בלוג

מאפייני בניית הליבה שמבטיחים עמידות למזג האוויר בכבל קואקסיאלי

שיגרור מתכתי ומערכות דיאלקטריות ממוחצות למניעת חדירת לחות

כבלים קואקסיאליים שתוכננו לעמוד בתנאי מזג אוויר קיצוניים כוללים שכבות רבות המحمות מפני נזק שנגרם מהאלמנטים. השילדה המתכתית, ש изготовה לרוב מסרט אלומיניום או נחושת הדבוק לחלק הפנימי של הכבל, יוצרת חסימה אלקטרו-מגנטית ומסננת רטיבות שמנסה להכנס פנימה. שילדות אלו פועלות בצורה מעולה כאשר הן משולבות במערכות מופעלות מבפנים בכבל. בעיקרון, הם ממלאים את הבידוד הפלסטי חומר חנקן או אויר יבש כך שנוצר לחץ חיובי שמונע מהמים להיכנס. לפי כמה מבחני שטח שהוזכרו בדוח תשתיות השידור של השנה שעברה, כבלים מופעלים אלו הקטינו בעיות סיגנל הנגרמות על ידי רטיבות ב-92% באיזורי חוף שבהם אוויר מלח מהווה בעיה גדולה. ובנוגע לחומרים, מרבית הכבלים משתמשים בפוליאתילן תוסס כרכיב דיאלקטרי. יצרנים מעבדים את החומר הזה במיוחד כך שהוא למעשה דוחה מולקולות מים ברמה מיקרוסקופית, מה שעוזר לשמור על ביצועים עקביים גם כשרמות הלחות נשארות גבוהות לאורך ימים רבים.

נחושת מושחזת על פלדה לעומת מוליכים מרכזיים נחושתיים מלאים תחת מחזור חום

החומרים שממש חשוב מהם מורכבים המוליכים המרכזיים כשמדברים על הביצועים שלהם בתנאים קיצוניים של טמפרטורה. נחושת משופעת פלדה, או בקיצור CCS כפי שמכנים אותה לרוב, כוללת שילוב מעניין בתוך מבנה הפנימי שלה. בלב שלה יש למעשה פלדה שנותנת עמידות מתיחה טובה, בעוד השכבה החיצונית של הנחושת אחראית בעיקר על הולכת החשמל. מה שמייחד את ה-CCS הוא דרגת ההתפשטות הנמוכה שלה כשמדובר בשינויי טמפרטורה שונים. תכונה זו עוזרת לשמור על יציבות האות גם כאשר מוליכים אלו מותקנים בגובה רב באוויר, במקום שבו התנאים יכולים להיות קיצוניים למדי. כמה מבחנים הראו שעבור טווח בין מינוס 40 מעלות צלזיוס עד plus 85 מעלות צלזיוס, ה-CCS מתרחב רק בכ-0.8 אחוז, בהשוואה לנחושת רגילה ומוצקה שמתרחבת בכ-1.2 אחוז. ברור, שנחושת טהורה אכן מציגה מוליכות טובה יותר (בערך 100% IACS לעומת כ-40% ב-CCS), אך כאן יש פשרה. הבעיה עם נחושת מוצקה היא שהיא מתרחבת יותר כאשר מחוממת, מה שיוצר בעיות בתחום עקביות האות, במיוחד באזורים שבהם הטמפרטורות משתנות בצורה דרמטית בין יום ולילה. Вот למה יותר ויותר מהנדסים בוחרים ב-CCS עבור מגדלים גדולים שמתפרסים על פני מרחקים עצומים. ההתקנות האלו נוטות להיחשף להבדלי טמפרטורה של יותר מ-60 מעלות צלזיוס בכל יום, ולכן חשוב מאוד להשתמש בחומר שלא יתפשט או יתכווץ בצורה רבה מדי, כדי לאפשר פעילות אמינה.

השוואת ביצועים של סוגי כבלים קואקסיאליים לסביבות קשות

Heliax® לעומת כבל קואקסיאלי עם דיאלקטריק מזחמי מוצף, בבדיקה בסביבת רסיסי מלח חופית

כבלים קואקסיאליים שעשויים מוליכים חיצוניים מאלומיניום מוצק מציגים עמידות טובה בהרבה בפני שחיקה במהלך מבחני הזרזיף המלח של החופים שאנו מכירים. הכבלים הללו שומרים על עוצמת האות שלהם די טוב, ואובדים פחות מ-0.1 ד'ב ל-30 מטרים אפילו לאחר שהיו בתוך אדים של מים מלוחים במשך 1,000 שעות רצופות. מה שמייחד אותם הוא אופן הבנייה שלהם ללא מחברים, כך שהמים פשוט לא יכולים להיכנס למגעים שבהם לרוב מתחילים הבעיות. זה חשוב במיוחד לטורים הסמוכים לאוקיינוס, שם ציוד השידור נפגע מתמיד מהאוויר הימי. מאידך стороны, הגרסאות المملאות בחומר דמוי קצף נוטות לאבד כ-15% יותר עוצמת אות בתנאים דומים, מכיוון שהנוזל שבפנים נמשך דרך סדקים קטנים על ידי כוחות קפילריים. ראינו מקרים שבהם מלח מצטבר במרווחים הקטנים בין שכבות הסו jackets מפוליאתילן, משנה את הדרך שבה האותות נעים דרך הכבל ויוצר את אי התאמות האימפדנס המוכרות והמטונפות. מבחני שדה בהתאם לתקן ASTM B117 תומכים גם בכך. לכבלים עם שריון אלומיניום משך חיים ארוך בכ-חמש פעמים לפני שמגיעים לסף VSWR של 3% שמציין מתי הדברים מתחילים להשתבש, בהשוואה לכבלים רגילים עם ליבה מפוליאתילן שנבחנו באותם תנאים קשים.

כבל קואקסיאלי מוגן עם תומך אויבי מול כבל קואקסיאלי טבוע ישירות במחזורי התקררות והמסה

כבלים קואקסיאליים עיליים שנספקים על ידי חוטי נטיה יכולים לעמוד בטווח טמפרטורות קיצוניות, החל מ-40-°C ועד +85°C, הודות לעיצוב המתח התלוי. הכבלים הללו מ prevנים בעיות הנגרמות מתנועת האדמה, אך זקוקים לשרשראות מוגנות מהאולטרה סגול כדי לשמור על גמישות בתנאי אקלים קרים. מבחנים הראו כי התקנות עם תכונות אלו שומרות על יציבות קיבולי של כ-±2 פיקו פרד/מטר, גם לאחר יותר מ-200 מחזורי התקררות והפשרה, במיוחד כאשר הם ملفופים בכיסוי פוליאתילן בצפיפות גבוהה. ליישומים תת-קרקעיים, כבלים משוריינים מציעים הגנה טובה מפני כוחות ריצה, אך נוטים לסבול מעלייה של כ-8% בשיאי אובדן אות במהלך תקופות ההפשרה, עקב חדירת מים ממ băng שנמס למוקדי חולשה בגוף הכבל. שימוש בחומר דיאלקטרי עמיד בהלחצה במקום חומר דיאלקטרי רגיל עם הזרקת גז מהווה הבדל משמעותי. כבלים טמונים עם חומר מתקדם זה מציגים כ-22% פחות אי-יציבות פאזיתภายใต לחצי העיוות קור לפי תקנים של IEC 61196-1. נדרשים גישות שונות לחסימת לחות בהתאם לסוג ההתקנה. קווים תת-קרקעיים דורשים בדרך כלל סרטים ממולאים בג'ל, בעוד התקנות עילות נהנות מחיבורים עם מחסום אדים בנקודות החיבור.

דרגות ודרכי התאמה חיוניות בתחום הסביבה עבור כבל קואקסיאלי לשידור

תאימות לפי MIL-DTL-17H ומדדי ייחוס להצבה בשדה של מגדלי שידור

תקן MIL-DTL-17H מגדיר דרישות קשות במיוחד בנוגע ליכולת של כבלים לעמוד בתנאי מזג אוויר קיצוניים. מדובר ביכולת לשמור על חסימת רטיבות, לשמור על יציבות תחת שינויי טמפרטורה, ולעמוד במאמצים מכניים לאורך זמן. עובדה זו הופכת אותו לאחד מהדרישות המרכזיות לכבלים קואקסיאליים בשידור, המשמשים בסביבות קשות במיוחד. במבט על התקנות אמיתיות במגדלי שידור, במיוחד אלו הסמוכים לחופים או בהרים, שבהם התנאים הם קיצוניים, ניכר כי הכבלים העומדים בדרישות אלו שורדים הרבה יותר זמן. נתוני תעשייה משנת 2023 חשפו גם דבר מעניין: לכבלים מאושרים לפי תקן MIL-DTL-17H היו בערך 35 אחוז פחות כשלים מאשר בכבלים רגילים, כשנ subjected to מחזורי הקפאה והמסה חוזרים. המסקנה היא שניסויים אלה בעולם האמיתי עוזרים לשמור על אותות חזקים ויציבים, ובמקביל מפחיתים את הזמן של כיבויים בלתי צפויים לצורך שידור חיוני.

מדע חומרי הכיסוי: עמידות ב-UV, אוזון וחומרים כימיים בכבלים קואקסיאליים

כיסויי LSZH, PE ו-PVDF שנבדקו עבור אתרים של 송신 מונטיים עם חשיפה גבוהה ל-UV

אתרי שידור מונטיים דורשים כבלים קואקסיאליים בערומות מהודקות במיוחד נגד חשיפה קיצונית לשמש. שלושה חומרים מובילים ביישומים עם חשיפה גבוהה ל-UV:

• LSZH (בצמיחה נמוכה, ללא הלוגנים) מציע ביטחון אש קריטי עם פליטות רעילות מינימליות, תוך עמידות בפירוק UV בגבהים מעל 2,000 מטר.
• PE (פוליאתילן) מספק חסימת לחות במחיר משתלם ועמידות מתונה ב-UV, אם כי חשיפה ממושכת עלולה לגרום שבירות בסוגי דופן דקים.
• PVDF (Polyvinylidene Fluoride) Sobav ba-tkufot ha-kashe, okef 99% meireshet UV ve-shomer al gilgul be-phikhot hiram me-–40°C ad +150°C.

בדיקות שנערכו בשטח מראות שמעטפות PVDF שומרות על כ-95% מכוח התפיסה שלהן גם לאחר שהן עומדות בחוץ יותר מעשור במוקמי משדרים על פסגות ההרים. זה מרשים למדי בהשוואה לפוליאתילן, שמצליח לשמור רק על כ-60% מהכוח תחת בדיקות עמידות מואצת בתנאי אקלים דומים. כשמדובר בהתנגדות לאוזון, העניינים נעשים חשובים במיוחד קרוב לכל המכונות בעלות המתח הגבוה. כל אחת מבין החומרים PVDF ו-LSZH מונעת את היווצרות הסדקים הקטנים שמאפשרים לחום לחדור דרך השכבות הواقות. גם סיפור ההתנגדות הכימית שונה בצורה ניכרת בין חומרים אלו. PVDF עמיד היטב נגד חומרים כמו דלק טיסים ומסיסים להסרת קרח, אך PE רגיל מתחיל להתפרק במהירות כאשר הוא בא במגע עם ממסים הפועלים על בסיס הידרוכربונים. לחברות שידור התלויות בכבלים קואקסיאליים בעלי عمر ארוך, בחירת חומר המעטפת הנכונה יוצרת את כל ההבדל בתחזוקת שלמות האות שנה אחרי שנה.

שאלות נפוצות

אילו גורמים תורמים לעמידות של כבלים קואקסיאליים בסביבה?

כבלים קואקסיאליים משיגים עמידות בסביבה באמצעות שילדה מטלית ומערכות דיאלקטריות ממוחצות, שמונעות חדירת לחות ושומרות על אותות יציבים.

למה נעדפת פלדת נחושת מעוטפת על פני נחושת טהורה בטמפרטורות קיצוניות?

פלדת נחושת מעוטפת משלבת עוצמת מתיחה ומוליכות עם מקדמי התפשטות נמוכים יותר, מה שמבטיח אותות יציבים בתנאי טמפרטורה משתנים.

איך משפיעים סוגי כבלים קואקסיאליים שונים על ביצועים בסביבות חופיות?

موוליכים חיצוניים מאלומיניום מוצק עמידים בשחיקה ואבדן אותות בתנאים חופיים, ומשפרים את הביצועים של כבלים בעלי דיאלקטרייה מבעבעת הסובלים מכוחות קפילאריים.

מה היתרונות של כבלים קואקסיאליים נתמכים על ידי מסנג'ר תלוי?

הם סופגים טמפרטורות קיצוניות, שומרים על יציבות ודורשים מעטפות יציבות בפני UV כדי להישאר גמישים בסביבה קרה.

איזו תקנים של תאימות הם קריטיים עבור כבלים קואקסיאליים לשידור?

MIL-DTL-17H מגדיר דרישות קשות להetineות לחות וליציבות, ומבטיח עמידות בסביבות קשות.

מה חשיבות חומר הכידמת בכבלי קואקס?

חומר הכידמת משפיע על עמידות בפני קרינת UV, אוזון וחומרים כימיים, וכן על עמידות הכבל ושימור שלמות האות בסביבות קשות.