[发明专利]耐火级的射频电缆

说明书

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)。

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。

背景技术

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NFPA 5000。

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NFPA 72第24章、NFPA 1221或不太可能满足NFPA 5000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。

发明内容