Draadisolatie doet veel meer dan alleen een geleider bedekken. De juiste isolatie helpt een kabelboom bestand te zijn tegen hitte, vocht, chemicaliën, trillingen, slijtage en herhaaldelijke beweging.

Voor een aangepaste kabelboom moet de keuze van het isolatiemateriaal afhangen van de werkelijke werkomgeving en niet alleen van de prijs.

Wat is draadisolatie?

Draadisolatie is het niet-geleidende materiaal dat een elektrische geleider omringt.

De primaire taak is het voorkomen van ongewenst elektrisch contact tussen geleiders en omringende componenten. Tegelijkertijd beschermt het de geleider tegen omgevings- en mechanische schade.

In een kabelboom kan isolatie van invloed zijn op:

• Bedrijfstemperatuur

• Flexibiliteit

• Slijtvastheid

• Chemische bestendigheid

• Vochtbestendigheid

• Kabeldiameter

• Gewicht

• Vlamvertragendheid

• Levensduur

De eigenschappen variëren aanzienlijk tussen verschillende polymeerformuleringen, dus er is geen enkel isolatiemateriaal dat geschikt is voor elke toepassing. PVC, polyethyleen, vernette polymeren, fluorpolymeren, TPE en siliconen worden allemaal gebruikt in moderne draad- en kabelconstructies.

Draadisolatie versus kabelmantel

Deze twee termen worden soms verward.

Isolatie omringt direct een individuele geleider en zorgt voor elektrische isolatie.

Een mantel omringt normaal gesproken verschillende geïsoleerde geleiders of de complete kabel en biedt extra mechanische en omgevingsbescherming.

Een meeraderige kabel kan bijvoorbeeld PVC-isolatie rond elke geleider gebruiken en vervolgens een buitenmantel van PVC of polyurethaan rond de hele kabel toevoegen.

Bij het selecteren van een aangepaste kabelassemblage moeten mogelijk beide lagen worden overwogen.

1. PVC-isolatie

Polyvinylchloride, of PVC, is een van de meest gebruikte draadisolatiematerialen.

Het biedt een praktische balans tussen kosten, flexibiliteit, elektrische prestaties en algemene omgevingsbestendigheid. Verschillende PVC-compounds kunnen ook worden geformuleerd voor vlamvertraging, oliebestendigheid en verschillende temperatuurvereisten.

PVC wordt vaak aangetroffen in:

• Consumentenelektronica

• Huishoudelijke apparaten

• Besturingsapparatuur

• Interne bedrading van apparatuur

• Algemene kabelbomen

• Automotive circuits met gematigde omgevingsvereisten

Voordelen van PVC

PVC is economisch en gemakkelijk te verwerken. Het is verkrijgbaar in vele kleuren en werkt goed voor toepassingen waar extreme temperatuur- of chemische blootstelling geen grote zorg is.

Beperkingen van PVC

De temperatuur- en chemische prestaties zijn sterk afhankelijk van de formulering. Standaard PVC is mogelijk niet de beste keuze in de buurt van zeer hete componenten of in omgevingen met agressieve chemicaliën.

Voor deze toepassingen kunnen XLPE-, siliconen- of fluorpolymeerisolatie betere prestaties op lange termijn bieden.

2. XLPE-isolatie

XLPE, of vernet polyethyleen, is polyethyleen dat is gemodificeerd door vernetting.

Vernetting verbetert de thermische stabiliteit van het materiaal en zorgt ervoor dat het zijn fysieke eigenschappen bij hogere temperaturen behoudt dan conventioneel polyethyleen. Sommige XLPE-constructies zijn ontworpen voor bedrijfstemperaturen rond 125°C, hoewel de exacte classificatie altijd moet worden bevestigd aan de hand van de draadspecificatie.

XLPE wordt vaak gebruikt in:

• Automotive bedrading

• Motorcompartimenten

• Industriële apparatuur

• Batterijsystemen

• Stroomdistributie

• Zware voertuigen

Waarom XLPE populair is in automotive kabelbomen

Automotive kabels moeten omgaan met hitte, trillingen, vloeistoffen en krappe installatieruimtes.

Vernette isolatie biedt een nuttige combinatie van hittebestendigheid, duurzaamheid en relatief dunne isolatiewanden.

Automotive draadnamen zoals GXL, TXL en SXL worden vaak geassocieerd met vernette isolatieconstructies, hoewel de exacte specificatie altijd moet worden bevestigd volgens de toepasselijke automotive norm.

Moderne automotive kabelvereisten worden gedekt door normen zoals de ISO 19642-serie, die testmethoden voor elektrische kabels in wegvoertuigen omvat. ISO 19642-2:2023 heeft eerdere testmethoden vervangen, waaronder delen van ISO 6722.

3. Siliconen draadisolatie

Siliconen is een goede keuze wanneer een kabelboom zowel hoge temperatuurbestendigheid als uitstekende flexibiliteit te selecteren.

In tegenstelling tot sommige hardere kunststoffen blijft siliconen zacht en flexibel over een breed temperatuurbereik. Commerciële siliconen aansluitdraden zijn verkrijgbaar met classificaties tot 150°C of 200°C, afhankelijk van hun constructie.

Typische toepassingen zijn:

• Verwarmingsapparatuur

• Batterijsystemen

• LED-verlichting

• Medische apparatuur

• Sensoren

• Apparaten voor hoge temperaturen

• Industriële machines

Voordelen van siliconen

De flexibiliteit maakt siliconen bijzonder nuttig waar draden rond componenten moeten buigen of flexibel moeten blijven in koude omgevingen.

Beperkingen van siliconen

Siliconenisolatie kan zachter zijn dan sommige thermoplastische of fluorpolymeermaterialen. Als de draad herhaaldelijk tegen scherpe metalen oppervlakken wrijft, kan extra beschermkous of mechanische bescherming nodig zijn.

4. Fluorpolymeerisolatie: PTFE, FEP en ETFE

Fluorpolymeerisolatie wordt gebruikt wanneer normale draadmaterialen onvoldoende weerstand bieden tegen temperatuur, chemicaliën of zware omgevingen.

De meest voorkomende opties zijn:

PTFE – Polytetrafluoretheen
FEP – Gefluoreerd ethyleenpropyleen
ETFE – Ethyleen tetrafluoretheen

Deze materialen zijn niet identiek.

PTFE staat bekend om zijn zeer hoge temperatuurbestendigheid. FEP combineert hoge temperatuurprestaties met eenvoudigere verwerking, terwijl ETFE vaak wordt gekozen waar mechanische sterkte, chemische bestendigheid en dunwandige constructie belangrijk zijn.

TE Connectivity gebruikt bijvoorbeeld gemodificeerd vernet ETFE in hoogwaardige draadconstructies en benadrukt de thermische, mechanische en omgevingsgerelateerde eigenschappen.

Typische toepassingen

Draden met fluorpolymeerisolatie zijn te vinden in:

• Lucht- en ruimtevaartapparatuur

• Sensoren voor hoge temperaturen

• Medische apparaten

• Industriële systemen

• Automotive elektronica

• Testapparatuur

• Compacte elektronische assemblages

Voordelen

De belangrijkste voordelen zijn hoge temperatuurbestendigheid, goede chemische bestendigheid en de mogelijkheid om sterke prestaties te leveren met relatief dunne isolatie in geschikte constructies.

Beperkingen

De kosten zijn meestal hoger dan die van PVC of conventionele polyethyleen-gebaseerde isolatie. Het gebruik van fluorpolymeerdraad in een eenvoudige toepassing bij kamertemperatuur kan daarom de kosten van de kabelboom verhogen zonder een zinvol voordeel te bieden.

5. TPE en TPR isolatie

TPE, of thermoplastisch elastomeer, combineert rubberachtige eigenschappen met thermoplastische verwerking.

Het is nuttig wanneer de kabel flexibel moet blijven en herhaaldelijke beweging moet tolereren.

Afhankelijk van de formulering kunnen TPE-materialen weerstand bieden tegen oliën, brandstoffen, oplosmiddelen en water, terwijl ze flexibel blijven bij lage temperaturen.

Veelvoorkomende toepassingen zijn:

• Bewegende machines

• Robotica

• Draagbare apparatuur

• Industriële besturingssystemen

• Apparaten

• Flexibele kabelassemblages

TPE is bijzonder nuttig wanneer flexibiliteit een belangrijkere ontwerpfactor is dan simpelweg het bereiken van de laagste materiaalkosten.

6. PE en PP isolatie

Polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP) worden ook veel gebruikt in elektrische kabelconstructies.

PE biedt nuttige elektrische eigenschappen en weerstand tegen vocht en veel chemicaliën. De diëlektrische eigenschappen maken het bijzonder nuttig in signaaloverdracht- en communicatiekabeltoepassingen.

PE en PP zijn te vinden in:

• Communicatiekabels

• Signaalkabels

• Coaxkabels

• RF-toepassingen

• Elektronische apparatuur

• Meeraderige kabels

Voor een kabelboom die gevoelige signalen draagt in plaats van alleen DC-stroom, kunnen de elektrische eigenschappen van de isolatie een belangrijk onderdeel van het kabelontwerp worden.

Snelle vergelijking van veelvoorkomende draadisolatiematerialen

Belangrijk: Dit zijn algemene vergelijkingen in plaats van universele classificaties. Temperatuur, spanning, wanddikte, vlamvertragendheid en chemische bestendigheid variëren per individuele draadconstructie en specificatie.

Hoe de juiste draadisolatie te kiezen

De keuze van draadisolatie moet beginnen met de toepassing en niet met de materiaalnaam.

Voordat u een draad voor een kabelboom specificeert, moet u rekening houden met de volgende factoren.

Bedrijfstemperatuur

Bepaal zowel de normale bedrijfstemperatuur als mogelijke kortstondige temperatuurpieken.

Een regelkabel die in een ruimte met kamertemperatuur is geïnstalleerd, heeft heel andere vereisten dan een kabel die in de buurt van een motor, verwarming of automotive motor is geleid.

Kies niet automatisch de hoogste temperatuurclassificatie. Materialen met hogere prestaties verhogen normaal gesproken de kosten.

Spanningsvereisten

Isolatie moet geschikt zijn voor de systeemspanning en de toepasselijke veiligheidseisen.

Echter, het isolatiemateriaal alleen bepaalt niet de spanningsclassificatie van een draad. Wanddikte, constructie en certificering zijn ook van belang.

Evalueer altijd de volledige draadspecificatie.

Flexibiliteit en beweging

Een stationaire draad binnen een behuizing en een kabel die continu beweegt in een robotarm, hoeven niet noodzakelijkerwijs dezelfde constructie te gebruiken.

Voor dynamische toepassingen moet u rekening houden met de strengen van de geleider, de flexibiliteit van de isolatie, de buigradius en de verwachte bewegingscycli samen.

Blootstelling aan olie en chemicaliën

Automotive, industriële en productieapparatuur kunnen bedrading blootstellen aan olie, brandstof, koelmiddel, reinigingschemicaliën of oplosmiddelen.

In deze omgevingen moet de materiaalcompatibiliteit vóór productie worden bevestigd. Hoogwaardige automotive en industriële draden zijn vaak specifiek ontworpen rond vereisten voor vloeistofbestendigheid.

Slijtage en mechanische bescherming

Een kabel die door een beschermde plastic behuizing wordt geleid, vereist minder slijtvastheid dan een kabelboom die zich in de buurt van bewegende metalen onderdelen bevindt.

Als slijtage niet kan worden vermeden, kan de oplossing zowel een duurzamer draadmateriaal als extra bescherming omvatten, zoals:

• Gevlochten beschermkous

• Gegolfde buis

• Krimpkous

• Beschermende conduit

Krimpproducten worden vaak gebruikt om elektrische isolatie, mechanische bescherming, milieudichting en trekontlasting rond kabelboomcomponenten toe te voegen.

Installatieruimte

Dunwandige draad kan de diameter van de kabelboom verminderen en de routering vergemakkelijken in compacte producten.

Dit kan belangrijk zijn in automotive elektronica, medische apparatuur, sensoren en dicht opeengepakte elektronische apparaten.

De kleinste kabel is echter niet automatisch de beste kabel. Mechanische sterkte en productievereisten moeten nog steeds worden overwogen.

Is duurdere isolatie altijd beter?

Nee.

Een veelvoorkomende fout bij het ontwerpen van aangepaste kabelbomen is het selecteren van het meest technisch geavanceerde materiaal in plaats van het materiaal dat daadwerkelijk bij de toepassing past.

Bijvoorbeeld, PTFE of ETFE kan uitstekende prestaties bieden, maar een standaard indoor elektronica kabelboom kan perfect werken met PVC tegen veel lagere kosten.

Aan de andere kant kan het verlagen van de kosten door basis PVC te gebruiken in een omgeving met hoge temperaturen of agressieve chemicaliën leiden tot voortijdige isolatie-uitval.

Het doel is niet om de goedkoopste of de duurste draad te selecteren.

Het doel is om de juiste draad voor de werkelijke bedrijfsomstandigheden te selecteren.

Draadisolatie kiezen voor een aangepaste kabelboom

Bij het aanvragen van een aangepaste kabelboom is het verstrekken van alleen het connectormodel en de kabellengte vaak niet voldoende.

Voor een nauwkeurigere materiaalkeuze, verstrek uw leverancier met:

• Bedrijfsspanning

• Stroom

• Draaddikte

• Normale bedrijfstemperatuur

• Maximale temperatuur

• Binnen- of buitengebruik

• Blootstelling aan chemicaliën

• Waterdichte vereisten

• Vereisten voor buigen of bewegen

• Vereiste certificeringen

• Specificaties van connectoren en terminals

• Tekening of bedradingsschema

Met deze informatie kan het draadmateriaal worden geselecteerd, samen met de connector, terminal, geleidergrootte, beschermende beschermkous en kabelboomstructuur.

RY produceert aangepaste kabelbomen en kabelassemblages volgens klanttekeningen, monsters en toepassingsvereisten, inclusief producten met verschillende geleider- en isolatieconstructies.

Conclusie

Draadisolatie heeft directe invloed op hoe betrouwbaar een kabelassemblage presteert in zijn werkelijke operationele omgeving.

PVC is praktisch voor veel algemene toepassingen. XLPE werkt goed waar hogere hitte- en omgevingsbestendigheid vereist is. Siliconen biedt uitstekende flexibiliteit bij verhoogde temperaturen, terwijl fluorpolymeren zoals ETFE, FEP en PTFE beter geschikt zijn voor veeleisende chemische en hoge temperatuuromgevingen.

Kies in plaats van alleen op materiaalsaam te selecteren, rekening met temperatuur, spanning, beweging, chemicaliën, slijtage, installatieruimte en toepasselijke normen samen.

Als u een aangepaste kabelboom ontwikkelt, stuur ons dan uw tekening, connectorgegevens, draadspecificaties en toepassingsvereisten. Wij kunnen u helpen bij het evalueren van een geschikte kabelconstructie voor uw project.

Veelgestelde vragen

Heeft de draadkleur invloed op de isolatieprestaties?

Meestal niet. Kleur wordt voornamelijk gebruikt voor circuitidentificatie, assemblagecontrole en onderhoud. Speciale pigmenten of toepassingsvereisten kunnen echter invloed hebben op de beschikbare materiaalkeuzes, dus aangepaste kleuren moeten nog steeds met de draadleverancier worden bevestigd.

Kunnen verschillende isolatiematerialen in dezelfde kabelboom worden gebruikt?

Ja. Eén kabelboom kan verschillende soorten draden bevatten. Bijvoorbeeld, draden voor hoge temperaturen kunnen in de buurt van een verwarming worden gebruikt, terwijl standaard draden in koelere gebieden van dezelfde assemblage worden gebruikt.

Waarom is de isolatiedikte belangrijk bij het kiezen van een connector?

De buitendiameter van de geïsoleerde draad beïnvloedt de krimp van de terminal, de afdichtingen van de connector, de draadroutering en de compatibiliteit van de behuizing. Twee draden met dezelfde AWG-geleider kunnen verschillende buitendiameters hebben omdat hun isolatieconstructies verschillend zijn.

Moeten buitenkabelbomen altijd waterdichte draden gebruiken?

Niet noodzakelijk. Waterdichte prestaties zijn afhankelijk van het complete kabelboomontwerp, inclusief connectoren, afdichtingen, lassen, overmolding en kabelingangspunten. Isolatiemateriaal is slechts een deel van het waterdichte systeem.

Kan een bestaande kabelboom worden gewijzigd naar een ander isolatiemateriaal?

Ja, maar de vervanging moet zorgvuldig worden beoordeeld. Een ander materiaal kan de draaddiameter, flexibiliteit, stripparameters, krimpinstellingen en compatibiliteit van de connectorafdichting veranderen. Steekproefvalidatie wordt aanbevolen vóór massaproductie.