EuroWire January 2020

Articolo tecnico

Cavi in ambienti umidi A cura di Brian Marchant, Berk-Tek LLC, New Holland, Pennsylvania, Stati Uniti

Riassunto Gli ambienti industriali e le installazioni esterne possono essere luoghi bagnati o umidi. I prodotti della categoria dei cavi di comunicazione installati in questi ambienti devono essere in grado di funzionare senza problemi una volta installati. Le prove tipiche che si usano per valutare questi prodotti determinano se l’acqua entra nei connettori o se si propaga fino al nucleo del cavo. A differenza di queste prove tipiche, la presente indagine si concentrerà su prove che valutano le prestazioni elettriche dei cavi immersi nell’acqua. Ciò consentirà di comprendere meglio l´intero l’effetto dei luoghi bagnati o umidi sul cablaggio strutturato. Le prestazioni ad alta frequenza di un cavo non schermato possono essere influenzate dal fatto che l’ambiente in cui si trova il cavo è costituito dall’acqua piuttosto che dall’aria. Questo effetto è attenuato dalla struttura della guaina e dalla schermatura. I conduttori trefolati installati in ambienti umidi possono lasciare penetrare l’umidità nel cavo, il che potrebbe causare dei guasti. Alcuni connettori per ambienti industriali sono stati progettati per evitare questo problema. Lo studio dell’effetto dell’acqua e dell’umidità sul cavo consente di formulare delle raccomandazioni per l’installazione di cavi Ethernet a doppino intrecciato in ambienti umidi. 1 Introduzione L’acqua può assorbire segnali elettrici. I cavi Ethernet progettati tenendo conto dell’esposizione all’acqua sono realizzati con materiali di struttura diversa rispetto ai cavi per interni. Si possono avere prodotti conformi alle norme ANSI/ICEA che presentano caratteristiche di resistenza alla penetrazione dell’acqua e alla luce solare piuttosto che caratteristiche di sicurezza antincendio e antifumo. I prodotti Ethernet per interni non sono generalmente progettati per tollerare luoghi umidi.

maggiormente influenzati dalla presenza di acqua all’esterno del nucleo del cavo. L’impedenza è caratterizzata da componenti ambientali: (la capacitanza tra la coppia di trasmissione e i materiali circostanti ha un impatto sulla stessa). La perdita di inserzione aumenta quando i campi elettrici sono assorbiti da mezzi ad alta perdita. 2 Configurazione del test 2.1 Cavi immersi in acqua Campioni con varie strutture di cavi fabbricati da diversi produttori sono stati arrotolati e fissati per mantenere la loro forma. Questi campioni sono stati testati per verificare i parametri di prestazione elettrica utilizzando delle apparecchiature di prova automatizzate. Questi test sono stati trattati come base di riferimento per i campioni per la parte restante della prova. I campioni di cavi testati comprendevano quanto segue. Tutti i cavi erano costituiti da quattro coppie di cavi Ethernet classificati nella categoria 5e. Un campione di cavo classificato verticale Ethernet non schermato dotato di guaina in PVC è stato utilizzato per rappresentare i prodotti di cavi per interni. Un campione di cavo per applicazioni esterne con guaina in polietilene resistente alla luce solare e all’acqua e un nucleo riempito con gel è stato utilizzato per rappresentare i prodotti di cavi per applicazioni esterne. Per rappresentare i prodotti Ethernet industriali non schermati è stato utilizzato un cavo verticale non schermato Ethernet industriale classificato per applicazioni esterne con guaina in PVC, progettato per resistere all’olio e ad ambienti non difficili. Per rappresentare i prodotti Ethernet industriali schermati è stato utilizzato un cavo Ethernet industriale con una schermatura in lamina metallica ricoperta da una calza (SF/UTP) classificato come cavo verticale e per applicazioni esterne e dotato di una guaina in TPE altamente flessibile.

I nuclei dei cavi non sono idrorepellenti e i materiali della guaina vengono scelti per le proprietà elettriche e le prestazioni antincendio. I prodotti Ethernet industriali costituiscono una vasta gamma di cavi progettati per il funzionamento in ambienti in cui cavi normali non funzionerebbero. Questi prodotti possono essere o non essere progettati per gestire le sollecitazioni di ambienti esterni e umidi. Quando i cavi Ethernet sono esposti all’acqua, le loro prestazioni possono essere influenzate in diversi modi. Un ambiente con presenza di acqua all’esterno del cavo causerà allo stesso perdite maggiori rispetto a un ambiente con presenza di aria. La plastica della guaina può essere sufficientemente permeabile per consentire all’acqua di infiltrarsi; l’acqua può pertanto penetrare nel nucleo del cavo. Barriere come lamine metalliche possono impedire all’acqua di propagarsi al nucleo del cavo. L’acqua può passare attraverso la guaina nel nucleo del cavo propagandosi attraverso il materiale della guaina o passando attraverso fori causati da danni durante l’installazione. Se l’acqua penetra nel nucleo del cavo, può propagarsi ai componenti elettronici all’estremità del tratto del cavo o causare cortocircuiti all’interno dello stesso. Uno solo di questi effetti danneggerebbe il tratto del cavo. Le linee di trasmissione delle coppie nel cavo sono progettate per funzionare con una guaina in un ambiente con aria. Se la guaina del cavo assorbe l’acqua, ciò provoca una variazione delle sue proprietà elettriche (perdita, dielettrico). Le prestazioni elettriche del cavo diminuiscono quando queste proprietà si modificano. Anche se la guaina non assorbe l’acqua, un ambiente con presenza di acqua (anziché di aria) intorno al cavo può modificare le prestazioni elettriche ad alta frequenza. Tra i parametri delle prestazioni elettriche, si pensava che la perdita di inserzione e l’impedenza fossero i parametri

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Gennaio 2020