Блог

Конструктивные особенности сердечника, обеспечивающие устойчивость коаксиального кабеля к погодным условиям

Металлическое экранирование и герметичные диэлектрические системы для защиты от влаги

Коаксиальные кабели, предназначенные для эксплуатации в суровых погодных условиях, имеют несколько слоев защиты от воздействия внешней среды. Металлический экран, обычно изготовленный из алюминиевой или медной фольги, прикрепленной к внутренней части кабеля, обеспечивает электромагнитную защиту и препятствует проникновению влаги внутрь. Эти экраны особенно эффективны в сочетании с герметизированными системами внутри кабеля. По сути, пенополиэтиленовая изоляция заполняется азотом или сухим воздухом, создавая избыточное давление, которое не дает воде проникнуть внутрь. Согласно некоторым полевым испытаниям, упомянутым в Отчете о вещательной инфраструктуре прошлого года, такие герметизированные кабели снижают количество проблем с сигналом, вызванных влагой, примерно на 92% в прибрежных районах, где большую проблему представляет соленый воздух. Что касается материалов, большинство кабелей используют пенополиэтилен в качестве диэлектрика. Производители специальным образом обрабатывают этот материал, чтобы он на микроскопическом уровне отталкивал молекулы воды, что помогает сохранять стабильные характеристики даже при продолжительном высоком уровне влажности.

Меде-plакированная сталь против цельномедных центральных проводников при термическом циклировании

То, из каких материалов изготавливаются центральные проводники, действительно имеет значение, когда речь идет об их работе при экстремальных температурах. Меде-plакированная сталь, или CCS, как её обычно называют, имеет внутри интересное сочетание свойств. В основе находится сталь, обеспечивающая высокую прочность на растяжение, а внешний медный слой выполняет основную работу по проводимости. Особенность CCS заключается в том, что она незначительно расширяется при различных тепловых изменениях. Это свойство помогает сохранять стабильность сигналов, даже когда такие проводники установлены высоко в воздухе, где условия могут быть довольно суровыми. Некоторые испытания показали, что в диапазоне от минус 40 градусов Цельсия до плюс 85 градусов CCS расширяется всего на 0,8 процента по сравнению с обычной сплошной медью, которая расширяется примерно на 1,2 процента. Да, у чистой меди действительно лучшие показатели проводимости (около 100 % IACS против примерно 40 % у CCS), но здесь есть компромисс. Проблема со сплошной медью в том, что при нагревании она больше расширяется, что вызывает проблемы с согласованностью сигнала, особенно в районах, где температура резко колеблется между дневными и ночными значениями. Именно поэтому всё больше инженеров выбирают CCS для высоких башен, простирающихся на большие расстояния. Эти установки часто сталкиваются с суточными перепадами температур более чем на 60 градусов Цельсия, поэтому наличие материала, который не будет слишком расширяться и сжиматься, абсолютно необходимо для надёжной работы.

Сравнение характеристик коаксиальных кабелей для жестких условий эксплуатации

Heliax® против заливного коаксиального кабеля с пенодиэлектриком в испытаниях при воздействии морского тумана

Коаксиальные кабели с твердым внешним проводником из алюминия демонстрируют значительно лучшую устойчивость к коррозии во время испытаний в условиях морского тумана, которые хорошо известны всем. Эти кабели сохраняют уровень сигнала довольно стабильным — потери составляют менее 0,1 дБ на 100 футов даже после непрерывного воздействия соленого тумана в течение 1000 часов. Их особенность заключается в бесшовной конструкции, благодаря которой вода не может проникнуть внутрь соединителей, где обычно начинаются проблемы. Это особенно важно для вышек, расположенных прямо у океана, где оборудование постоянно подвергается воздействию морского воздуха. Напротив, кабели с пенополимерным заполнением теряют примерно на 15 % больше мощности сигнала в аналогичных условиях, поскольку жидкость проникает через микроскопические зазоры за счет капиллярных сил. Были зафиксированы случаи, когда соль накапливается в зазорах между слоями полиэтиленовой оболочки, изменяя характеристики прохождения сигнала по кабелю и вызывая нежелательные расхождения импеданса, которые так раздражают специалистов. Результаты полевых испытаний по стандарту ASTM B117 это подтверждают. Кабели с алюминиевым экраном служат примерно в пять раз дольше, прежде чем достигнут порогового значения КСВН 3 %, при котором начинаются сбои, по сравнению с обычными кабелями с пенополимерным сердечником, проходящими те же суровые испытания.

Воздушный кабель с поддержкой мессенджера и бронированный коаксиальный кабель прямой закладки в циклах замораживания-оттаивания

Воздушные коаксиальные кабели, поддерживаемые несущими тросами, способны выдерживать экстремальные температуры в диапазоне от -40 °C до +85 °C благодаря своей конструкции с натяжением. Эти кабели избегают проблем, вызванных движением грунта, но требуют специальных УФ-стабилизированных оболочек, чтобы оставаться гибкими в холодную погоду. Испытания показали, что установки с такими характеристиками сохраняют стабильность ёмкости в пределах примерно ±2 пФ/м даже после более чем 200 циклов замораживания и оттаивания, особенно при использовании оболочки из полиэтилена высокой плотности. Для подземных применений бронированные кабели обеспечивают хорошую защиту от сдавливающих нагрузок, но склонны испытывать на 8% больше всплесков потерь сигнала в периоды оттаивания, поскольку талая вода проникает в слабые места кабельной оболочки. Использование диэлектрической пены, устойчивой к сжатию, вместо обычной пены с газонаполнением также имеет большое значение. Подземные кабели с этой усовершенствованной пеной демонстрируют примерно на 22% меньшую фазовую нестабильность при многократном воздействии давления морозного пучения в соответствии со стандартом IEC 61196-1. Для блокировки влаги требуются разные подходы в зависимости от типа установки. Подземные линии, как правило, требуют лент с гелем, тогда как воздушные установки выигрывают от соединений с пароизоляционным барьером в точках подключения.

Критические экологические оценки и стандарты соответствия для коаксиального кабеля вещания

Соответствие MIL-DTL-17H и практические эталоны развертывания на башнях вещания

Стандарт MIL-DTL-17H устанавливает довольно жесткие требования к тому, насколько хорошо кабели могут выдерживать суровые погодные условия. Речь идет о таких вещах, как защита от влаги, стабильность при перепадах температур и механическая надежность со временем. Именно это делает его одним из ключевых технических требований для коаксиальных кабелей, используемых в эфирном вещании в особенно тяжелых условиях. При рассмотрении реальных установок на вещательных вышках, особенно вблизи побережий или в горных районах с экстремальными условиями, кабели, соответствующие этим стандартам, как правило, служат значительно дольше. Данные отраслевых исследований за 2023 год также показали интересный факт: сертифицированные по стандарту MIL-DTL-17H кабели имели примерно на 35 процентов меньше отказов по сравнению с обычными при многократных циклах замораживания и оттаивания. Главный вывод заключается в том, что такие испытания в реальных условиях помогают сохранять сигнал сильным и стабильным, одновременно сокращая непредвиденные простои при выполнении критически важных задач вещания.

Наука о материалах для курток: устойчивость к УФ-излучению, озону и химическим веществам в коаксиальном кабеле

Кожухи из LSZH, PE и PVDF, оцениваемые для горных передающих станций с высоким уровнем УФ-излучения

Горные вещательные станции требуют коаксиальных кабелей с оболочками, предназначенными для экстремального солнечного воздействия. Три материала доминируют в приложениях с высоким уровнем УФ-излучения:

• LSZH (малодымный безгалогенный) обеспечивает важную пожаробезопасность с минимальным выделением токсичных веществ, а также устойчив к деградации от УФ-излучения на высоте более 2000 метров.
• ПЭ (Полиэтилен) предоставляет экономически эффективную защиту от влаги и умеренную устойчивость к УФ-излучению, хотя длительное воздействие может вызвать хрупкость у тонкостенных вариантов.
• PVDF (Polyvinylidene Fluoride) превосходно подходит для суровых условий, блокируя 99% УФ-излучения и сохраняя гибкость при температурных колебаниях от –40 °C до +150 °C.

Испытания, проведённые в полевых условиях, показывают, что оболочки из PVDF сохраняют около 95 % своей прочности на растяжение, даже пролежав более десяти лет на высокогорных станциях передатчиков. Это весьма впечатляет по сравнению с полиэтиленом, который в аналогичных ускоренных испытаниях на старение сохраняет лишь около 60 %. Что касается устойчивости к озону, важность материала особенно возрастает рядом с высоковольтными установками. Оба материала — PVDF и LSZH — препятствуют образованию мелких трещин, которые могут позволить влаге проникнуть сквозь защитные слои. Устойчивость к химическим веществам у этих материалов также существенно различается. PVDF хорошо противостоит таким веществам, как авиационное топливо и химикаты для обработки от обледенения, тогда как обычный полиэтилен быстро разрушается при контакте с углеводородными растворителями. Для вещательных компаний, зависящих от долговечности коаксиальных кабелей, правильный выбор материала оболочки имеет решающее значение для сохранения целостности сигнала год за годом.

Часто задаваемые вопросы

Какие факторы способствуют устойчивости коаксиальных кабелей к погодным условиям?

Устойчивость коаксиальных кабелей к погодным условиям обеспечивается металлическим экранированием и герметизированными диэлектрическими системами, которые исключают проникновение влаги и обеспечивают стабильный сигнал.

Почему в условиях экстремальных температур предпочтительнее использовать сталь, покрытую медью, вместо сплошной меди?

Сталь, покрытая медью, сочетает прочность и проводимость с более низким коэффициентом расширения, что обеспечивает стабильный сигнал при колебаниях температуры.

Как различные типы коаксиальных кабелей работают в прибрежных условиях?

Сплошные алюминиевые внешние проводники устойчивы к коррозии и потере сигнала в прибрежных условиях, превосходя по характеристикам кабели с пенополиэтиленовым диэлектриком, подверженные капиллярному воздействию.

Каковы преимущества подвесных коаксиальных кабелей с несущим тросом?

Они выдерживают экстремальные температуры, сохраняют устойчивость и требуют наличия УФ-стабилизированной оболочки, чтобы оставаться гибкими в холодную погоду.

Какие стандарты соответствия являются критически важными для вещательных коаксиальных кабелей?

MIL-DTL-17H устанавливает жесткие требования к влагостойкости и стабильности, обеспечивая долговечность в суровых условиях.

Насколько важен материал оболочки в коаксиальных кабелях?

Материал оболочки влияет на устойчивость к УФ-излучению, озону и химическим веществам, что сказывается на долговечности кабеля и целостности сигнала в тяжелых условиях.