применимых стандартов. В этом руководстве сравниваются две конструкции и объясняется, что нужно учитывать для надежной сборки кабеля.

Что такое сплошная проволока?

Сплошной провод содержит один непрерывный металлический проводник под изоляцией. Медь – самый распространенный материал.

Проводник сохраняет свою форму, подходит ко многим клеммам с фиксированным контактом и обычно дешевле в производстве. Он также обеспечивает предсказуемое сопротивление для данного материала и проводящей площади. Его главная слабость – ограниченная гибкость. Многократный изгиб концентрирует напряжение в одном куске металла и в конечном итоге может привести к его поломке.

Общие приложения включают в себя:

• Постоянная проводка здания

• Стационарные шкафы управления

• перемычки для печатной платы

• Длинные горизонтальные каналы Ethernet

• Секции оборудования, которые остаются неподвижными

Что такое многожильный провод?

Многожильный провод объединяет несколько проводов меньшего размера в один проводник. Когда кабель изгибается, жилы испытывают механическую нагрузку. Это облегчает прокладку многожильного провода и делает его более устойчивым к вибрации и смещению, чем одножильный провод.

Он широко используется визготовленные на заказ жгуты проводов, автомобильная проводка, провода для приборов, промышленное оборудование, аккумуляторные кабели и портативные изделия.

Большее количество прядей обычно повышает гибкость, но само по себе количество прядей не определяет срок службы гибкости. Укладка, изоляция, оболочка, геометрия кабеля, радиус изгиба, температура, скорость и кручение также имеют значение. Для оборудования непрерывного движения требуется специально разработанный гибкий кабель.

IEC 60228 классифицирует проводники класса 1 как одножильные, класса 2 — как многожильные для стационарной установки, а классы 5 и 6 — как гибкие медные проводники. Эти классы не заменяют тестирование готового кабеля при гибком цикле.

Сравнение многожильного и одножильного проводов

Ни одна из конструкций не является универсально лучшей. Проводник должен соответствовать как электрическим требованиям, так и механическим условиям применения.

Гибкость, вибрация и долговечность

Механическая работа создает наиболее очевидную разницу.

При изгибе сплошной проволоки на один проводник действуют растяжение и сжатие. Резкий изгиб, повторная регулировка или вибрация вблизи разъема могут привести к возникновению усталостных точек. Изоляция может оставаться неповрежденной даже после того, как проводник начнет трескаться.

Многожильный провод распределяет нагрузку между более мелкими элементами. Стандартной скрутки часто бывает достаточно, чтобы жгут сгибался только во время установки. Роботизированная рука, буксирная цепь, дверная петля или портативный датчик должны иметь определенный минимальный радиус изгиба и требования к гибкому циклу.

Для перемещения кабелей укажите:

• Минимальный радиус изгиба

• Требуемые гибкие циклы

• Угол изгиба и ход

• Скорость движения

• Перекрут, если есть

• Рабочая температура

• Метод снятия натяжения

Сопротивление, допустимый ток и падение напряжения

Покупатели часто спрашивают, пропускает ли сплошной провод больший ток. Ответ зависит от того, что сравнивается.

Многожильный проводник имеет небольшие зазоры между жилами, поэтому его конечный диаметр может быть больше, чем у сплошного проводника с аналогичной токопроводящей площадью. Номинальный размер AWG или размер в квадратных миллиметрах сами по себе не определяют допустимый ток.

Вместо этого проверьте следующее:

1. Максимальное сопротивление проводника при 20°C

2. Температура изоляции и номинальное напряжение

3. Температура окружающей среды и снижение характеристик пучка кабелей

4. Падение напряжения во всей цепи

5. Номинальный ток разъема и клеммы

Для короткого провода датчика небольшая разница в сопротивлении может не иметь значения. В низковольтном, сильноточномсиловой кабель в сборе, дополнительное сопротивление может увеличить падение напряжения и нагрев.

Целостность сигнала и длина кабеля

Сплошные проводники обычно используются в постоянных каналах Ethernet, поскольку они обеспечивают более низкое сопротивление постоянному току и вносимые потери. Многожильные проводники подходят корочесетевые патч-кордыкоторые часто обрабатываются.

Качество сигнала также зависит от размера проводника, геометрии пары, материала диэлектрика, экранирования, импеданса, разъемов и длины кабеля. Для сборок RF, LVDS, USB и Ethernet укажите полную конструкцию кабеля и необходимые испытания.

Обычный многожильный провод не обеспечивает такого же высокочастотного поведения, как многожильный провод. В литцендратных проводниках используются индивидуально изолированные жилы, предназначенные для уменьшения потерь переменного тока на выбранных частотах.

Совместимость клемм и разъемов

Клемма должна соответствовать материалу, размеру, диапазону жил и диаметру изоляции проводника.

Сплошной провод хорошо работает с контактами, предназначенными для зажима или смещения одного проводника. Многожильный провод обычно соединяется с совместимой обжимной клеммой. Контролируемое обжатие образует стабильное механическое и электрическое соединение без припоя.

Производственные проверки могут включать высоту обжима, положение проводника, поддержку изоляции, силу натяжения, целостность и сопротивление.

С помощью наконечников можно подготовить тонкожильные проводники для совместимых клеммных колодок. Избегайте пайки многожильного конца просто для того, чтобы сделать его жестким для винтовой клеммы. Припой может деформироваться под действием прижимной силы и термоциклирования, что может привести к ослаблению соединения. Следуйте инструкциям производителя терминала.

Влага и коррозия

Если вода попадает в незагерметизированный многожильный проводник, капиллярное действие может переносить влагу между жилами. Для наружного, автомобильного, морского и промывочного применения могут потребоваться:

• Луженые медные жилы

• Термоусадочная трубка с клеевой подкладкой

• Проволочные уплотнения и заглушки для полостей

• Литые корпуса разъемов

• Коррозионностойкие клеммы

• Разъемы с классом защиты IP

Луженая медь повышает устойчивость к коррозии, но не может компенсировать плохую герметизацию. Отдельно укажите требования к влаге, химикатам, температуре, защите от проникновения и солевым туманам.

Стоимость и производство

Сплошная проволока обычно стоит дешевле, поскольку ее конструкция проще. Тонкожильный провод требует дополнительного волочения, связывания, обработки, а иногда и другого оборудования для зачистки и обжима.

Цена материала – это только часть стоимости. Гибкий провод может сократить время прокладки сложной сборки и предотвратить отказы, связанные с вибрацией. Однако высокогибкий кабель увеличивает ненужные затраты, если проводка остается фиксированной.

Сравните материал, время сборки, оснастку, испытания, срок службы и стоимость отказа на месте эксплуатации.

Какой провод выбрать?

Выбирайте сплошную проволоку, если:

• После установки проводник остается зафиксированным.

• Маршрут простой и защищенный.

• Клемма рассчитана на одножильный провод.

• Низкие вносимые потери имеют значение при использовании длинного канала передачи данных.

• Более низкая стоимость имеет важное значение.

Выбирайте многожильный провод, если:

• Ремень сгибается во время установки или обслуживания.

• Оборудование производит вибрацию или удары.

• Трос проходит через шарнир или подвижное соединение.

• Маршрут включает узкие места или несколько поворотов.

• Пользователи часто берут в руки кабель или подключают его.

• Большой сплошной проводник будет трудно проложить.

Большинствожгуты электропроводкииспользуйте многожильные проводники, поскольку их необходимо проложить и соединить во время сборки.

Руководство по применению

Стандарты продукции, местные нормы, спецификации разъемов и разрешения имеют приоритет над настоящим общим руководством.

Что включить в спецификацию вашей кабельной сборки

В готовом к производству чертеже или запросе цен должно быть указано:

1. Материал и покрытие проводника

2. AWG или площадь поперечного сечения в мм²

3. Одножильная, многожильная, тонкожильная или конструкция с определенными жилами.

4. Пределы тока, напряжения, сопротивления и падения напряжения

5. Изоляционный материал и температурный диапазон

6. Фиксированный, вибрационный или непрерывно-гибкий режим работы

7. Радиус изгиба и циклы изгиба, если применимо

8. Номера деталей разъема и клеммы

9. Экологические и нормативные требования

10. Непрерывность, сопротивление, сила тяги и другие необходимые испытания.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли многожильный провод лучше для жгута проводов?

Это обычный выбор, поскольку жгуты требуют прокладки и могут испытывать вибрацию. В фиксированной секции по-прежнему можно использовать одножильный провод, если это поддерживается терминальной системой и стандартом продукта.

Можно ли использовать одножильный и многожильный провод в одной сборке?

Да. В разных отраслях могут использоваться разные конструкции проводников. Каждый провод и окончание должны быть указаны и проверены. Не объединяйте их в одном терминале, если это не одобрено производителем терминала.

Многожильный провод пропускает меньший ток, чем одножильный?

Сама по себе конструкция не определяет ответ. Сравните сопротивление, площадь проводника, температуру изоляции, условия установки, снижение номинальных характеристик пучка и номиналы клемм.

Гарантирует ли большее количество прядей более длительный срок службы при изгибе?

Нет. Более тонкие пряди улучшают гибкость, но срок службы гибкого кабеля также зависит от свивки, оболочки, геометрии кабеля, радиуса изгиба, скручивания, температуры и защиты от натяжения.

Следует ли припаивать концы многожильных проводов перед подключением к винтовой клемме?

Используйте препарат, одобренный производителем терминала. Совместимый наконечник или одобренное соединение с неизолированным проводом обычно более надежны, чем паяный конец.

Нужна нестандартная кабельная сборка?

Zhangjiagang RY Electronic разрабатывает и производит индивидуальные кабельные сборки и жгуты проводов для электронных, промышленных, коммуникационных, автомобильных и новых энергетических приложений.

Отправьте нам свой чертеж, требования к проводам, номера деталей разъемов, рабочую среду и количество заказа. Наша команда может проверить сборку и подготовить коммерческое предложение для прототипа или производственных требований.

Свяжитесь с RY Electronic для получения предложения.

Технические ссылки

• МЭК 60228:2023 – Проводники изолированных кабелей.

• Fluke Networks – многожильный и одножильный кабель

• Phoenix Contact – Проблема лужения проводов