WCA March 2020

潮湿环境下的电缆

美国宾夕法尼亚州新荷兰， Berk-Tek LLC ， Brian Marchant

摘要

个带 PVC 护套的立管级非屏蔽以太网电缆样品为例，代表室 内电缆产品。以一个带耐阳光和防水聚乙烯护套和凝胶填充 芯的室外电缆产品样品为例，代表室外电缆产品。以一个带 适用于耐油和轻负荷环境的 PVC 护套的非屏蔽立管和室外级 工业以太网电缆为例，代表非屏蔽工业以太网产品。以一个 带金属箔遮罩且其上有穗带( SF/UTP )的立管和室外级工业以 太网电缆（带高度灵活的 TPE 护套）为例，代表屏蔽工业以太 网产品。 基线测试之后，这些样品被放入装满水的塑料桶中。样品的 线圈部分完全浸泡水中。样品的末端置于桶外，以保持连接 到测试设备所需的距离。两端距测试设备大约两米。当样品 第一次浸泡于水中时，用自动测试设备对其进行测试，然后 每隔几周进行一次测试。 从水桶中取出样品并完全干燥。再次使用自动化测试设备测 试样品。 2.2 电缆在潮湿环境下 在室温( ~20°C )、低湿度条件下，对绞合导体电缆和实心导体 电缆样品进行了测试。样品在 30°C 、 90% 相对湿度的条件下 进行了为期一周的处理。然后返回 20°C 并再次测试样品。使 用以太网和工业电缆插头（适用于电缆）对相同材料的其他 样品进行了端接。这些样品在室温( ~20°C )、低湿度下进行了 测试。样品在 30°C 、 90% 相对湿度的条件下进行了为期一周 的处理。然后返回 20°C 并再次测试样品。

工业环境和户外安装可能是潮湿或湿润的场所。在这些环境 下安装的类别通信电缆产品必须能够正常工作。用于评估这 些产品的典型测试确定水可否进入连接器或水可否沿电缆芯 向下传播。与这些典型的测试不同，本次调查的测试侧重于 评估电缆在水中的电气性能。这将有助于了解潮湿或湿润环 境对结构化布线的全面影响。

当电缆环境是在水中而不是空气中时，可能会影响非屏蔽电 缆的高频性能。护套设计和屏蔽减弱了这种影响。

潮湿环境下的绞合导体可能会将湿气吸进电缆，从而导致故 障。工业环境中的一些连接器就是为避免这种情况而设计 的。通过研究水和湿度对电缆的影响，制定在潮湿位置安装 双绞线以太网电缆的建议。 1 概述 水会吸收电信号。以太网电缆在设计时考虑了防水因素，在 构造上使用了不同于室内级电缆的材料。产品可能具有 ANSI/ ICEA 渗水评级和耐日光性，而不是防火和防烟安全等级。 室内以太网产品的设计通常不能适应潮湿的环境。电缆芯不 隔水，选择的护套材料需符合电气性能和防火安全要求。 工业以太网产品包含各种电缆，它们设计用于在可能导致正 常电缆失效的环境中正常工作。这些产品可能适合/不适合在 室外或潮湿的地方使用。 当以太网电缆暴露在水中时，它们的性能会受到几种不同的 影响。电缆外的水环境比空气环境的损耗更大。护套的塑料 可能具有足够的渗透性，导致水渗透。水会进入电缆芯。金 属箔之类的屏障可以防止水渗入电缆芯。 水通过渗透护套材料或流入安装损坏所造成的孔而进入电缆 芯。如果水进入电缆芯，它会蔓延到电缆主干末端的电子元 件，或导致电缆内部短路。这两种影响都会破坏电缆主干。 双绞电缆传输线被设计为使用护套在空气环境下工作。如果 电缆护套吸水，就会改变其电气性能（损耗、介电性）。当 这些性能发生变化时，电缆的电气性能就会降级。即使护套 不吸水，电缆周围是水（而非空气）的环境也会改变高频电 气性能。 在电气性能参数中，插入损耗和阻抗受电缆芯外的水的影响 最大。阻抗有环境分量，传输对与周围材料之间的电容有影 响。当电场被高损耗介质吸收时，插入损耗增加。

3 测试结果 3.1 浸泡在水中的电缆

将浸泡在水中的样品的测试结果与同一电缆的基线结果进行 了比较。除了插入损耗参数外，电气性能参数的变化很小。 阻抗未表现出预期变化。在大部分被测样品中，插入损耗参 数表现出很大的变化。

❍ ❍ 图 1 : 室内电缆测试结果

❍ ❍ 图 2 : 厂外电缆测试结果

插入损耗最小裕度 (%) 插入损耗最小裕度 (%)

插入损耗最小裕度 (%)

基线 浸泡 干燥

基线 浸泡 干燥

❍ ❍ 图 3 : 工业非屏蔽电缆测试结果

❍ ❍ 图 4 : 工业屏蔽电缆测试结果

2 测试设置 2.1 浸泡在水中的电缆

插入损耗最小裕度 (%)

来自不同制造商的不同电缆设计样品被盘绕和固定以保持其 形状。使用自动化测试设备对这些样品进行了电气性能参数 测试。这些测试被视为其余测试的样品基线。受测试的电缆 样品包括：全部电缆包括四对属于 5e 类的以太网电缆。以一

基线 浸泡 干燥

基线 浸泡 干燥

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Wire & Cable ASIA – March/April 2020