耐火级的射频电缆制造技术

提供了一种同轴电缆(10)，该同轴电缆包括外屏障(12，14，16)，外屏障将同轴电缆(10)从空气密封，并且防止电缆的导体(18，20)在火中氧化。这种外保护屏障(12，14，16)可以包括阻燃带。电介质(22)将导体(18，20)分离，并且可以包括嵌入在电介质材料(25)中的陶瓷(23)或在编织陶瓷网(120，55)中的陶瓷珠(110，53)。

Fire resistant RF cable

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐火级的射频电缆相关申请的交叉引用本申请要求2017年09月08日提交的美国临时申请号62/556296的优先权，并且通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
同轴电缆用于传输电信号。同轴电缆由被螺旋缠绕的电介质绝缘材料(以下简称为“电介质”)或电介质的任何其他合适的挤出形式封装的中心(或内)导体组成。电介质覆盖有呈环形或螺旋形波纹状的外导体。电介质用于维持内导体与外导体之间的间距(或间隙)，在此该间距对于获得同轴电缆的规定特征阻抗是必需的。该间隙通常被称为“空气间隙”，因为尽管存在电介质(其本身用作间隔器)的存在，但还是期望空气成为内导体与外导体之间的分离器。整个组件可以被装在外保护套内。这种电缆(也被称为射频(RF)同轴电缆)用于建筑物内通信，并且通常用于紧急通信系统。考虑它们的紧急通信的用途，现在要求这种RF同轴电缆通过国际建筑法规(IBC)/国际消防法规(IFC)、本地建筑法规/本地消防法规、国家消防协会(NFPA)72第24章，NFPA1221并且潜在地通过NFPA5000。但是，常规使用的电介质不能承受火灾期间出现的极端高温条件(例如，温度约为1850°F)，因为这种常规电介质在300°F附近开始熔化。当电介质熔化时，它在使内导体和外导体保持分离的目的方面失败。结果，内导体将与外导体短路。当发生这种情况时，同轴电缆将不再可用于通信。一些其他已知的电介质可以承受火灾的温度，并且具有足够的强度来维持特征阻抗，但由于在正常温度下会显著衰减经由同轴电缆传输的信号，而不适合。通常，为了满足防火法规，电缆需要通过在非常高的温度下的2小时的燃烧测试(根据保险商实验室(UL)2196)、水管喷射测试和随后的功能测试。当前，行业中不存在符合这些标准的RF同轴电缆，因为这种RF同轴电缆无法在极高的温度下承受两个小时的时间，以便获得UL2196认证。相反，如上所述，现有的电缆将会燃烧或变形，从而它们的内导体与外导体形成短路。此外，使用铜导体的现有电缆易于氧化，从而使得铜与空气反应形成氧化铜，这使导体非常脆。结果，导体趋于容易断裂，实际上使导体成为不可操作的电断路。一种尝试的解决方案是使用建筑物本身内部具有阻燃带或耐火建筑材料的UL级导管，并在其内部布线增压同轴电缆。例如，RF同轴电缆可以被放置在昂贵的酚醛导管中。然而，该装置尚未被测试，并且不太可能通过NFPA72第24章、NFPA1221或不太可能满足NFPA5000要求，因为这种导管内部的温度将会太高，例如在1850°F左右，使得塑料电介质材料熔化，从而导致在内导体和外导体之间形成短路，因此使电缆不可操作，并且它同样不太可能承载任何紧急通信。满足上述规格的其他先前尝试不容易制造，和/或导致电缆非常硬。
技术实现思路
我们已经认识到，根据本公开的原理，可以通过包含外保护结构或屏障以将同轴电缆组件从空气密封并且防止内导体和外导体在火灾中氧化的新的同轴电缆，来克服同轴电缆不能满足上述要求和不能保持功能的问题。在本公开的说明性实施例中，这种外保护屏障可以由阻燃带制成，阻燃带诸如是以下中的一种或多种：a)在两侧上涂覆有阻燃化合物的编织玻璃基板，例如云母带，b)不锈钢，例如304不锈钢、316不锈钢，或钢带，例如A606钢带，c)铜带，例如110铜带，其可以与用于外导体的合金相同，d)包覆有不锈钢带的铜或e)玻璃编织带。有利地，金属带层和阻燃层(如果包含的话)用于密封电缆以防止空气侵入，从而防止外/内铜导体的氧化和由此引起的降级(例如，它们转化为氧化铜)，同时在火灾期间以及在本专利技术的电缆经受喷水喷雾时(例如在电路完整性UL2196测试结束时)还用于增强电缆的结构。另外，在各种实施例中，阻燃热塑性护套材料还可以用于进一步增强本专利技术的电缆承受高温的能力并且提供附加的结构刚度。在本公开的实施例中，可以包含阻燃带以保护护套材料免受任何包含的金属带的尖锐边缘的影响，并且在使用不锈钢带的情况下进行帮助。根据又一实施例，本专利技术的电缆包括电介质，该电介质用于将内导体和外导体分离。有利地，这种电介质不受火的影响，并且可以在火以及与之相关的温度下保持其性能。更详细地，在一个实施例中，同轴电缆可以包括内导体、提供在内导体周围的外导体、所提供的电介质，电介质包括布置在外导体周围的至少一层带，其中带层被配置成防止导体的氧化。带层可以包括至少三层：(i)相对于外导体的近端阻燃带层，(ii)相对于外导体的远端阻燃带层，和(iii)例如在近端阻燃带层和远端阻燃带层之间的金属带层。带层可以包括许多不同的阻燃材料或材料组合，例如钢、不锈钢、铜或包覆有不锈钢的铜、编织玻璃、在两侧上涂覆有阻燃化合物的编织玻璃基板。电介质可以包括例如嵌入的陶瓷、利用阻燃带封装的陶瓷珠、封装在阻燃陶瓷纤维网中的(小)陶瓷珠，或插入在塑料电介质带中的陶瓷珠。例如，小陶瓷珠可以包括Al2O3，并且网可以包括Al2O3和SiO3。在附加的实施例中，本专利技术的同轴电缆可以包括被环形地配置在带层周围的阻燃护套。例如，这种阻燃外套可以包括阻燃热塑性材料。当使用阻燃护套时，本专利技术的电缆可以进一步包括带层(例如，金属带层)和环形地配置在带层与阻燃护套之间的附加带层。在又一实施例中，本专利技术的同轴电缆的外导体可以涂覆有膨胀型阻燃涂料，或者在膨胀型阻燃化合物的外导体之上形成的护套。因此，根据本公开的实施例的同轴电缆被配置为在面对上述测试和条件时能够承受并起作用。附图说明在附图中：图1示出了经受火情的外导体；图2示出了根据本公开的原理配置的同轴电缆的说明性实施例；图3示出了根据本公开的原理配置的同轴电缆的另一说明性实施例；图4示出了根据本公开的原理的、用于分离内导体和外导体的电介质的说明性实施例，该电介质包括封装在阻燃陶瓷纤维网(例如Al2O3和SiO3)中的小陶瓷珠(例如Al2O3)；图5示出了根据本公开的原理的电介质的另一说明性实施例，该电介质用于被进一步配置在封装的阻燃带中；图6示出了根据本公开的原理的、用于分离内导体和外导体的电介质的另一说明性实施例，其中陶瓷珠被插入在塑料电介质带中；以及图7示出了根据本公开的原理配置的同轴电缆的另一说明性实施例。具体实施方式以下仅说明本公开的原理。因此，可以理解，本领域技术人员将能够设计各种布置，该些各种布置尽管未在本文中明确描述或示出，但体现了本公开的原理并且被包括在其精神和范围内。另外，本文中叙述的所有示例和条件语言明确地主要旨在仅用于教学目的，以帮助读者理解本公开的原理和专利技术人为进一步发展本领域所贡献的概念，并且应当被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。而且，本文叙述本公开的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能等同物。附加地，意图是这种等同物包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，即，开发的执行相同功能的任何元件，而与结构无关。除非本文另有明确指定，否则附图未按比例绘制。在说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同轴电缆，包括：/n内导体；/n外导体，环形地布置在所述内导体周围；/n电介质分离器，布置在所述内导体的至少一部分周围，以保持所述外导体与所述内导体基本分离；以及/n带层，包括环形地布置在所述外导体周围的至少一带层，其中所述带层在着火的情况下防止空气进入所述电缆。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 US 62/556,2961.一种同轴电缆，包括：
内导体；
外导体，环形地布置在所述内导体周围；
电介质分离器，布置在所述内导体的至少一部分周围，以保持所述外导体与所述内导体基本分离；以及
带层，包括环形地布置在所述外导体周围的至少一带层，其中所述带层在着火的情况下防止空气进入所述电缆。


2.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括至少三个不同的子层：相对于阻燃材料的所述外导体的近端子层、相对于所述阻燃材料的所述外导体的远端子层、以及设置在所述近端阻燃带子层和远端阻燃带子层之间的金属带子层。


3.根据权利要求2所述的发明，其中所述金属带子层包括选自由钢、不锈钢、铜和包覆有不锈钢的铜组成的组的材料。


4.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括不锈钢带层。


5.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括钢带层。


6.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括铜带层。


7.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括包覆有不锈钢的铜带层。


8.根据权利要求1所述的发明，其中所述带层包括编织玻璃。

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【专利技术属性】
技术研发人员：A·埃尔萨达尼，M·乔希，J·卡科帕多，E·马兰特，T·麦基翁，张任兴，
申请(专利权)人：上海诺基亚贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31