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绝缘材料对音视频线缆性能的影响

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绝缘材料对音视频线缆性能的影响

发布日期:2020-05-31 作者: 点击:

近年来线缆行业的发展和创新几乎都和材料有关,音视频线缆行业中最常用的是三种材料,PVC聚氯乙烯/PE聚乙烯/XLPE交联聚乙烯,那么对于外行如何区别这三者呢?对音视频信号有多大影响呢?如何选择呢?


外表如何区分PVC聚氯乙烯/PE聚乙烯/XLPE交联聚乙烯?


软、燃烧黑烟、刺鼻气味、沉入水——聚氯乙烯PVC(我喜欢叫它小黑)


滑、易燃、燃烧蓝色火焰、白烟、蜡烛气味、燃烧物滴落、浮于水——聚乙烯PE(我喜欢叫它小蓝)


滑、较硬、可燃、燃烧蓝色火焰、白烟、蜡烛气味、燃烧物滴落、耐回缩、浮于水——交联聚乙烯XLPE(我喜欢叫它PLUS)


可燃、蓝色火焰、有泡沫感气孔——发泡聚乙烯


(个人觉得对于外行区分PE/PVC最好的方法是剪掉一片投入水中,漂浮的是PE,沉下去的是PVC,你可以剪掉SYV包覆导体的绝缘和护套投入水中就知道了,当然也有很多其他材料也有以上表征,但是音视频行业用的不多,以上信息不绝对,但是可以判断至少80%)


1. 话筒线、音频信号线绝缘材料尽量选用PE/XLPE视频线尽量选用PE/XLPE,会使得电容小,高音亮丽,如果对声音要求不高的场合也可以选用PVC;


2. AES/EBU数字音频和DMX512灯光线务必采用PE/XLPE, PVC绝缘材料尽量不要使用,慎用;


检查你手上的这两种线,分别把包覆在铜丝的绝缘塑料剪掉一片投入水中,如果沉下去,建议有多少线丢掉多少!


3. 扬声器线缆可以使用PVC绝缘;


4. 模拟视频线可以采用PE,SDI数字视频线采用Foam –PE,低衰减低损耗,非发泡的SDI线慎用;


5. RVV/RVVP/BV等绝缘护套材料为PVC;


6. 中高压电力电缆绝缘材料常采用XLPE。


 这三者都属于塑料的范畴,塑料是第二次工业革命以来橡胶、尤其是天然橡胶的一定程度的替代品,毕竟塑料比重小、电绝缘优良、化学稳定、原料丰富、加工方便等,如果塑料的工业化生产提前30年,可能就避免利奥波德二世对刚果人民的暴行了。


参数对比

image.png

聚氯乙烯塑料


名称:聚氯乙烯


简称:PVC


分子:-[-CH2-CHCl-]-n


常说的聚氯乙烯是指聚氯乙烯塑料,是以聚氯乙烯树脂粉为基材,添加增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂、阻燃剂等共混而成。


优点:1. 易制得,原料广泛低廉;2. 柔软,热塑性好;3. 阻燃,由于分子结构中有氯原子,故即使不添加阻燃剂的PVC树脂也有一定的阻燃性,远超过PE/XLPE,添加适当的阻燃剂后PVC塑料的阻燃级别可以更高;4. 化学稳定性高,耐酸、耐碱、耐油,除了不耐少部分有机溶剂外,化学稳定性还是很好的;5. 电性能优良,体积电阻率较高,是电缆行业中应用最广泛的塑料之一。


缺点:1. 电绝缘性不够完美,尽管电绝缘性还算优良,但是由于分子结构中含有 极性键C-Cl 键,属于极性分子,故电绝缘性不如PE;2. 热稳定不太好,由于分子结构导致受热和燃烧时易产生HCl,故PVC塑料中一定要加入稳定剂以提高热稳定性;


3. 耐寒性较差,单纯的PVC树脂的玻璃化温度为-40~50℃,故常规的PVC塑料通常为-20℃,加入耐寒剂后方可提高到-40℃;4. 有毒,由于含有氯元素,燃烧时产生氯化氢(HCl)气体,在生产、加工、回收、降解各环节都存在污染,PVC塑料中的含卤添加剂也会造成生物富集,损害人类和生物呼吸系统生殖系统等、还可致癌、破坏臭氧层等,近年来有逐步被低烟无卤(LSZH)材料取代趋势。


聚乙烯塑料,名称:聚乙烯,简称:PE


分子:-[-CH2-CH2-]-n


       ——CH2——CH2——CH2——CH2——


同样常说的聚乙烯是指含有添加剂的聚乙烯塑料,它的工业化生产比聚氯乙烯晚,但是一出现就备受青睐,在通信电缆行业中占有几乎无可取代的地位,80%左右的通信电缆绝缘都采用PE,聚乙烯塑料常使用的有HDPE(低压高密度)和LDPE(高压低密度)、MDPE(中密度),所谓的高压低压是指制备方法,高密度的HDPE较硬常用于小规格对称通信电缆,低密度LDPE较软常用于同轴线或者较大规格的对称通信电缆,而中密度的MDPE常用于直埋电缆线的护套,有很好的防水防潮作用。


 优点:1. 介电常数ε小和介质损耗角正切tgδ很小且在受频率和温度影响很小,这是PE最显著的优点,尤其是用于通信电缆,低电容低损耗低衰减,对于音视频线缆这个参数尤为重要;2. 化学稳定性高,由于分子结构对称且只有C-C和C-H键,是非极性分子,故可耐酸(硝酸等氧化类酸除外)、耐碱、较小的吸水性;3. 电绝缘性佳,体积电阻率高,也是高压电力电缆的优良选择。


缺点:1. 光热老化性不好,尤其是紫外线照射加速老化;2. 易燃,太好烧了,边燃烧边滴落,延燃几乎可以当蜡烛用了;3. 耐热性较差,焊接XLR时非常容易回缩,需要专业熟练操作;


交联聚乙烯


交联聚乙烯XLPE,是通过物理或者化学手段将PE的线性分子转化为网状分子以提高耐热性,音视频线材中最经济普便的方法为电子束辐照交联,电力电缆中最常用温水交联。


优点:1. 介电常数小,仅比PE略大,通常为2.5左右,但是受阻燃剂、稳定剂、交联剂等添加剂影响较大;2. 耐热耐回缩;3. 虽然还是易燃,但是阻燃性比PE略微提高,阻燃性能依加入阻燃剂而定。


缺点:1. 易燃,阻燃性还是较PVC差;2. 交联色差,由于交联会引起色差。


PE的改性品除了有XLPE外,还有发泡聚乙烯Foam-PE,低衰减低损耗,常用于SDI数字视频线。


当然电线电缆用的塑料还有很多种,TPE/TPU/EVA/FEP/NL等等,PVC/PE/XLPE只是音视频线缆行业中最常用的三种。


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