Высокочастотные и малопотерные коммуникационные кабели обычно изготавливаются из вспененного полиэтилена или вспененного полипропилена в качестве изоляционного материала, двух изоляционных проводов с жилами и заземляющего провода (на современном рынке также встречаются производители, использующие два двойных заземляющих провода). Кабели наматываются на намоточную машину, изоляционные провода и заземляющие провода обматываются алюминиевой фольгой и резинополиэфирной лентой. Процесс изоляции проектируется и контролируется, учитывается структура высокоскоростной линии передачи, требования к электрическим характеристикам и теория передачи.
Требования к проводнику
Для высокочастотных линий электропередачи (SAS) структурная однородность каждой части является ключевым фактором, определяющим частоту передачи кабеля. Поэтому проводник высокочастотной линии электропередачи должен иметь круглую и гладкую поверхность, а внутренняя решетчатая структура должна быть однородной и стабильной, чтобы обеспечить однородность электрических свойств в направлении длины; проводник также должен обладать относительно низким сопротивлением постоянному току; в то же время следует избегать периодического или непериодического изгиба, деформации и повреждения внутреннего проводника, вызванного проводом, оборудованием или другими устройствами. В высокочастотных линиях электропередачи сопротивление проводника является основным фактором, вызывающим затухание кабеля (основные параметры высокочастотной линии электропередачи, часть 01 - параметры затухания). Существует два способа снижения сопротивления проводника: увеличение диаметра проводника и выбор материалов с низким сопротивлением. После увеличения диаметра проводника, для соответствия требованиям к характеристическому импедансу, соответственно увеличивается внешний диаметр изоляции и внешний диаметр готового изделия, что приводит к увеличению затрат и неудобству обработки. Теоретически, использование серебряного проводника позволит уменьшить внешний диаметр готового изделия и значительно улучшить его характеристики. Однако, поскольку цена серебра намного выше цены меди, стоимость массового производства слишком высока. Чтобы учесть цену и низкое сопротивление, мы используем скин-эффект при проектировании проводника кабеля. В настоящее время использование луженых медных проводников в SAS 6G обеспечивает необходимые электрические характеристики, в то время как в SAS 12G и 24G начали использовать посеребренные проводники.
При наличии переменного тока или переменного электромагнитного поля в проводнике распределение тока внутри него становится неравномерным. По мере увеличения расстояния от поверхности проводника плотность тока в проводнике экспоненциально уменьшается, то есть ток концентрируется на его поверхности. В поперечной плоскости, перпендикулярной направлению тока, интенсивность тока в центральной части проводника практически равна нулю, то есть ток почти не течет, и субтоки возникают только на краю проводника. Проще говоря, ток концентрируется в «поверхностной» части проводника, поэтому это называется скин-эффектом. Причина этого эффекта заключается в том, что изменяющееся электромагнитное поле создает внутри проводника вихревое электрическое поле, которое компенсируется исходным током. Скин-эффект приводит к увеличению сопротивления проводника с ростом частоты переменного тока, что снижает эффективность передачи тока по проводу и расходует металлические ресурсы. Однако при проектировании высокочастотных коммуникационных кабелей этот принцип можно использовать для снижения расхода металла путем нанесения серебряного покрытия на поверхность при условии сохранения тех же эксплуатационных характеристик, что позволяет снизить затраты.
Требования к теплоизоляции
Подобно требованиям к проводнику, изоляционная среда также должна быть однородной, и для получения более низкого значения диэлектрической постоянной s и тангенса угла диэлектрических потерь в кабелях SAS обычно используется пенополиуретановая изоляция. Когда степень вспенивания превышает 45%, химическое вспенивание труднодостижимо и степень вспенивания нестабильна, поэтому в кабелях выше 12G необходимо использовать физическую пенополиуретановую изоляцию. Как показано на рисунке ниже, при степени вспенивания выше 45% на микроскопическом изображении участков с физическим и химическим вспениванием поры физического вспенивания больше и меньше по размеру, в то время как поры химического вспенивания меньше и больше по размеру:
физическое пенообразование Химическийпенящийся
Дата публикации: 20 апреля 2024 г.
