BLOG

Kernconstructie-eigenschappen die weerbestendigheid waarborgen in coaxkabels

Metalen afscherming en gedrukte dielectrische systemen voor uitsluiting van vocht

Coaxkabels die zijn ontworpen om bestand te zijn tegen extreme weersomstandigheden, beschikken over meerdere lagen die beschermen tegen schade door weersinvloeden. De metalen afscherming, meestal gemaakt van aluminium- of koperfolie die aan het binnenste deel van de kabel is bevestigd, vormt zowel een elektromagnetische afscherming als houdt vocht buiten de kabel. Deze afschermingen werken zeer effectief in combinatie met onder druk staande systemen binnenin de kabel. In principe wordt de schuimvulling gevuld met stikstof of droge lucht, zodat er een overdruk ontstaat die water buiten houdt. Volgens enkele veldtests vermeld in het Broadcast Infrastructure Report van vorig jaar, verminderen deze onder druk staande kabels signaalproblemen veroorzaakt door vocht met ongeveer 92% in kustgebieden waar zoutlucht een groot probleem vormt. En wat betreft materialen: de meeste kabels gebruiken polyethyleenschuim als diëlektrisch component. Fabrikanten behandelen dit materiaal op een speciale manier, zodat het op microscopisch niveau watermoleculen afstoot, wat helpt om een constante prestatie te behouden, zelfs wanneer de luchtvochtigheid dagenlang hoog blijft.

Koperomklaad staal versus volledig koperen aderen onder thermische cycli

Welke materialen worden gebruikt voor de vervaardiging van die centrale geleiders, is echt belangrijk als het gaat om prestaties onder extreme temperaturen. Koperomhulde staal, of CCS zoals het vaak wordt genoemd, heeft een interessante samenstelling binnenin. Er zit namelijk een staalkern die zorgt voor een goede treksterkte, terwijl de buitenlaag van koper het grootste deel van de geleiding verzorgt. Wat CCS speciaal maakt, is hoe weinig het uitzet bij thermische veranderingen. Deze eigenschap helpt signalen stabiel te houden, zelfs wanneer deze geleiders hoog in de lucht zijn geïnstalleerd waar de omstandigheden vrij hard kunnen zijn. Sommige tests hebben aangetoond dat CCS over een bereik van min 40 graden Celsius tot plus 85 slechts ongeveer 0,8 procent uitzet, vergeleken met gewoon massief koper dat ongeveer 1,2 procent uitzet. Het is waar dat zuiver koper betere geleidingswaarden heeft (ongeveer 100% IACS tegenover CCS' circa 40%), maar daar staat een afweging tegenover. Het probleem met massief koper is dat het meer uitzet bij verwarming, wat problemen geeft voor signaalconsistentie, met name in gebieden waar de temperatuur sterk schommelt tussen dag en nacht. Daarom kiezen steeds meer ingenieurs voor CCS bij grote torens die zich uitstrekken over grote afstanden. Deze installaties maken vaak elke dag temperatuurverschillen van meer dan 60 graden Celsius mee, dus het is absoluut essentieel dat het materiaal niet te veel uitzet en inkrimpt voor een betrouwbare werking.

Prestatievergelijking van coaxkabeltypen voor extreme omgevingen

Heliax® versus Gevulde schuim-dielektrische coaxkabel bij testen in kustnevel met zout

Coaxkabels gemaakt met massieve aluminium buitengeleiders tonen een veel betere corrosieweerstand tijdens die bekende tests met zoutnevel aan de kust. Deze kabels behouden ook hun signaalsterkte vrij goed, met een verlies van minder dan 0,1 dB per 100 voet, zelfs na 1.000 uur onafgebroken blootstelling aan zout waternevel. Wat hen bijzonder maakt, is de naadloze constructie, waardoor vocht niet in de connectoren kan doordringen, waar problemen zich meestal voordoen. Dit is erg belangrijk voor masten direct aan de oceaan, waar omroepapparatuur voortdurend wordt blootgesteld aan zeelucht. Daarentegen verliezen de gevulde varianten met schuim ongeveer 15% meer signaalvermogen onder vergelijkbare omstandigheden, omdat het vocht via capillaire krachten door kleine openingen wordt getrokken. We hebben gevallen gezien waarin zout zich ophoopt in de kleine ruimtes tussen de polyethyleenmantellagen, wat de manier waarop signalen door de kabel reizen beïnvloedt en vervelende impedantieonafstemmingen veroorzaakt, waar iedereen een hekel aan heeft. Veldtests volgens ASTM B117-standaarden bevestigen dit ook. Kabels met aluminium afscherming blijven ongeveer vijf keer langer functioneel voordat ze de drempel van 3% VSWR bereiken, wat aangeeft dat er problemen gaan ontstaan, vergeleken met standaard schuimkernkabels onder dezelfde zware testomstandigheden.

Luchtdragende, door Messenger-Steun Onderhouden versus Direct in de Grond Gelegde Gepantserde Coaxiale Kabel bij Bevriezen en Ontharden

Luchtdragende coaxiale kabels ondersteund door draagdraden kunnen extreme temperaturen verdragen, variërend van -40°C tot +85°C, dankzij hun ontwerp met opgespannen spanning. Deze kabels voorkomen problemen veroorzaakt door grondverplaatsing, maar hebben speciale UV-bestendige mantels nodig om flexibel te blijven bij koude weersomstandigheden. Tests hebben aangetoond dat installaties met deze kenmerken hun capaciteit stabiel houden binnen ongeveer ±2 pF/m, zelfs na meer dan 200 vries-dooicycli, met name wanneer ze zijn omhuld met een polyethyleenschil van hoge dichtheid. Voor ondergrondse toepassingen bieden gepantserde kabels goede bescherming tegen knijpkrachten, maar vertonen zij doorgaans ongeveer 8% meer signaalverliespieken tijdens dooiperiodes omdat smeltwater in zwakke plekken van de kabelmantel doordringt. Het gebruik van compressiebestendig dielectrisch schuim in plaats van regulier gasinjektieschuim maakt ook een groot verschil. Begraven kabels met dit geavanceerde schuim tonen volgens IEC 61196-1-normen ongeveer 22% minder fase-instabiliteit onder herhaalde druk door vorstheaving. Afhankelijk van het type installatie zijn verschillende aanpakken nodig om vochttegen te houden. Ondergrondse leidingen vereisen doorgaans met gel gevulde banden, terwijl luchtdragende installaties profiteren van dampspaties met barrièreverbindingen op aansluitpunten.

Kritieke milieukentekens en conformiteitsnormen voor broadcast coaxkabel

Conformiteit met MIL-DTL-17H en praktijkbenchmarks voor de inzet op broadcast-torens

De MIL-DTL-17H-norm stelt vrij hoge eisen aan de mate waarin kabels bestand zijn tegen extreme weersomstandigheden. We hebben het dan over zaken als het buitenhouden van vocht, stabiel blijven onder temperatuurschommelingen en mechanische weerstand over langere tijd. Dit maakt het tot een van de belangrijkste specificaties voor coaxkabels die worden gebruikt in zeer veeleisende omgevingen. Als we kijken naar daadwerkelijke installaties op zendmasten, met name in kustgebieden of op grote hoogte in bergachtige streken waar de omstandigheden zwaar zijn, blijken kabels die voldoen aan deze norm aanzienlijk langer mee te gaan. Industriegegevens uit 2023 toonden ook iets interessants: gecertificeerde kabels volgens MIL-DTL-17H vertoonden ongeveer 35 procent minder storingen dan standaardkabels wanneer ze herhaaldelijk werden blootgesteld aan invriezen en ontdooien. Kortom, deze praktijktests zorgen ervoor dat signalen krachtig en stabiel blijven, terwijl onverwachte uitvaltijd voor kritieke uitzenddoeleinden wordt verminderd.

Jasmateriaalkunde: UV-, ozon- en chemische weerstand in coaxiale kabels

LSZH, PE en PVDF jassen beoordeeld voor zenderlocaties op hoge hoogte met intensieve UV-blootstelling

Bergachtige zendlocaties vereisen coaxiale kabeljassen die zijn ontworpen voor extreme blootstelling aan zonlicht. Drie materialen domineren toepassingen met hoge UV-belasting:

• LSZH (Low Smoke Zero Halogen) biedt essentiële brandveiligheid met minimale toxische emissies en is bestand tegen UV-afbraak op hoogtes boven de 2.000 meter.
• PE (Polyetheen) biedt een kosteneffectieve vochtafsluiting en matige UV-weerstand, hoewel langdurige blootstelling brosheid kan veroorzaken bij varianten met dunne wanden.
• PVDF (polyvinylideendifluoride) uitstekend geschikt voor harde omgevingen, blokkeert 99% van de UV-straling en behoudt flexibiliteit tijdens temperatuurschommelingen van −40°C tot +150°C.

Uit veldtests blijkt dat PVDF-mantels ongeveer 95% van hun treksterkte behouden, zelfs na meer dan tien jaar buiten te hebben gelegen op die zenderlocaties op bergtoppen. Dat is indrukwekkend vergeleken met polyethyleen, dat onder vergelijkbare geaccelereerde weersinvloedtesten slechts ongeveer 60% retentie haalt. Wat betreft ozonbestendigheid wordt het echt belangrijk in de buurt van al die hoogspanningsmachines. Zowel PVDF- als LSZH-materialen voorkomen dat er minuscule barstjes ontstaan, die anders vocht zouden toelaten om door de beschermende lagen heen te dringen. Ook het verhaal over chemische weerstand verschilt behoorlijk tussen deze materialen. PVDF houdt goed stand tegen stoffen zoals vliegtuigbrandstof en ontdooiingschemicaliën, maar gewoon PE begint snel af te breken bij contact met koolwaterstofoplosmiddelen. Voor omroepbedrijven die afhankelijk zijn van coaxkabels met een lange levensduur, maakt de keuze van het juiste mantelmateriaal al het verschil bij het jaar na jaar behouden van signaalkwaliteit.

Veelgestelde vragen

Welke factoren dragen bij aan de weerstand tegen weersinvloeden van coaxkabels?

Coaxkabels bereiken weerstandsvermogen tegen weersinvloeden door middel van metalen afscherming en onder druk staande diëlektrische systemen, die vocht buiten houden en stabiele signalen behouden.

Waarom wordt koperomhulde staal verkozen boven massief koper bij extreme temperaturen?

Koperomhulde staal combineert treksterkte en geleidbaarheid met lagere uitzettingscoëfficiënten, wat zorgt voor stabiele signalen bij wisselende temperaturen.

Hoe presteren verschillende typen coaxkabels in kustgebieden?

Massieve aluminium buitengeleiders zijn bestand tegen corrosie en signaalverlies in kustomstandigheden, en presteren beter dan schuimdiëlektrische kabels die last hebben van capillaire krachten.

Wat zijn de voordelen van luchtdragersondersteunde coaxkabels?

Ze verdragen extreme temperaturen, behouden stabiliteit en vereisen UV-gestabiliseerde mantels om buigzaam te blijven bij koud weer.

Welke conformiteitsnormen zijn cruciaal voor broadcast-coaxkabels?

MIL-DTL-17H stelt hoge eisen aan vochtbestendigheid en stabiliteit, wat zorgt voor duurzaamheid in extreme omgevingen.

Hoe belangrijk is de mantel van coaxiale kabels?

Het materiaal van de mantel beïnvloedt de bestendigheid tegen UV, ozon en chemicaliën, wat van invloed is op de levensduur van de kabel en de signaalkwaliteit in zware omstandigheden.