Blog

A koaxiális kábelek magjának szerkezeti jellemzői, amelyek biztosítják az időjárásállóságot

Fémárnyékolás és nyomás alatt tartott dielektrikus rendszerek a nedvesség kizárására

A durva időjárási viszonyoknak ellenálló koaxiális kábelek több rétegből állnak, amelyek védelmet nyújtanak a környezeti hatások okozta sérülések ellen. A fémmel bélelt árnyékolás, amely általában az alumínium- vagy rézhuzalból készült szalagból készül, és a kábel belső részéhez van rögzítve, elektromágneses árnyékolást biztosít, valamint megakadályozza a nedvesség behatolását. Ezek az árnyékolások különösen hatékonyak, ha a kábel belsejében nyomás alatt álló rendszerrel kombinálják őket. Alapvetően a hab szigetelést nitrogénnel vagy száraz levegővel töltik fel, így pozitív nyomás alakul ki, amely kiszorítja a vizet. Az előző évben megjelent Rádió- és Televízióinfra-jelentésben említett néhány terepi teszt szerint ezek a nyomás alatt álló kábelek közel 92%-kal csökkentették a nedvességtől eredő jelzési problémákat olyan tengerparti területeken, ahol a sósvizes levegő komoly problémát jelent. A kábelek többsége dielektrikus anyagként polietilén habot használ. Az anyagot speciálisan kezelik úgy, hogy mikroszkopikus szinten eltaszítja a vízmolekulákat, így hosszabb ideig magas páratartalom mellett is stabil teljesítményt biztosít.

Szigetelt acél rézzel szemben tisztán réz központi vezetők hőciklus alatt

Nagyon fontos, hogy milyen anyagokból készülnek ezek a központi vezetők, különösen akkor, ha szélsőséges hőmérsékletek melletti teljesítményükről beszélünk. A rézzel bevont acél, amit gyakran CCS-nek neveznek, egy érdekes kombinációt képvisel. Magjában valójában acél található, amely jó szakítószilárdságot biztosít, míg a külső réteg végzi a legtöbb vezetési feladatot. A CCS-t különlegessé tevő tulajdonság, hogy mennyire keveset tágul különböző hőmérsékletváltozások hatására. Ez a jellemző segít stabilizálni a jeleket akkor is, amikor ezek a vezetők olyan magas helyeken vannak felszerelve, ahol a körülmények igen kemények lehetnek. Egyes tesztek azt mutatták, hogy mínusz 40 Celsius-foktól plusz 85-ig a CCS mindössze kb. 0,8 százalékkal tágul, szemben a hagyományos tömör rézzel, amely körülbelül 1,2 százalékkal. Természetesen a tiszta réz jobb vezetőképességgel rendelkezik (körülbelül 100% IACS a CCS kb. 40%-ával szemben), de itt kompromisszum van. A tömör réz problémája, hogy melegedéskor jobban tágul, ami jelproblémákat okozhat, különösen azon területeken, ahol drasztikusan ingadozik a hőmérséklet nappal és éjszaka között. Ezért egyre több mérnök választja a CCS-t azokhoz a nagy tornyokhoz, amelyek hatalmas távolságokon keresztül húzódnak. Ezek a berendezések gyakran naponta több mint 60 Celsius-fokos hőmérsékletkülönbséggel néznek szembe, így elengedhetetlen, hogy olyan anyagot használjanak, amely nem tágul és nem húzódik össze túlságosan, hiszen ez alapvető fontosságú a megbízható működéshez.

Kemény körülmények között használható koaxiális kábeltípusok teljesítményének összehasonlítása

Heliax® vs. Árvízzel feltöltött habdielektrikus koaxiális kábel tengerparti sóspray-tesztelésen

A tömör alumíniumból készült külső vezetőjű koaxiális kábelek sokkal jobb ellenállást mutatnak a korrózióval szemben azokban a tengerparti sópermet-tesztekben, amelyekről mindannyian tudunk. Ezek a kábelek jelentős mértékben megőrzik a jelerejüket is, akár 1000 órás folyamatos tengervízgőz-kitérés után is kevesebb, mint 0,1 dB-t veszítenek 100 lábonként. Ami különlegessé teszi őket, az az, hogy varratmentes kialakításúak, így a víz egyszerűen nem juthat be a csatlakozókba, ahol általában a problémák kezdődnek. Ez különösen fontos az óceán mellett álló toronyépítményeknél, ahol a műsorszóró berendezéseket folyamatosan éri a tengeri levegő. Ezzel szemben azok a habtöltésű változatok hasonló körülmények között kb. 15%-kal több jelenergiát veszítenek, mivel a folyadék kapilláris erők hatására beszivárog a mikroszkopikus résekbe. Olyan eseteket is tapasztaltunk, amikor a só felhalmozódik a polietilén héjrétegek közötti kis részekben, megváltoztatva a jelek terjedését a kábelben, és olyan bosszantó impedancia-ellentmondásokat okozva, amelyeket mindenki utál. A mezőpróbák az ASTM B117 szabvány szerint ezt alátámasztják. Az alumíniumpajzsos kábelek kb. ötször tovább tartanak, mielőtt elérnék azt a 3%-os VSWR küszöböt, amely a hibák kezdetét jelzi, szemben a hagyományos habmagos kábelekkel, amelyek ugyanazokat a kemény próbákat követően kerülnek összehasonlításra.

Légvezetékes, hordozható jelű vs. közvetlenül földbe fektetett páncélozott koaxiális kábel fagyasztási-olvadási ciklusok alatt

A hordozók által tartott légközi koaxiális kábelek extrém hőmérsékleteket is elviselnek, -40°C-tól egészen +85°C-ig köszönhetően felfüggesztett feszítési kialakításuknak. Ezek a kábelek elkerülik a talajmozgás okozta problémákat, de speciális UV-stabilizált külső rétegre van szükségük, hogy hideg időjárási körülmények között is rugalmasak maradjanak. Tesztek azt mutatták, hogy ilyen tulajdonságokkal rendelkező telepítések kapacitása körülbelül ±2 pF/m-en belül marad stabilis, még akkor is, ha több mint 200 fagyasztási-olvadási cikluson mentek keresztül, különösen, ha nagy sűrűségű polietilén burkolattal vannak bevonva. Föld alatti alkalmazások esetén a páncélozott kábelek jó védelmet nyújtanak a zúzódási erőkkel szemben, de kb. 8%-kal nagyobb jelveszteségi csúcsokat tapasztalhatnak az olvadási időszakok alatt, mivel az olvadt jég víz a kábelek héjának gyenge pontjain hatolhat be. A szokásos gázzal habosított habszivacs helyett a nyomásálló dielektrikus hab használata is jelentős különbséget jelent. A földbe helyezett, ezzel a fejlett habbal ellátott kábelek körülbelül 22%-kal kevesebb fázisinstabilitást mutatnak ismétlődő fagyfelpúpásos nyomás hatására az IEC 61196-1 szabvány szerint. A nedvesség elleni védelemhez a telepítés típusától függően eltérő megközelítésekre van szükség. A föld alatti vezetékek általában zselével töltött szalagokat igényelnek, míg a légközi telepítések a csatlakozási pontoknál elhelyezett gőzgátló kötések alkalmazásából profitálnak.

Kritikus környezeti minősítések és megfelelőségi szabványok adás-vevő koaxiális kábelekhez

MIL-DTL-17H megfelelőség és valós világbeli adótorony telepítési referenciaértékek

A MIL-DTL-17H szabvány igen szigorú követelményeket állít fel a kábelek időjárásállóságával kapcsolatban. Olyan tényezőkről van szó, mint a nedvesség kizárása, a hőmérsékletváltozások közbeni stabilitás és a mechanikai tartósság hosszú távon. Ez az egyik legfontosabb specifikáció a műsorszóró koaxkábelek esetében, különösen extrém körülmények között. Ha valós telepítéseket nézünk a műsorszóró tornyokon, különösen tengerparti vagy hegyvidéki területeken, ahol a körülmények kivételesen kemények, akkor látható, hogy a szabványnak megfelelő kábelek lényegesen hosszabb ideig bírják a terhelést. Az iparági adatok 2023-ból érdekes eredményt is mutattak: a MIL-DTL-17H szabványnak megfelelő tanúsítvánnyal rendelkező kábelek kb. 35 százalékkal kevesebb meghibásodást mutattak, mint a hagyományos kábelek, amikor ismételt fagyasztási és felengedési ciklusoknak voltak kitéve. A tapasztalat azt mutatja, hogy ezek a gyakorlati tesztek segítenek fenntartani az erős és stabil jeleket, miközben csökkentik a kritikus műsorszóró rendszerek váratlan leállását.

Kabát anyagtudomány: UV, ózon és kémiai ellenállás koaxiális kábelekben

LSZH, PE és PVDF kabátok értékelése magas UV-terhelésű hegyi adóhelyekre

A hegyi műsorszóró helyszínek olyan koaxiális kábelkabátokat igényelnek, amelyek extrém napsugárzásra készültek. Három anyag dominál a nagy UV-igénybevételű alkalmazásokban:

• LSZH (Alacsony füstölésű, halogénmentes) kritikus tűzbiztonságot nyújt minimális toxikus kibocsátással, miközben ellenáll az UV-rongálódásnak 2000 méternél magasabb tengerszint feletti magasságban.
• PE (Polyetilen) költséghatékony nedvességzáró hatást és mérsékelt UV-ellenállást biztosít, bár hosszú távú kitettség esetén a vékonyfalú változatok ridegedhetnek.
• PVDF (Polivinilidén-fluorid) kiválóan teljesít durva környezetben, a napfény 99%-át blokkolja, miközben megtartja hajlékonyságát –40 °C és +150 °C közötti hőingadozás során.

A terepen végzett tesztek azt mutatják, hogy a PVDF burkolatú kábelek megőrzik eredeti szakítószilárdságuk körülbelül 95%-át akkor is, ha több mint egy évtizedig kitettségük volt azokon a hegytetői adóhelyeken. Ez elég lenyűgöző eredménynek számít a polietilennel összevetve, amely hasonló gyorsított időjárásállósági tesztek során csupán körülbelül 60% megtartást ér el. Az ózonnal szembeni ellenállásnál pedig különösen fontos a helyzet azok közelében a magas feszültségű berendezések mellett. A PVDF és az LSZH anyagok egyaránt megakadályozzák a mikroszkopikus repedések kialakulását, amelyek máskülönben lehetővé tennék a nedvesség áthatolását a védőrétegeken. Ezek az anyagok kémiai ellenállás terén is eltérő képet mutatnak. A PVDF jól ellenáll például a repülőgép-üzemanyagoknak és a futópálya-olvadószereknek, míg a hagyományos PE anyag gyorsan lebomlik, amint szénhidrogén oldószerekkel kerül kapcsolatba. A hosszú élettartamú koaxkábelekre támaszkodó műsorszóró vállalatok számára a megfelelő kábelelhárítás kiválasztása döntő jelentőségű az évről évre történő jelminőség megőrzésében.

GYIK

Milyen tényezők járulnak hozzá a koaxiális kábelek időjárásállóságához?

A koaxiális kábelek fémből készült árnyékolással és nyomás alatt tartott dielektrikus rendszerekkel érik el az időjárásállóságot, amelyek kizárják a nedvességet és stabil jeleket biztosítanak.

Miért előnyösebb a rézzel bevont acél a tiszta réznél extrém hőmérsékletek esetén?

A rézzel bevont acél kombinálja a szakítószilárdságot és az elektromos vezetőképességet alacsonyabb hőtágulási együtthatóval, így stabil jeleket biztosít változó hőmérsékleti viszonyok között.

Hogyan teljesítenek a különböző típusú koaxiális kábelek tengerparti környezetben?

A tömör alumíniumból készült külső vezetők ellenállnak a korróziónak és a jelveszteségnek tengerparti körülmények között, jobban teljesítenek, mint a habdielektrikus kábelek, amelyek a kapilláris erők miatt szenvednek.

Milyen előnyei vannak az önálló teherhordó kötéllel felfüggesztett koaxiális kábeleknek?

Képesek extrém hőmérsékletek ellenállni, stabilitást biztosítanak, és UV-stabilizált külső héjjal rendelkeznek, hogy hideg időben is hajlékonyak maradjanak.

Mely megfelelőségi szabványok kritikusak a műsorszóró koaxiális kábelek esetében?

A MIL-DTL-17H szigorú követelményeket állít a nedvességállósággal és stabilitással szemben, így biztosítva a tartósságot kemény körülmények között.

Mennyire fontos a külső réteg anyaga koaxiális kábelek esetén?

A külső réteg anyaga befolyásolja az UV-, ózon- és vegyiállóságot, így hatással van a kábel tartósságára és a jel integritására nehéz körülmények között.