La principale base tecnica per la scelta di un cavo coassiale per un determinato scopo sono le sue proprietà elettriche, proprietà meccaniche e caratteristiche ambientali.In alcuni ambienti anche la prestazione al fuoco è importante.Tutte queste proprietà dipendono dalla struttura del cavo e dai materiali utilizzati.
Le proprietà elettriche più importanti del cavo sono bassa attenuazione, impedenza uniforme, elevata perdita di ritorno e un punto chiave per il cavo di dispersione è la perdita di accoppiamento ottimale.Le proprietà meccaniche più importanti sono le proprietà di flessione (soprattutto a basse temperature), resistenza alla trazione, resistenza alla compressione e resistenza all'usura.I cavi dovrebbero anche essere in grado di resistere alle sollecitazioni ambientali durante il trasporto, lo stoccaggio, l'installazione e l'uso.Queste forze potrebbero essere indotte dal clima o potrebbero essere il risultato di reazioni chimiche o ecologiche.Se il cavo è installato in un luogo con elevati requisiti di sicurezza antincendio, molto importante è anche la sua prestazione al fuoco, tra i quali i tre fattori più importanti sono: accensione ritardata, densità del fumo e rilascio di gas alogeni.
La funzione principale del cavo è trasmettere segnali, quindi è importante che la struttura e i materiali del cavo forniscano buone caratteristiche di trasmissione per tutta la vita del cavo, come verrà discusso in dettaglio di seguito.
1. Conduttore interno
Il rame è il materiale principale del conduttore interno, che può presentarsi nelle seguenti forme: filo di rame ricotto, tubo di rame ricotto, filo di alluminio rivestito di rame.Di solito, il conduttore interno dei cavi di piccole dimensioni è un filo di rame o un filo di alluminio rivestito di rame, mentre i cavi di grandi dimensioni utilizzano tubi di rame per ridurre il peso e i costi del cavo.Il grande conduttore esterno del cavo è rigato, in modo da poter ottenere prestazioni di piegatura sufficientemente buone.
Il conduttore interno ha una grande influenza sulla trasmissione del segnale poiché l'attenuazione è causata principalmente dalla perdita di resistenza del conduttore interno.La conduttività, in particolare quella superficiale, dovrebbe essere la più alta possibile e il requisito generale è 58 MS/m (+20 ℃), poiché ad alta frequenza la corrente viene trasmessa solo in uno strato sottile sulla superficie del conduttore, questo fenomeno è chiamato effetto pelle e lo spessore effettivo dello strato corrente è chiamato profondità pelle.La tabella 1 mostra i valori della profondità della pelle dei tubi di rame e dei fili di alluminio rivestiti di rame come conduttori interni a frequenze specifiche.
La qualità del materiale di rame utilizzato nel conduttore interno è molto elevata, richiedendo che il materiale di rame sia privo di impurità e che la superficie sia pulita, liscia e liscia.Il diametro del conduttore interno dovrebbe essere stabile con piccole tolleranze.Qualsiasi modifica del diametro ridurrà l'uniformità dell'impedenza e la perdita di ritorno, pertanto il processo di produzione deve essere controllato con precisione.
2. Conduttore esterno
Il conduttore esterno ha due funzioni fondamentali: la prima è la funzione del conduttore del circuito, e la seconda è la funzione di schermatura.Anche il conduttore esterno di un cavo che perde determina la sua prestazione in termini di perdite.Il conduttore esterno del cavo di alimentazione coassiale e del cavo super flessibile è saldato dal tubo di rame laminato.Il conduttore esterno di questi cavi è completamente chiuso, il che non consente alcuna radiazione dal cavo.
Il conduttore esterno è solitamente rivestito longitudinalmente con nastro di rame.Sono presenti tacche o fori longitudinali o trasversali nello strato conduttore esterno.La scanalatura del conduttore esterno è comune nei cavi corrugati.I picchi dell'ondulazione sono formati da scanalature di taglio equidistanti lungo la direzione assiale.La proporzione della parte tagliata è piccola e la spaziatura delle fessure è molto inferiore alla lunghezza dell'onda elettromagnetica trasmessa.
Ovviamente, il cavo senza perdite può essere trasformato in un cavo con perdite lavorandolo come segue: il picco dell'onda del conduttore esterno del cavo ondulato comune nel cavo senza perdite viene tagliato con un angolo di 120 gradi per ottenere un insieme di cavi adatti struttura delle scanalature.
La forma, la larghezza e la struttura delle fessure del cavo che perde ne determinano l'indice di prestazione.
Anche il materiale in rame per il conduttore esterno deve essere di buona qualità, con elevata conduttività e privo di impurità.La dimensione del conduttore esterno deve essere rigorosamente controllata entro l'intervallo di tolleranza per garantire un'impedenza caratteristica uniforme e un'elevata perdita di riflessione.
I vantaggi della saldatura del conduttore esterno del tubo di rame laminato sono i seguenti:
Completamente chiuso Un conduttore esterno completamente schermato, privo di radiazioni e che impedisce l'ingresso di umidità
Può essere impermeabile longitudinalmente a causa delle ondulazioni dell'anello
Le proprietà meccaniche sono molto stabili
Elevata resistenza meccanica
Eccellenti prestazioni di piegatura
La connessione è semplice e affidabile
Il cavo super flessibile ha un raggio di curvatura ridotto grazie alla profonda ondulazione a spirale
3, mezzo isolante
Il cavo coassiale RF è ben lungi dallo svolgere solo il ruolo di isolamento, le prestazioni di trasmissione finali sono determinate principalmente dopo l'isolamento, quindi la scelta del materiale medio e della sua struttura è molto importante.Tutte le proprietà importanti, come l'attenuazione, l'impedenza e la perdita di riflessione, dipendono fortemente dall'isolamento.
I requisiti più importanti per l'isolamento sono:
Bassa costante dielettrica relativa e piccola perdita dielettrica Fattore angolare per garantire una piccola attenuazione
La struttura è coerente per garantire un'impedenza uniforme e una grande perdita di eco
Proprietà meccaniche stabili per garantire una lunga durata
impermeabile
L'isolamento fisico ad alta schiuma può soddisfare tutti i requisiti di cui sopra.Con la tecnologia avanzata di estrusione e iniezione di gas e materiali speciali, il grado di schiuma può raggiungere oltre l'80%, quindi le prestazioni elettriche sono vicine al cavo di isolamento dell'aria.Nel metodo di iniezione del gas, l'azoto viene iniettato direttamente nel materiale medio nell'estrusore, noto anche come metodo di schiumatura fisica.Rispetto a questo metodo di schiumatura chimica, il suo grado di schiumatura può raggiungere solo il 50% circa, la perdita media è maggiore.La struttura della schiuma ottenuta con il metodo di iniezione del gas è coerente, il che significa che la sua impedenza è uniforme e la perdita di eco è elevata.
I nostri cavi RF hanno ottime proprietà elettriche grazie al piccolo angolo di perdita dielettrica e all'elevato grado di schiuma dei materiali isolanti.Le caratteristiche del mezzo schiumogeno sono più importanti alle alte frequenze.È questa speciale struttura schiumosa che determina le bassissime prestazioni di attenuazione del cavo alle alte frequenze.
L'esclusivo processo di coestrusione dell'isolamento MULTI-STRATO (STRATO SOTTILE INTERNO - strato SCHIUMATO - strato sottile esterno) può ottenere una struttura in schiuma chiusa e uniforme, con proprietà meccaniche stabili, elevata resistenza e buona resistenza all'umidità e altre caratteristiche.Affinché il cavo mantenga buone prestazioni elettriche nell'ambiente umido, abbiamo progettato appositamente un tipo di cavo: un sottile strato di PE a nucleo solido viene aggiunto sulla superficie dello strato isolante in schiuma.Questo sottile strato esterno impedisce l'intrusione di umidità e protegge le prestazioni elettriche del cavo fin dall'inizio della produzione.Questo design è particolarmente importante per cavi con perdite con conduttori esterni perforati.Inoltre, lo strato isolante è avvolto strettamente attorno al conduttore interno da un sottile strato interno, che migliora ulteriormente la stabilità meccanica del cavo.Inoltre, lo strato sottile contiene uno stabilizzatore speciale, che può garantire la compatibilità con il rame e garantire la lunga durata del nostro cavo.Selezionare il materiale appropriato per lo strato sottile interno, in modo da ottenere proprietà soddisfacenti, quali: resistenza all'umidità, adesione e stabilità.
Questo design isolante multistrato (strato interno sottile - strato di schiuma - strato esterno sottile) può ottenere sia eccellenti proprietà elettriche che proprietà meccaniche stabili, migliorando così la durata a lungo termine e l'affidabilità dei nostri cavi RF.
4, guaina
Il materiale della guaina più comunemente utilizzato per i cavi esterni è il polietilene lineare nero a bassa densità, che ha una densità simile all'LDPE ma una resistenza paragonabile all'HDPE.Invece, in alcuni casi, preferiamo l’HDPE, che offre migliori proprietà meccaniche e resistenza all’attrito, agli agenti chimici, all’umidità e alle diverse condizioni ambientali.
L'HDPE nero resistente ai raggi UV può resistere a stress climatici come temperature estremamente elevate e raggi UV estremi.Quando si sottolinea la sicurezza antincendio dei cavi, è necessario utilizzare materiali ritardanti di fiamma privi di alogeni e a bassa emissione di fumi.Nei cavi con perdite, per ridurre la propagazione del fuoco, è possibile utilizzare nastro ignifugo tra il conduttore esterno e la guaina per mantenere nel cavo lo strato isolante che si scioglie facilmente.
5, prestazioni antincendio
I cavi che perdono vengono solitamente installati in luoghi con elevati requisiti di sicurezza antincendio.La sicurezza del cavo installato è legata al comportamento al fuoco del cavo stesso e al luogo di installazione.L'infiammabilità, la densità del fumo e il rilascio di gas alogeni sono tre fattori importanti legati alla prestazione al fuoco del cavo.
L'uso di guaine ignifughe e l'uso di cinture di isolamento antincendio durante il passaggio attraverso il muro possono impedire la propagazione della fiamma lungo il cavo.Il test di infiammabilità più basso è il test di combustione verticale di un singolo cavo secondo lo standard IEC332-1.Tutti i cavi interni dovrebbero soddisfare questo requisito.Il requisito più severo è conforme al test di combustione del fascio standard IEC332-5.In questo test, i cavi vengono bruciati verticalmente in fasci e la lunghezza di combustione non può superare il valore specificato.Il numero di cavi dipende dalle specifiche del cavo di prova.Dovrebbe essere considerata anche la densità del fumo durante la combustione del cavo.Il fumo ha scarsa visibilità, odore pungente ed è facile che causi problemi respiratori e di panico, quindi creerà difficoltà nelle operazioni di salvataggio e antincendio.La densità del fumo dei cavi comburenti viene testata in base all'intensità di trasmissione della luce delle norme IEC 1034-1 e IEC 1034-2 e il valore tipico della trasmissione della luce per cavi a basso contenuto di fumi è superiore al 60%.
Il PVC può soddisfare i requisiti delle norme IEC 332-1 e IEC 332-3.È un materiale di guaina comune e tradizionale per i cavi interni, ma non è l'ideale e può facilmente causare la morte se si considera la sicurezza antincendio.Se riscaldato a una certa temperatura elevata, il PVC si degraderà e produrrà acidi alogeni.Quando il cavo rivestito in PVC viene bruciato, 1 kg di PVC produrrà 1 kg di acido alogeno con una concentrazione del 30%, inclusa l'acqua.A causa della natura corrosiva e tossica del PVC, la domanda di cavi privi di alogeni è aumentata in modo significativo negli ultimi anni.La quantità di alogeni viene misurata secondo lo standard IEC 754-1.Se la quantità di acido alogeno rilasciato da tutti i materiali durante la combustione non supera i 5 mg/g, il cavo è considerato privo di alogeni.
I materiali per guaine per cavi ritardanti di fiamma privi di alogeni (HFFR) sono generalmente composti poliolefinici con riempitivi minerali, come l'idrossido di alluminio.Questi riempitivi si decompongono in caso di incendio, producendo ossido di alluminio e vapore acqueo, che impediscono efficacemente la propagazione del fuoco.I prodotti della combustione del riempitivo e della matrice polimerica sono atossici, privi di alogeni e a bassa emissione di fumo.
La sicurezza antincendio durante l'installazione dei cavi comprende i seguenti aspetti:
All'estremità di accesso dei cavi, i cavi esterni devono essere collegati a cavi antincendio
Evitare l'installazione in locali e zone a rischio di incendio
La barriera tagliafuoco attraverso il muro dovrebbe essere in grado di bruciare per un tempo sufficientemente lungo e avere isolamento termico e tenuta all'aria
La sicurezza è importante anche durante l'installazione
Orario di pubblicazione: 15 agosto 2022