物理发泡电缆绝缘材料

《物理发泡电缆绝缘材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、物理发泡电缆绝缘材料的现状及发展趋势段春来张云*项建李志明汪晓明（上海凯波特种电缆料厂有限公司,浙江万马天屹通讯线缆有限公司*）摘要：介绍了应用于移动通信RF射频同轴电缆、广电系统CATV同轴电缆和铁路数字信号电缆的物理发泡绝缘电缆材料的特点、使用状况以及今后的发展趋势。关键词：物理发泡同轴电缆铁路数字信号电缆聚乙烯绝缘料1、前言随着我国电力、电子、通讯等行业的高速发展，我国已经成为世界上最大的电缆生产国。物理发泡技术在通信电缆中的推广运用，对通信行业的发展起到了巨大的推动作用。在通信电缆中，绝缘材料的发泡方式有化学发泡和

2、物理发泡两种。因化学发泡的发泡度较低，且发泡剂的残留对电缆的电气指标有一定程度的负面影响。所以，目前的应用不及物理发泡广泛。物理发泡技术（含N2、CO2两种方式），主要应用于移动通信领域的RF射频同轴电缆制造，以及广电系统CATV同轴电缆、近几年发展起来的铁路数字信号电缆等的生产制造。上述三类电缆的应用领域不同，其各项性能指标要求也不相同，因此对发泡绝缘材料的相应要求也不一样。以下本文将分别对这三类电缆所用的发泡绝缘材料的牌号、性能、特点、缺陷及今后的发展趋势做以简单介绍。2、移动通信RF射频电缆用聚乙烯绝缘料移动通信RF

3、射频同轴电缆所适用的代表性标准为《YD/T1092-2004通信电缆—无线通信用50Ω泡沫聚乙烯绝缘皱纹铜管外导体射频同轴电缆》。此系列电缆的适用测试频率可达3000MHz。测试频率很高，对电缆在高频条件下的衰减要求相应也高；同时衰减指标是此类电缆生产过程控制的最重要电气性能指标之一。达到高要求的衰减指标也是发泡绝缘料面临的最大挑战。[1]根据射频同轴电缆衰减常数的计算公式（1）、（2）、（3），如下：常温（20℃）射频同轴电缆衰减常数α=αr+αg（1）在常温（20℃）下导体衰减常数：−3α.261×10fεr⎛K3K1

4、K2⎞（2）r=⎜+⎟D⎝dD⎠lgd其中：α—电缆总衰减（dB/m）；αr—电缆导体衰减（dB/m）；αg—电缆介质衰减（dB/m）；Δα—电缆失配衰减（dB/m）；f—工作频率（MHz）；εr—发泡绝缘料的等效介电常数；D—外导体等效直径（mm）；d—内导体外径（mm）。注：当外导体为平直圆管时，D可取绝缘外径数值。D+D波峰波谷当外导体为皱纹圆管时，D=，或者D=D×D；波峰波谷21当外导体是编织型时，D=绝缘外径+1.5倍编织线直径。一般情况下，内导体是平直圆型实心连续体，此时d可以取内导体外径。K1—根据外导体材

5、质构成所确定的系数，铜管取1.0，铝管取1.28；K2—根据外导体形状所确定的系数，平滑管取1.0，皱纹管取1.2；K3—根据内导体材质构成所确定的系数，铜线和铜管取1.0，铜绞线取1.2，复绞铜线取2～3。在常温（20℃）下介质衰减常数：-2αg=9.08×10ftgδrε（3）r其中：tgδr—等效介质损耗角正切;f、εr—同（2）式由此可见，电缆的使用频率越高，衰减常数越大。在低频条件下，电缆的总衰减以导体的衰减为主；在高频条件下，绝缘衰减所占比例会越来越大。所以对发泡料的电学性能要求也越来越高，即要求等效介电常数和

6、等效介质损耗角正切的数值越来越低，才能保障电缆的[1][2]衰减越小。由公式（4）和（5）可以看出，发泡绝缘料的等效介电常数：2ε+1−2P(ε−1)εr=εθθθ（4）2ε+1+P()ε−1θθ其中：P—发泡度；εθ—发泡前绝缘材料的介电常数；εr—发泡绝缘材料的等效介电常数。发泡绝缘材料的等效介质损耗角正切：2εtgδ(1−P)εtgδ(2+P)tgδγ=tgδθ+θθ−θθ（5）2ε+1−2P()ε−12ε+1+P()ε−1θθθθ其中：P—发泡度；εθ—发泡前绝缘材料的介电常数；tgδθ—为绝缘材料发泡前的介质损耗

7、角正切。发泡绝缘材料的等效介电常数和等效介质损耗角正切，不仅和发泡前材料的介电常数及介质损耗角正切有关，还和材料的发泡度有关。当材料发泡前的介电常数和介质损耗角正切越小时，材料发泡后的等效介电常数和等效介质损耗角正切也越小；当材料的发泡度越大时，发泡后材料的等效介电常数和等效介质损耗角正切越小。既然发泡后绝缘材料的等效介电常数和等效介质损耗角正切受发泡前材料的介电常数和介质损耗角正切及发泡度三个因素的影响，那是否可以选择材料发泡前的介电常数和介质损耗角正切较大，但可以获得很大发泡度[1]的材料呢？由公式（6）射频同轴电缆的

8、特性阻抗射频同轴电缆的特性阻抗138DZc=lg（6）εdγ其中：εr、D、d—同（2）式。及公式（4）可知，材料的发泡度受电缆特性阻抗的限制。例如，如果发泡前混合材料的介电常数为2.32，可计算出特性阻抗为50Ω的HCAAY-50-12电缆阻抗允许的发泡度大约在60%～75%范围内。发泡度过高则特性阻