当同轴电缆受到一定的电压时,内导体表面具有最大的电场强度,这是电缆的最薄弱区域。 内导体表面场强和工作电压有如下关系: V=0.5×E d ln(D/d) 如果用电场强度E用(kV/cm),d用mm表示,则可以求出: V=0.115×E d lg(D/d) kV(峰值) 或者U=0.008×E d lg(D/d) kV(有效值) 对于电缆结构,最大允许工作强度E可以按照表4选取,表中数据是根据实验得出的,并考虑了安全因素,因此适用于所有射频电缆。 表4射频电缆允许的最大工作场强(kV/cm) 介质形式 工作条件 | 实心绝缘 | 空气、半空气、氧化镁矿物绝缘 | 单线内导体 | 绞合内导体 | 直流 | 400 | 560 | 10 | 脉冲 | 100 | 140 | 10 | 射频 | 50 | 70 | 10 |
如表4所示,绞合内导体的最大允许场强要比单丝高40%,这主要是由于绞线情况下聚乙烯介质与导线之间有更加紧密的接触,从而使介质和导体间存在的空气间隙减少而引起的。 根据有关文献介绍,电缆的射频工作电压可以根据电晕电压实际测量值来确定。电缆在工作时,其工作电压应该比介质材料的击穿电压小很多,因为介质与导体之间或介质内部存在空气间隙,在比介质材料的击穿电压低得多的电压下,这种空气间隙就会发生电晕放电,这种放电是十分有害的,它会使绝缘介质逐步损坏,从而使得电缆寿命降低。电缆的工作电压应该比电晕电压低,即可以如下选取: 射频工作电压(峰值)=工频电晕电压(峰值)×0.35 式中的0.35是考虑了安全因素2以及射频耐压强度比工频耐压强度降低30%而得出的。 工频电晕电压可以通过实验来确定,并且应该取电晕熄灭电压(即先加上电压使得电晕发生,然后逐步降低电压,直到电晕熄灭为止时的电压)。 电缆在匹配状态下,其承受的电压与输入功率有如下关系: V=(峰值) 如果电缆在失配状态下,并且有振幅调制时,则治安同样功率下会产生更高的电压,即 V=(1+m)(峰值) 式中P――信号的载波功率 m――调制度 S――电压驻波比 如果电缆承受的是脉冲调制,则峰值电压可以直接从电缆所传输的峰值功率按照上式计算。
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