Блог

Основни конструктивни характеристики, които осигуряват устойчивост на времето при коаксиални кабели

Метално екраниране и под налягане диелектрични системи за изключване на влагата

Коаксиални кабели, проектирани да издържат на сурови метеорологични условия, имат няколко слоя, които предпазват от повреди, причинени от външната среда. Металното екраниране, обикновено изработено от алуминиева или медна лента, залепена към вътрешната част на кабела, създава електромагнитен щит и блокира проникването на влага. Тези екрани работят изключително добре в комбинация с под налягане системи вътре в кабела. По същество, пяновата изолация се запълва с азот или сух въздух, така че положителното налягане да спира водата да проникне вътре. Според някои полеви тестове, посочени в Доклада за радиопредавателната инфраструктура от миналата година, тези кабели под налягане намаляват проблемите с сигнала, причинени от влагата, с около 92% в прибрежни райони, където соленият въздух е сериозен проблем. Като говорим за материали, повечето кабели използват полиетиленова пяна като диелектричен компонент. Производителите обработват този материал специално, така че на микроскопично ниво той всъщност отблъсква водните молекули, което помага за поддържане на постоянни работни характеристики, дори когато нивата на влажността остават високи продължително време.

Меднооблицувана стомана срещу цели медни централни проводници при термично циклиране

Какви материали се използват за производството на тези централни проводници, наистина има значение, когато говорим за тяхното поведение при екстремни температури. Медно покритата стомана, или CCS, както често се нарича, притежава интересна комбинация в себе си. В действителност в ядрото ѝ е стомана, която осигурява добра якост на опън, докато външният меден слой извършва по-голямата част от работата по проводимостта. Това, което прави CCS специален, е колко малко се разширява при различни термични промени. Това свойство помага сигналите да остават стабилни, дори когато тези проводници са монтирани на голяма височина във въздуха, където условията могат да бъдат доста сурови. Някои тестове показват, че в диапазон от минус 40 градуса Целзий до плюс 85 градуса, CCS се разширява само с около 0,8 процента, докато обикновената масивна мед се разширява около 1,2 процента. Разбира се, чистата мед има по-добри показатели за проводимост (около 100% IACS спрямо приблизително 40% за CCS), но тук има компромис. Проблемът с масивната мед е, че се разширява повече при нагряване, което води до проблеми със сигнала, особено в райони, където температурата рязко се променя между ден и нощ. Затова все повече инженери избират CCS за онези големи кули, които се простират на обширни разстояния. Тези инсталации често се сблъскват с дневни температурни разлики над 60 градуса Целзий, затова използването на материал, който не се разширява и свива прекомерно, е абсолютно задължително за надеждна работа.

Сравнение на експлоатационните характеристики на коаксиални кабели за тежки условия

Heliax® срещу наводнен коаксиален кабел с пяна-диелектрик при изпитания в морска среда с пръскане на сол

Коаксиалните кабели с изработени от масивен алуминий външни проводници показват значително по-добра устойчивост на корозия при онези тестове с морска мъгла, които всички познаваме. Тези кабели запазват добре силата на сигнала – губят по-малко от 0,1 dB на 100 фута, дори след като са били изложени на морска мъгла в продължение на 1000 часа непрекъснато. Особеността им е начинът на производство без шевове, поради което водата просто не може да проникне в съединителите, където обикновено започват проблемите. Това е от решаващо значение за предавателни кули, разположени точно до океана, където оборудването постоянно е изложено на морски въздух. От друга страна, версиите с пяна вътре обикновено губят около 15% повече мощност на сигнала при подобни условия, тъй като течността се премества през микроскопични отвори чрез капиларни сили. Забелязвали сме случаи, при които солта се натрупва в малките пространства между слоевете от полиетиленова обвивка, което променя начина, по който сигналите се предават по кабела, и причинява досадни несъответствия в импеданса, които всички мразим. Полеви тестове, проведени според стандарта ASTM B117, потвърждават това. Кабелите с алуминиев екран издържат приблизително пет пъти по-дълго, преди да достигнат прага от 3% VSWR, който означава началото на проблеми, в сравнение с обикновените кабели с фоамирано ядро, тествани при едни и същи тежки условия.

Въздушен месенджър-поддържан срещу директно заровен брониран коаксиален кабел при цикли на замразяване и размразяване

Въздушните коаксиални кабели, поддържани от носещи жици, могат да издържат на екстремни температури от -40°C до +85°C благодарение на своята напрегната конструкция. Тези кабели избягват проблеми, причинени от движението на почвата, но се нуждаят от специални UV стабилизирани обвивки, за да останат гъвкави при студено време. Тестовете показват, че инсталациите с тези характеристики запазват устойчивост на капацитета в рамките на около ±2 pF/м, дори след повече от 200 цикъла замразяване-размразяване, особено когато са обвити с полиетиленова обвивка с висока плътност. За подземни приложения бронирани кабели предлагат добра защита срещу натискови сили, но имат тенденцията да изпитват около 8% повече вълни на загуба на сигнал по време на размразяване, защото топящата се ледена вода прониква в слабите места на кабелната обвивка. Използването на диелектрична пяна, устойчива на компресия, вместо обикновена газова пяна, също прави голяма разлика. Погребаните кабели с тази напреднала пяна показват около 22% по-малко фазово нестабилност при повтарящо се налягане от издуване поради замръзване, според стандарта IEC 61196-1. Различни подходи са необходими за блокиране на влагата в зависимост от типа инсталация. Подземните линии обикновено изискват ленти, пълни с гел, докато въздушните инсталации се възползват от съединения с парен бартиер в точките на свързване.

Критични оценки за околната среда и стандарти за съответствие за коаксиален кабел за радиовещание

Съответствие с MIL-DTL-17H и реални еталони за разполагане на предавателни кули

Стандартът MIL-DTL-17H задава изключително строги изисквания относно това колко добре кабелите могат да понасят неблагоприятни метеорологични условия. Говорим за неща като предпазване от влага, стабилност при промени на температурата и механична устойчивост в продължение на времето. Това го прави един от ключовите стандарти за коаксиални кабели, използвани в ефирното предаване в много трудни среди. При реални инсталации на предавателни кули, особено близо до крайбрежия или в планински райони с тежки условия, кабелите, отговарящи на тези стандарти, обикновено имат значително по-дълъг живот. Промишлови данни от 2023 година показват още нещо интересно: сертифицираните според MIL-DTL-17H кабели имат приблизително с 35 процента по-малко повреди в сравнение с обикновените, когато са изложени на многократни цикли на замразяване и размразяване. Накратко, тези практически тестове помагат сигналите да остават силни и стабилни, като намаляват непредвидените прекъсвания при критично важни нужди за ефирно предаване.

Наука за материала на якето: UV, озон и устойчивост на химикали при коаксиален кабел

LSZH, PE и PVDF якета, оценени за предавателни станции в планини с високо UV облъчване

Планинските радио- и телевизионни предавателни станции изискват коаксиални кабели с якета, проектирани за екстремно слънчево облъчване. Три материала доминират в приложенията с високо UV облъчване:

• LSZH (с ниско отделяне на дим и без халогени) предлага критична пожарна безопасност с минимални токсични емисии, като същевременно устои на UV деградация на височини над 2000 метра.
• PE (Полиетilen) предоставя рентабилна защита срещу влага и умерена устойчивост към UV, макар че продължителното въздействие може да причини крехкост при тънкостенни варианти.
• PVDF (поливинилиден флуорид) се отличава в сурови среди, блокирайки 99% от UV лъчението, като запазва гъвкавост при температурни колебания от –40 °C до +150 °C.

Проведени изпитвания на терен показват, че черупките от PVDF запазват около 95% от своята якост на опън, дори след като са били оставени повече от десетилетие на тези предавателни локации на върховете на планини. Това е доста впечатляващо в сравнение с полиетилен, който запазва само около 60% при подобни ускорени тестове за стареене под влиянието на времето. Когато става въпрос за устойчивост към озон, нещата стават наистина важни в близост до всички тези високоволтови машини. И двата материала – PVDF и LSZH, предотвратяват образуването на микроскопични пукнатини, които биха позволили на влагата да проникне през защитните слоеве. Устойчивостта към химикали също е доста различна между тези материали. PVDF издържа добре на вещества като авиационно гориво и химикали за размразяване, докато обикновеният полиетилен започва бързо да се разгражда при контакт с въглеводородни разтворители. За радио- и телевизионни компании, разчитащи на коаксиални кабели с дълъг живот, изборът на подходящ материал за черупката прави голяма разлика за поддържането на сигнала година след година.

ЧЗВ

Какви фактори допринасят за устойчивостта на коаксиалните кабели към атмосферни условия?

Коаксиалните кабели постигат устойчивост към атмосферни условия чрез метално екраниране и под налягане диелектрични системи, които изключват влагата и осигуряват стабилни сигнали.

Защо медното покритие върху стомана се предпочита пред масивна мед при екстремни температури?

Медното покритие върху стомана комбинира якост и проводимост с по-ниски коефициенти на разширение, осигурявайки стабилни сигнали при променливи температури.

Как различните видове коаксиални кабели се представят в крайбрежни среди?

Целите алуминиеви външни проводници са устойчиви на корозия и загуба на сигнал в крайбрежни условия, като се представят по-добре от кабелите с пяновиден диелектрик, които страдат от капилярни сили.

Какви са предимствата на коаксиалните кабели, поддържани от въздушни месинджъри?

Те издържат на екстремни температури, запазват стабилност и изискват джобове с UV стабилизация, за да останат гъвкави при студено време.

Кои стандарти за съответствие са от решаващо значение за коаксиални кабели за радиовещане?

MIL-DTL-17H задава строги изисквания за устойчивост на влага и стабилност, осигурявайки дълготрайност в сурови среди.

Колко важен е материала на обвивката при коаксиални кабели?

Материалът на обвивката влияе на устойчивостта към UV, озон и химикали, което засяга дълготрайността и целостта на сигнала в трудни среди.