הבסיס הטכני העיקרי לבחירת כבל קואקסיאלי למטרה מסוימת הוא התכונות החשמליות, התכונות המכניות והמאפיינים הסביבתיים שלו.בסביבות מסוימות, ביצועי האש חשובים גם הם.כל המאפיינים הללו תלויים במבנה הכבל ובחומרים המשמשים.
התכונות החשמליות החשובות ביותר של הכבל הן הנחתה נמוכה, עכבה אחידה, אובדן החזרה גבוה, ונקודת מפתח לכבל הדליפה היא אובדן הצימוד האופטימלי שלו.התכונות המכניות החשובות ביותר הן תכונות כיפוף (במיוחד בטמפרטורות נמוכות), חוזק מתיחה, חוזק לחיצה ועמידות בפני שחיקה.כבלים צריכים גם להיות מסוגלים לעמוד בלחצים סביבתיים במהלך הובלה, אחסון, התקנה ושימוש.כוחות אלה עשויים להיות נגרמות על ידי אקלים, או שהם עשויים להיות תוצאה של תגובות כימיות או אקולוגיות.אם הכבל מותקן במקום עם דרישות בטיחות אש גבוהות, גם ביצועי האש שלו חשובים מאוד, ביניהם שלושת הגורמים החשובים ביותר הם: הדלקה מאוחרת, צפיפות עשן ושחרור גז הלוגן.
תפקידו העיקרי של הכבל הוא העברת אותות, ולכן חשוב שמבנה הכבל והחומרים יספקו מאפייני שידור טובים לאורך כל חיי הכבל, עליהם נדון בהרחבה בהמשך.
1. מנצח פנימי
נחושת היא החומר העיקרי של המוליך הפנימי, שיכול להיות בצורות הבאות: חוט נחושת מחושל, צינור נחושת מחושל, חוט אלומיניום מצופה נחושת.בדרך כלל, המוליך הפנימי של כבלים קטנים הוא חוט נחושת או חוט אלומיניום מצופה נחושת, בעוד כבלים גדולים משתמשים בצינורות נחושת כדי להפחית את משקל הכבלים ואת העלות.המוליך החיצוני הגדול של הכבל מפוספס, כך שניתן להשיג ביצועי כיפוף טובים מספיק.
למוליך הפנימי יש השפעה רבה על העברת האות מכיוון שההנחתה נגרמת בעיקר מאובדן ההתנגדות של המוליך הפנימי.המוליכות, במיוחד מוליכות פני השטח, צריכה להיות גבוהה ככל האפשר, והדרישה הכללית היא 58MS/m (+20℃), כי בתדירות גבוהה, הזרם מועבר רק בשכבה דקה על פני המוליך, תופעה זו. נקרא אפקט עור, והעובי האפקטיבי של השכבה הנוכחית נקרא עומק העור.טבלה 1 מציגה את ערכי עומק העור של צינורות נחושת וחוטי אלומיניום מצופים נחושת כמוליכים פנימיים בתדרים ספציפיים.
איכות חומר הנחושת המשמש במוליך הפנימי גבוהה מאוד, המחייבת שחומר הנחושת יהיה נקי מכל זיהומים, והמשטח נקי, חלק וחלק.קוטר המוליך הפנימי צריך להיות יציב עם סובלנות קטנות.כל שינוי בקוטר יפחית את אחידות העכבה ואובדן החזרה, ולכן יש לשלוט על תהליך הייצור במדויק.
2. מוליך חיצוני
למוליך החיצוני יש שתי פונקציות בסיסיות: הראשונה היא הפונקציה של מוליך הלולאה, והשנייה היא פונקציית המיגון.המוליך החיצוני של כבל דולף קובע גם את הביצועים הדולף שלו.המוליך החיצוני של כבל ההזנה הקואקסיאלי והכבל הסופר גמיש מרותכים על ידי צינור הנחושת המגולגל.המוליך החיצוני של כבלים אלו סגור לחלוטין, דבר שאינו מאפשר קרינה כלשהי מהכבל.
המוליך החיצוני מצופה בדרך כלל אורכי בסרט נחושת.ישנם חריצים או חורים אורכיים או רוחביים בשכבת המוליך החיצונית.חריצים של המוליך החיצוני נפוץ בכבל גלי.פסגות הגלי נוצרות על ידי חריצי חיתוך במרחק שווה לאורך הכיוון הצירי.הפרופורציה של החלק החתוך קטן, והמרווח בין החריצים קטן בהרבה מאורך הגל האלקטרומגנטי המועבר.
ברור שניתן להפוך את הכבל הלא דולף לכבל דולף על ידי עיבודו באופן הבא: שיא הגל המוליך החיצוני של הכבל הגלי המשותף בכבל הלא דולף נחתך בזווית של 120 מעלות כדי לקבל סט של מתאים מבנה חריץ.
הצורה, הרוחב ומבנה החריץ של כבל דולף קובעים את מדד הביצועים שלו.
גם חומר הנחושת למוליך החיצוני צריך להיות באיכות טובה, עם מוליכות גבוהה וללא זיהומים.יש לשלוט בקפדנות על גודל המוליך החיצוני בתוך טווח הסובלנות כדי להבטיח עכבה אופיינית אחידה ואובדן החזר גבוה.
היתרונות של ריתוך המוליך החיצוני של צינור הנחושת המגולגל הם כדלקמן:
סגור לחלוטין מוליך חיצוני מוגן לחלוטין, נטול קרינה ומונע חדירת לחות
זה יכול להיות עמיד למים לאורך בגלל גלי טבעת
התכונות המכניות יציבות מאוד
חוזק מכני גבוה
ביצועי כיפוף מצוינים
החיבור קל ואמין
לכבל הסופר גמיש יש רדיוס כיפוף קטן בגלל הגלי הספירלי העמוק
3, מדיום בידוד
מדיום כבל קואקסיאלי Rf רחוק מלהיות רק ממלא את תפקיד הבידוד, ביצועי ההולכה הסופיים נקבעים בעיקר לאחר בידוד, ולכן הבחירה בחומר בינוני והמבנה שלו חשובה מאוד.כל המאפיינים החשובים, כגון הנחתה, עכבה ואובדן החזרה, תלויים מאוד בבידוד.
הדרישות החשובות ביותר לבידוד הן:
קבוע דיאלקטרי יחסי נמוך ואובדן דיאלקטרי קטן גורם זווית להבטחת הנחתה קטנה
המבנה עקבי כדי להבטיח עכבה אחידה ואובדן הד גדול
תכונות מכניות יציבות להבטחת חיים ארוכים
חסין מים
בידוד קצף פיזי גבוה יכול לעמוד בכל הדרישות לעיל.עם טכנולוגיית אקסטרוזיה מתקדמת והזרקת גז וחומרים מיוחדים, דרגת ההקצפה יכולה להגיע ליותר מ-80%, כך שהביצועים החשמליים קרובים לכבל בידוד האוויר.בשיטת הזרקת הגז, החנקן מוזרק ישירות לחומר הבינוני באקסטרודר, הידוע גם כשיטת הקצף הפיזיקלית.בהשוואה לשיטת הקצף כימית זו, מידת ההקצפה שלה יכולה להגיע רק לכ-50%, אובדן בינוני גדול יותר.מבנה הקצף המתקבל בשיטת הזרקת גז עקבי, מה שאומר שהעכבה שלו אחידה ואובדן ההד גדול.
לכבלי ה-RF שלנו יש תכונות חשמליות טובות מאוד בגלל זווית אובדן דיאלקטרי קטן ודרגת קצף גדולה של חומרי בידוד.המאפיינים של המדיום המקציף חשובים יותר בתדרים גבוהים.מבנה הקצף המיוחד הזה הוא שקובע את ביצועי ההנחתה הנמוכים מאוד של הכבל בתדרים גבוהים.
בידוד רב-שכבתי ייחודי (INNER THIN LAYER - FOAMING שכבה - שכבה דקה חיצונית) תהליך שחול משותף יכול לקבל מבנה קצף אחיד וסגור, בעל תכונות מכניות יציבות, חוזק גבוה ועמידות רטיבות טובה ומאפיינים נוספים.על מנת שהכבל עדיין ישמור על ביצועים חשמליים טובים בסביבה הלחה, תכננו במיוחד מעין כבל: על פני שכבת הבידוד הקצף מוסיפים שכבה דקה של ליבה מוצקה PE.שכבה חיצונית דקה זו מונעת חדירת לחות ומגינה על הביצועים החשמליים של הכבל מתחילת הייצור.עיצוב זה חשוב במיוחד עבור כבלים דולפים עם מוליכים חיצוניים מחוררים.בנוסף, שכבת הבידוד כרוכה בחוזקה סביב המוליך הפנימי בשכבה פנימית דקה, המשפרת עוד יותר את היציבות המכנית של הכבל.יתר על כן, השכבה הדקה מכילה מייצב מיוחד, שיכול להבטיח את התאימות לנחושת ולהבטיח את חיי השירות הארוכים של הכבל שלנו.בחר חומר שכבה דקה פנימית מתאים, יכול לקבל תכונות משביעות רצון, כגון: עמידות לחות, הידבקות ויציבות.
עיצוב בידוד רב-שכבתי זה (שכבה פנימית דקה - שכבת קצף - שכבה חיצונית דקה) יכול להשיג הן תכונות חשמליות מצוינות והן תכונות מכניות יציבות, ובכך לשפר את חיי השירות ארוכי הטווח ואת האמינות של כבלי ה-RF שלנו.
4, נדן
חומר המעטפת הנפוץ ביותר עבור כבלים חיצוניים הוא פוליאתילן שחור ליניארי בצפיפות נמוכה, בעל צפיפות דומה ל-LDPE אך חוזק דומה ל-HDPE.במקום זאת, במקרים מסוימים, אנו מעדיפים HDPE, המספק תכונות מכניות טובות יותר ועמידות בפני חיכוך, כימיה, לחות ותנאי סביבה שונים.
HDPE שחור חסין UV יכול לעמוד בלחצים אקלימיים כגון טמפרטורות גבוהות במיוחד וקרני UV קיצוניות.כאשר שמים דגש על בטיחות האש של כבלים, יש להשתמש בחומרים מעכבי בעירה נטולי הלוגן בעשן נמוך.בכבלים דולפים, על מנת לצמצם את התפשטות האש, ניתן להשתמש בסרט מעכב אש בין המוליך החיצוני לנדן כדי לשמור על שכבת הבידוד שקל להמיס בכבל.
5, ביצועי אש
כבלים דולפים מותקנים בדרך כלל במקומות עם דרישות בטיחות אש גבוהות.בטיחות הכבל המותקן קשורה לביצועי האש של הכבל עצמו ומקום ההתקנה.דליקות, צפיפות עשן ושחרור גז הלוגן הם שלושה גורמים חשובים הקשורים לביצועי שריפה בכבלים.
השימוש במעטפת מעכב בעירה ושימוש בחגורת בידוד אש בעת מעבר דרך הקיר יכולים למנוע מהלהבה להתפשט לאורך הכבל.בדיקת הדליקות הנמוכה ביותר היא בדיקת הבעירה האנכית של כבל בודד לפי תקן IEC332-1.כל הכבלים הפנימיים צריכים לעמוד בדרישה זו.הדרישה המחמירה יותר היא על פי מבחן בעירה צרור סטנדרטי IEC332-5.בבדיקה זו, הכבלים נשרפים אנכית בצרורות, ואורך הבעירה אינו רשאי לחרוג מהערך שצוין.מספר הכבלים קשור למפרט כבל הבדיקה.יש לקחת בחשבון גם את צפיפות העשן במהלך שריפת הכבלים.לעשן ראות נמוכה, ריח חריף וקל לגרום לבעיות נשימה ופאניקה, ולכן יביא לקשיים בעבודות החילוץ והכיבוי.צפיפות העשן של כבלי בעירה נבדקת על פי עוצמת העברת האור של IEC 1034-1 ו- IEC 1034-2, והערך האופייני של העברת אור עבור כבלים בעלי עשן נמוך הוא יותר מ-60%.
PVC יכול לעמוד בדרישות IEC 332-1 ו-IEC 332-3.זהו חומר מעטפת נפוץ ומסורתי עבור כבלים פנימיים, אך הוא אינו אידיאלי ועלול לגרום בקלות למוות כאשר בוחנים בטיחות אש.כאשר מחומם לטמפרטורה גבוהה מסוימת, PVC יתפרק ויפיק חומצות הלוגן.כאשר כבל ה-PVC נשרף, 1 ק"ג PVC יפיק 1 ק"ג חומצה הלוגן בריכוז של 30% כולל מים.בגלל האופי המאכל והרעיל הזה של PVC, הדרישה לכבלים נטולי הלוגן גדלה משמעותית בשנים האחרונות.כמות ההלוגן נמדדת לפי תקן IEC 754-1.אם כמות החומצה ההלוגנית המשתחררת מכל החומרים במהלך הבעירה אינה עולה על 5mg/g, הכבל נחשב ללא הלוגן.
חומרים מעכבי בעירה נטולי הלוגן (HFFR) הם בדרך כלל תרכובות פוליאולפינים עם חומרי מילוי מינרליים, כגון אלומיניום הידרוקסיד.חומרי מילוי אלו מתפרקים באש, ומייצרים תחמוצת אלומיניום ואדי מים, אשר עוצרים למעשה את התפשטות האש.תוצרי הבעירה של חומר המילוי ומטריצת הפולימר אינם רעילים, נטולי הלוגן ועשן נמוך.
בטיחות אש במהלך התקנת כבלים כוללת את ההיבטים הבאים:
בקצה הגישה לכבלים, יש לחבר כבלים חיצוניים לכבלים חסיני אש
הימנע מהתקנה בחדרים ואזורים עם סכנת אש
מחסום האש דרך הקיר אמור להיות מסוגל לבעור במשך זמן מספיק ארוך ובעל בידוד חום ואטימות אוויר
אבטחה חשובה גם במהלך ההתקנה
זמן פרסום: 15 באוגוסט 2022