הבטחת יציבות ובטיחות בהתקנת כבלים תקשורת עבור מרחבים מגינים

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בקונטקסט של אינטגרציה עמוקה של מידע ובינה מלאכותית, מרחבי הגנה, כנשאיים מרכזיים של מערכות תקשורת קריטיות, יציבותם ואבטחתם משפיעות ישירות על אמינות העברת מידע ויעילות התפעול של התשתית. לכן, ניתוח הקשיים העיקריים (התאמה לסביבה, תכנון התאמה אלקטרומגנטית, בקרת דיוק בניה) בהתקנת כבלים תקשורת במרחבי הגנה בעלת ערך הנדסי משמעותי.

1 קשיים בהתקנת כבלים תקשורת במרחבי הגנה
1.1 בעיות התאמה בחירת כבלים

מבנים כמו מגן מצולע/כיסוי פלדה במגיני שדה אלקטרומגנטי, אם אינם מתאימים לתדר העברת השידור, גורמים לחריגה מהנגד המאפיין, המשפיעה על יציבות/דיוק הסיגנל. חומרים עמידים gegenüber Wetterbedingungen (isolierendes Fluorkunststoff, Metallpanzerung) erfüllen die Anforderungen an harte Umgebungen, aber ihre hohe Härte/Steifigkeit steht im Konflikt mit der Bauflexibilität, wodurch bei Biegen und Dehnen Isolierschäden oder Panzerbrüche auftreten können, was die Installationsqualität gefährdet.

1.2 Konflikte in der Verkabelungs- und Störsignalabschirmung

Aufgrund von Raumbeschränkungen, wenn Starkstrom- und Schwachstromleitungen zu dicht nebeneinander verlegt werden, stören sich Wechselströme aus Starkstromkreisen über Kopplung an Schwachstromsignalen, was zu Verzerrungen und Dämpfung führt. Schlecht isolierte Querlegungen in komplexen Räumen erhöhen die elektromagnetische Kopplung zwischen Leiterpaaren, was zu Krosstalk-Problemen führt. Ungeregeltes Abschirmen und Erdung (nicht einheitliche Einpunkter- oder Gleichpotentialverbindung) führen durch Spannungsdifferenzen zu Erdkreisströmen, was die Störung verschlimmert und die Stabilität des Kommunikationssystems bedroht.

1.3 Herausforderungen bei der Bauqualität

Ungeregelte Endverbindungen von abgeschirmten Kabeln beschädigen die Abschirmungsschichten oder führen zu unsicherer Erdung, erhöhen den Erdwiderstand, beschädigen die Integrität der Abschirmung und lassen äußere Störungen und interne Signalleckagen zu, was die Abschirmungseffizienz verringert. Unzureichende Feuerdämmung (Lücken durch schlecht ausgefüllte Feuerstopfmassen) kann Flammen und Rauch nicht aufhalten. Mangelhafte Wasserdichtung (Blasen/ungleichmäßige Klebstoffe) lässt Feuchtigkeit eindringen, was zu langfristigem Alterungsprozessen der Isolation und Korrosion der Leiter führt, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Kommunikationssystems gefährdet.

2 Kontrollpunkte für die Qualität der Installation von Kommunikationskabeln in geschützten Räumen
2.1 Kabelauswahl und Materialprüfung

Die Kabelauswahl sollte den Anforderungen an geschützte Räume entsprechen: Für elektromagnetische Abschirmung sollten Kupfergitterkabel (Geflecht-Dichte ≥ 90%) oder doppelt abgeschirmte (Folie-umwickelt + geflochten) Strukturen verwendet werden, um Hochfrequenz-Abschirmung sicherzustellen. In harten Umgebungen (hohe Temperatur, Feuchtigkeit) sollten Polyimid-isolierte Kabel (Temperaturbeständigkeit ≥ 200 °C) oder IP68-geschützte Ölfüllkabel verwendet werden. Materialprüfung: Kupferleiter müssen Reinheitsstandards (≥ 99,99%), Zugdehnung (20% - 24%) und Querschnittsabweichung (± 0,5%) erfüllen. Abschirmungsschichten werden auf Abdeckung, Zugdehnung beim Bruch (≥ 300%) und Abschirmwiderstand (≤ 0,5 Ω/m bei 100 kHz) getestet, um grundlegende Leistungsfähigkeit sicherzustellen.

2.2 Verkabelungsplanung und Verlegung

Die Verkabelung folgt den Prinzipien der Trennung und Störsignalabschirmung: Starkstrom-, Schwachstrom- und Signalenergiekabel werden in separaten Trays (Abstand ≥ 500 mm) verlegt. Metallschirme an Kreuzungen blockieren Kopplungen. Empfindliche Signalkabel verwenden unabhängige Abschirmrohre und vermeiden parallele Verlegung mit Starkstromkabeln für > 10 m, um Hochfrequenzstörungen zu reduzieren. Bei der Verlegung wird die Zugkraft innerhalb von 80% der zulässigen Kabelzugkraft kontrolliert, um Isolierungsschäden zu verhindern.

2.3 Qualitätskontrolle der Verbindung und Endverbindung

Abschirmende Endverbindungen verwenden eine 360°-Vollkreis-Klemmung, halten den Kontaktwiderstand mit Gehäuse ≤ 0,05 Ω und bestehen 30 MHz - 1 GHz-Abschirmdämpfungstests (Dämpfung ≥ 60 dB), um die Integrität der Abschirmung sicherzustellen. Für das Löten wird Zinnlegierung mit 3% - 5% Silber verwendet, die Temperatur wird bei 260 °C ± 10 °C gesteuert und für ≥ 30 s gekühlt, um feste Lötstellen sicherzustellen. Die Erdung erfolgt am Signalquelle mit Einpunkter-Erdung, um den Widerstand < 1 Ω zu halten und Erdkreisläufe zu vermeiden.

2.4 Implementierung von Schutzmaßnahmen

Für elektromagnetische Abschirmung werden Wanddurchführungen mit Berylliumkupfer-Federn + Abschirmflanschen versiegelt, um die Wandabschirmungseffizienz zu erreichen und Leckagen zu verhindern. Kabelverbindungen werden in metallenen Abschirmboxen eingeschlossen, die Boxen werden über Lötung/Klemmung mit Kabelabschirmungen verbunden und Lücken werden mit leitfähigem Kleber (Leitfähigkeit ≥ 10⁴ S/m) ausgefüllt, um angemessene Abschirmung sicherzustellen.

Im Umweltschutz: Feuerdichtung kombiniert feuerfeste Taschen und Masse (Dicke ≥ 200 mm, UL 1479-konform). Wasserdichtung verwendet dreischichtige wasserdichte Bänder (Butylkautschuk, PVC, selbstvulkanisierender Kautschuk) an Verbindungen, die 24-Stunden-Tauchtests (Isolationswiderstandsabfall ≤ 10%) bestehen. Bei Überquerung von Vibrationsschwerpunkten werden Metallschläuche (10 Hz - 2000 Hz, Amplitude ≤ 0,5 mm) mit ≤ 500 mm Abstand installiert, um mechanischen Schutz gegen vibrierungsbedingte Schäden zu gewährleisten.

3 Schlussfolgerung

Durch die Analyse der Hauptprobleme (elektromagnetische Abschirmungsausfälle, geringe Umweltanpassung, Probleme bei der Bauqualität) und die Diskussion der Qualitätskontrollpunkte kann die Qualität der Installation von Kommunikationskabeln in geschützten Räumen gewährleistet werden. Zukünftige Forschungen können sich auf intelligente Überwachung (IoT-basierte Echtzeitbewertung des Kabelstatus, digitale Zwillingssimulationsplattformen) konzentrieren, um Qualitätsrisiken proaktiv vorherzusagen und die Sicherheit und Stabilität des Kommunikationssystems in geschützten Räumen zu verbessern.