EuroWire January 2020

Technischer Artikel

Kabel in nassen Umgebungen von Brian Marchant, Berk-Tek LLC, New Holland, Pennsylvania, USA

Übersicht Industrieumgebungen und Außenbereiche können nasse bzw. feuchte Orte sein. Die Produkte der Kategorie Kommunikationskabel, die in diesen Umgebungen verlegt werden, müssen nach der Installation einwandfrei funktionieren. Die typischen Tests, die zur Bewertung dieser Produkte durchgeführt werden, bestimmen ob Wasser in die Steckverbinder eintritt oder sich bis zur Kabelader ausbreitet. Im Gegensatz zu diesen typischen Tests, befasst sich die vorliegende Untersuchung mit Prüfungen, die die elektrischen Leistungen der ins Wasser eingetauchten Kabeln bewerten. Das führt zu einem besseren Verständnis der vollständigen Auswirkungen nasser oder feuchter Orte auf die strukturierte Verkabelung. eines ungeschirmten Kabels dadurch, dass die Umgebung, in der sich das Kabel befindet, Wasser anstatt Luft ist. Diese Auswirkung wird durch den Ausbau des Kabelmantels und die Abschirmung gedämpft. Die in feuchten Umgebungen installierten mehrdrähtigen Leiter könnten die Feuchtigkeit in den Kabeln eindringen lassen, was wiederum Störungen verursachen könnte. Einige Steckverbinder für die Industrieumgebung sind entworfen worden, um das zu vermeiden. Anhand von Studien über die Auswirkung von Wasser und Feuchtigkeit auf die Kabel, können Installationsempfehlungen für Twisted-Pair-Ethernet-Kabel an nassen Orten erstellt werden. Beeinflusst werden können die Hochfrequenz-Leistungen

Eigenschaften ändern. Auch wenn der Mantel kein Wasser absorbiert, kann eine Wasserumgebung (eher als eine Luft-) um die Kabel die elektrischen Hochfrequenzleistungen ändern. Unter den Parametern der elektrischen Leistungen, wurde angenommen, dass die Einfügungsdämpfung und die Impedanz, die am meisten vom Wasser außerhalb der Kabelader beeinflussten Parametern wären. Die Impedanz weist Umweltkomponenten auf - die Kapazitanz wirkt sich zwischen dem Übertragungspaar und den Materialien im Umfeld aus. Die Einfügungsdämpfung steigt, wenn die elektrischen Felder durch Mittel mit hoher Dämpfung absorbiert werden. 2 Prüfanordnung 2.1 Ins Wasser eingetauchte Kabel Proben mit unterschiedlichen Kabelaufbauten verschiedener Hersteller werden aufgewickelt und gesichert, um deren Form zu erhalten. Diese Proben werden hinsichtlich der elektrischen Leistungsparameter mit Einsatz der automatisierten Prüfausrüstung geprüft. Für den Rest der Prüfung werden diese Tests als Basislinie für die Proben behandelt. Die geprüften Kabelproben schließen nachfolgendes ein: Alle Kabel sind vierpaarige Ethernet-Kabel, eingestuft in der Category 5e. Eine Probe des ungeschirmten Steigleitung-bewerteten Ethernet-Kabels mit einem PVC-Mantel wird zur Darstellung der Kabelprodukte für den Innenbereich benutzt. Um Kabelprodukte für den Außenbereich darzustellen, wird als Probe ein Kabel für den Außenbereich mit einem sonnenlicht- und wasserbeständigen Polyethylen-Mantel und einer gelgefüllten Ader eingesetzt. Zur Darstellung ungeschirmter industrieller Ethernet-Produkte wird ein ungeschirmtes, industrielles für den Außenbereich bewertetetes Steigleitung-Ethernet-Kabel mit einem PVC-Mantel eingesetzt, das für ölbeständige und nicht raue Umgebungen

Sonnenlichtbeständigkeit als jene der Brand- und Rauch-Sicherheit aufweisen. Etherne-Produkte für den Innenbereich werden in der Regel nicht für nasse Orte ausgelegt. Die Kabelader sind nicht wasserabweisend und das Mantelmaterial wird entsprechend der elektrischen Eigenschaften und des Brandschutzes ausgewählt. Industrielle Ethernet-Produkte stellen eine große Auswahl an Kabeln dar, die für den Einsatz in Umgebungen geeignet sind, in denen normale Kabel versagen würden. Diese Produkte können entworfen werden, um gegen die Belastungen im Außenbereich und nassen Orten beständig oder nicht beständig zu sein. Wenn Ethernet-Kabel Wasser ausgesetzt werden, können deren Leistungen auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden. Ein Kabel in Wasserumgebung zeigt einen höheren Verlust im Vergleich zu einem in Luftumgebung. Der Kunststoff des Mantels könnte ausreichend durchlässig sein, um das Diffundieren von Wasser zu ermöglichen. Wasser kann somit in die Kabelader gelangen. Durch Barrieren wie z. B. Metallfolien kann Wasser davon abgehalten werden in die Kabelader zu diffundieren. Wasser kann durch den Mantel in die Kabelader fließen und somit durch das Mantelmaterial diffundieren oder durch Löcher fließen, die durch Schäden während der Installation verursacht werden. Wenn Wasser in die Kabelader tritt, kann es sich bis zu den Elektrokomponenten am Ende des Kabelteilstücks ausbreiten oder Kurzschlüsse im Kabel verursachen. Eine dieser Auswirkungen würde das Kabelteilstück beschädigen. Die Übertragungsleitungen der Paare im Kabel sind ausgelegt, um mit einem Mantel in einer Luftumgebung zu funktionieren. Absorbiert der Kabelmantel Wasser, so ändern sich die elektrischen Eigenschaften (Dämpfung, dielektrisch). Die elektrischen Leistungen des Kabels verringern sich, wenn sich diese

1 Einleitung Wasser kann

elektrische Signale absorbieren. Ethernet-Kabel, bei denen die Wasserbelastung bedacht wurde, weisen im Gegensatz zu Kabeln für den Innenbereich, im Aufbau andere Materialien auf. Die Produkte sollten gemäß ANSI/ICEA-Normen eher die Eigenschaften der Wassereintritts- und

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Januar 2020