Блог

Конструктивні особливості серцевини, що забезпечують стійкість коаксіального кабелю до погодних умов

Металеве екранування та герметизовані діелектричні системи для захисту від вологи

Коаксіальні кабелі, розроблені для витримування несприятливих погодних умов, мають багатошарову конструкцію, яка захищає від пошкодження під дією навколишнього середовища. Металеве екранування, зазвичай виконане у вигляді алюмінієвої або мідної стрічки, прикріпленої до внутрішньої частини кабелю, утворює електромагнітний щит і перешкоджає проникненню вологи всередину. Ці екрани працюють особливо ефективно разом із системами підвищеного тиску всередині кабелю. Суть полягає в тому, що пінисту ізоляцію заповнюють азотом або сухим повітрям, створюючи позитивний тиск, який не дає проникати воді. Згідно з деякими польовими випробуваннями, зазначеними в минулорічному Звіті про інфраструктуру мовлення, такі кабелі під тиском зменшують проблеми з сигналом, спричинені вологою, приблизно на 92% у прибережних районах, де соляний туман є серйозною проблемою. Що стосується матеріалів, більшість кабелів використовують пінополіетилен як діелектричний компонент. Виробники спеціально обробляють цей матеріал, щоб на мікроскопічному рівні він фактично відштовхував молекули води, що допомагає зберігати стабільну продуктивність навіть за умови тривалої високої вологості.

Мідь-сталевий проти суцільного мідного центрального провідника при термічному циклуванні

Дуже важливо, з яких матеріалів виготовлені центральні провідники, коли мова йде про їхню роботу в екстремальних температурних умовах. Мідеплава сталь, або CCS, як її зазвичай називають, має цікаве поєднання властивостей. У серцевині насправді є сталь, яка надає високу міцність на розрив, тоді як зовнішній мідний шар забезпечує переважну частину електропровідності. Особливість CCS полягає в тому, що він майже не розширюється під впливом теплових змін. Ця властивість допомагає зберігати стабільність сигналу, навіть коли ці провідники встановлені на величезній висоті, де умови можуть бути досить жорсткими. Деякі випробування показали, що в діапазоні від мінус 40 градусів Цельсія до плюс 85 градусів CCS розширюється лише на 0,8 відсотка, тоді як звичайна суцільна мідь — приблизно на 1,2 відсотка. Так, чиста мідь справді має кращі показники електропровідності (приблизно 100 % IACS проти приблизно 40 % у CCS), але тут існує компроміс. Проблема суцільної міді в тому, що вона сильніше розширюється при нагріванні, що призводить до проблем із постійністю сигналу, особливо в районах, де температура різко змінюється між днем і ніччю. Саме тому все більше інженерів обирають CCS для великих веж, які простягаються на великі відстані. Ці об'єкти часто стикаються з денними перепадами температур понад 60 градусів Цельсія, тому наявність матеріалу, який не дуже розширюється та стискається, є абсолютно необхідною для надійної роботи.

Порівняння продуктивності коаксіальних кабелів у складних умовах експлуатації

Heliax® проти захищеного пінопластового діелектричного коаксіального кабелю при випробуваннях у соляному тумані на узбережжі

Коаксіальні кабелі, виготовлені з суцільного алюмінієвого зовнішнього провідника, демонструють значно кращий опір корозії під час тих відомих усім тестів із морським туманом на узбережжі. Ці кабелі добре зберігають потужність сигналу, втрачаючи менше ніж 0,1 дБ на 100 футів навіть після 1000 годин перебування у соляному тумані. Їхня особливість полягає в конструкції без швів, завдяки чому вода просто не може проникнути всередину з’єднувачів, де зазвичай починаються проблеми. Це має велике значення для щогл поруч із океаном, де трансляційне обладнання постійно піддається впливу морського повітря. Навпаки, кабелі з пінопластовим заповнювачем зазвичай втрачають приблизно на 15% більше потужності сигналу за подібних умов, оскільки рідина всмоктується через дрібні зазори капілярними силами. Ми спостерігали випадки, коли сіль накопичувалася в мікрозазорах між шарами поліетиленової оболонки, змінюючи характеристики проходження сигналу кабелем і створюючи зненавиджені всіма невідповідності імпедансу. Це підтверджують і польові випробування за стандартом ASTM B117. Кабелі з алюмінієвим екраном служать приблизно в п'ять разів довше, перш ніж досягнуть порогового значення VSWR 3%, яке свідчить про початок проблем, у порівнянні зі звичайними кабелями з пінопластовим сердечником, що проходять ті ж самі важкі умови тестування.

Надземний кабель з підтримкою системи передачі повідомлень проти броньованого коаксіального кабелю, що прокладається в ґрунті, у циклах заморожування-відтавання

Напіввісні кабелі, підвішені на несучих тросах, можуть витримувати екстремальні температури в діапазоні від -40°C до +85°C завдяки конструкції з підвішеним натягом. Ці кабелі уникують проблем, спричинених рухом грунту, але потребують спеціальних ультрафіолетостійких оболонок, щоб залишатися гнучкими в умовах низьких температур. Випробування показали, що такі прокладки зберігають стабільність ємності в межах приблизно ±2 пФ/м навіть після більш ніж 200 циклів заморожування-відтавання, особливо якщо вони покриті оболонкою з поліетилену високої густини. Для підземних прокладок броньовані кабелі забезпечують добру захист від стискання, але схильні до приблизно на 8% більших стрибків втрат сигналу в періоди відтавання через проникнення талої води в слабкі місця оболонки кабелю. Використання діелектричної піни, стійкої до стискання, замість звичайної піни з газовим наповненням, також має велике значення. Закопані кабелі з цією просунутою піною демонструють приблизно на 22% меншу фазову нестабільність при повторюваних навантаженнях від морозного піднімання ґрунту, згідно зі стандартом IEC 61196-1. Для блокування вологи в залежності від типу прокладки потрібні різні підходи. Підземні лінії зазвичай вимагають стрічок із заповненням гелем, тоді як для повітряних прокладок корисними є з'єднання з паровою бар'єрною ізоляцією в точках з'єднання.

Критичні екологічні оцінки та стандарти відповідності для коаксіального кабелю мовлення

Відповідність стандарту MIL-DTL-17H та практичні контрольні показники розгортання передавальних щогл

Стандарт MIL-DTL-17H встановлює досить жорсткі вимоги щодо того, наскільки добре кабелі можуть витримувати погані погодні умови. Ми говоримо про такі речі, як захист від вологи, стабільність при змінах температури та механічну міцність протягом тривалого часу. Саме це робить його одним із ключових технічних стандартів для коаксіальних кабелів, що використовуються у надзвичайно важких умовах. Якщо подивитися на реальні установки на телевежах, особливо тих, що розташовані біля узбережжя або в гірських районах, де умови експлуатації надто складні, кабелі, які відповідають цим стандартам, як правило, служать значно довше. Промислові дані 2023 року також показали цікавий факт: сертифіковані за стандартом MIL-DTL-17H кабелі мали приблизно на 35 відсотків менше відмов порівняно зі звичайними, коли піддавалися багаторазовим циклам заморожування та відтавання. Головне в тому, що такі практичні випробування допомагають зберігати сигнал сильним і стабільним, зменшуючи непередбачені простої у разі критично важливих завдань трансляції.

Наука про матеріали для оболонок: стійкість до УФ, озону та хімічних речовин у коаксіальних кабелях

Оболонки LSZH, PE та PVDF, перевірені для місць установки передавачів у горах із високим рівнем УФ-випромінювання

Гірські місця для трансляції вимагають коаксіальних кабелів із оболонками, розробленими для екстремального сонячного впливу. Три матеріали домінують у застосунках з високим рівнем УФ:

• LSZH (малодимний безгалогенний) забезпечує важливу пожежну безпеку з мінімальним виділенням токсинів і водночас стійкий до деградації від УФ на висотах понад 2000 метрів
• PE (Поліетилен) забезпечує ефективне блокування вологи та помірну стійкість до УФ, хоча тривалий вплив може призводити до крихкості у варіантах із тонкими стінками
• PVDF (Полівинілфторид) відмінно підходить для жорстких умов, блокуючи 99% УФ-випромінювання та зберігаючи гнучкість у діапазоні температур від –40 °C до +150 °C

Тести, проведені на місцевості, показують, що оболонки з PVDF зберігають близько 95% своєї міцності на розтяг навіть після більш ніж десяти років перебування на високогірних передавальних станціях. Це досить вражаюче порівняно з поліетиленом, який у схожих прискорених випробуваннях на старіння зберігає лише близько 60%. Коли йде мова про стійкість до озону, важливість матеріалу особливо виявляється поблизу потужних високовольтних установок. Обидва матеріали — PVDF та LSZH — запобігають утворенню мікротріщин, котрі могли б дозволити вологі проникати крізь захисні шари. Стійкість до хімічних речовин також суттєво відрізняється між цими матеріалами. PVDF добре витримує такі речовини, як авіаційне паливо та хімікати для розбирання льоду, тоді як звичайний ПЕ швидко руйнується під дією вуглеводневих розчинників. Для телерадіокомпаній, які розраховують на довговічні коаксіальні кабелі, вибір правильного матеріалу оболонки має вирішальне значення для збереження цілісності сигналу з роками.

ЧаП

Які фактори сприяють стійкості коаксіальних кабелів до погодних умов?

Стійкість коаксіальних кабелів до погодних умов досягається завдяки металевому екрануванню та діелектричним системам під тиском, які запобігають проникненню вологи та забезпечують стабільні сигнали.

Чому мідь-сталеве покриття краще, ніж суцільна мідь при екстремальних температурах?

Мідь-сталеве покриття поєднує міцність на розрив і провідність із нижчими показниками розширення, що забезпечує стабільні сигнали при коливаннях температури.

Як різні типи коаксіальних кабелів працюють у прибережних умовах?

Суцільні алюмінієві зовнішні провідники стійкі до корозії та втрат сигналу в прибережних умовах, перевершуючи пінопластикові діелектричні кабелі, які страждають від капілярних сил.

Які переваги мають коаксіальні кабелі з підвішеним несучим тросом?

Вони витримують екстремальні температури, зберігають стабільність і потребують УФ-стабілізованих оболонок, щоб залишатися гнучкими в холодну погоду.

Які стандарти відповідності є критичними для трансляційних коаксіальних кабелів?

MIL-DTL-17H встановлює жорсткі вимоги до вологостійкості та стабільності, забезпечуючи довговічність у важких умовах.

Наскільки важливий матеріал оболонки коаксіальних кабелів?

Матеріал оболонки впливає на стійкість до УФ, озону та хімічних речовин, що впливає на довговічність кабелю та цілісність сигналу в складних умовах.