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二氧化硅生产电缆的应用

二氧化硅生产电缆的应用

作者:admin    来源:未知    发布时间:2018-08-16 20:48    浏览量:

(一)射频电缆的最大承受功率分析:

1.1 定义 :在特定的条件下,射频电缆能够长时间工作的最高承受功率,而且电缆的有关指标在长时间传输该功率信号时应该是基本不变,该功率值就是在特定条件下的最大承受功率。

1.2 特定条件:一般是指工作的海拔,环境温度,和工作频率。

1.3 决定最大承受功率的因素。

射频电缆在传输大功率高频信号时会有损耗(衰减),在频率大于 10MHz 时,衰减可用下面的公式表示:

α = 衰减, dB/100m

ε r= 介质的相对介电常数

D =外导体内径, mm

d =内导体直径, mm

σ 1 = 内导体导电率, MS/m

σ 2 = 外导体导电率, MS/m

tan δ = 介质损耗因子

f= 频率, MHz

从上面公式可以看出,衰减损耗有两部分组成,一部分是由内外导体的电阻而产生,另外一部分是由绝缘介质在高频电磁场中产生。

该损耗的大部分都变成热量而在电缆里面集聚和散发,当电缆的发热和散热在某个温度和环境下达到热平衡时,如果在该温度下电缆没有结构性的损坏,如绝缘体的熔化,那该电缆则可以正常的传输信号,当传输功率升高到某一个临界值时,平衡温度就会达到熔化电缆结构的临界温度,那这样电缆就会破坏而不能正常传输大功率信号,所以说决定电缆承受功率的因素主要如下:

A. 绝缘介质或其他电缆材料的最高耐温等级。

B. 电缆和绝缘介质的热传导率。

C. 导体的导电率(或电缆的大小)。

D. 绝缘介质的介电常数和介质损耗因子。

E. 工作环境等特定因素

简单化的分析一下,如果把工作环境,如温度,工作海拔和工作频率固定下来,如果需要提高承受功率,那就应该是:1.提高电缆绝缘介质的承受温度,2.尽量少的发热(降低电缆损耗),3.尽快的散热(使平衡温度降低),。

而上面的3个方法中,最直接的方法也就是提高绝缘介质的承受温度效果最好,降低损耗是第二,而降低损耗的方法中以增加电缆直径的方法最有效,其次是使用介电常数低的绝缘介质。而提高热传导率因为材料的原因一般很难有效,所以目前一般都着眼于第1和2这两点上,同时因为在很多场合下,因为电缆尺寸好限制,或者为了容易比较,所以一般以同等直径下的电缆来比较最大承受功率。

这样就只有两条路了,一是提高电缆绝缘介质的耐温,二是选用介电常数低的绝缘介质。

下面是常用绝缘材料的耐温和介电常数表:

绝缘材料名称 耐温等级(℃) 介电常数
聚乙烯(PE) 80-100 2.35
发泡聚乙烯(FPE) 80-100 1.26-1.65
聚丙烯(PP) 150 2.2-2.4
聚四氟乙烯(PTFE) 260 2.0-2.1
发泡聚四氟乙烯(EPTFE) 260 1.38-1.65
二氧化硅(SIO2) 1723 1.58

从上面的参数可以看出,二氧化硅电缆在提高承受功率上有着巨大的优势!

 

(二)实际电缆的最大承受功率对比

下表是尺寸几乎相等的不同绝缘材料电缆的最大承受功率对比(海平面,20℃)

绝缘材料名称 电缆规格 最大承受功率(CW@10GHz) 最大承受功率(CW@0.4GHz)
聚乙烯(PE) RG223 N/A 86
发泡聚乙烯(FPE) LM195 N/A 250
聚四氟乙烯(PTFE) UT-141C 117.5 660
发泡聚四氟乙烯(EPTFE) UFB-142A 172 N/A
二氧化硅(SIO2) S142 1450 N/A

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