Кабели коаксиальные CCS: конструкция, свойства и применение

Коаксиальный кабель с центральной жилой из медного покрытого сталью проводника (Copper Clad Steel, CCS) представляет собой широко распространенный тип радиочастотного кабеля, в котором центральный проводник выполнен не из чистой меди, а из биметаллической проволоки. Эта проволока состоит из стального сердечника, покрытого прочно соединенным слоем электролитической меди. Соотношение меди и стали, а также общий диаметр проводника определяют ключевые электрические и механические параметры кабеля. CCS-кабели занимают нишу между кабелями с цельномедным центральным проводником (BC, Bare Copper) и кабелями с центральным проводником из омедненной алюминиевой проволоки (CCA, Copper Clad Aluminium), предлагая баланс стоимости, прочности и электрических характеристик.

Конструкция и материалы

Типичный коаксиальный кабель CCS имеет стандартную для коаксиалов структуру, но с особенностью в материале центральной жилы.

• Центральный проводник (Internal Conductor): Изготовлен из стальной проволоки, покрытой слоем меди. Процентное содержание меди по весу обычно составляет от 30% до 40%. Толщина медного покрытия стандартизирована и обеспечивает требуемую проводимость. Стальной сердечник придает проводнику высокую механическую прочность на разрыв.
• Изоляция (Dielectric Insulation): Чаще всего используется вспененный полиэтилен (Foamed Polyethylene, FPE) сплошным слоем или в виде газонаполненных сегментов. Реже применяется сплошной полиэтилен. Изоляция фиксирует положение центрального проводника, определяет волновое сопротивление и влияет на затухание сигнала.
• Экран (Shield): Обычно выполняется в виде оплетки из луженой медной проволоки. В кабелях категории RG-59, RG-6, RG-11 стандартом является одна алюминиево-полиэстеровая фольга в комбинации с оплеткой (часто 60% или 80% покрытия). Для более высоких требований к экранированию применяются две оплетки или комбинация фольги и двойной оплетки.
• Оболочка (Jacket): Изготавливается из поливинилхлорида (PVC), полиэтилена (PE) или безгалогенных материалов (LSZH). Выбор материала зависит от условий прокладки (уличная, внутриобъектовая, с повышенными требованиями к пожарной безопасности).

Электрические и механические характеристики

Использование стального сердечника существенно влияет на свойства кабеля.

Преимущества:

• Повышенная механическая прочность: Стальной сердечник значительно увеличивает предел прочности на растяжение, что критически важно для протяжки кабеля в длинных кабельных каналах, монтаже воздушных линий с большими пролетами или при риске механических нагрузок.
• Сниженная стоимость: Сталь дешевле меди, что делает CCS-кабель более экономичным решением по сравнению с кабелями с цельномедным центральным проводником при сравнимых геометрических размерах.
• Меньший коэффициент линейного расширения: По сравнению с чистой медью, что может быть полезно для стабильности параметров в условиях значительных перепадов температур.

Недостатки:

• Большее затухание (ослабление сигнала): Это ключевой недостаток. Из-за скин-эффекта на высоких частотах ток протекает в поверхностном слое проводника. Хотя покрытие и выполнено из меди, общее эффективное сечение проводника для тока высокой частоты меньше, чем у цельномедного проводника того же диаметра. Кроме того, стальной сердечник имеет более высокое удельное сопротивление, и на низких частотах часть тока может проникать в него, увеличивая потери.
• Меньшая гибкость: Кабель с CCS-жилой, как правило, менее гибок, чем с жилой из чистой меди, особенно в крупных диаметрах (например, RG-11).

Сравнение характеристик кабелей RG-6/U с разным материалом центральной жилы

Параметр	Кабель с жилой CCS	Кабель с жилой BC (чистая медь)	Примечание
Волновое сопротивление	75 Ом	75 Ом	Определяется геометрией, а не материалом жилы.
Затухание на 100 м при 860 МГц	~22-25 дБ	~18-21 дБ	Типовые значения. Затухание CCS-кабеля на 15-25% выше.
Прочность на разрыв центральной жилы	Высокая (до 100+ Н)	Средняя (~50-70 Н)	Зависит от диаметра и марки стали.
Стоимость	Ниже	Выше	Разница может достигать 20-35%.
Область применения	Средние дистанции, бюджетные проекты, системы видеонаблюдения, эфирное/спутниковое ТВ (бытовое).	Длинные линии, магистральные участки, профессиональное телевещание, системы связи с высокими требованиями к затуханию.	Выбор определяется бюджетом и техническими требованиями.

Области применения и ограничения

Кабели CCS нашли широкое применение в областях, где требования к затуханию не являются экстремальными, но важна механическая надежность и экономическая эффективность.

• Системы эфирного и спутникового телевидения (SAT, DVB-T/T2): Для прокладки от антенны к потребителю в многоквартирных и частных домах на расстояниях до 30-50 метров.
• Системы видеонаблюдения (CCTV): Для передачи аналогового (CVBS) и цифрового (AHD, HD-TVI, IP-камеры по коаксиалу) видео сигнала. Прочность жилы упрощает монтаж, особенно при вертикальной прокладке.
• Системы связи и передачи данных: В качестве фидерных линий для маломощных и среднемощных антенн в диапазонах УКВ, DAB, сотовой связи (при условии расчета бюджета мощности).
• Распределительные сети кабельного телевидения (CATV): На абонентских ответвлениях, где длина линии невелика.

Ограничения: Кабели CCS не рекомендуется применять в магистральных трактах CATV-сетей большой протяженности, в высокочастотных системах (свыше 2-3 ГГц) с низким допустимым затуханием, а также в системах питания активных антенн (например, для спутниковых мультисвитчей с DiSEqC) на большие расстояния, так как сопротивление центральной жилы постоянному току выше, чем у меди, что приводит к дополнительным падениям напряжения.

Стандарты и маркировка

Кабели CCS производятся в соответствии с международными стандартами, такими как IEC 61196, а также национальными стандартами (ГОСТ, DIN). Наиболее распространена маркировка по американской системе RG (Radio Guide). Типичные типоразмеры:

• RG-59/U: Диаметр центральной жилы ~0.81 мм. Применяется для коротких линий видеонаблюдения.

RG-6/U: Диаметр центральной жилы ~1.02 мм. Наиболее распространенный тип для ТВ и SAT-инсталляций.

RG-11/U: Диаметр центральной жилы ~1.63 мм. Используется для более длинных линий (до 100-150 м) благодаря меньшему затуханию.

В маркировке кабеля должен быть указан материал центрального проводника (например, «CCS», «Copper Clad Steel», «Сталь медь»). Также указывается тип экрана (например, «AL/PET+64 Braid»), материал оболочки и волновое сопротивление.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель CCS отличается от кабеля CCA?

И CCS, и CCA имеют биметаллический центральный проводник. Однако у CCA сердечник выполнен из алюминия, а у CCS – из стали. Кабель CCA легче и дешевле, чем CCS, но его центральная жила имеет еще большее сопротивление постоянному току и менее прочна на разрыв. CCS является более прочным и надежным решением, особенно для натяжных и наружных работ.

Можно ли использовать CCS-кабель для подключения спутникового конвертера?

Да, можно, особенно на типовых бытовых расстояниях (до 30 метров). Однако при большей длине кабеля или использовании нескольких конвертеров с питанием по кабелю (DiSEqC) может возникнуть нестабильность в работе из-за падения напряжения на центральной жиле. Для критичных и длинных линий предпочтительнее кабель с чистой медью (BC).

Как отличить кабель CCS от кабеля с чистой медной жилой визуально или по паспорту?

Визуально, если срезать изоляцию, центральная жила CCS будет иметь характерный серебристо-стальной цвет на торце, в то время как жила из чистой меди – равномерный медный. В паспорте или техническом описании кабеля материал проводника указывается обязательно. Сопротивление постоянному току жилы CCS (например, для RG-6) составляет примерно 13-15 Ом/км, в то время как для жилы из чистой меди – около 8-9 Ом/км.

Влияет ли материал центральной жилы на волновое сопротивление кабеля?

Нет, волновое сопротивление (50, 75 Ом и др.) определяется исключительно геометрией кабеля: соотношением диаметров внешнего и внутреннего проводников и диэлектрической проницаемостью изоляции. Материал жилы влияет на погонное затухание, но не на волновое сопротивление.

Какой кабель лучше для уличной прокладки на опорах: CCS или BC?

Для воздушной прокладки с натяжением часто предпочтительнее CCS из-за его высокой прочности на разрыв. Однако необходимо использовать кабель с УФ-стабилизированной черной полиэтиленовой (PE) оболочкой. Затухание на типовых для таких линий частотах (до 1 ГГц) может быть приемлемым при правильном расчете длины.

Заключение

Коаксиальные кабели с центральным проводником из медного покрытого сталью (CCS) представляют собой экономически эффективное и механически прочное решение для широкого спектра задач в телевизионных, видеонаблюдательных и слаботочных радиочастотных системах. Их ключевым компромиссом является повышенное погонное затухание по сравнению с кабелями на чистой меди. Правильный выбор между CCS, BC и CCA требует тщательного анализа технических требований конкретного проекта: расчетного бюджета затухания, необходимой механической прочности, длины линии, требований к передаче постоянного тока питания и, конечно, бюджетных ограничений. В профессиональной практике CCS-кабель остается востребованным продуктом, оптимальным для многих стандартных инсталляций.