Ιστολόγιο

Χαρακτηριστικά κατασκευής πυρήνα που εξασφαλίζουν αντοχή στον καιρό στο ομοαξονικό καλώδιο

Μεταλλική θωράκιση και πιεστικά διηλεκτρικά συστήματα για αποκλεισμό υγρασίας

Οι ομοαξονικοί καλωδιώσεις που σχεδιάζονται για να αντέχουν σε σκληρές καιρικές συνθήκες διαθέτουν πολλαπλά επίπεδα προστασίας που τα προφυλάσσουν από βλάβες λόγω των στοιχείων. Η μεταλλική θωράκιση, που συνήθως κατασκευάζεται από αλουμινένια ή χάλκινη ταινία κολλημένη στο εσωτερικό τμήμα του καλωδίου, δημιουργεί ταυτόχρονα ένα ηλεκτρομαγνητικό φράγμα και αποκλείει την υγρασία που προσπαθεί να εισχωρήσει από το εξωτερικό. Αυτά τα φράγματα λειτουργούν εξαιρετικά καλά όταν συνδυάζονται με υπό πίεση συστήματα εντός του καλωδίου. Ουσιαστικά, γεμίζουν την αφρώδη μόνωση με άζωτο ή ξηρό αέρα, ώστε να δημιουργείται θετική πίεση που απωθεί το νερό. Σύμφωνα με ορισμένες δοκιμές πεδίου που αναφέρονται στην Έκθεση Εγχώριας Υποδομής του περασμένου έτους, αυτά τα υπό πίεση καλώδια μειώνουν τα προβλήματα σήματος που προκαλούνται από την υγρασία κατά περίπου 92% σε περιοχές κοντά στην ακτή, όπου ο αλμυρός αέρας αποτελεί σημαντικό πρόβλημα. Όσον αφορά τα υλικά, οι περισσότεροι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αφρώδες πολυαιθυλένιο ως διηλεκτρικό στοιχείο. Το υλικό αυτό υφίσταται ειδική επεξεργασία από τους κατασκευαστές, ώστε στο μικροσκοπικό επίπεδο να απωθεί πραγματικά τα μόρια νερού, κάτι που βοηθά στη διατήρηση σταθερής απόδοσης ακόμα και όταν οι στάθμες υγρασίας παραμένουν υψηλές για πολλές μέρες.

Χαλκοπλασμένος χάλυβας έναντι συμπαγών χάλκινων αγωγών σε κύκλους θερμότητας

Το είδος των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αυτών των εξωτερικών αγωγών έχει μεγάλη σημασία όταν μιλάμε για την απόδοσή τους σε ακραίες θερμοκρασίες. Ο χαλκοσιδηρός, γνωστός και ως CCS, διαθέτει μία ενδιαφέρουσα σύνθεση εντός του. Στον πυρήνα υπάρχει χάλυβας, ο οποίος προσδίδει υψηλή εφελκυστική αντοχή, ενώ η εξωτερική στιβάδα χαλκού αναλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της αγωγιμότητας. Αυτό που κάνει το CCS ιδιαίτερο είναι το πόσο λίγο διαστέλλεται όταν υπόκειται σε διάφορες θερμικές μεταβολές. Αυτή η ιδιότητα βοηθά στη διατήρηση της σταθερότητας των σημάτων, ακόμα και όταν αυτοί οι αγωγοί εγκαθίστανται σε μεγάλο ύψος, όπου οι συνθήκες μπορεί να είναι ιδιαίτερα δύσκολες. Κάποιες δοκιμές έχουν δείξει ότι σε ένα εύρος από -40 βαθμούς Κελσίου έως +85, το CCS διαστέλλεται περίπου 0,8 τοις εκατό, ενώ ο καθαρός χαλκός διαστέλλεται περίπου 1,2 τοις εκατό. Βέβαια, ο καθαρός χαλκός έχει καλύτερη αγωγιμότητα (περίπου 100% IACS έναντι περίπου 40% του CCS), αλλά υπάρχει ένας συμβιβασμός. Το πρόβλημα με τον συμπαγή χαλκό είναι ότι διαστέλλεται περισσότερο όταν θερμαίνεται, γεγονός που δημιουργεί προβλήματα στη σταθερότητα του σήματος, ειδικά σε περιοχές όπου οι θερμοκρασίες μεταβάλλονται δραματικά ανάμεσα στην ημέρα και τη νύχτα. Γι' αυτό όλο και περισσότεροι μηχανικοί επιλέγουν το CCS για τους μεγάλους πύργους που εκτείνονται σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτές οι εγκαταστάσεις συχνά αντιμετωπίζουν διαφορές θερμοκρασίας πάνω από 60 βαθμούς Κελσίου κάθε μέρα, οπότε το να έχουν κάτι που δεν διαστέλλεται ή συστέλλεται πολύ είναι απολύτως απαραίτητο για αξιόπιστη λειτουργία.

Σύγκριση Απόδοσης Τύπων Συναξονικών Καλωδίων για Σκληρά Περιβάλλοντα

Heliax® έναντι Συναξονικού Καλωδίου με Αφρώδες Μονωτικό Γεμισμένο με Υγρό σε Δοκιμές Αλμυρής Ψεκασμού σε Παράκτιες Περιοχές

Οι ομοαξονικά καλώδια που κατασκευάζονται με στερεούς αλουμινένιους εξωτερικούς αγωγούς εμφανίζουν πολύ καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση κατά τις γνωστές δοκιμές αλμυρού αέρα σε παράκτιες περιοχές. Τα καλώδια αυτά διατηρούν αρκετά καλά την ισχύ του σήματός τους, χάνοντας λιγότερο από 0,1 dB ανά 100 πόδια, ακόμη και μετά από 1.000 ώρες έκθεσης σε ατμό αλατόνερου. Αυτό που τα καθιστά ιδιαίτερα είναι η κατασκευή τους χωρίς ραφές, ώστε το νερό να μην μπορεί να εισχωρήσει στους συνδετήρες, όπου συνήθως ξεκινούν τα προβλήματα. Αυτό έχει μεγάλη σημασία για πύργους που βρίσκονται δίπλα στη θάλασσα, όπου τα εξοπλισμοί εκπομπής δέχονται συνεχώς θαλασσινό αέρα. Αντίθετα, τα καλώδια με αφρώδη γέμιση τείνουν να χάνουν περίπου 15% περισσότερη ισχύ σήματος υπό παρόμοιες συνθήκες, επειδή το υγρό μεταφέρεται μέσα από τις μικροσκοπικές σχισμές μέσω τριχοειδών δυνάμεων. Έχουμε δει περιπτώσεις όπου το αλάτι συσσωρεύεται στους μικροσκοπικούς χώρους μεταξύ των στρώσεων της πολυαιθυλενίου μόνωσης, αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο τα σήματα διαδίδονται μέσω του καλωδίου και δημιουργώντας τις ενοχλητικές αντιστοιχίσεις αντίστασης που όλοι απεχθάνονται. Πεδιακές δοκιμές σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM B117 επιβεβαιώνουν αυτά τα ευρήματα. Τα καλώδια με θώρακα από αλουμίνιο διαρκούν περίπου πέντε φορές περισσότερο πριν φτάσουν στο όριο VSWR του 3%, το οποίο σηματοδοτεί την αρχή των προβλημάτων, σε σύγκριση με τα συνηθισμένα καλώδια με αφρώδη πυρήνα που υποβάλλονται στις ίδιες δύσκολες συνθήκες δοκιμής.

Αερίβιος Μεταφορέας-Υποστηριζόμενος έναντι Άμεσα-Θαμμένου Θωρακισμένου Συναξονικού Καλωδίου σε Κύκλους Παγετού-Αποπάγωσης

Οι αεριώδεις ομοαξονικοί καλωδιώσεις που υποστηρίζονται από εγκάρσια σύρματα μπορούν να αντέξουν ακραίες θερμοκρασίες, από -40°C έως +85°C, χάρη στο σχεδιασμό τους με τάση ανάρτησης. Αυτά τα καλώδια αποφεύγουν προβλήματα που προκαλούνται από την κίνηση του εδάφους, αλλά χρειάζονται ειδικά καλύμματα σταθεροποιημένα με UV για να παραμείνουν εύκαμπτα σε συνθήκες κρύου. Δοκιμές έχουν δείξει ότι οι εγκαταστάσεις με αυτά τα χαρακτηριστικά διατηρούν τη χωρητικότητά τους σταθερή εντός ±2 pF/m, ακόμα και μετά από πάνω από 200 κύκλους πάγωσης-απόψυξης, ειδικά όταν είναι επικαλυμμένα με περίβλημα υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλενίου. Για υπόγειες εφαρμογές, τα θωρακισμένα καλώδια προσφέρουν καλή προστασία από δυνάμεις συμπίεσης, αλλά τείνουν να υφίστανται περίπου 8% περισσότερες αιχμές απώλειας σήματος κατά τη διάρκεια περιόδων απόψυξης, επειδή το νερό από το λιωμένο πάγο εισχωρεί σε αδύναμα σημεία του περιβλήματος του καλωδίου. Η χρήση διηλεκτρικού αφρού ανθεκτικού στη συμπίεση, αντί για συνηθισμένο αφρό με αέριο, κάνει μεγάλη διαφορά. Τα θαμμένα καλώδια με αυτόν τον προηγμένο αφρό εμφανίζουν περίπου 22% μικρότερη αστάθεια φάσης υπό επαναλαμβανόμενη πίεση ανύψωσης λόγω παγετού, σύμφωνα με τα πρότυπα IEC 61196-1. Απαιτούνται διαφορετικές προσεγγίσεις για την αποκλειστική απομάκρυνση της υγρασίας ανάλογα με τον τύπο εγκατάστασης. Οι υπόγειες γραμμές απαιτούν συνήθως ταινίες γεμισμένες με γέλη, ενώ οι αεριώδεις εγκαταστάσεις επωφελούνται από συνδέσεις με φραγμό ατμών στα σημεία σύνδεσης.

Κρίσιμες Περιβαλλοντικές Βαθμολογήσεις και Πρότυπα Συμμόρφωσης για Ομοαξονικό Καλώδιο Εκπομπής

Συμμόρφωση με MIL-DTL-17H και πραγματικά πρότυπα εγκατάστασης σε πύργους εκπομπής

Το πρότυπο MIL-DTL-17H θέτει αρκετά αυστηρές απαιτήσεις όσον αφορά την αντοχή των καλωδίων σε σκληρές καιρικές συνθήκες. Μιλάμε για πράγματα όπως η απομάκρυνση της υγρασίας, η σταθερότητα υπό αλλαγές θερμοκρασίας και η μηχανική αντοχή με την πάροδο του χρόνου. Αυτό το καθιστά ένα από τα βασικά πρότυπα για τα συνοδευτικά καλώδια εκπομπής που χρησιμοποιούνται σε πολύ δύσκολα περιβάλλοντα. Κατά την εξέταση πραγματικών εγκαταστάσεων σε πύργους εκπομπής, ειδικά εκείνων που βρίσκονται κοντά σε παράκτιες περιοχές ή σε ορεινές περιοχές όπου οι συνθήκες είναι σκληρές, τα καλώδια που πληρούν αυτά τα πρότυπα διαρκούν σημαντικά περισσότερο. Τα στοιχεία της βιομηχανίας για το 2023 έδειξαν επίσης κάτι ενδιαφέρον: τα καλώδια που πιστοποιήθηκαν σύμφωνα με το MIL-DTL-17H είχαν περίπου 35 τοις εκατό λιγότερες βλάβες από τα συνηθισμένα όταν υποβλήθηκαν σε επαναλαμβανόμενους κύκλους παγετού και απόψυξης. Το συμπέρασμα είναι ότι αυτές οι πραγματικές δοκιμές βοηθούν να διατηρούνται ισχυρά και σταθερά σήματα, μειώνοντας παράλληλα την απρόσμενη διακοπή λειτουργίας για κρίσιμες ανάγκες εκπομπής.

Επιστήμη Υλικού Μανικιού: Αντοχή σε Υπεριώδη, Όζον και Χημικές Ουσίες σε Συναξονικό Καλώδιο

Μανικιά LSZH, PE και PVDF αξιολογούνται για σταθμούς μετάδοσης σε υψηλά βουνά με έντονη έκθεση σε υπεριώδη

Οι βουνίσιοι σταθμοί εκπομπής απαιτούν συναξονικά καλώδια με μανικιά σχεδιασμένα για εξαιρετική έκθεση στον ήλιο. Τρία υλικά κυριαρχούν στις εφαρμογές υψηλής έκθεσης σε υπεριώδη:

• LSZH (Λίγος καπνός, μηδενικός αλογόνος) προσφέρει κρίσιμη πυρασφάλεια με ελάχιστες τοξικές εκπομπές, ενώ αντιστέκεται στην υπεριώδη φθορά σε υψόμετρα άνω των 2.000 μέτρων.
• PE (Πολυεθυλένιο) παρέχει οικονομική προστασία από την υγρασία και μέτρια ανθεκτικότητα στα υπεριώδη, αν και η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει ψαθυρότητα σε λεπτότοιχα είδη.
• PVDF (Πολυβινυλιδενο-Φθορίδιο) ξεχωρίζει σε σκληρά περιβάλλοντα, αποκλείοντας το 99% της υπεριώδους ακτινοβολίας και διατηρώντας την ευκαμψία του κατά τις θερμικές μεταβολές από –40°C έως +150°C.

Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στο χώρο δείχνουν ότι οι μανδύες PVDF διατηρούν περίπου το 95% της εφελκυστικής αντοχής τους, ακόμα και μετά από πάνω από δέκα χρόνια σε αυτές τις θέσεις μεταδότη στην κορυφή του βουνού. Αυτό είναι αξιοσημείωτο σε σύγκριση με το πολυαιθυλένιο, το οποίο διατηρεί μόνο περίπου 60% υπό παρόμοιες δοκιμές επιταχυνόμενης γήρανσης. Όσον αφορά την αντίσταση στο όζον, η κατάσταση γίνεται ιδιαίτερα σημαντική κοντά σε όλα αυτά τα μηχανήματα υψηλής τάσης. Τόσο τα υλικά PVDF όσο και τα LSZH εμποδίζουν το σχηματισμό μικροσκοπικών ρωγμών, οι οποίες διαφορετικά θα επέτρεπαν στην υγρασία να διεισδύσει μέσα από τα προστατευτικά στρώματα. Η αντίσταση στα χημικά είναι επίσης πολύ διαφορετική μεταξύ αυτών των υλικών. Το PVDF αντέχει καλά σε ουσίες όπως το καύσιμο αεροσκαφών και τα χημικά αποπαγοποίησης, ενώ το συνηθισμένο PE αρχίζει να διασπάται γρήγορα όταν έρθει σε επαφή με υδρογονάνθρακες. Για τις εταιρείες ραδιοφωνικής εκπομπής που βασίζονται σε μακροχρόνια κοαξονικά καλώδια, η επιλογή του σωστού υλικού μανδύα κάνει τη διαφορά στη διατήρηση της ακεραιότητας του σήματος χρόνο μετά χρόνο.

Συχνές ερωτήσεις

Ποιοι παράγοντες συμβάλλουν στην ανθεκτικότητα των ομοαξονικών καλωδίων στις καιρικές συνθήκες;

Τα ομοαξονικά καλώδια επιτυγχάνουν ανθεκτικότητα στις καιρικές συνθήκες μέσω μεταλλικής θωράκισης και πιεστικών διηλεκτρικών συστημάτων, τα οποία αποκλείουν την υγρασία και διατηρούν σταθερά σήματα.

Γιατί προτιμάται ο χαλκοκαλυμμένος χάλυβας αντί για συμπαγή χαλκό σε ακραίες θερμοκρασίες;

Ο χαλκοκαλυμμένος χάλυβας συνδυάζει εφελκυστική αντοχή και αγωγιμότητα με χαμηλότερους ρυθμούς διαστολής, εξασφαλίζοντας σταθερά σήματα υπό μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες.

Πώς επιδεικνύουν διαφορετικοί τύποι ομοαξονικών καλωδίων απόδοση σε παράκτια περιβάλλοντα;

Οι συμπαγείς αγωγοί εξωτερικού αλουμινίου αντιστέκονται στη διάβρωση και την απώλεια σήματος σε παράκτιες συνθήκες, υπερτερώντας των καλωδίων με αφρώδη διηλεκτρικό που υποφέρουν από τριχοειδείς δυνάμεις.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των ομοαξονικών καλωδίων υποστηριζόμενων από αεροπορικό μήνυμα;

Αντέχουν σε ακραίες θερμοκρασίες, διατηρούν τη σταθερότητα και απαιτούν θηκες σταθεροποιημένες στο UV για να παραμένουν εύκαμπτες σε κρύες συνθήκες.

Ποια πρότυπα συμμόρφωσης είναι κρίσιμα για τα ομοαξονικά καλώδια εκπομπής;

Το MIL-DTL-17H θέτει αυστηρές απαιτήσεις για αντίσταση στην υγρασία και σταθερότητα, εξασφαλίζοντας ανθεκτικότητα σε δύσκολα περιβάλλοντα.

Πόσο σημαντικό είναι το υλικό της μονώσεως στα ομοαξονικά καλώδια;

Το υλικό της μονώσεως επηρεάζει την αντοχή στα υπεριώδη, στο όζον και στις χημικές ουσίες, επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής του καλωδίου και την ακεραιότητα του σήματος σε δύσκολα περιβάλλοντα.