Aplikasi seperti pengendalian saluran pipa Arktik, sistem transportasi umum, peralatan pertambangan dan militer, serta bisnis makanan, minuman, dan petrokimia, semuanya memerlukan pengoperasian berkelanjutan di lingkungan ekstrem. Oleh karena itu, kabel yang sangat andal harus digunakan untuk memastikan pengoperasian dan keselamatan tidak terganggu. Salah satu persyaratan utamanya adalah beroperasi dalam kisaran suhu -50 °C hingga+125 °C.
Kabel harus menggunakan bahan insulasi termoplastik elastomer (TPE), yang memiliki fleksibilitas suhu rendah tiga kali lipat dibandingkan polivinil klorida (PVC), tahan terhadap pelarut dan air, memiliki stabilitas ultraviolet (UV) yang sangat baik, dan dapat didaur ulang untuk meningkatkan keberlanjutan. Kabel harus sesuai untuk kondisi luar ruangan yang keras, seperti paparan di luar ruangan atau terkubur langsung di bawah tanah untuk mempercepat pemasangan.
Kabel harus memenuhi persyaratan UL dan CSA yang ketat serta mengadopsi struktur multi-pasangan dan multi inti. Pengguna dapat memilih kinerja kabel baki (TC), kabel baki terbatas daya (PLTC) atau kabel baki turbin angin (WTTC), serta berbagai pelindung interferensi elektromagnetik (EMI) dan tegangan pengenal untuk memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi.
Artikel ini berfokus pada struktur kabel Xtra Guard 4 dari Alpha Wire, menganalisis kinerja dan keuntungan pembangunan berkelanjutan menggunakan bahan insulasi TPE. Artikel ini mengeksplorasi bagaimana kabel ini dapat menyederhanakan pemasangan di lokasi dengan tingkat kesulitan tinggi, dan akhirnya memperkenalkan secara singkat bagaimana selongsong yang dapat menyusut dengan panas seperti FIT-600 yang mematuhi standar AMS-DTL-23053/1 Level 1 dan Level 2 dapat meningkatkan efek pemasangan kabel Xtra-Guard 4.
Pembatasan PVC dan Solusi TPE
PVC adalah bahan insulasi yang banyak digunakan dan berkinerja tinggi, namun tidak mahakuasa. Dalam beberapa aplikasi, seperti kabel yang digunakan di lingkungan ekstrem, PVC mungkin bukan pilihan terbaik. Dalam aplikasi ini, TPE merupakan bahan insulasi berguna yang dapat menggantikan PVC.
TPE memecahkan masalah kinerja dan lingkungan yang terkait dengan PVC. TPE mungkin merupakan pilihan yang lebih baik dalam aplikasi seperti jaringan pipa Arktik dan pengendalian sistem energi terbarukan, sistem transportasi umum, pertambangan, dan peralatan militer yang mungkin tahan terhadap suhu yang sangat rendah.
TPE pada dasarnya adalah material komposit yang dibentuk dengan mencampurkan atau mengkopolimerisasi polimer termoplastik keras dan polimer elastis lunak, yang dapat mencapai kinerja optimal untuk aplikasi tertentu. Fleksibilitas suhu rendah TPE yang digunakan pada kabel Xtra Guard Flex 4 Alpha Wire adalah tiga kali lipat dari PVC. Fitur ini menyederhanakan pekerjaan instalasi dan pemeliharaan.
Beberapa aplikasi dapat tahan terhadap suhu yang sangat tinggi, seperti desinfeksi dan pembilasan suhu tinggi di industri pengolahan makanan dan minuman, serta proses petrokimia tertentu. TPE memiliki suhu pengoperasian terukur hingga+125 °C, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk menjaga stabilitas dan keandalan dalam kondisi suhu tinggi. Dibandingkan dengan alternatif PVC, TPE lebih tahan terhadap berbagai bahaya seperti pelarut, air, minyak, sinar UV di bawah sinar matahari, dan api dalam berbagai aplikasi.
Pada akhirnya, siklus hidup setiap sistem terbatas, dan daur ulang serta pembangunan berkelanjutan merupakan faktor kunci yang menentukan apakah peralatan memiliki dampak jangka panjang. Ini adalah keuntungan lain dari TPE. Halogen seperti klor, fluor, dan brom memiliki aktivitas tinggi. PVC tipikal memiliki kandungan klorin sekitar 29% beratnya. Alternatif lain seperti fluorinated ethylene propylene (FEP) dan polytetrafluoroethylene (PTFE, umumnya dikenal sebagai Teflon) dapat memiliki kandungan fluor hingga 76%.
Dalam penggunaan normal, bahan seperti PVC, FEP, dan PTFE tidak berbahaya dan sangat berguna. Jika didaur ulang setelah masa pakainya habis, bahan-bahan ini dapat menjadi sumber senyawa berbahaya dan beracun. TPE adalah termoplastik yang berarti dapat dicairkan dan dibentuk berulang kali tanpa mengalami degradasi. Penggunaan bahan insulasi TPE membantu mengurangi limbah, menghemat sumber daya, dan meminimalkan dampak pembuangan limbah terhadap lingkungan.
Optimalkan pemblokiran
EMI mungkin merupakan bahaya lingkungan lain yang mungkin dialami sistem elektronik, dan kabel Xtra Guard 4 dari Alpha Wire memberi para perancang tiga opsi pelindung untuk mengatasi EMI intensitas rendah, sedang, dan tinggi (Gambar 1).
Di lingkungan dengan EMI rendah, sebaiknya pilih kabel tanpa pelindung. Kabel jenis ini memiliki diameter terkecil dan bobot paling ringan.
Dalam kondisi EMI sedang, pelindung aluminium foil/poliester foil cukup untuk mengatasinya. Dalam hal kinerja EMI, ukuran dan berat kabel, pelindung foil memberikan solusi perantara. Busbar tembaga berlapis timah menyederhanakan pembumian kabel, sehingga meningkatkan efektivitas pelindung.
Saat menangani EMI intensitas tinggi, desainer dapat memilih kabel Supra Shield Alpha, yang menggunakan struktur kombinasi lapisan pelindung aluminium/poliester/aluminium foil dan lapisan pelindung jalinan tembaga berlapis timah untuk mencapai cakupan kepadatan tinggi 75%. Supra Shield memberikan pelindung berkinerja tinggi di seluruh rentang frekuensi, memastikan integritas sistem sekaligus menjaga fleksibilitas kabel untuk kemudahan pemasangan.
Perbandingan efek dan frekuensi pelindung antara Supra Shield dan pelindung aluminium/poliester foil
Gambar 1: Dibandingkan dengan pelindung aluminium foil/poliester foil tradisional, Supra Shield menunjukkan kinerja yang unggul di seluruh rentang frekuensi. (Sumber gambar: Kawat Alfa)
Opsi struktur kabel lainnya
Bahan isolasi dan pelindung hanyalah dua aspek struktur kabel. Selain itu, terdapat konduktor yang membentuk inti komponen kabel, digunakan untuk menyediakan energi listrik dan aliran informasi yang diperlukan untuk pengoperasian sistem.
Kabel Xtra Guard 4 menawarkan opsi desain multi inti dan multi pasang. Kedua jenis ini berisi banyak kabel dalam satu selubung, namun struktur dan tujuan penggunaannya berbeda.
Beberapa konduktor independen digabungkan menjadi satu untuk membentuk kabel multi-inti. Jenis kabel ini cocok untuk aplikasi umum seperti distribusi daya atau kabel kontrol sederhana, dan integritas sinyal tidak perlu dipertimbangkan selama desain.
Pada beberapa pasang kabel, kabel dipelintir terlebih dahulu dan kemudian diintegrasikan ke dalam kabel. Memutar dapat mengurangi kebisingan dan interferensi, membuat setiap pasang kabel cocok untuk transmisi data dan aplikasi komunikasi yang lebih cepat (Gambar 2).
Kabel Alpha Wire Xtra Guard 4 menggunakan kabel twisted pair (atas) dan beberapa kabel independen (bawah)
Gambar 2: Kabel Xtra Guard 4 menawarkan beberapa pasangan terpilin (gambar atas) dan beberapa konduktor independen (gambar bawah) untuk dipilih. (Sumber gambar: Kawat Alfa)
Spesifikasi konduktor kabel multiinti berkisar dari 16 AWG hingga 24 AWG, dengan 2 hingga 40 konduktor dan berbagai struktur bengkok, termasuk 16/30, 7/28, dan 41/30. Spesifikasi konduktor untuk beberapa pasang kabel adalah 18 AWG hingga 24 AWG, dengan pasangan kawat berkisar antara 1 hingga 19. Metode puntiran meliputi 16/30, 7/28, 7/30, dan 7/32.