Blogi

Ydinrakenteen ominaisuudet, jotka takaavat säänsietoisuuden koaksiaalikaapelissa

Metallivaippaus ja paineistetut dielektrijärjestelmät kosteuden estämiseksi

Koaksiaalikaapelit, jotka on suunniteltu kestämään kovia sääolosuhteita, sisältävät useita kerroksia, jotka suojaavat elementtien aiheuttamilta vaurioilta. Metallivaippa, joka on yleensä valmistettu alumiini- tai kuparinauhoista, kiinnitetään kaapelin sisäosaan ja muodostaa sekä sähkömagneettisen että kosteuden estoesteet. Nämä varjostimet toimivat erittäin tehokkaasti, kun niitä käytetään paineistettujen järjestelmien kanssa kaapelin sisällä. Periaatteessa ne täyttävät vaahtoeristeen typellä tai kuivalla ilmalla, jolloin sisäpuolelle syntyy positiivinen paine, joka pitää veden poissa. Viime vuoden Lähetyinfra-raportissa mainittujen kenttätestien mukaan nämä paineistetut kaapelit vähensivät kosteudesta johtuvia signaaliongelmia noin 92 prosenttia rannikkoalueilla, joissa suolainen ilma on suuri ongelma. Materiaaleihin liittyen suurin osa kaapeleista käyttää polyeteenivaahtoa dielektrisenä komponenttina. Valmistajat käsittävät tätä ainetta erityisesti siten, että se todella hylkii vesimolekyylejä mikroskooppisella tasolla, mikä auttaa ylläpitämään tasaisia suorituskykyominaisuuksia, vaikka ilmankosteus pysyisi korkeana useita päiviä putkeen.

Kuparikuoretu teräs verrattuna kiinteään kupariin keskijohdinta lämpötilan vaihtelussa

Keskitankojen valmistuksessa käytettävät materiaalit ovat erittäin tärkeitä, kun puhutaan niiden suorituskyvystä ääriolosuhteissa. Pehmeä teräs kuparikuorrilla, lyhennettynä CCS, sisältää mielenkiintoisen yhdistelmän. Ytimessä on itse asiassa terästä, joka tarjoaa hyvän vetolujuuden, kun taas ulompi kuparikerros hoitaa suurimman osan johtavuustyöstä. CCS:n erityisominaisuus on sen vähäinen lämpölaajeneminen erilaisissa lämpötilamuutoksissa. Tämä ominaisuus auttaa pitämään signaalit stabiileina, vaikka johtimet asennetaan korkealle ilmakehässä oleviin rakenteisiin, joissa olosuhteet voivat olla ankarat. Joidenkin testien mukaan CCS laajenee noin 0,8 prosenttia lämpötilavälillä miinus 40 astetta Celsius-astetta ja plus 85 astetta, kun taas tavallinen kiinteä kupari laajenee noin 1,2 prosenttia. Totisesti puhtaalla kuparilla on paremmat johtavuusarvot (noin 100 % IACS verrattuna CCS:n noin 40 %:iin), mutta tässä on kompromissi. Ongelma kiinteän kuparin kanssa on, että se laajenee enemmän kuumennettaessa, mikä aiheuttaa ongelmia signaalin tasaisuudessa erityisesti alueilla, joissa lämpötila vaihtelee dramaattisesti päivän ja yön aikana. Siksi yhä useammat insinöörit valitsevat CCS:n suurille torniverkoille, jotka ulottuvat laajoille alueille. Näissä asennuksissa koetaan usein yli 60 asteen lämpötilaeroja joka päivä, joten on ehdottoman tärkeää käyttää materiaalia, joka ei laajene tai kutistu liikaa luotettavan toiminnan takaamiseksi.

Kovissa olosuhteissa käytettävien koaksiaalikaapeliteknisten tyyppien suorituskyvyn vertailu

Heliax® vs. tulvimalla valmistettu vaahtieristeinen koaksiaalikaapeli rannikolla suoritetussa suolakostestissä

Koaksiaalikaapelit, jotka on valmistettu kiinteistä alumiinipohjaisista ulkoinen johtimista, kestävät huomattavasti paremmin korroosiota niissä rannikolla esiintyvissä suolapilvetesteissä, joita kaikki tunnemme. Nämä kaapelit säilyttävät signaalitehonsa melko hyvin ja menettävät alle 0,1 dB:tä per 100 jalkaa, vaikka niitä pidetään suolaisessa ilmassa jopa 1 000 tuntia putkesta. Niiden erityispiirre on rakenteensa, jossa ei ole saumoja, joten vesi ei pääse virtaamaan liittimiin, joissa ongelmat yleensä alkavat. Tämä on erityisen tärkeää tornien kohdalla meren vieressä, missä lähetyslaitteet altistuvat jatkuvasti meri-ilman vaikutukselle. Toisaalta vaahtotäytteiset versiot menettävät noin 15 % enemmän signaalitehoa samankaltaisissa olosuhteissa, koska neste imeytyy kapillaarivoimien vaikutuksesta pieniin rakoihin. Olemme havainneet tapauksia, joissa suola kerääntyy polyeteenikuorikerrosten väliin jääviin pieniin tiloihin, muuttaen siten signaalien etenemistapaa kaapelissa ja aiheuttamalla ne inhottavat impedanssivirheet, joista kaikki valittavat. Käytännön testit, jotka noudattavat ASTM B117 -standardeja, tukevat tätä. Alumiinisuojauskaapelit kestävät noin viisi kertaa pidempään ennen kuin ne saavuttavat sen 3 %:n VSWR-rajan, joka osoittaa, että ongelmat alkavat, verrattuna tavallisiin vaahtoytimisiin kaapeleihin samoissa ankarissa testiolosuhteissa.

Ilmasta kuljetettu messinkikaapeli vs. suoraan maahan asennettu panssaroitu koaksiaalikaapeli jäätyminen-sulaminen-kieloissa

Ilmassa oleviin viestikaapteihin tuettuihin koaksiaalikaapeleihin voidaan käyttää ääriolosuhteissa, joiden lämpötila vaihtelee -40 °C:sta aina +85 °C:iin asti niiden ripustetun jännitysrakenteen ansiosta. Nämä kaapelit välttävät maan liikkeistä johtuvat ongelmat, mutta ne vaativat erityisiä UV-stabiloituja ulkokoteloita pysyäkseen joustavina kylmissä olosuhteissa. Testit ovat osoittaneet, että tällaisilla ominaisuuksilla varustetut asennukset säilyttävät kapasitanssinsa suunnilleen ±2 pF/m:n tarkkuudella, myös yli 200 jäätyminen-sulaminen-kierron jälkeen, erityisesti silloin, kun ne on kierretty tiiviisti polyeteenikuoreen. Maahan asennettuihin sovelluksiin panssaroitu kaapeli tarjoaa hyvän suojan puristusvoimia vastaan, mutta sen signaalihäviöpiikit voivat kasvaa noin 8 % sulamisaikoina, koska sulava jäävesi tunkeutuu kaapelikuoren heikkoihin kohtiin. Tiivistävyyttä vastustavan dielektrisen vaahtomuovin käyttö tavallisen kaasulla paisutetun vaahtomuovin sijaan tekee myös suuren eron. Tällaiset haudatut kaapelit osoittavat noin 22 % vähemmän vaihe-epävakautta toistuvien routavaivojen aikana IEC 61196-1 -standardien mukaan. Kostean estämiseen tarvitaan erilaisia ratkaisuja asennustyypin mukaan. Maakaapeleissa tarvitaan tyypillisesti geelitäytteisiä nauhoja, kun taas ilmakaapeleissa hyödynnetään vesihöyrystymisen estoja liitoskohdissa.

Broadcast-koaksiaalikaapelin keskeiset ympäristöarviot ja vaatimukset

MIL-DTL-17H -vaatimustenmukaisuus ja käytännön broadcast-tornin asennusvertailuarvot

MIL-DTL-17H -standardi asettaa erittäin tiukat vaatimukset kaapelin kestävyydelle ääriolosuhteissa. Kyse on esimerkiksi kosteuden estämisestä, lämpötilan vaihteluissa pysyvästä stabiilisuudesta ja mekaanisesta kestosta ajan mittaan. Tämä tekee siitä yhden tärkeimmistä teknisistä eritelmistä lähetyskäyttöön tarkoitettuihin koaksiaalikaapeleihin erityisen rajoittavissa olosuhteissa. Kun tarkastellaan todellisia asennuksia lähetystorneilla, erityisesti niillä alueilla, jotka sijaitsevat rannikolla tai vuoristoissa ja joiden olosuhteet ovat kovia, standardin mukaiset kaapelit kestävät huomattavasti pidempään. Vuoden 2023 teollisuustiedot osoittivat myös mielenkiintoisen seikan: MIL-DTL-17H -standardin mukaisesti sertifioituja kaapeleita käytettäessä vikoja esiintyi noin 35 prosenttia vähemmän kuin tavallisilla kaapeleilla toistuvissa jäätyminen-sulaminen-oloissa. Ydinajatus on, että nämä käytännön testit auttavat pitämään signaalit vahvoina ja vakaina samalla kun vähennetään odottamattomia keskeytyksiä kriittisissä lähetystarpeissa.

Vaipan materiaalitiede: UV-, otsoni- ja kemikaalikestävyys koaksiaalikaapelissa

LSZH-, PE- ja PVDF-vaippojen arviointi korkean UV-säteilyn alueilla vuoristossa sijaitsevissa lähetinpaikoissa

Vuoristossa sijaitsevat lähetinpaikat edellyttävät koaksiaalikaapelin vaippamateriaaleja, jotka on suunniteltu äärimmäistä auringonvalon altistusta varten. Kolme materiaalia hallitsee korkean UV-säteilyn sovelluksia:

• LSZH (matala savunmuodostus, nolla halogeenia) tarjoaa olennaisen tuliturvallisuuden vähäisillä myrkyllisillä päästöillä samalla kun kestää UV-hajoamista yli 2 000 metrin korkeuksissa.
• PE (Polyethyyni) tarjoaa kustannustehokasta kosteuden esto-ominaisuutta ja kohtalaista UV-kestävyyttä, vaikkakin pitkäaikainen altistus voi aiheuttaa haurastumista ohutseinäisissä versioissa.
• PVDF (polyvinylidene fluoride) loistaa rajoissa olevissa ympäristöissä, estäen 99 % UV-säteilystä ja säilyttäen joustavuutensa lämpötilan vaihdellessa –40 °C:sta +150 °C:seen.

Kenttäkokeet osoittavat, että PVDF-päällysteet säilyttävät noin 95 % vetolujuudestaan, vaikka niitä olisi käytetty yli vuosikymmenen ajan vuoristojen lähetinpaikoissa. Tämä on melko vaikuttavaa verrattuna polyeteeniin, joka säilyttää noin 60 % vetolujuudestaan vastaavissa kiihdytetyissä ikääntymistesteissä. Ozonekestävyys on erityisen tärkeää suurjännitelaitteiden läheisyydessä. Sekä PVDF- että LSZH-materiaalit estävät pienten halkeamien syntymisen, mikä muuten mahdollistaisi kosteuden tunkeutumisen suoja kerrosten läpi. Materiaalien kemiallinen kestävyys eroaa huomattavasti toisistaan. PVDF kestää hyvin esimerkiksi lentopolttoaineita ja jäätä sulattavia kemikaaleja, mutta tavallinen PE hajoaa nopeasti hiilivetyliuottimiin altistuessaan. Lähetyksessä luotettaviin pitkäikäisiin koaksiaalikaapeleihin panostavien yritysten kannalta oikean päällystemateriaalin valinta merkitsee kaikkea säilyttääkseen signaalin eheyden vuosi toisensa jälkeen.

UKK

Mitkä tekijät edistävät koaksiaalikaapelin säänsuojaa?

Koaksiaalikaapelit saavuttavat säänsuojan metallisella varjostuksella ja paineistetuilla dielektrisillä järjestelmillä, jotka estävät kosteutta ja pitävät signaalit vakaina.

Miksi kuparikuoretulla teräksellä on suositumpi kuin puhtaalla kuparilla ääriolosuhteissa?

Kuparikuoretulla teräksellä on yhdistelmä vetolujuutta ja sähkönjohtavuutta alhaisempien lämpölaajenemiskertoimien kanssa, mikä takaa stabiilit signaalit vaihtelevissa lämpötiloissa.

Miten eri tyyppiset koaksiaalikaapelit toimivat rannikko-olosuhteissa?

Kiinteät alumiiniset ulkoinen johtimet kestävät korroosiota ja signaalin häviötä rannikko-olosuhteissa paremmin kuin vaahtoeristeiset kaapelit, joita vaivaa kapillaarivoimat.

Mitä hyötyjä ilmassa kulkevilla viestintäkaapeleilla tuetuilla koaksiaalikaapeleilla on?

Ne kestävät ääriolosuhteita, pitävät stabiilisuuden ja vaativat UV-stabiloidut päällysteet säilyttääkseen joustavuutensa kylmässä säällä.

Mitkä vaatimukset ovat keskeisiä lähetyskoaksiaalikaapeleille?

MIL-DTL-17H asettaa tiukat vaatimukset kosteudenkestävyydelle ja stabiilisuudelle, mikä takaa kestävyyden rajoissa olevissa olosuhteissa.

Kuinka tärkeää on ulkokotimateriaali koaksiaalikaapeleissa?

Ulkokotimateriaali vaikuttaa UV-, otsoni- ja kemikaalikestävyyteen, mikä puolestaan vaikuttaa kaapelin kestävyyteen ja signaalin eheyteen vaikeissa olosuhteissa.