同轴电缆是被广泛应用的传输媒介。尽管光纤光缆已越来越受到人们青睐,但由于目前光缆的分支分配技术难度大以及经济上的原因,光纤光缆多用于长距离干线上,分配网络仍以同轴电缆为主。将物理发泡技术用于同轴电缆中,使同轴电缆的发展出现了崭新局面,物理发泡同轴电缆在有线电视传输领域、移动通信系统、卫星通信以及国防重点项目等领域都将获得较为广泛的应用。
电缆分配系统用物理发泡PE(聚乙烯)绝缘同轴电缆应用于CATV系统和其它电子装置中,它具有优良的高频性能、衰减低、一致性好、弯曲半径小、不易受潮、结构性能稳定、使用寿命长,而且发泡度高、节省材料。
物理发泡PE绝缘单线的工艺要来
物理发泡同轴电缆性能的好坏,取决于单线的结构和质量,因此单线制造过程中应满足以下工艺要求:
1)内结皮应尽可能薄且均匀一致,同心度高,为减小衰减,内结皮厚度应控制在0.05mm左右。
2)物理发泡方式为氮气发泡,发泡度最高应达到75%,泡沫绝缘层应均匀、致密,每个泡沫孔均应密闭,绝缘应圆整均匀,同心度高。绝缘外径公差≤±0.1mm;同轴电容公差≤±1.5pF/m。
3)物理发泡绝缘材料由基本树脂、发泡剂、成核剂构成。a)基本树脂采用LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)以一定比例混合或专用物理发泡绝缘料。b)发泡剂为氮气。c)成核剂配量不同,种类亦不同。当采用ADCA(偶氮二甲酸胺(成核剂))时,虽然发泡挤出性能好,气泡细微,但高频性能差;若采用美国AK20公司的02-320A2无机型成核剂,挤出性能好,高频性能好,气泡细微,而且不会热分解,但价格较高。
4)生产线速度最高应达到120m/min,生产线速度快,可以弥补出胶量不均匀所造成的缺陷,提高回波损耗值。
物理发泡同轴电缆的最关键设备就是绝缘挤出生产线。1996年以前,我国生产的物理发泡同轴电缆的厂家主要依靠引进瑞士、芬兰、美国等设备,费用较昂贵,最近几年,国内一些设备厂家也陆续开发出了物理发泡专用挤出生产线,而且生产出来的产品,也符合标准要求,设备价格却不到进口设备的1/10,有较好的性能价格比。产品能够符合GY/T135-1999及SJ/T11138.1-4 1997等标准的要求.
充气气路系统
目前有低压注氮系统和高压注氮系统两种配置,它们要求的挤塑机螺杆结构不一样,注气压力差别也很大。低压注氮压力一般为3-6MPa,而高压注氮压力是机膛内塑料压力的1.9倍,如机膛压力为15MPa,则注气压力为28.5MPa。
a)低压注氮系统
2-5只氮气瓶组成多路汇流系统,应配有减压器和流量自动控制器,流量可根据所测在线电容大小来自动调整,亦可人工调整,另配有注入阀,保证压力稳定,其中含一止逆装置,防止塑料倒流。
b)高压注氮系统
通过压缩空气启动注入泵,在一定压力下使氮气增压泵升压,并通过稳流阀进行控制,然后从喷头把氮气注入到挤出机中,该装置可提高注气压力,用尽瓶中气体。在生产大线径物理发泡PE绝缘料时,该系统与低压注氮系统相比有较强的优越性。
发泡挤出主机
采用直流电机和全数字直流调速装置来实现调速,保证挤出量稳定,螺杆直径有65mm和90mm两种,可根据电缆线径大小进行选用,长径比应不低于34:1,保证挤出的绝缘层发泡度符合设计要求,发泡孔细腻均匀、闭合。
冷却系统
包括可移式温水槽和冷水槽及吹干器。温水槽水温可自动控制与显示。
电气控制系统
生产线应采用计算机在线集中控制,可在计算机上集中显示与控制:绝缘外径、电容、线速度、长度、机头熔体压力、挤出机温度、水温、注氮口熔体压力、氮气压力、流量、螺杆转速等。并能根据电容、外径等变化,由PLC等驱动几个内置控制器,精确修正生产线生产状态的各项参数,保持生产线自动化。
在线检测系统
生产发泡电缆时,应同时具备外径和同轴电容测量装置,外径测量包括内结皮外径及发泡绝缘层外径。外径和电容测量均应具备反馈功能,使生产线构成闭环反馈,自动控制电缆的绝缘外径和发泡度等,以充分保证发泡电缆质量。另外,通过对电容的测量,还可以反映出单线中导体的偏心情况。