O melhor guia para cablagens

Os cablagens funcionam como o "sistema nervoso" de equipamentos e veículos, responsáveis pela distribuição de energia e transmissão de sinais. Esta análise abrange a classificação dos cablagens, os materiais principais, a avaliação do tempo de vida útil e os principais critérios de seleção para permitir que os engenheiros e os utilizadores tomem decisões precisas.

Tipos de Cablagens

1.1 Classificação com base na aplicação

• Cablagens para automóveis: Incluir arneses do motor, arneses do painel de instrumentos, etc., com estruturas do tipo H, T e E para satisfazer diferentes requisitos de disposição.
• Cabos de controlo industrial: Utilizado em novos equipamentos de energia, sistemas de segurança, etc., com ênfase no controlo estável do sinal elétrico.
• Cabos de controlo de potência: Por exemplo, cabos de alimentação eléctrica comutados, especializados na transmissão eficiente de energia.
• Cabos de transmissão de dados: Inclui HDMI, USB, etc., assegurando o carregamento e o descarregamento de sinal a alta velocidade.

1.2 Classificação orientada para a função

• Fios do condutor do ecrã: Especificamente concebido para a condução em ecrãs.
• Cabos blindados: Utilizam camadas de blindagem metálica para eliminar as interferências electromagnéticas, adequadas para sistemas de precisão como os sensores de airbag.

1.3 Classificação do nível de tensão

• Cabos de alta tensão (≥300V): Componentes essenciais para veículos de energia nova, que transmitem a potência de acionamento.
• Cabos de baixa tensão (≤60V): Principalmente para a transmissão de sinais em todo o veículo, normalmente a 12V.

1.4 Classificação da certificação normalizada

• Arneses de padrão nacional: Cumprir as normas nacionais chinesas.
• Arneses de padrão alemão: Aderem à norma DIN 72550, conhecida pelo seu isolamento fino e elevada flexibilidade.

A combinação das categorias acima referidas permite obter produtos especializados, como arneses de ligação para energia eólica e arneses para equipamento de comunicação personalizado.

2. Análise pormenorizada dos materiais dos cablagens

2.1 Condutores metálicos

• Cobre e ligas: O cobre puro oferece uma óptima condutividade; o latão proporciona uma elevada resistência mecânica; os terminais são frequentemente revestidos a estanho/prata/ouro para resistência à oxidação.
• Alumínio e ligas: Preferidos para aplicações leves, mas requerem áreas de secção transversal maiores para compensar a menor condutividade.
• Metais especiais: Ouro e níquel para cenários de alta temperatura; ferro e aço como materiais de reforço.

2.2 Isolamento e revestimento

• PVC: Baixo custo, resistente a 70-90°C, adequado para ambientes normais.
• XLPE (polietileno reticulado): Resistente ao calor de 90-105°C, tolerância a curto prazo até 130°C, adequado para instrumentos e controladores.
• Borracha de silicone/Fluoropolímeros: Suporta temperaturas superiores a 150°C, ideal para compartimentos de motores.
• Nylon/PBT: Resistente à abrasão e retardador de chama, amplamente utilizado para revestimentos e caixas de conectores.

2.3 Materiais de proteção e vedação

• Condutas (tubos ondulados): Fabricadas em PA ou PVC, são resistentes à água e à abrasão.
• Fitas de selagem: Fita de PVC, fita de tecido para envolver o arnês.
• Vedantes de borracha: EPDM e borracha de silicone para uma vedação duradoura.

2.4 Materiais com funções especiais

• Cabos blindados: Folha ou trança de alumínio para combater as interferências electromagnéticas.
• Cabos coaxiais: Especificamente para sinais de alta frequência como GPS, câmaras.

Exemplo de aplicação: Os chicotes de alta tensão dos veículos de energia nova utilizam frequentemente "condutor de alumínio + isolamento de borracha de silicone", equilibrando leveza e resistência a altas temperaturas.

3. Vida útil do chicote de cabos

3.1 Métodos de identificação do envelhecimento

• Inspeção visual: Fissuras, endurecimento ou descoloração do isolamento; oxidação do condutor (cobre enegrecido, manchas brancas no alumínio).
• Testes funcionais:
  • Verificação da resistência: Um aumento anormal sugere uma rutura interna.
  • Resistência de isolamento: Requer substituição imediata se for inferior a 0,5 MΩ.
• Fenómenos anormais: Dificuldades de arranque, aumento súbito do consumo de combustível, sobreaquecimento dos fios ou faíscas.

3.2 Factores que influenciam o tempo de vida

• Ambiente de utilização: A temperatura elevada, a humidade e a corrosão química aceleram o envelhecimento.
• Qualidade do material: Os condutores de cobre puro e o isolamento resistente a altas temperaturas prolongam significativamente a vida útil.
• Condições de carga: O funcionamento em sobrecarga reduz drasticamente a vida útil.

3.3 Medidas de base para prolongar a duração da vida

• Seleção de materiais: Revestimento de cobre sem oxigénio de alta pureza, XLPE ou PUR.
• Proteção reforçada: Condutas e canais de proteção dos fios para reduzir o desgaste mecânico.
• Manutenção regular: Verificar trimestralmente a resistência do isolamento; pulverizar anualmente um agente de proteção nos arneses do compartimento do motor.
• Instalação correta: Evitar sobrecargas; otimizar o encaminhamento para minimizar a vibração.

Referência Lifespan:

• Cablagens para automóveis: Vida útil de projeto de cerca de 10 anos, requer uma inspeção chave aos 3-5 anos.
• Cablagens industriais: Os produtos de qualidade podem durar toda a vida útil do equipamento; os produtos de qualidade inferior podem durar apenas 1-5 anos.

4. Cablagem Guia de seleção

4.1 Princípios de seleção de condutores

• Fios de cobre: Preferidos para os novos feixes de alta tensão de energia (cobre sem oxigénio); os feixes de baixa tensão podem utilizar fios de cobre entrançado.
• Fios de alumínio: Adequados para aplicações leves, mas requerem processos como a soldadura a laser para garantir a fiabilidade da ligação.

4.2 Matriz de seleção de isolamento e revestimento

4.3 Requisitos de conformidade (por exemplo, ISO 6722-1)

• Maestro: Cobre de alta pureza isento de oxigénio, área de secção transversal compatível.
• Materiais de isolamento: Passar nos testes de retardamento da chama (tempo de extinção da chama ≤70s).
• Ensaios ambientais: Suporta ciclos de temperatura alta/baixa (-40°C a 150°C) e corrosão por projeção salina.
• Eficácia da blindagem: Cobertura ≥85%, cumprindo a compatibilidade electromagnética.

4.4 Considerações especiais sobre os veículos de energia nova

• Cabos de alta tensão: Resistem a tensões de 600V/900V, espessura de parede aumentada e os materiais devem passar em testes de resistência a 150°C.
• Design leve: O condutor de alumínio + XLPE de parede fina pode reduzir o peso em 40%, mas exige uma validação rigorosa da fiabilidade da ligação.

5. Árvore de decisão de manutenção e substituição do cablagem

1. Ligeiro envelhecimento (fissuras locais, ligeira oxidação):
   • Limpar as ligações, aplicar pasta condutora.
   • Envolver com fita isoladora resistente a altas temperaturas (por exemplo, série 3M 2228).
2. Envelhecimento moderado (isolamento endurecido, resistência anormal):
   • Substituir a secção do arnês local e acrescentar uma conduta de proteção.
3. Envelhecimento severo (isolamento quebrado, condutor exposto):
   • Substituição completa imediata, preferir tipos de arnês OEM ou melhorados.