Der kupferummantelte Aluminiumdraht entsteht durch konzentrisches Aufbringen einer Kupferschicht auf die Oberfläche des Aluminiumkerns. Die Dicke der Kupferschicht beträgt in der Regel über 0,55 mm. Da die Übertragung hochfrequenter Signale im Leiter durch den Skin-Effekt beeinflusst wird, wird das Kabelfernsehsignal auf der Oberfläche der Kupferschicht mit einer Dicke von über 0,008 mm übertragen. Der kupferummantelte Aluminium-Innenleiter erfüllt somit die Anforderungen an die Signalübertragung vollständig.
1. Mechanische Eigenschaften
Die Festigkeit und Dehnung von Reinkupferleitern sind höher als die von kupferummantelten Aluminiumleitern, was bedeutet, dass Reinkupferdrähte hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften überlegen sind. Aus Sicht der Kabelkonstruktion bieten Reinkupferleiter den Vorteil einer höheren mechanischen Festigkeit gegenüber kupferummantelten Aluminiumleitern.
Diese Eigenschaften sind in der Praxis nicht unbedingt erforderlich. Der kupferummantelte Aluminiumleiter ist deutlich leichter als reines Kupfer, wodurch das Gesamtgewicht des kupferummantelten Aluminiumkabels geringer ist als das eines Kabels mit reinem Kupferleiter. Dies vereinfacht Transport und Verlegung. Darüber hinaus ist kupferummanteltes Aluminium weicher als reines Kupfer, weshalb Kabel mit kupferummantelten Aluminiumleitern flexibler sind als reine Kupferkabel.
II. Merkmale und Anwendungen
Feuerbeständigkeit: Dank ihrer Metallummantelung weisen Glasfaserkabel für den Außenbereich eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit auf. Das Metallmaterial hält hohen Temperaturen stand und isoliert Flammen wirksam, wodurch die Auswirkungen von Bränden auf Kommunikationssysteme reduziert werden.
Langstreckenübertragung: Dank verbessertem physikalischem Schutz und höherer Störfestigkeit ermöglichen optische Außenkabel die Übertragung optischer Signale über größere Entfernungen. Dadurch eignen sie sich hervorragend für Anwendungen, die eine umfangreiche Datenübertragung erfordern.
Hohe Sicherheit: Optische Außenkabel sind widerstandsfähig gegen physische Angriffe und äußere Beschädigungen. Daher werden sie häufig in Umgebungen mit hohen Anforderungen an die Netzwerksicherheit eingesetzt, beispielsweise in Militärbasen und Regierungsgebäuden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzwerks zu gewährleisten.
2. Elektrische Eigenschaften
Da Aluminium eine geringere Leitfähigkeit als Kupfer aufweist, ist der Gleichstromwiderstand von kupferummantelten Aluminiumleitern höher als der von reinen Kupferleitern. Ob dies Auswirkungen auf das Kabel hat, hängt hauptsächlich davon ab, ob es zur Stromversorgung, beispielsweise von Verstärkern, verwendet wird. In diesem Fall führt der kupferummantelte Aluminiumleiter zu einem höheren Stromverbrauch und einem stärkeren Spannungsabfall. Oberhalb von 5 MHz ist die Wechselstromdämpfung beider Leitertypen nahezu identisch. Dies ist hauptsächlich auf den Skin-Effekt bei Hochfrequenzstrom zurückzuführen. Je höher die Frequenz, desto näher fließt der Strom an der Leiteroberfläche. Ab einer bestimmten Frequenz fließt der gesamte Strom im Kupfermaterial. Bei 5 MHz fließt der Strom in einer etwa 0,025 mm dicken Schicht nahe der Oberfläche, während die Kupferschichtdicke des kupferummantelten Aluminiumleiters etwa doppelt so groß ist. Da bei Koaxialkabeln die Übertragungsfrequenz über 5 MHz liegt, ist die Übertragungsleistung von kupferummantelten Aluminiumleitern und reinen Kupferleitern identisch. Dies lässt sich anhand der Dämpfung des tatsächlichen Testkabels nachweisen. Kupferummanteltes Aluminium ist weicher als reine Kupferleiter und lässt sich im Produktionsprozess leichter begradigen. Daher kann man bis zu einem gewissen Grad sagen, dass der Rückflussdämpfungsindex von Kabeln mit kupferummanteltem Aluminium besser ist als der von Kabeln mit reinen Kupferleitern.
3. Wirtschaftlich
Kupferummantelte Aluminiumleiter werden, wie auch reine Kupferleiter, nach Gewicht verkauft und sind bei gleichem Gewicht teurer. Allerdings ist ein kupferummantelter Aluminiumleiter bei gleichem Gewicht deutlich länger als ein reiner Kupferleiter, und die Kabellänge wird berechnet. Bei gleichem Gewicht ist ein kupferummantelter Aluminiumdraht 2,5-mal so lang wie ein reiner Kupferdraht, der Preisunterschied beträgt jedoch nur wenige hundert Yuan pro Tonne. Insgesamt bietet kupferummanteltes Aluminium daher viele Vorteile. Da kupferummantelte Aluminiumkabel relativ leicht sind, reduzieren sich die Transport- und Installationskosten, was die Bauausführung deutlich vereinfacht.
4. Wartungsfreundlichkeit
Die Verwendung von kupferkaschiertem Aluminium kann Netzwerkausfälle reduzieren und die Verwendung von längs umwickelten Aluminiumbändern oder Aluminiumrohr-Koaxialkabeln überflüssig machen. Aufgrund des großen Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kupfer-Innenleiter und dem Aluminium-Außenleiter dehnt sich der Aluminium-Außenleiter im Sommer stark aus, wodurch sich der Kupfer-Innenleiter zusammenzieht und den elastischen Kontakt im F-Stecker nicht vollständig berühren kann. Im Winter hingegen schrumpft der Aluminium-Außenleiter stark, was zum Ablösen der Abschirmung führen kann. Bei Koaxialkabeln mit kupferkaschiertem Aluminium-Innenleiter ist der Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen diesem und dem Aluminium-Außenleiter gering. Dadurch werden Fehler im Kabelkern bei Temperaturänderungen deutlich reduziert und die Übertragungsqualität im Netzwerk verbessert.
Oben ist der Leistungsunterschied zwischen kupferummanteltem Aluminiumdraht und reinem Kupferdraht dargestellt.
Veröffentlichungsdatum: 04.01.2023