03. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАДИОЧАСТОТНЫМ КАБЕЛЯМ

Основные технические требования к радиочастотным кабелям включают электрические параметры, стойкость при механических и климатических воздействиях, надежность после хранения и во время эксплуатации.

В состав электрических параметров радиочастотных кабелей входят:

волновое сопротивление, Ом,

,

где - коэффициент укорочения длины волны в кабеле; С - емкость кабеля пФ/М.

Предельные отклонения от номинальных значений волнового сопротивления коаксиальных кабелей в диапазоне 50 - 150 Ом приведены в табл. 12.2.

Таблица 12.2 Предельное отклонение от номинального волнового сопротивления, Ом

Номинальный диаметр изоляции, мм

50 Ом

75 Ом

100 Ом

150 Ом

Сплошная изоляция

Полувоздушная и воздушная изоляция

Кабели повышенной однородности

Сплошная изоляция

Полувоздушная или воздушная изоляция

Кабели повышенной однородности

Сплошная изоляция

Полувоздушная изоляция

Полувоздушная изоляция

Сплошная изоляция

Полувоздушная или воздушная изоляция

Сплошная изоляция

Полувоздушная изоляция

 

 

 

0,6

±7

-

±5

-

±10

-

-

-

-

-

 

0,87

±5

-

±3

-

±10

-

-

-

-

-

-

1,0

±5

-

±2

-

±7

-

-

-

-

±10

-

1,5

±3,5

-

±2

-

±5

-

-

-

-

±10

-

2,2

±3

-

±2

-

±5

-

-

-

-

±10

-

2,95

±2,5

±2,5

±2

-

±3

±5

-

-

±10

±10

-

3,7

±2

±2,5

±1,5

-

±3

±3,5

±1,5

±2

-

-

±10

4,6

±2

±2,5

±1,0

±1,5

±3

±3,5

±1,5

±2

±5

±5

±10

4,8

±2

±2,5

-

-

±3

±5

-

±2

±5

-

±10

5,6

±2

±2,5

±1

±1,5

±3

±3,5

±1,5

±2

±5

±5

±10

7,25

±2

±2,5

±1

±1,5

±3

±3

±1,5

±2

±5

±5

±10

9,0

±2

±2,5

±1

±1,5

±3

±3

±1,5

±2

-

-

-

11,0

±2

±2,5

±1,5

±2

±3

±3

±2

±2

-

-

-

13,0

±2

±2,5

±1,5

±2

±3

±3

±2

±2

-

-

-

17,3

±2

±2,5

±1,5

±2

±3

±3

±2

±2

-

-

-

24,0

±2

-

-

-

±3

±3

-

±2

-

-

-

33,0

±2

-

-

-

±3

±3

-

±1

-

-

-

44,0

±2

-

-

-

±3

-

-

±1

-

-

-

60,0

-

-

-

-

-

-

-

±1,5

-

-

-

75,0

-

-

-

-

-

-

-

±1,5

-

-

-

Для отдельных типов кабелей определяется однородность волнового сопротивления по длине и его неравномерность;

температурный коэффициент фазы, 10-6 град,

,

где Ф - абсолютное изменение длины кабеля, электрические градусы;

С - скорость света в свободном пространстве, равная 299778000 м/с;

f - частота при измерении, МГц;

- коэффициент укорочения длины волны в кабеле;

l - фактическая длина кабеля, м;

Т - диапазон температур, в котором производится измерение, °С;

коэффициент затухания, дБ/м,

и температурный коэффициент затухания, % · °С-1.

,

где - коэффициент затухания кабеля в нормальных условиях на заданной частоте;

- изменение коэффициента затухания при воздействии температуры, дб/м;

Т - температурный интервал, °С.

электрическая емкость симметричных кабелей, пФ/м,

.

емкостная асимметрия симметричных кабелей, %,

,

которая не превышает 10%;

Температурный коэффициент емкости, промили/град,

,

В формулах:

С1 - электрическая емкость между первой и второй жилами, соединенными с экраном, пФ;

С2 - электрическая емкость между второй и первой жилами соединенными с экраном, пФ;

С12 - электрическая емкость между соединенными вместе первой и второй жилами и экраном, пФ;

l - длина образца, м;

С - Изменение емкости кабеля при воздействии температуры, пФ;

С - емкость при нормальной температуре, пФ;

Т - температурный интервал, °С;

Коэффициент укорочения длины волны в кабеле со сплошной ПЭ изоляцией равен 1,52; со сплошной Ф-4 изоляцией - 1,41; с полувоздушной ПЭ изоляцией - 1,18 - 1,24; с полувоздушной Ф-4 изоляцией - 1,12 - 1,40;

Электрическая емкость, пФ/м, кабелей в зависимости от волнового сопротивления

Волновое сопротивление, Ом

50

75

100

150

200

Емкость коаксиальных кабелей, пФ/м:

 

 

 

 

 

со сплошной изоляцией

 

 

 

 

 

ПЭ

100

67

51

-

-

Ф-4

95

63

47

-

-

с полувоздушной изоляцией

 

 

 

 

 

ПЭ

102

52 - 70

41

27

-

Ф-4

105

65 - 70

-

27 - 30

-

Емкость симметричных кабелей, пФ/м, с различными видами изоляции

-

7

-

25

-

Электрическое сопротивление изоляции со сплошной ПЭ и Ф-4 изоляцией, полувоздушной ПЭ и Ф-4 изоляцией, за исключением крупногабаритных кабелей, не менее 5 ТОм·м, а крупногабаритных кабелей - не менее 10 ТОм·м. Электрическое сопротивление проводников постоянному току, Ом, устанавливается при необходимости;

модуль сопротивления связи, мОм/м,

,

где D - внутренний диаметр триаксиальной линии;

d - наружный диаметр внешнего проводника испытуемого кабеля;

U1 - входное напряжение, мВ;

U2 - выходное напряжение, мкВ;

F - коэффициент поправки частотной характеристики, равный 1 при длине триаксиальной линии 0,5 м и частоте 30 МГц.

Практические значения сопротивления связи кабелей, напряжение начала внутренних разрядов в изоляции Uкор, кВ, испытательное напряжение частотой 50 Гц изоляции Uисп, кВ, приведены в табл. 12.7; 12.12; 12.15; 12.18; 12.20.

Испытательное напряжение, кВ, при Z, Ом

Диаметр по изоляции, мм

50

75

13

7

6 - 7

17

10

12

24

15 - 22

13 - 15

33

22

22

44

25

25

Испытательное напряжение частотой 50 Гц оболочки кабелей РК 50-7-11 и РК 50-7-12 равно 3 кВ при испытании в воде и 8 кВ на АСИ.

Длительно допустимая предельная мощность высокой частоты на входе кабеля при определенных температуре окружающего его воздуха и КСВН, кВт, или длительно допустимый ток высокой частоты в узле напряжения, А, или (U) длительно допустимое напряжение высокой частоты и узле тока кВ, приведены в табл. 12.8.

СТОЙКОСТЬ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

Кабели определенных марок, указанных в ГОСТ или ТУ, имеют достаточную механическую прочность и устойчивость к воздействию механических нагрузок, приведенных в табл. 12.3. Кабели, предназначенные для работы в условиях воздействия акустического шума, устойчивы к его воздействию в соответствии со следующими параметрами в диапазоне частот 50 - 10000 Гц:

Максимальный уровень звукового давления, дБ

130

140

150

160

170

Степень жесткости по ГОСТ-20.57.406-81

I

II

III

IV

V

Таблица 12.3 Параметры механических воздействий на кабели

Вид ВВФ

Характеристика ВВФ

Значение

Степень жесткости по ГОСТ 20.57.406-81

Синусоидальная вибрация

Диапазон частот, Гц

1 - 500

X

 

1 - 2000

XII

 

1 - 5000

XIV

(вибрационные нагрузки)

Амплитуда ускорения, м/с2 (g)

100 (10)

X

 

200 (20)

XII

 

400 (40)

XIV

Механический удар

Пиковое ударное ускорение, м/с2 (g)

200 (20)

I

(ударные нагрузки):

1500 (150)

III

 

5000 (500)

V

 

10000 (1000)

VI

одиночного действия

длительного действия ударное ускорение, м·с2

2 - 50

I

1 - 5

III

0,1 - 2

V

0,1 - 2

VI

 

Пиковое ударное ускорение, м/с2 (g)

150 (15)

I

 

400 (40)

II

 

750 (75)*

III

многократного действия

1500 (150)

IV

длительного действия ударное ускорение, м·с2

2 - 20

I

 

2 - 10

II

 

2 - 6

III

 

1 - 5

IV

 

значение линейного ускорения, м/с2 (g)

200 (20)

II

Линейные нагрузки

500 (50)*

III

 

1000 (100)

IV

 

5000 (500)

VI

* В новых разработках не применять.

Кабели, предназначенные для эксплуатации с перегибами или перемотками, устойчивы к воздействию перегибов и перемоток.

СТОЙКОСТЬ К КЛИМАТИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ.

Кабели устойчивы к воздействию:

а) максимально допустимой температуры при эксплуатации (требование по нагревостойкости);

б) минимально допустимой температуры при эксплуатации (требование к холодостойкости);

в) повышенного и пониженного атмосферного давления;

г) повышенной влажности воздуха, - в соответствии с табл. 12.4, указанным в соответствующих стандартах или ТУ на кабели определенных марок.

Таблица 12.4

Вид ВВФ

Характеристика ВВФ

Значение

Повышенная температура

Максимальная рабочая температура при эксплуатации (теплостойкость), °С

50*, 55*, 70, 85, 100, 125, 155, 200, 250, 315, 400, 500

Повышенная предельная температура, °С

70

Пониженная температура среды

Пониженная рабочая температура (холодостойкость), °С

минус 10**, 15**, 30**, 40, 50*, 60, 85, 100, 150, 196

Пониженная предельная температура, °С

минус 60***

Пониженное атмосферное давление

Пониженное рабочее давление, кПа (мм. рт. ст.)

53,3 (400); 26,66 (200);
2,0 (15); 0,67 (5);
0,133·10-3 (10-3);
0,133·10-6 (10-6);
0,133·10-9 (10-9);

Пониженное предельное давление, кПа (мм. рт. ст.)

12,0 (90)

Повышенное атмосферное давление

Повышенное рабочее давление, кПа (кГс/см2)

300 (3,0)

Повышенная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха, %, при температуре 25°С и ниже без конденсации влаги

80

Степень жесткости по ГОСТ 20.57.406-81

1

Относительная влажность воздуха, %, при температуре 35°С и ниже без конденсации влаги

98

Степень жесткости по ГОСТ 20.57.406-81

X

Относительная влажность воздуха, %, при температуре 35°С и ниже с конденсацией влаги

100

Степень жесткости по ГОСТ 20.57.406-81

IX

* В новых разработках не применять

** Применяется для нормирования температуры при изгибах

*** Для кабелей с оболочками из поливинилхлоридного пластиката - минус 40°С и резины - минус 50°С.

Максимально допустимой температурой кабеля при эксплуатации считают максимально допустимую температуру наименее нагреваемого его элемента, устанавливающуюся вследствие нагрева окружающей среды и передаваемой по кабелю мощностью. Температура, при которой начинается выделение токсичных газов из кабелей с изоляцией и в оболочке из фторопласта-4 и фторсополимеров, и максимальная температура, при которой допускается изгибать кабель, указаны в соответствующих стандартах или ТУ на кабель определенной марки. Кабели устойчивы к воздействию смены температур от минимально допустимой температуры при эксплуатации до максимально допустимой температуры при эксплуатации.

Кабели, предназначенные для эксплуатации на открытом воздухе и под навесом, устойчивы к воздействию инея с последующим оттаиванием. Кабели, которые могут при эксплуатации подвергаться непосредственному облучению солнцем, устойчивы к воздействию солнечной радиации, характеризующейся верхним значением интегральной плотности теплового потока 1125 Вт/м2, в том числе плотности потока ультрафиолетовой части спектра (длина волн 280 - 400 мм) 42 Вт/м2.

Кабели, предназначенные для эксплуатации на побережьях, на судах, устойчивы к воздействию тумана. Оболочка кабелей, предназначенных для эксплуатации при воздействии минерального масла, соленой воды и бензина, устойчива к воздействию этих жидкостей.

ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ

Надежность кабелей характеризуется безотказностью, долговечностью и сохраняемостью. Показателями безотказности являются вероятность безотказной работы в течение заданного времени и интенсивность отказов. Показателями долговечности кабелей являются минимальная наработка, 95%-ный ресурс и срок службы. Значения минимальной наработки в зависимости от условий эксплуатации кабелей соответствуют одному из значений следующего ряда: 10000, 15000, 20000, 25000, 30000, 40000, 50000, 80000, 100000 и 150000 ч. По согласованию допускается устанавливать значения минимальной наработки 1000 ч. Значения срока службы, слагающегося из срока сохраняемости и минимальной наработки, соответствуют одному из значений следующего ряда: 15, 20, 25, 30 и 35 лет. Значение срока сохраняемости соответствует одному из значений ряда 5 (5), 8 (5), 10 (5), 15 (5), 20 (8), 25 (10) лет и указано в стандартах и ТУ на кабели определенных марок. При этом первое число обозначает общий срок сохраняемости кабеля при хранении в отапливаемых хранилищах в упаковке изготовителя и вмонтированного в аппаратуру, а также в комплекте ЗИП, а второе (в скобках) - допускаемое из этого срока время хранения под навесом в составе аппаратуры и ЗИП.

При хранении кабели должны быть защищены от воздействия солнечной радиации, атмосферных осадков, агрессивных сред и механических воздействий.

Срок сохраняемости при необходимости хранения в условиях, отличных от указанных, приводится в стандартах или ТУ на кабели определенных марок.