Экранированный кабель


СОДЕРЖАНИЕ:

Это интересно!

Программирование микроконтроллеров STM32 в среде Eclipse/GCC

Это вторая из статей, описывающих технологию разработки и отладки прикладных программ для микроконтроллеров семейства STM32 с ядром Cortex-M3 в среде Eclipse/GCC. Тестирующая программа многоцелевого модуля TE-STM32F103 компании «Терраэлектроника» служит в качестве примера. В статье описана структура проекта при разработке программ микроконтроллеров STM32, состав библиотеки STM32F10x Standard Peripheral Library и последовательность обработки проекта тестирующей программы в среде Eclipse/GCC

Как обеспечить соответствие стандартам по электробезопасности и ЭМС

Электронное устройство можно выводить на рынок, только если оно сертифицировано на соответствие международным стандартам по электробезопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС). В статье обсуждаются особенности аттестации электронной продукции, в частности приборов для медицины, рассмотрены основные международные стандарты по электробезопасности и ЭМС. Учитывая, что во многих случаях российские ГОСТы, по сути, повторяют международные стандары, статья будет полезна российским разработчикам.

Системный подход позволяет оптимизировать светодиодную подсветку

В статье обсуждаются вопросы проектирования системы светодиодной подсветки для LCD-дисплеев большого размера. Рассмотрены усовершенствованные методы регулировки яркости светодиодов, особенности построения системы питания и управления тепловыми режимами, а также выбор оптимальной конфигурации блока светодиодной подсветки, которая обеспечивает высокий уровень качества изображения и низкое энергопотребление LCD-панели. Статья представляет собой перевод [1].

Ссылки

Реклама

По вопросам размещения рекламы обращайтесь в отдел рекламы

Реклама наших партнеров

14 марта

Назначение экранированных кабелей

ромышленные объекты, например производственные помещения, обычно отличаются электрически зашумленными условиями работы. Электрические шумы в виде наводок по цепям питания и помех от паразитных излучений, относящиеся к электромагнитным помехам (EMI), могут серьезно нарушить работу всего оборудования. Изоляционное покрытие механически защищает кабель от сколов и износа, а также от сырости и пролитой жидкости. Однако такое покрытие прозрачно для электромагнитных излучений и поэтому не обеспечивает от них защиту. Для борьбы с электромагнитными шумами необходимо экранирование.

Кабели могут быть как основным источником, так и приемником электромагнитных помех. Как источник кабель либо передает шумы на другое оборудование, либо действует как антенна, излучающая помехи. Как приемник кабель улавливает электромагнитные помехи, излучаемые другими источниками. Экранирование помогает в обоих случаях.

В таблице 1 даны общие принципы классификации уровня шума на площадях, подвергающихся его воздействию. Следует отметить, что в случаях переключения мощной нагрузки, эксплуатации индукционных нагревателей и больших трансформаторов возникают большие помехи в результате наводок по цепям питания или от паразитных излучений.

Таблица 1. Принципы классификации уровня шумов

Электролитические процессы, мощные двигатели, генераторы, трансформаторы, индукционные нагреватели, релейные блоки управления, силовые линии и провода цепи управления, расположенные в непосредственной близости

Большие производства, такие как сталепрокатные и литейные цеха

Провода, расположенные рядом с двигателями среднего размера, релейные блоки управления

Средние промышленные производства

Провода, расположенные на сравнительно большом расстоянии от силовых линий; двигатели менее 5 л.с.; в отсутствие в ближайшем окружении индукционных нагревателей, электрических разрядов и силовых реле

Склады, лаборатории, офисы и осветительные установки

Размещение сигнальных линий рядом с силовыми кабелями может также стать причиной появления сетевых наводок в сигнальных цепях.

Основным способом борьбы с электромагнитными помехами в кабелях является экранирование (см. рис. 1). Экран окружает внутренний сигнальный или силовой проводник, воздействуя на электромагнитные помехи двумя способами. Во-первых, экран отражает излучение. Во-вторых, он улавливает шумы и перенаправляет их на земляную шину. Всегда часть паразитной энергии проходит через экран, но она настолько невелика, что не приводит к существенным наводкам.

Рис. 1. Экран отражает часть излучения, передает часть энергии в землю и пропускает незначительную долю энергии

Кабели обеспечивают разную степень экранирования и уровень эффективности защиты. Требуемая степень экранирования зависит от нескольких факторов: электрического окружения, в котором используется кабель, стоимости кабеля, а также от таких характеристик как диаметр кабеля, его вес и гибкость.

Неэкранированный кабель в промышленном оборудовании, как правило, проходит внутри металлических шкафов или металлических труб, защищающих от внешних электромагнитных излучений.

Существуют два типа экранирования кабелей: оплетка и покрытие из фольги.

Для изготовления фольгированного экрана применяется тонкий слой алюминия, крепящийся на основу, например из полиэстера, для придания прочности и износоустойчивости. Такой экран обеспечивает 100-% покрытие проводников. Однако он очень тонкий, что затрудняет работу с ним, особенно когда используются разъемы. Обычно вместо заземления всего экрана применяется отводящий провод для соединения конца экрана с землей.

Оплетка представляет собой сетку из оголенной или луженой медной проволоки. Оплетка обеспечивает низкоомное заземление и легче крепится к разъему методом обжатия или пайки. Тем не менее экран из оплетки не обеспечивает 100-% покрытия, оставляя в нем небольшие зазоры. В зависимости от плотности оплетка обеспечивает 70…95% покрытия. Для стационарного кабеля, как правило, бывает достаточно 70-% покрытия. На практике трудно заметить увеличение эффективности экранирования при использовании оплетки с более высоким процентом покрытия. Поскольку медь имеет более высокую электропроводность, чем алюминий, а оплетка лучше защищает от наводок по цепям питания, медная оплетка более эффективна как экран. Однако при этом увеличиваются размеры и стоимость кабеля.

В очень зашумленных окружающих условиях часто используются многослойные экраны. Наиболее распространенной комбинацией является экран из фольги и оплетки. В многожильных кабелях отдельные пары проводов иногда экранируются фольгой для защиты от перекрестных наводок между соседними парами, в то время как весь кабель экранируется либо фольгой, либо оплеткой, либо их комбинацией. Кабели могут использовать два слоя или фольги, или оплетки.

Метод экранирования SupraShield, предложенный компанией Alpha Wire, объединяет в защитном покрытии кабеля как фольгированные, так и оплеточные экраны (см. рис. 2).

Рис. 2. Типовые конфигурации экранов

Каждый из экранов поддерживает другой, что позволяет преодолеть прочностные ограничения каждого из них. Такой подход позволяет добиться наибольшей эффективности экранирования по сравнению с использованием каждого из экранов по отдельности (см. рис. 3). Улучшение эксплуатационных характеристик кабелей SupraShield достигается за счет применения уникальной трехслойной фольгированной ленты из алюминия-полиэстера-алюминия. Такая лента повышает эффективность экранирования за счет уменьшения сопротивления экрана и отводящего провода, облегчающего быстрое и надежное заземление.

Рис. 3. Комбинированный экран из фольги/оплетки обладает самой высокой эффективностью экранирования

На практике назначение экрана заключается в передаче любых наведенных помех на землю. Важность экранирования нельзя недооценивать, а непонимание этого вопроса может привести к использованию неэффективных экранов. Экран кабеля и его концевая заделка должны обеспечивать низкоомное заземление. Незаземленный экранированный кабель работает неэффективно. Любые повреждения экрана могут увеличить импеданс и снизить эффективность экранирования.

Практические рекомендации для обеспечения эффективного экранирования

1. Убедитесь, что используемый кабель имеет достаточную для приложения степень экранирования. В умеренно зашумленной среде адекватную защиту обеспечивает применение фольгированного экрана. В более зашумленной обстановке требуется использовать экран из оплетки или комбинированный экран из оплетки и фольги.

2. Используйте кабель, пригодный для приложения. В кабелях, подвергающихся регулярным изгибам, вместо оплетки, как правило, используется спирально навитая экранировка. Избегайте применения гибких кабелей с экраном из фольги, поскольку их регулярное сгибание вызывает износ фольги.

3. Убедитесь, что оборудование, к которому подсоединен кабель, правильно заземлено. Используйте заземление там, где это возможно, и проверяйте соединение между точкой заземления и оборудованием. Степень устранения помех зависит от величины сопротивления проводника, идущего на землю (чем меньше, тем лучше).

4. Конструкции большинства разъемов допускают 360° законцовку экрана. Убедитесь, что эффективности экранирования разъема и кабеля одинаковы. Например, многие широко распространенные разъемы предлагаются с кожухом из металлизированного пластика с покрытием из цинка или алюминия. Избегайте как переплаты за кабель, в котором отсутствует необходимость, так и его недооценки, в результате которой эффективность экранирования оказывается недостаточной.

5. Заземляйте кабель только на одном конце. Это устраняет возможность возникновения шумов в заземляющем контуре.

Эффективность экранирования определяется качеством наиболее слабого компонента. Высококачественный кабель не обеспечит должного экранирования при использовании низкокачественного разъема. И, наоборот, самый хороший разъем не защитит систему от помех, если кабель плох.

Что такое экранированный кабель?

Экранированный кабель представляет собой электрический кабель, в котором проводник и его окружающий изолирующий слой заключены в один или несколько проводящих экранов. Они обычно изготавливаются из металлической фольги или плетеной проволоки. Защитная оболочка обычно образует наружный слой. Это работает для минимизации электромагнитных помех (EMI), излучаемых и принимаемых кабелем.

Силовые кабели могут быть основным источником электромагнитных помех в среде. Они могут выступать в качестве антенн в передающих помехах или в качестве приемников для получения и проведения помех другим устройствам. Уровень EMI является результатом требований к электропитанию любого электрооборудования. На заводе, как правило, уровень окружающего EMI будет выше, чем у офиса или резиденции. Степень защиты, необходимая для ослабления помех, будет соответственно изменяться.

В сигнальных кабелях EMI впервые была признана радиочастотной помехой (RFI). Эффект обычно называют шумом. Коаксиальный кабель – это знакомая версия экранированного кабеля, часто используемая в радиочастотной передаче, распределении кабельного телевидения и компьютерных сетях. Системы безопасности в зонах с повышенными электромагнитными помехами используют экранированный кабель для предотвращения ложных тревог.

Экранирование может смягчать электромагнитные помехи двумя способами. Он может отражать помехи или может помешать помещению на землю. EMI либо отрицательно, либо настолько снижен по мощности, что он не оказывает заметного влияния на проводник.

Степень экранирования в кабеле зависит от нескольких факторов, которые в основном включают в себя окружающие ЭМИ в данной среде. Стоимость и необходимый диаметр, а также вес и гибкость кабеля являются дополнительными факторами. Неэкранированный кабель может быть приемлемым для использования в промышленных условиях, если его непосредственная окружающая среда может строго контролироваться.

Наиболее часто используются два типа экранирования: металлическая фольга и плетеная проволока. Для защиты фольги используется тонкий слой алюминия или меди, поддерживаемый полиэфирной прокладкой. Этот метод обеспечивает превосходное покрытие для проводников, хотя пленка довольно хрупкая. Присоединение разъема и заземление могут оказаться трудными. Дренажная проволока, которая является неизолированной проволокой, иногда используется для прекращения и заземления экрана фольги.

Плетеный экран представляет собой сетку из медной проволоки. Это не обеспечивает эффективного покрытия, как фольга. Проводимость медь и большая часть проволочной сетки работают вместе, чтобы сделать оплетку эффективным выбором. Кроме того, гораздо проще прикрепить разъем и закончить заземление. Этот тип кабеля дороже, чем фольга, и увеличивает вероятность возникновения проблем с размером, весом и гибкостью.

В областях с чрезвычайно высоким EMI использовался подход с двойной защитой. Экранированный кабель имеет внутренний экран из фольги и внешний слой плетеной меди. Этот подход использует преимущества более широкого покрытия фольги и превосходной проводимости медной оплетки.

Еще по теме:

А Вы знаете, что такое техник: кабельное телевидение? Что делает кабельный техник? Кабельные техники отвечают…

А Вы знаете про изготовление высоковольтных кабелей? Современное изготовление высоковольтных кабелей Процесс изготовления лучших кабелей…

А Вы знаете, где купить нейросеть? Нейросеть Разработка нейросетей является ключевой нишей в изучении искусственного…

А Вы знаете, исследование текста в 5 шагов? Исследование текста Речеведческие исследования, предоставленные в качестве…

Кабели и провода в Hi-Fi и домашнем кинотеатре

Многие годы промышленность, действующая вокруг hi-fi и hi-end машинерии, с упорством, достойным лучшего применения, внушает нам мысль о великой значимости соединительных кабелей для достижения высокого качества звукового тракта. К сожалению, наибольший вклад в пропаганду подобного шарлатанства вносят «почти независимые» аудиожурналы, которые часто оказываются единственным источником информации для подавляющего большинства любителей. Нетрудно понять сокровенные желания издателей и журналистов, ведь основным источником их существования является размещение коммерческой рекламы производителей и дистрибуторов обозреваемых продуктов.

Судя по ценам, производство всевозможных кабелей является куда более выгодным гешефтом, чем честная деятельность на ниве разработки и выпуска аппаратуры звуковоспроизведения.

Любопытно, что сами производители (по разным данным, споры ведутся уже около 30 лет) не могут объяснить на сколько-нибудь убедительном физическом уровне влияние свойств бытовых кабелей на качество полноценного аудиотракта. Здесь, по-видимому, мы имеем дело с очередной легендой XX и XXI столетий, любовно подхваченной широкими массами аудиофилов, не отягощенных знаниями на уровне школьной физики (многия знания — многия печали). Разумеется, такой публике не очень-то хочется добровольно расставаться со своими убеждениями (или им жалко потраченных впустую денег?), поэтому достаточно давно был выдуман ряд довольно оскорбительных, а на самом деле смехотворных объяснений, пригодных лишь для употребления в обществе им подобных аудиофилов. Кстати, о подлинном уровне того или иного популярного издания можно судить по количеству опубликованных тестов «шнурков».

Для примера приведем ряд наиболее одиозных постулатов, прочно прижившихся в аудиомире:

  • «хороший» кабель способен улучшить звучание тракта или по крайней мере — не ухудшить, что неизбежно при использовании «плохого» кабеля;
  • чем дороже кабель, тем он лучше «звучит»;
  • самый лучший кабель — это тот, который сейчас интенсивнее всего раскручивается на рынке или привлекает взор большим количеством позолоты на разъемах;
  • выбирая кабель из кучи аналогичных, можно отыскать самый лучший по звучанию;
  • качество кабеля зависит от скорости распространения в нем сигнала по сравнению со скоростью света в вакууме;
  • кабели, входящие в комплект блока, надо немедленно выбросить и заменить на новые, но по цене не менее 10% от стоимости аппаратуры;
  • серебряные или покрытые тонким слоем серебра кабели звучат «звонко», а большинство медных — «нормально», а иногда и «отлично»;
  • экранированные кабели имеют слишком большую емкость, поэтому они никуда не годны, и т.п.

А вот набор доморощенных «аргументов», предназначенных для повального убиения немногочисленных противников шнурковщины:

  • каждый человек от рождения либо наделен способностью «слышать тракт», либо нет (очень удобная мысль для дилетантов и обскурантов. Не отличаю вольт от килограмма, но «слышу», а значит профессионально пригоден для составления тестов, написанных на им же изобретенной «аудиофене»);
  • если вы не слышите разницы между «звучанием» кабелей за $20 и $500, то вы — козел (комментариев не требует);
  • влияние кабелей начинает сказываться в трактах за $5000 и больше. Варианты: 50000, 100000, и так далее. (Вполне либеральная идея — если у вас нет таких денег, то и не надо соваться своим свиным рылом в наш калашный ряд);
  • если вы не чувствуете появления «эмоций» при замене элементов тракта, в том числе кабелей на более «музыкальные», даже при прослушивании лично вам неприятного музыкального произведения, то вы — козел (напоминает старый анекдот: «Василий Иванович, ты палец в попе чувствуешь?»);
  • спорим на ящик (варианты: вагон, железнодорожный состав) водки, что я на слух отличу предложенный вами плохой кабель от моего хорошего. (Рассчитано на то, что вы пожалеете денег на вагон водки, а вот супротивник никогда её не отдаст, если проиграет. На самом деле ничего он не отличит, если эксперимент поставить статистически грамотно, что и происходило неоднократно);
  • влияние кабелей обусловлено различными физическими эффектами, не имеющими отношения к сути дела (изменениями температуры, волновыми свойствами кабелей, скин-эффектом, посторонними электромагнитными полями и пр.) (Явно прогуливали в средней школе уроки физики);
  • существуют доселе неизвестные физические явления и законы, выходящие за рамки человеческого познания, которые и определяют зависимость качества тракта от качества кабелей. («Погоди, Вася, истина где-то рядом», совсем как спецагент Скалли, не правда ли?);
  • а наши кабели применяются в авиакосмической технике (Полная чушь);
  • вообще-то лучше всего иметь «наигранные» и «разогретые» кабели (т. е. провода, через которые многие годы протекали токи. Их находят в основном, на помойках);
  • реклама от одного из фельдшеров кислых щей (к сожалению, мой талантливый коллега по институту): «Продаю полутораметровые сетевые кабели, серьезно улучшающие качество звучания». (Что только не брякнешь за лишние сто баксов в наше непростое время).

Наверно, каждый из любителей, интересующийся hi-fi и hi-end, слышал подобные заклинания. Но хватит голословно изгаляться над бедными апологетами шнурковщины (к ним не относятся профессионалы, сознательно надувающие потребителей во имя золотого тельца).

Теперь к делу. Всё сказанное ниже будет опираться на аксиому электроакустики: «Нельзя услышать то, что невозможно измерить». Разумеется, никто не отрицает значение экспертных оценок, но за последние полтора десятка лет вряд ли какая-либо авторитетная научная организация собирала группу экспертов, состоящую из профессиональных звукорежиссеров, инженеров–акустиков и неподготовленных слушателей, а затем проводила статистическую обработку результатов в соответствии с признанными международными стандартами. Занятие это дорогое и длинное, тем более, что для малых и больших нужд потребителя существуют мальчонки (девчонок почему-то мало) в популярных журналах, которым привозят из салонов кучу техники, а затем оные мальчонки её с умным видом референсно слушают, после чего тискают материалы тестов, написанные неудобоваримым английским языком в русской транскрипции. Самое интересное, что восторженные словесные оценки каждой модели совсем не соответствуют количеству проставленных звезд.

Тем более, что почти все журналы нынче обзавелись «измерительными лабораториями», собранными в офисном помещении, а не в полусвободном акустическом поле, сиречь заглушенной камере. Чаще всего такие лаборатории представляют собой персональный компьютер с измерительной платой, к которой подключен микрофон. Вот и всё. Подобные методики считаются их авторами наиболее приближенными к условиям реального размещения акустики в жилой комнате. (А мы-то мучились в свое время). В лучшем случае такие системы способны измерить амплитудно-частотные характеристики акустики по звуковому давлению на частотах не ниже 100200 Гц.

Вместе с тем потребителю, по-видимому, хотелось бы получить какие-нибудь результаты измерений кабелей, применяемых в домашних системах. Методики этих измерений должны быть довольно простыми. Мы ведь не собираемся измерять диэлектрическую проницаемость изоляторов, пробивные напряжения, удельные емкость и индуктивность. Достаточно определить влияние кабеля на частотные и импульсные характеристики линии. Для этого необходимо лишь взять напрокат три–четыре катушки разного кабеля и иметь приличный генератор гармонического и импульсного сигналов, а также милливольтметр и осциллограф.

Измерим частотную характеристику кабеля в диапазоне от 20 Гц до 100 кГц, завал фронтов и спад верхушек импульсов формы меандра в том же диапазоне, а затем, грубо говоря, разделим полученные величины на длину кабеля в барабане. Очевидно, что наихудшие результаты должны быть получены у наиболее дешевых образцов, так что дорогой кабель нам вроде бы и не интересен.

Конечно, автору не удалось достать целый барабан кабеля, но собственные измерения, проведенные на отрезках длиной от 6 до 20 м, показали, что никаких изменений в переданном сигнале обнаружить не удалось. Это вполне соответствует результатам теоретических расчетов, в особенности при длинах отрезков от 1,5 до 3 м. Разумеется, никаких заметных на слух изменений звука при подключении любых кабелей зафиксировать не удалось, но для фанатов шнурковщины это не аргумент.

Что касается скин-эффекта (эффект протекания токов высокой частоты по поверхности проводника), то напомню некоторые простые числа: при частоте 10 КГц ток проникает в проводник с каждой стороны (по радиусу сечения) на 0,65 мм, а при частоте 100 КГц — на 0,21 мм. Диаметр акустического провода сечением 4,0 кв. мм составляет всего 2,26 мм.

Наиболее фанатичные любители известной американской фирмы Nordost Corporation (Эшленд, штат Массачусетс) провели измерения межблочного аналогового кабеля Valhalla, позиционируемого компанией как «референсный».

(Любопытно, что на карте мира, приведенной на сайте Nordost, граница между Европой и Азией проходит по линии Архангельск — Ростов-на-Дону).

Экранированный кабель «витая пара» против неэкранированного кабеля «витая пара». Ошибочный взгляд на рабочие характеристики

В последнее время большое внимание уделяется электромагнитной совместимости в различных информационных приложениях кабелей на основе экранированной витой пары (STP) по сравнению с кабелями на основе неэкранированной витой пары (UTP)


Ошибочный взгляд на рабочие характеристики

В последнее время большое внимание уделяется электромагнитной совместимости в различных информационных приложениях кабелей на основе экранированной витой пары (STP) по сравнению с кабелями на основе неэкранированной витой пары (UTP). Широко распространенные традиционные взгляды на экранирование привели к вере в то, что физически “экранированный” кабель безусловно обладает лучшей невосприимчивостью к шуму и более низкими уровнями излучательной способности, чем “неэкранированный” кабель. Однако полученные результаты исследований показывают, что невосприимчивость к шуму и излучательные характеристики информационных кабелей типа неэкранированная витая пара практически не отличаются от таких же характеристик кабелей типа экранированная витая пара. Опубликованная работа “Сравнение характеристик чувствительности к помехам кабелей типа экранированная витая пара и неэкранированная витая пара при передаче данных” дает заключение, что кабельные системы на основе UTP Category 5 демонстрируют превосходные рабочие характеристики с точки зрения электромагнитной совместимости и в то же время обеспечивают конкурентноспособные цены при монтаже и эксплуатации.

По мере увеличения скоростей передачи информации в телекоммуникационных системах, растет внимание к проблемам шума и его разрушительном воздействии на телекоммуникационные сети. Электромагнитная совместимость (EMC — Electromagnetic Compatibility) является показателем способности кабельной системы минимизировать уровни излучаемой энергии (испускание излучения) и быть устойчивой к шумовым помехам от внешних источников (невосприимчивость). Важно помнить, что рабочие характеристики EMC определяются общим качеством кабельной системы и сетевого оборудования. Кабельная система с превосходными рабочими характеристиками не может улучшить рабочие характеристики EMC плохо сконструированного телекоммуникационного оборудования. И наоборот, кабель с плохими рабочими характеристиками может стать причиной ухудшения рабочих характеристик EMC хорошо сконструированного оборудования.

Передающие характеристики витой пары

Понимание эффективных способов снижения уровней излучения и повышения невосприимчивости зависит от понимания принципов, на которых основана передача сбалансированного сигнала по паре витых проводников. Сбалансированный сигнал состоит из двух одинаковых по амплитуде и противофазных сигналов, распространяющихся по двум проводникам пары. Приемник интерпретирует сигнал, приходящий по линии передачи витая пара как разницу напряжений между двумя проводниками. В приложении к кабелю термин “баланс” означает насколько точно соответствуют друг другу проводники в одной паре. В идеально сбалансированной кабельной системе электрические наводки вызывают одинаковые шумовые сигналы в обоих проводниках пары. Вследствие того, что шумы в проводниках равны по амплитуде, но не противофазны, приемник, который обнаруживает только разницу напряжений, их игнорирует. Кроме того, при идеальных условиях, два одинаковых по амплитуде и противофазных сигнала, генерируемые передатчиком, образуют равные по напряженности и противофазные электромагнитные поля, которые являются самокомпенсирующими и дают суммарный эффект отсутствия излучения.

К сожалению в реальных ситуациях передаваемые сигналы и кабельные компоненты не бывают идеально сбалансированными. Такая разбалансированность приводит к испусканию электромагнитного излучения, энергия которого зависит от степени разбалансированности и амплитуды передаваемого сигнала. Несбалансированные токи в паре могут рассматриваться как ток, текущий в одну сторону по одному из проводников и возвращающийся обратно по другому, таким образом формируя огромную петлю. Эта часть несбалансированного тока ведет себя как контурная антенна, формирующая поле. Напряженность поля зависит от площади петли и количества проходящего по ней “нескомпенсированного” тока. Такое излучение может мешать работе беспроводных приемников, таких как телевизоры, радиоприемники и сотовые телефоны, а также устройств, использующих медный кабель для приема-передачи сигналов. Уровень излучения зависит от степени сбалансированности пары, а также от других второстепенных факторов, таких как, например, изоляционный материал кабеля. Для снижения уровня излучения энергии важно поддержание баланса пар как для кабелей UTP, так и для кабелей STP.

Каждый электрик должен знать:  Тормозные режимы работы двигателя с параллельным возбуждением

Невосприимчивость к шуму

В дополнение к излучению реальные кабельные системы подвержены влиянию шумовых помех. Невосприимчивость — это способность кабельной системы противостоять воздействию шумов и помех. Помехи могут генерироваться передающими антеннами (например, радиостанциями), излучением от других электронных устройств (например, от близко расположенного принтера ПК) или наведенным шумом от электрических приборов (например, от электродвигателей и электровыключателей).

В кабелях UTP и STP применяются две различные стратегии противостояния шумовым помехам. В неэкранированных кабелях витая пара для повышения невосприимчивости к шуму основная ставка делается на хороший баланс пар в кабеле. Когда сбалансированность кабельной UTP-системы приближается к идеальной, наведенные шумовые токи на витых проводниках выравниваются и приемник, который способен обнаруживать только разницу напряжений на паре, становиться невосприимчивым к шумовым помехам. Таким образом, даже без защиты с помощью физического «экрана» идеально сбалансированная пара будет демонстрировать отличную невосприимчивость к шуму.

В экранированных кабелях витая пара для улучшения невосприимчивости к шуму используется легко разрушимая и дорогостоящая техника. Поле шумовой помехи наводит ток в металлическом экране кабеля. В результате стекания на землю наведенного тока на сигнальных проводниках под экраном будет наводиться одинаковый по амплитуде и разнофазный ток. По мере приближения качества экрана к идеальному два тока становятся равными по амплитуде и противофазными, компенсируя влияние шумовых помех.

Сложное взаимозависимое соотношение существует между явлениями шумовых помех и испусканием излучения. Идеально сбалансированная кабельная система обладает бесконечно высокой невосприимчивостью к шуму и не испускает электромагнитное излучение (в случае если передатчик и приемник также идеально сбалансированы).

Однако в реальных ситуациях, если сигнальные проводники «открыты» для несбалансированных шумовых токов, не только регистрируется шум на стороне приемника, но и несбалансированный ток создает описанный ранее эффект контурной антенны,. Следовательно, несбалансированная передающая система на витой паре или неправильно заземленная передающая STP-система будут не только испускать излучение, но будут также подвержены шумовым помехам от внешних источников. Как разработчики систем и оборудования, так и конечные пользователи во время принятия решений, касающихся кабельных систем, должны тщательно исследовать возможность возникновения этих явлений:

Инженеры и разработчики систем и оборудования

Разработчики систем и оборудования, занимающиеся проектированием устройств для передачи и приема телекоммуникационных сигналов, часто рассматривают проблемы излучения и невосприимчивости к шуму как вопросы, требующие компромиссного решения. Для соответствия требованиям к излучению (таким как FCC Part 15 и IEC CISPR22), часто снижается амплитуда передаваемого сигнала. К сожалению низкие уровни сигналов увеличивают восприимчивость системы к шуму. С точки зрения разработчика хорошая кабельная система — это система, которая позволяет вести передачу сигнала с уровнями, достаточными для преодоления остаточного шума, и в то же время удовлетворяющими требования к излучению, установленные для предполагаемого рынка.

Главной заботой для огромного большинства конечных пользователей является то, насколько хорошо будет функционировать система в различных конфигурациях и при различных кабельных решениях. Невосприимчивость к воздействию со стороны электромагнитных шумов является главным критерием при определении рабочих характеристик установленной системы (часто выражается как BER — bit-error-rate — уровень битовой ошибки). В случае LAN ухудшение рабочих характеристик может значительно увеличить время реакции системы и в экстремальных ситуациях вызвать аварию в сети. С точки зрения конечного пользователя хорошая кабельная система позволяет реализовать множественные конфигурации (то есть количество пользователей, количество подключений, длины кабельных сегментов) и в то же время сохранять приемлемые рабочие характеристики BER. По этой причине экранированные кабели обладают интуитивной привлекательностью для тех, кто не подозревает об опасностях, создаваемых неправильно терминированным экраном, и не знает о хорошей невосприимчивости к шуму и отличных рабочих характеристиках кабельных систем UTP, предназначенных для передачи данных.

Физические характеристики кабеля UTP по сравнению с STP

Неэкранированный кабель витая пара состоит из двух или более одножильных медных проводников, в основном размером 24 AWG, отдельно помещенных в изолирующие пластиковые оболочки. Изоляция, как правило, изготавливается из термопластичного материала, такого как поливинилхлорид (PVC — ПВХ) для кабелей более низкого класса и из полиэтилена для кабелей высших классов. Изолированные проводники обычно свиты с различным шагом витков для повышения сбалансированности пар и улучшения невосприимчивости к шуму между парами (NEXT).

Экранированный кабель витая пара состоит из свитых пар (как описано выше), которые окружены экраном, представляющим собой луженую сетку, фольгу или комбинацию обеих. Два наиболее распространенных типа техники экранирования — это индивидуальное экранирование каждой пары и экранирование всего кабельного пучка. Практика индивидуального экранирования витых пар имеет целью уменьшение излучения и повышение невосприимчивости к шумовым помехам, а также для улучшения рабочих характеристик NEXT. Общее экранирование кабеля снижает уровень излучения и повышает невосприимчивость к шумовым помехам, но не улучшает рабочие характеристики NEXT между парами. Недостатком кабелей, экранированных только оболочкой из фольги является то, что они подвержены низкочастотному EMI-шуму, например, генерируемому мощными электрическими двигателями. Кроме того, экранирование в общем случае ухудшает характеристики кабеля по затуханию сигнала. Это повышенное значение затухания является следствием добавочной емкости между экраном и витыми парами.

В AT&T Bell Laboratories было проведено сравнительное исследование рабочих характеристик экранированного кабеля витая пара и неэкранированного кабеля витая пара с помощью двух тестовых процедур. Была исследована чувствительность кабеля к шуму при защите только с помощью экранирования (измерение вторично наведенного тока). Результаты этого теста являются индикатором проникновения шума через экран. Еще одна серия исследований была выполнена для сравнения относительных уровней помехового напряжения, наводимого на кабелях UTP Category 3, UTP Category 5 и Type 1 STP в результате воздействия шума (измерение разницы напряжений).

Измерение вторично наведенного тока

Многие проектировщики систем и оборудования, а также конечные пользователи уверены в том, что качество их кабельных систем на основе STP является следствием физического присутствия «экрана». Однако, любой экран, если он изготовлен и терминирован некачественно, будет вести себя как антенна, излучая или поглощая шумы. Эффективно экранированная кабельная система должна быть правильно терминирована с обоих концов и должна поддерживать целостность экрана в каждом соединении по всей кабельной системе. При измерении вторично наведенного тока сравнивают результирующее воздействие шума, произошедшее вследствие нарушения системы заземления, с воздействием шума на хорошо заземленный кабель.

По результатам этого теста невосприимчивость экрана к шуму изменялась от граничной (10% для заземляющего отвода длиной 1 дюйм) до плохой (50% для заземляющего отвода длиной 8 дюймов) и результирующее влияние на сигнал изменялось соответствующим образом. Это замечание является очень важным, так как на практике очень часто экран заземляется с помощью заземляющего отвода.

Результаты измерений вторично наведенного тока четко демонстрируют, что любая деградация экрана может ухудшать невосприимчивость к шуму до такой степени, что начинают происходить искажения сигнала. Очевидно, что физическое наличие экрана само по себе недостаточно для обеспечения невосприимчивости к шуму. Более того, качество терминирования экрана по всей телекоммуникационной системе и качество монтажа системы заземления определяют уровень невосприимчивости к шуму. На самом деле сбалансированная линия передачи с неправильно терминированной системой экранирования может быть более подвержена шумовым помехам, чем если бы она не была экранирована вовсе.

Измерение разницы напряжений

Важным фактором при выборе кабельной продукции как для разработчиков систем и оборудования, так и для конечных пользователей является общий уровень работоспособности кабеля. Измерение разницы напряжений, основанное на измерении уровней помех, вызванных шумом, были проведены для кабелей UTP Category 3, UTP Category 5 и Type 1 STP.

На основании результатов измерений инженеры Bell Labs сделали заключение, что «при соблюдении определенных правил, в реальных рабочих условиях неэкранированный кабель витая пара может достигать таких же высоких рабочих характеристик по сопротивляемости к шуму, какие присущи экранированному кабелю витая пара. Результирующие дифференциальные шумовые напряжения, измеренные в кабелях UTP Category 5 и STP были достаточно низкими для обеспечения точной передачи данных, учитывая жесткие условия эксперимента».

Выводы по результатам измерений

Результаты измерений разницы напряжений и вторично наведенного тока привели к заключению, что и UTP и STP способны обеспечивать степень невосприимчивость к электромагнитным помехам от хорошей до отличной. По определению специалистов Bell Labs степень невосприимчивости «зависит от сбалансированности системы UTP и качества экранирования системы STP. Кабели UTP для высокочастотных приложений с жестко контролируемым балансом могут обеспечивать рабочие характеристики EMC, сравнимые с такими же характеристиками кабельных систем на основе STP с хорошим экраном. И точно так же, плохо экранированная система STP или система с дефектным экраном может оказаться более уязвимой к помехам, чем хорошо сбалансированная система на основе UTP».

Измерения рабочих характеристик, проведенные AT&T развеяли некоторые заблуждения, связанные с рабочими характеристиками кабелей на основе экранированной и неэкранированной витой пары. Результаты измерений вторично наведенного тока привели к заключению, что «сам по себе экранированный кабель не обеспечивает невосприимчивости к шуму. Следует рассматривать внешнее экранирование всей линии, так как на первый взгляд безобидные соединения могут оказывать и оказывают значительное влияние на эффективность экранирования. Кроме того, поддержание высокого качества экрана в каждой точке становиться дорогим, а разработчик системы должен найти компромисс между требованиями, предъявляемыми к системе, учитывая требуемые рабочие характеристики EMC, а также стоимость компонентов и обслуживания системы». В заключение можно констатировать, что при использовании обычных кабельных конфигураций, неэкранированный кабель полностью способен обеспечивать такой же уровень устойчивости к шуму, как и экранированный кабель.

R.C. Pritchard, D.C. Smith, “A comparison of the Susceptibility Performance of Shielded and Unshielded Twisted Pair Cable for Data Transmission,” IEEE International EMC Symposium Record, Aug. 17-21, 1992, Anaheim, California.

“Radio Frequency Devices” Federal Communications Commision, Volume II, Part 15.

“Limits and methods of measurements of radio interference characteristics of information technology equipment” IEC C.I.S.P.R. Publication 22, 1985.

R.C. Pritchard, AT&T Technical Memorandum, “Understanding the Successful EMC Performance of Twisted Pair Cables” Sept. 17, 1992.

Wiring for the Future, Volume II, Number 2, 1992, A Siemon Company Publication.

Экранирование электрических проводов

Экранированием проводов решаются 2 задачи:

•уменьшение наводок на выходящие за пределы контролируе­мой зоны провода от электромагнитных излучений основных и вспомогательных технических средств и систем;

•снижение уровня электромагнитных излучений проводов ин­формационных линий основных и вспомогательных техничес­ких средств и систем.

Физические основы экранирования с целью снижения пара­зитных наводок на провода рассмотрены в предыдущем параграфе. В данном подразделе рассматриваются физические основы эк­ранирования проводов кабелей.

Экранирование провода несимметричного кабеля производит­ся путем размещения его в экране — металлической (железной, медной, цинковой, свинцовой) трубе и металлической сетчатой оп­летке (плетенке). Для экранирования электрической составляю­щей экран заземляется (рис. 12.3).

Рис. 12.3. Электрическое экранирование несимметричного кабеля

Заряды в проводе создают электрическое поле, силовые линии которого притягивают заряды к внутренней поверхности экрана. Возникающие в результате этого на внешней поверхности экрана заряды нейтрализуются зарядами земли. Электрическое поле вне экрана определяется малой величиной вторичного электрического поля, вызванного не полностью компенсированными зарядами на внешней поверхности экрана из-за конечного, не равного 0, сопро­тивления цепей заземления и экрана (от точки заземления до точ­ки измерения). Чем больше точек заземления (многоточечное за­земление), чем меньше электрическое сопротивление экрана и заземлителя, тем меньше величина напряженность вторичного элек­трического тока. Но, как правило, заземляются только концы экра­на кабеля при подсоединении его к разъемам радиоэлектронных средств. Поэтому напряженность вторичного электрического поля повышается к середине такого кабеля и уменьшается к концам.

Источниками побочных излучений магнитного поля являют­ся две магнитные рамки. Первая образуется цепью — провод и экран, по которому в соответствии с рис. 12.3 протекает ток 1э. ЦепД второй рамки образуют тот же провод и токопроводящая поверх-1 ность земли, по которой в обратном направлении протекает ток I Ш Очевидно, что 1об = 1э + 1з = 1п . Мощность излучения рамок завися™ от их площади и протекающих токов. Влияние экрана на уменьшев ние обратного тока в земле учитывается с помощью коэффициентам токового экранирования К , равного отношению величины обрат-‘ ного тока в земле 1з к суммарной величине обратного тока 1об. Для j способа экранирования на рис. 12.3 в диапазоне звуковых частота kt

0,05. В большинстве случаях расстояние от провода до экра­на а значительно меньше расстояния провода до земли h. Поэтому 1 площадь второй рамки значительно больше площади первой. Хотя 1 ток 1э > 1з из-за более высокой проводимости экрана, чем земли, ной при h » а побочное излучение рамки «провод-земля» является не-Я допустимо большим. Для его снижения необходимо уменьшать h и ток 1з. Ток 1з обеспечивается при отсутствии заземления экрана у I нагрузки (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Экранирование несимметричного кабеля

Но при этом из-за увеличения сопротивления заземления возрастает вторичное электрическое поле, создаваемое экраном. Поэтому на практике вариант заземления выбирают исходя из ми­нимизации суммарного побочного излучения электрической и маг­нитной составляющих электромагнитного поля. Например, если ток 1п содержит постоянную составляющую, то целесообразно за­земление экрана у нагрузки производить через фильтр низкой час­тоты, например через индуктивность, имеющую малое сопротив­ление для постоянного тока и большое — для переменного тока (рис. 12.4). В этом случае обеспечивается эффективное электричес­кое экранирование на низких частотах и магнитное экранирование на высоких частотах, на которых вторая рамка может создавать су­щественное излучение.

Экранирование проводов симметричных кабелей с целью сни­жения излучений, вызванных несимметричностью проводов отно­сительно иной токопроводящей поверхности или земли, произво­дится аналогично рассмотренным способам.

Наибольший экранирующий эффект достигается при приме­нении металлических водогазовых труб, достаточно большая тол­щина стенок которых обеспечивает большое ослабление магнитно­го поля на низких частотах. Более удобно прокладывать кабели в свинцовой оболочке, так как они обеспечивают везможность изги­ба кабеля в любом месте трассы. Эти кабели обеспечивают высо­кую устойчивость против агрессивной среды и эффективное элек­трическое экранирование, Так как свинец относится к диамагне-тикам (с (I

Если экранирование проводов несимметричных кабелей пред­ставляет собой наиболее эффективный способ существенного сни­жения их побочных электромагнитных излучений, то для симмет­ричных кабелей существуют иные и более дешевые способы. Они предусматривают меры, обеспечивающие более полную компенса­цию полей, создаваемых токами противоположного направления в проводах (жилах) симметричного кабеля.

Компенсация полей

Низкочастотные и высокочастотные поля, создаваемые тока­ми в симметричных кабелях, имеют почти равные напряженнос­ти и почти противоположные фазы. Побочные излучения проводов симметричных кабелей обусловлены разной удаленностью прово­дов от точки в пространстве, в которой производится измерение Уровня излучения, и разными значения емкостей между провода

ми и рассматриваемыми токопроводящими поверхностями, в том числе и землей. Эта разница вызывается разным расположением проводов в пространстве, конструктивными отличиями и неодно­родностью материала проводов и их изоляции.

Компенсация полей проводов симметричного кабеля при его прокладке параллельно другим кабелям улучшается путем сим­метрирования проводов с помощью дополнительных емкостей или размещением жил в многожильном кабеле или жгуте таким обра­зом, чтобы уменьшить их влияние друг на друга. Для этого измеря­ют емкости между проводами и установкой дополнительных кон­денсаторов Сс добиваются равенства емкостей между рассматрива­емыми проводами (рис. 12.5а)).

Рис. 12.5. Симметрирование проводов кабелей Более удобные для симметрирования кабелей так называе­мые дифференциальные конденсаторы переменной емкости Сдс. (рис. 12.5). Путем вращения регулировочного винта такого кон-; денсатора добиваются минимального уровня индикатора напря­женности поля измерительного прибора, установленного в конт­ролируемом месте. Подключение симметрирующих конденсаторов производится в специальных симметрирующих муфтах, которые включаются в разрыв кабеля (для длинных кабелей) или в соеди­нительные разъемы.

При промышленном изготовлении многожильных кабелей предусматривается расположение жил одной группы на одинако­вом расстоянии от жил другой группы. Это обстоятельство важ­но учитывать при монтаже кабеля. Для каждой цепи выбирают­ся жилы, расположенные на равном расстоянии от жил других це­пей.

Для компенсации полей, вызванных разной удаленностью про­водов от точки пространства, производят скручивание проводов кабеля. Кабель, состоящий из двух скрученных проводов, называ­ется витой парой или бифиляром. Повышение компенсации по­лей разных проводов пары достигается тем, что поле в рассмат­риваемой точке пространства представляет собой суперпозию по­лей не двух параллельных проводов с разным расстоянием от точ­ки измерения, а полей от участков проводов длиной, соответству­ющей шагу скрутки. Так как после каждой скрутки расположение участков проводов по отношению к точке измерения меняется на противоположное (более близкий участок провода становится бо­лее удаленным), то происходит существенно более полная компен­сация полей от проводов с противоположным направлением тока. Полной компенсации полей добиться не удается, но при достаточ­но малом шаге скрутки ослабление излучения достигает приемле­мых для практики значений, заметно не уступающих более доро­гому экранированию. Например, при уменьшении шага скрутки в 3 раза (с 55 до 18 мм) излучающая способность снижается при­мерно на 30 дБ. Абсолютное значение ослабления излучения витой пары с шагом около 2 мм достигает 80 дБ. Малая излучающая спо­собность, меньшая стоимость и большая гибкость витой пары спо­собствуют ее широкому использованию в качестве кабеля локаль­ных сетей ЭВМ, размещаемых внутри одного здания.

В настоящее время используются неэкранированные кабели с витыми парами из медной проволоки (UTP — Unshilded Twisted •Pair) и экранированные кабели с витыми парами из медной про­волоки (STR — Schilded Twisted Pair). Чаще используются кабели STR 3-й, 4-й, и 5-й категорий. Кабели 3-й категории обеспечивают скорость передачи до 10 Мбит/с, 4-й категории — до 25 Мбит/с, 5-й категории — до 155 Мбит/с.

I Для увеличения ослабления излучения витую пару помеща­ют в экран. Экранированная витая пара эффективна на частотах до 100 кГц, но на частотах более 1 МГц в ней существенно возрастают потери. В качестве экранированной витой пары используют также скрутку из трех проводов (трифиляр), по двум из которых переда­ются сигналы, а третий заземляется. Эффективность экранирован­ного кабеля может быть более 100 дБ.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Экраны горизонтальных кабелей: типы, особенности, преимущества

По мере того как скорости передачи данных в информационных сетях растут и популярность систем дистанционного питания увеличивается, экранированные горизонтальные кабели СКС применяются все шире.

В настоящее время в составе горизонтальной подсистемы СКС используются как неэкранированные (U/UTP), так и экранированные кабели в разных вариантах. Однако информация о предпочтительном типе линейного кабеля в стандартах и иных официальных нормативных документах не приводится даже на уровне рекомендаций. В таких условиях тип кабеля автор проекта выбирает самостоятельно, исходя из соображений оптимальности и с учетом требований технического задания и пожеланий заказчика.

Области применения экранированных СКС

Экранированная электропроводная техника структурированного каблирования по популярности и объемам применения уступает U/UTP-решениям в 10–15 раз, что обусловлено ее более высокой стоимостью и сложностью монтажа. Тем не менее по своим техническим характеристикам она существенно превосходит неэкранированные решения. В силу этого экранированные электропроводные линии традиционно инсталлируются на объектах:

  • с высоким уровнем низкочастотных электромагнитных помех (в первую очередь в составе информационных систем промышленного назначения);
  • со сложной электромагнитной обстановкой в радиочастотной части спектра (радиотрансляционные и телевизионные центры, медицинские диагностические и лечебные учреждения, а также научно-исследовательские организации с установками для проведения различных электрофизических экспериментов);
  • с повышенными требованиями к обеспечению конфиденциальности передаваемой информации (согласно СТР-97 использование U/UTP-кабелей в этой ситуации не предусмотрено).

Экранированные решения широко применяются только в определенных регионах, в первую очередь в немецкоязычных странах, а также во Франции, Англии и Финляндии. При этом географическое положение конкретной страны имеет второстепенное значение. Например, в Нидерландах, несмотря на непосредственное соседство с Германией, инсталлируются преимущественно неэкранированные СКС.

Стимулирует рост объемов использования экранированной техники увеличение скоростей обмена данными между сетевыми интерфейсами. При необходимости обеспечить скорость 10 Гбит/с автор проекта еще имеет возможность выбирать между экранированными и неэкранированными линиями. На следующей ступени скоростной иерархии (40 Гбит/с), которая требует решений недавно ратифицированной категории 8, экранирование становится обязательным.

Кроме того, более широкому применению экранированных конструкций в современных информационных системах способствуют два фактора: первый – увеличение популярности техники категории 6а и выше, где экраны дают возможность добиться требуемого уровня защищенности сигнала от межкабельных помех и за счет этого заметно полнее использовать доступную емкость кабельных каналов.

Второй фактор – наращивание мощности терминальных приборов с дистанционным питанием по технологии РоЕ+ (а в перспективе и РоЕ++), что связано с лучшими характеристиками экранированных конструкций в части съема тепла, выделяемого в линейной части тракта.

Преимущества экранированных кабелей

С первых шагов проводной связи известны достоинства экранированных кабельных систем:

  • повышенная примерно на 40 дБ во всем рабочем частотном диапазоне защищенность цепей передачи от мешающих электромагнитных воздействий, как внутрикабельных, так и внешних;
  • минимальный уровень собственного излучения, радикально решающий проблему электромагнитной совместимости и сводящий практически к нулю риск перехвата конфиденциальной информации.

Подавление междупарного и внешнего электромагнитного излучения позволяет улучшить массогабаритные показатели кабельных изделий. Наиболее ярко это проявляется по мере увеличения категории кабельной системы. Свою роль здесь играют как перспективы сокращения расстояния между соседними парами витых пар, так и возможность уменьшения диаметра проволоки проводов без изменения результирующей помехозащищенности передаваемого сигнала (параметр ACR в различных формах).

Уменьшение диаметра проволоки существенно снижает вес конструкции и поэтому часто используется при изготовлении коммутационных шнуров. Не случайно некоторые производители СКС в системах категории 6 и выше предлагают только экранированные шнуры. Переход на экранированное исполнение линейных изделий дает возможность уменьшить габариты кабеленесущих конструкций.


Экраны традиционной конструкции

С точки зрения экранирования стандарты «закрывают» подавляющее большинство практически важных конструкций. Нормативными документами предусматриваются проводящие покрытия как отдельных витых пар, так и всего кабельного сердечника. Инди­видуальные экраны выполняются из металлизированной полимерной пленки; общие экраны могут быть пленочными и оплеточными, а также комбинированными.

Наличие экранирующих покрытий двух разновидностей обусловлено тем, что оплеточные экраны обеспечивают эффективное подавление НЧ-помехи, тогда как пленочные покрытия хорошо работают в ВЧ-части спектра.

Пленочные экраны создаются в виде обмотки или сплошного полотна с формированием продольного шва с замком по типу кровельного. В двухслойных экранах обмоточного типа (изделия со структурой 2F/FTP) направления намотки разных слоев выбираются противоположными, что обеспечивает баланс по крутящему моменту.

Отдельно укажем на то, что ряд экранированных конструкций просто за счет содержания большого количества металла обладает заметно лучшими прочностными характеристиками. Это относится в первую очередь к экранам оплеточного типа и отчасти к двойным пленочным экранам.

Полуэкранированные конструкции

Функциональная избыточность традиционных экранированных конструкций с точки зрения подавления мешающих сигналов стимулировала разработку полуэкранированных горизонтальных кабелей, в которых применяется общий разрывный незаземленный экран. Такие изделия вне зависимости от формы исполнения разрывного экрана обладают рядом новых полезных свойств.

Во-первых, при их использовании не нужно организовывать заземление – с учетом верхней граничной частоты рабочего частотного диапазона в сотню и более мегагерц это представляет нетривиальную задачу.

Во-вторых, технология установки элементов разъема не отличается от таковой для обычных неэкранированных изделий и потому монтаж полуэкранированных кабелей так же прост.

Полуэкранированные конструкции начали массово применяться в проектах построения внутриобъектовой информационной проводки в середине 2000-х годов. Сегодня такие изделия входят в состав штатного каталожного предложения большинства ведущих мировых производителей СКС. При сохранении общей идеи присутствующие на рынке конструкции отличаются друг от друга формой разрывов (рис. 1):

  • обычные прямые (Reichle & De-Massari и Draka, последние продвигаются на рынке под фирменным названием Zebra);
  • матричные с элементами разной формы (система Matrix компании Panduit)
  • косые и даже шевронные (компания Leviton).

В полуэкранированных конструкциях возможно двойное экранирование. При этом разрывы в металлизации формируются таким образом, чтобы они перекрывались проводящим покрытием противоположной стороны пленки. Из-за функциональной избыточности подобные структуры остались на уровне предложений и в серийных изделиях не употребляются.

Отдельно укажем на то, что технически допустимо использовать обычный незаземленный экран (RiT Technologies). Однако это можно делать только в помещениях с контролируемым уровнем электромагнитной помехи. К таковым относятся, например, аппаратные залы ЦОДов. Для того чтобы довести общую эффективность до требуемого уровня, выбирается кабель типа U/FTP. Одновременно для предотвращения образования токовых петель пленка разворачивается проводящим слоем внутрь.

Каждый электрик должен знать:  Почему греется зарядное устройство

Экранирующие сепараторы

Любое экранирующее покрытие обеспечивает подавление электромагнитной помехи, если оно хотя бы частично окружает токопроводящие цепи витых пар. При этом в целом ряде случаев от традиционного круг­лого поперечного сечения можно отказаться.

В этой связи следует отметить, что классический звездообразный сепаратор, часто используемый в конструкциях категории 6 и 6а, образует готовую камерную структуру. При добавлении в состав сепаратора металлизации он начинает выполнять функции экрана.

На уровне предложений известно довольно много конструкций с металлизированными пластиковыми сепараторами. Металлизация может быть как поверхностной, так и внутренней, т.е. размещенной внутри структуры сепаратора. В последнем случае ее заземление не предусматривается.

В составе СКС типа Actassi компании Schneider Electric используется кабель типа CL-MX, сепаратор которого сформирован из металлизированных лент (рис. 2). Удлиненные лепестки укладываются друг на друга в виде общего экрана. Это позволяет сформировать полноценные индивидуальные экранирующие камеры для каждой пары. Несмотря на необычный внешний вид экрана, такую структуру в рамках классификации ISO/IEC 11801 можно описать как U/FTP.

Групповое экранирование

Еще одной разновидностью экранирования является групповое. Возможность его использования обусловлена тем, что междупарное переходное затухание зависит от комбинации пар и может отличаться довольно значительно. С учетом этого в сердечнике формируются две экранированные камеры, в которые укладываются пары с максимальным взаимным NEXT.

Известны две такие серийные конструкции. Они находят ограниченное применение в построении информационных систем. В первой из них пленочный экран имеет классическое круглое исполнение, во втором случае – характерную S-образную форму (рис. 3).

Дренажный проводник

Пленочный экран из-за своей небольшой толщины имеет малую механическую прочность и легко разрывается даже при незначительном превышении нормативных величин усилия тяжения и допустимого радиуса изгиба. Для обеспечения его электрической непрерывности в этих ситуациях под оболочку кабеля закладывается так называемый дренажный проводник. Он представляет собой неизолированную луженую проволоку, которая располагается со стороны металлизации ленты.

Обычно экранированный кабель имеет один дренажный проводник. Необходимость использования двух проводников возникает либо в случае двухслойного пленочного экрана с различной ориентацией металлизации, либо при переходе на плоскую конструкцию для прокладки под ковром или реализации коммутационных шнуров с меньшей площадью поперечного сечения. Поперечное сечение таких конструкций изображено на рис. 4.

Использование экранов в датчиках подключения и элементах оптической идентификации

Известно, что часть элементов конструкции горизонтального кабеля многофункциональна. Де-факто многофункциональностью обладают и некоторые разновидности общих экранов: оплетка является дополнительным силовым элементом и радиатором охлаждения в случае дистанционного питания мощных терминальных устройств.

Экранирующее покрытие обладает довольно низким сопротивлением, и его можно задействовать для передачи различных сигнальных и питающих токов. Это учитывается при создании оборудования интерактивного управления и оптической идентификации. Соответствующие решения на основе светодиодов, питаемых от внешнего источника или часовой батарейки, которая встраивается в корпус вилки, предлагают компании Belden, Leoni и некоторые другие.

В качестве компонента датчика подключения контактного типа системы интерактивного управления экранирующие покрытия в настоящее время не используются. Ранее в этом качестве они выступали, например, в одном из первых вариантов системы PatchView родоначальника этого технического направления компании RiT Technologies.

В правильно спроектированной информационной системе востребованы в первую очередь конструкции с пленочным экраном, эффективно подавляющим высокочастотную помеху.

В горизонтальных кабелях СКС могут использоваться такие типы экранов, которые не встречаются в кабельных изделиях для сетей связи общего пользования и позволяют в полной мере учесть особенности эксплуатации внутриобъектовой информационной проводки.

Применение полуэкранированных конструкций горизонтальных кабелей на основе незаземленных разрывных экранов не только упрощает технологию монтажа, но и заметно смягчает требования в отношении доступного поперечного сечения кабельных трасс за счет возможности использования регулярной пакетной укладки.

Кабель экранированный что это такое

Что значит экранированный кабель и сфера его применения | Полезные статьи — Кабель.РФ

Довольно часто на промышленных объектах, в производственных цехах, офисных зданиях и т. д. возникает потребность совместной прокладки кабелей различного назначения в одной траншее, лотке, кабельном канале и пр. Изоляция токопроводящих жил и оболочка кабелей не обеспечивают действенной защиты от электрических шумов и паразитарных электромагнитных излучений, возникающих благодаря токам, протекающим по кабелю, и негативно влияющих на работу оборудования. Для таких условий прокладки потребуется кабель с экранированными жилами.

Для чего нужен экранированный кабель

В зависимости от условий эксплуатации, кабели могут являться не только источниками электромагнитных волн, но и выступать в роли антенны, улавливающей наведенные излучения. Экран, входящий в конструкцию кабеля, служит для его защиты от внешних помех, создаваемых другими источниками, а также не позволяет внутреннему магнитному полю оказывать воздействие на кабели, проложенные рядом. Кроме того, экран дает возможность выполнить заземление кабеля, а при соединении отрезков кабеля с помощью муфт – исключить возникновение разности потенциалов на его оболочке. Экранированный кабель выпускается с экранами, изготовленными из электропроводящей бумаги, специальных полимерных композиций, фольгированных лент, в виде повива или оплетки из медной проволоки, а также в комбинированном варианте.

Схема экранированного кабеля

Свойства экранированного кабеля напрямую зависят от его целевого назначения, поэтому конструкция кабелей разного типа отличаются друг от друга. Для силовых кабелей с номинальным напряжением до 3 кВ экран на скрученные токопроводящие жилы обычно накладывается общий экран из фольгированного материала или оплетки из медной проволоки, а у кабелей для передачи данных, помимо общего экрана, защищенными от воздействия электромагнитных полей могут быть индивидуальные пары. Маркировка экранированных кабелей отличается от других типов кабеля наличием в буквенной аббревиатуре литеры «Э». Однако для силовых кабелей на напряжение выше 6 кВ наличие экрана в конструкции является обязательным, поэтому буква «Э» в обозначение экранированного кабеля может не вноситься.

Типы экранированных кабелей

По своему назначению, экранированный кабель с медными или алюминиевыми жилами может быть: • силовой, рассчитанный на переменное напряжение до 220 кВ частотой до 50 Гц. В зависимости от величины напряжения, экран может накладываться непосредственно на токопроводящие жилы или после их изоляции. • контрольный, используемый для передачи сигналов от различных датчиков к измерительным приборам. В этом случае применение экранированного кабеля требуется для защиты передаваемых сигналов от воздействия внешних электромагнитных помех. • комбинированный, состоящий из силового и управляющего кабеля, заключенных в одну оболочку. Экранированный кабель такого типа выпускается обычно в резиновой изоляции и используется для управления и подключения к силовым сетям различных передвижных механизмов. Экран служит для защиты управляющих сигналов от помех, создаваемых питающими токопроводящими жилами, передающими переменное напряжение до 10 кВ. • сигнально-блокировочный, предназначенный для прокладки в условиях, требующих повышенной защиты о воздействия внешних электромагнитных излучений. Широко используется в охранной и противопожарной сигнализации. • передачи информации, применяемый в цифровой телефонной связи и компьютерных коммуникациях. Как и все другие виды кабельной продукции, кабель экранированный для структурированных систем связи, выпускается для внешней и внутренней прокладки.

Компания «Кабель.РФ» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку экранированного кабеля по выгодным ценам.

Назначение экранированных кабелей

ромышленные объекты, например производственные помещения, обычно отличаются электрически зашумленными условиями работы. Электрические шумы в виде наводок по цепям питания и помех от паразитных излучений, относящиеся к электромагнитным помехам (EMI), могут серьезно нарушить работу всего оборудования. Изоляционное покрытие механически защищает кабель от сколов и износа, а также от сырости и пролитой жидкости. Однако такое покрытие прозрачно для электромагнитных излучений и поэтому не обеспечивает от них защиту. Для борьбы с электромагнитными шумами необходимо экранирование.

Кабели могут быть как основным источником, так и приемником электромагнитных помех. Как источник кабель либо передает шумы на другое оборудование, либо действует как антенна, излучающая помехи. Как приемник кабель улавливает электромагнитные помехи, излучаемые другими источниками. Экранирование помогает в обоих случаях.

В таблице 1 даны общие принципы классификации уровня шума на площадях, подвергающихся его воздействию. Следует отметить, что в случаях переключения мощной нагрузки, эксплуатации индукционных нагревателей и больших трансформаторов возникают большие помехи в результате наводок по цепям питания или от паразитных излучений.

Таблица 1. Принципы классификации уровня шумов

Электролитические процессы, мощные двигатели, генераторы, трансформаторы, индукционные нагреватели, релейные блоки управления, силовые линии и провода цепи управления, расположенные в непосредственной близости

Большие производства, такие как сталепрокатные и литейные цеха

Провода, расположенные рядом с двигателями среднего размера, релейные блоки управления

Средние промышленные производства

Провода, расположенные на сравнительно большом расстоянии от силовых линий; двигатели менее 5 л.с.; в отсутствие в ближайшем окружении индукционных нагревателей, электрических разрядов и силовых реле

Склады, лаборатории, офисы и осветительные установки

Размещение сигнальных линий рядом с силовыми кабелями может также стать причиной появления сетевых наводок в сигнальных цепях.

Основным способом борьбы с электромагнитными помехами в кабелях является экранирование (см. рис. 1). Экран окружает внутренний сигнальный или силовой проводник, воздействуя на электромагнитные помехи двумя способами. Во-первых, экран отражает излучение. Во-вторых, он улавливает шумы и перенаправляет их на земляную шину. Всегда часть паразитной энергии проходит через экран, но она настолько невелика, что не приводит к существенным наводкам.

Рис. 1. Экран отражает часть излучения, передает часть энергии в землю и пропускает незначительную долю энергии

Кабели обеспечивают разную степень экранирования и уровень эффективности защиты. Требуемая степень экранирования зависит от нескольких факторов: электрического окружения, в котором используется кабель, стоимости кабеля, а также от таких характеристик как диаметр кабеля, его вес и гибкость.

Неэкранированный кабель в промышленном оборудовании, как правило, проходит внутри металлических шкафов или металлических труб, защищающих от внешних электромагнитных излучений.

Существуют два типа экранирования кабелей: оплетка и покрытие из фольги.

Для изготовления фольгированного экрана применяется тонкий слой алюминия, крепящийся на основу, например из полиэстера, для придания прочности и износоустойчивости. Такой экран обеспечивает 100-% покрытие проводников. Однако он очень тонкий, что затрудняет работу с ним, особенно когда используются разъемы. Обычно вместо заземления всего экрана применяется отводящий провод для соединения конца экрана с землей.

Оплетка представляет собой сетку из оголенной или луженой медной проволоки. Оплетка обеспечивает низкоомное заземление и легче крепится к разъему методом обжатия или пайки. Тем не менее экран из оплетки не обеспечивает 100-% покрытия, оставляя в нем небольшие зазоры. В зависимости от плотности оплетка обеспечивает 70…95% покрытия. Для стационарного кабеля, как правило, бывает достаточно 70-% покрытия. На практике трудно заметить увеличение эффективности экранирования при использовании оплетки с более высоким процентом покрытия. Поскольку медь имеет более высокую электропроводность, чем алюминий, а оплетка лучше защищает от наводок по цепям питания, медная оплетка более эффективна как экран. Однако при этом увеличиваются размеры и стоимость кабеля.

В очень зашумленных окружающих условиях часто используются многослойные экраны. Наиболее распространенной комбинацией является экран из фольги и оплетки. В многожильных кабелях отдельные пары проводов иногда экранируются фольгой для защиты от перекрестных наводок между соседними парами, в то время как весь кабель экранируется либо фольгой, либо оплеткой, либо их комбинацией. Кабели могут использовать два слоя или фольги, или оплетки.

Метод экранирования SupraShield, предложенный компанией Alpha Wire, объединяет в защитном покрытии кабеля как фольгированные, так и оплеточные экраны (см. рис. 2).

Рис. 2. Типовые конфигурации экранов

Каждый из экранов поддерживает другой, что позволяет преодолеть прочностные ограничения каждого из них. Такой подход позволяет добиться наибольшей эффективности экранирования по сравнению с использованием каждого из экранов по отдельности (см. рис. 3). Улучшение эксплуатационных характеристик кабелей SupraShield достигается за счет применения уникальной трехслойной фольгированной ленты из алюминия-полиэстера-алюминия. Такая лента повышает эффективность экранирования за счет уменьшения сопротивления экрана и отводящего провода, облегчающего быстрое и надежное заземление.

Рис. 3. Комбинированный экран из фольги/оплетки обладает самой высокой эффективностью экранирования

На практике назначение экрана заключается в передаче любых наведенных помех на землю. Важность экранирования нельзя недооценивать, а непонимание этого вопроса может привести к использованию неэффективных экранов. Экран кабеля и его концевая заделка должны обеспечивать низкоомное заземление. Незаземленный экранированный кабель работает неэффективно. Любые повреждения экрана могут увеличить импеданс и снизить эффективность экранирования.

Практические рекомендации для обеспечения эффективного экранирования

1. Убедитесь, что используемый кабель имеет достаточную для приложения степень экранирования. В умеренно зашумленной среде адекватную защиту обеспечивает применение фольгированного экрана. В более зашумленной обстановке требуется использовать экран из оплетки или комбинированный экран из оплетки и фольги.

2. Используйте кабель, пригодный для приложения. В кабелях, подвергающихся регулярным изгибам, вместо оплетки, как правило, используется спирально навитая экранировка. Избегайте применения гибких кабелей с экраном из фольги, поскольку их регулярное сгибание вызывает износ фольги.

3. Убедитесь, что оборудование, к которому подсоединен кабель, правильно заземлено. Используйте заземление там, где это возможно, и проверяйте соединение между точкой заземления и оборудованием. Степень устранения помех зависит от величины сопротивления проводника, идущего на землю (чем меньше, тем лучше).

4. Конструкции большинства разъемов допускают 360° законцовку экрана. Убедитесь, что эффективности экранирования разъема и кабеля одинаковы. Например, многие широко распространенные разъемы предлагаются с кожухом из металлизированного пластика с покрытием из цинка или алюминия. Избегайте как переплаты за кабель, в котором отсутствует необходимость, так и его недооценки, в результате которой эффективность экранирования оказывается недостаточной.

5. Заземляйте кабель только на одном конце. Это устраняет возможность возникновения шумов в заземляющем контуре.

Эффективность экранирования определяется качеством наиболее слабого компонента. Высококачественный кабель не обеспечит должного экранирования при использовании низкокачественного разъема. И, наоборот, самый хороший разъем не защитит систему от помех, если кабель плох.

Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.

Для чего нужен экранированный кабель?


Любой промышленный или бытовой объект, а особенно производственное помещение, имеет высокую степень электрической зашумленности. Электрошумы или электромагнитные помехи (EMI) возникают от так называемых «паразитных» или побочных излучений, а также наводок по цепям энергопитания. Наиболее мощный EMI-резонанс проявляется при переключения мощной нагрузки, работе больших индукционных нагревателей, трансформаторов и высокочастотных устройств. Изоляционное покрытие «прозрачно» для любого вида электропомех, его задача противостоять механическим повреждениям. Поэтому наиболее эффективным способом борьбы с электромагнитными шумами является оборудование кабельной продукции специальными экранами (позиция 4 на рисунке).

Интересно, что кабель может быть как генератором электропомех, то есть служить своего рода передающей антенной, так и принимать их от прочих источников. И только экранирование помогает минимизировать электрозашумленность в обоих случаях.

Описание и особенности применения экранированного кабеля

Из названия данной разновидности кабельной продукции легко понять, что под экранированным понимают любой кабель, который оснащен специальным экраном.

Это защитное приспособление не позволяет проводу распространять свои собственные электрошумы и защищает собственное электромагнитное поле кабеля от влияния любых внешних помех, которые могут существенно снизить его работоспособность. Кроме того, экранирование способно выполнять и некоторые другие функции:

  • увеличивать механическую стойкость изоляционного материала,
  • препятствовать агрессивному внешнему воздействию,
  • заземлять электросеть,
  • при исполнении в муфтах снижать вероятность возникновения электропотенциалов непосредственно на наружной поверхности изделия.

Для моментального определения разновидности кабеля в маркировке провода с экраном присутствует буква «Э», например, ВВГЭ.

В зависимости от техпараметров и особенностей эксплуатации производятся расчеты, по которым определяют материал, конструкцию и тип защитного экранирования. Например, в электросетях с токовой нагрузкой до 50 А необходимы экраны из достаточно тонкой ленты из алюминия или меди. В силовых проводах экранирующий эффект могут гарантировать только медные проволоки увеличенного сечения. Для кабельной продукции средних токов используются комбо-экраны, состоящие из медной ленты и оплетки-проволоки. А если требуется выровнять электрополе в силовых проводах высокого напряжения, то экранирующее приспособление должно проводить электроток.

Экранным материалом обычно служат металлические, алюминиевые или медные, немагнитные ленты, проволоки, фольгирующие элементы или особая электропроводящая бумага

Для окончательного понимания механизма экранирования следует знать, что:

  • для защиты от внешних электромагнитных шумов экраном окружают сердечник (жилы) кабеля,
  • если нужно убрать внутренние электропомехи, то применяются индивидуальные экраны для пар (жил),
  • для решения обеих задач провод комплектуется обоими типами защиты.

Классификация кабелей с экраном

Наиболее частое применение среди экранированной кабельной продукции имеют силовые кабеля, которые рассчитаны на низкое, среднее или высокое напряжение сети (0,66/1 кВ, 6-110 кВ и выше). Экраны таких проводов просчитываются таким образом, чтобы блокировать возникающие внутри них электромагнитные поля, не позволяя им влиять на внешнюю среду. Силовые экранированные марки (ВВГЭ, КГВЭВ, ПвП и АПвП) могут оснащаться индивидуальными экранами как по жиле, так и по изоляции, которые выполняются из бумаги, проводящей электроток, или синтетической ленты, а также общим медно-проволочным экраном-оплеткой, спиральной ленточной оплетки, изготовленной из алюминия или меди.

Конструкция комбинированных проводов подразумевает совмещение силовых и управленческих жил в одной оболочке. По основным жилам проходит 6 кВ переменного тока, а по вспомогательной — 380 В. Высокое напряжение требует усиленного внимания, создает повышенные риски и уровень EMI-помех. Поэтому экранирование данной разновидности кабелей является обязательным.

Экран из электропроводящей резины или алюмолавсановой ленты с медной оплёткой накладывается отдельно на каждую фазовую жилу. На схеме, иллюстрирующей конструкцию марок КГЭУ и КГПЭУ, хорошо видно расположение элементов. Общий внешний вид комбинированного провода хорошо виден на примере КГпЭ. Гибкие комбинированные кабеля с экранами часто применяются для присоединения к источникам питания передвижных машин, устройств и установок, к примеру, экскаваторов и кранов.

Контрольные кабели служат для обмена данными с приборами и распределительными устройствами, доступ к которым существенно затруднен или вообще невозможен. Этот тип кабельной продукции требует надежной защиты, ведь передает важную управленческую информацию. Экран в марках КВВГЭ и АКВВГЭ выполнен посредством намотки из фольги (медь или алюминий) с перекрытием, которая обеспечивает неразрывность экрана при допускаемых радиусах изгибания кабелей. При этом в продольном направлении экрана проложена медная проволока. Экранирование провода КГВЭВ, который применяется для нестационарного монтажа, осуществляет медная оплетка. Кроме того, экранным материалом может служить медная, алюминиевая или алюмополимерная лента.

Сигнальные кабели широко применяются в системах, которые отличаются строжайшими требованиями к точности и защите данных. В этот перечень входит практически любая слаботочная аппаратура, включая измерительную, охранную или пожарную. Экранированный кабель для ОПС, например, марки КПСЭнг-FRLS, КПСЭнг-FRHF или КПСЭСнг(А)-FRLS, служит для подключения систем оповещения и эвакуации, дымовых датчиков и прочих приборов, которые должны немедленно срабатывать при возникновении ЧП. За счет температуроустойчивой изоляции на основе кремния экранированный кабель для пожарной сигнализации способен сохранять работоспособность, даже находясь внутри горящего помещения, а также отличается низкой величиной выделения продуктов горения. Экранированный кабель для ОПС обычно оснащен защитой от электропомех, изготовленной из алюмолавсановой ленты.

Также достаточно обширной группой является класс кабелей связи, управления и передачи данных. Данный тип проводной продукции весьма чувствителен к EMI-шумам, поэтому зачастую оборудован защитными экранами. Коротко рассмотрим наиболее распространенные марки и подгруппы данного типа.

ТППШв используется в телемеханических или телефонных локальных сетях, которые требуют от изделий возможности обеспечивать широко- или фазоимпульсную частотную модуляцию сигналов (до 2 МГц). Защищен экраном из алюминиево-полиэтиленовой фольги.

Распределительный РВШЭ-кабель обычно применяют при монтаже радиоаппаратуры и аудиотехники (приспособлений и приборов для записи и воспроизведения звука), в системах телефонии. Экран из медных твердых проволок обеспечивает отличную устойчивость к электропомехам и качественный уровень передачи аудио.

Коаксиальные кабели с обозначениями РК, RG и SAT используются только для телевизоров, антенн, систем видеонаблюдения и радиоэлектроники. Они экранированы алюминизированной полиэстерной пленкой и/или проволочной оплеткой из луженой медной проволоки.

Высокоскоростной обмен данными через проминтерфейс RS-485 в сетях объектов по стандартам TIA/EIA-485-A и ИСО/МЭК 8482, подключение систем, созданных для контроля инженерных сооружений и распределённого сбора информации осуществляется при помощи марок КИПЭВ, КИПЭП, КИПЭВБВ и других. Они экранированы алюминиево-лавсановой лентой или медно-луженной оплеткой с прокладкой дренажного проводника.

Витые пары FTP из подкласса Lan-кабелей имеют защитный экран из фольги, поэтому их можно монтировать даже вблизи с электропроводкой и прочими источниками EMI-излучения.

Провода STP (S/UTP) — это экранированные витые пары. Кабеля STP, в отличие от FTP-пар, имеют фольгированные экраны для каждой пары, а также общую экранную защиту (медная оплетка).

Кабеля S/FTP представляют собой витые пары с фольгированной оплеткой каждой пары и общей оплеткой для всех пар из тонкой плетеной медной проволоки.

Подгруппа SF/UTP включает марки для передачи дата-данных, защищаемые сдвоенным внешним экраном из фольги и медной оплетки. Кабеля SF/UTP востребованы, когда прокладка витой пары производится рядом с ЛЭП электросетью и требуется дополнительная и надежная защита от электрошумов.

Для чего кабелю экран?

16.05.2000 Давид Гальперович

Непрерывная работа вашей ИТ-инфраструктуры

Но тщательный анализ показывает, что этот ответ — неоднозначный. От внешних помех или от переходных помех внутри кабеля? А как защищает экран от помех, излучаемых самим кабелем? Есть ли другие, эффективные и недорогие приемы защиты от помех? Как связаны параметры кабеля с присутствием экрана? Некоторые из поставленных вопросов мы и рассмотрим.

В одних стандартах на кабельные системы экранированные кабели поддерживаются, в других они служат альтернативой неэкранированным. Самая общая рекомендация такая: сначала выжать максимум из неэкранированных кабелей, а уж если это окажется недостаточным, то тогда применять более дорогие и сложные экранированные системы.

Известны две стадии защиты кабеля от помех:

а. симметрирование и подбор шагов скрутки;

б. экранирование, внешнее и внутреннее.

Симметрирование

В скрученной (витой) паре провода меняются местами — этим достигаются симметричные условия возбуждения помехи в проводах пары, т. е. баланс. В идеально симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются (см. Рисунок 1). На практике полного баланса, конечно, не бывает, и некая результирующая помеха остается. То же самое можно сказать и относительно излученной помехи: чем лучше баланс пары, тем меньше витая пара излучает наружу, в окружающую среду (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Излучение наружу и помехозащищенность.

В многопарном кабеле витые пары влияют друг на друга. Если пары скрутить с одинаковым шагом, то влияние их друг на друга будет почти таким, как если бы они не были скручены вовсе. Поэтому стараются скручивать пары с разными шагами, расчет взаимного соотношения которых представляет довольно сложную задачу. Окончательный подбор шагов скрутки делают экспериментальным путем.

Для достижения максимальной симметрии (баланса) пары требуется следующее:

  1. прецизионное изготовление проводов, входящих в пару, достижение их идентичности;
  2. скрутка проводов в пару с точным и равномерным по длине шагом;
  3. математически вычисленное и максимально соблюденное соотношение шагов скрутки всех четырех пар.

Рассмотрим эти условия более детально.

Прецизионное изготовление проводов пары. На стабильность элементарной ячейки (шага скрутки) пары влияет точность, с которой выполнены провода, входящие в пару. Так как размеры провода по длине (в основном — диаметр изоляции) меняются, на такую же мизерную величину изменяются и размеры элементарной ячейки. Поскольку таких ячеек очень много, то суммарная помеха оказывается весьма существенной. Следовательно, нужно точно выдерживать диаметр и эксцентриситет изоляции провода, ее диэлектрические характеристики при изготовлении.

Точно выдерживаемый шаг скрутки. Здесь — то же самое: нестабильный шаг приводит к разбросу размеров элементарной ячейки по длине. Данный фактор также крайне слабый, но интегральный эффект от огромного числа шагов существенен. Поэтому важно использовать такой метод скрутки проводов, который дает наибольшую точность шага скрутки, даже ценой уменьшения производительности технологического оборудования.

Оптимальное соотношение шагов скрутки. В многопарном кабеле степень влияния между парами зависит еще и от выбора соотношения шагов скрутки соседних пар. Этой проблемой в кабельной технике занимались самые светлые головы; результатами их работы мы и пользуемся. Здесь не место обсуждать соответствующие труды, но замечу, что существует математически рассчитанное соотношение шагов скрутки соседних пар многопарного кабеля. Исследования этого вопроса ведутся до сих пор, так что процесс еще не завершен. На практике, во-первых, точно выдержать это соотношение невозможно — не бывает такого технологического оборудования; во-вторых, реальные размеры проводов и пар не точно соответствуют заложенным в расчет. Приходится шаги скрутки пар подбирать опытным путем, экспериментируя с большим количеством образцов кабеля. Результатом является то, что у различных изготовителей шаги скрутки пар разные.

Каждый электрик должен знать:  Виды светодиодных лент и основные отличия между ними

Экранирование

Если симметрирования пар недостаточно, приходится применять еще и экранирование. В случае, когда необходима защита от внешних помех, окружают экраном весь сердечник кабеля. Ежели требуется перекрыть путь помехам внутри кабеля, между его парами, то следует заэкранировать каждую пару. Для решения обеих задач экранируют каждую пару в отдельности, а потом еще накладывают и общий экран. В связи с этими особенностями вводятся специальные обозначения кабеля. Об этом несколько раз приходилось уже писать (впервые — в LAN, сентябрь 1996 г., с. 46-49), но до сих пор нет однозначности в определениях и обозначениях конструкций кабелей.

Компании-изготовители вносят немалую путаницу, используя для одних и тех же конструкций разные аббревиатуры. Поэтому стоит вернуться к обозначениям и ввести последовательную классификацию четырехпарных (и не только) кабелей, в зависимости от количества и состава экранов. Более или менее стройная система изложена в Таблице 1, а соответствующие конструкции показаны на Рисунке 2.

Рисунок 2. Типы и обозначение четырехпарных кабелей.

Надо заметить, что рассмотренная классификация не представляет ничего нового для кабельной промышленности. Тем не менее понадобилось несколько лет, чтобы она стала достоянием смежной отрасли — структурированных кабельных систем. При заказе кабеля следует в тексте применять термин «экранированный», чтобы избежать ошибки, так как существует путаница с терминами Screened и Shielded. Предлагается термин Shielded использовать только для тех случаев, когда экран имеет сложную конструкцию (фольга + оплетка).

Внешний экран кабеля бывает двух видов: одинарный — из алюмополимерной пленки, и двойной — из фольги и оплетки медной луженой проволокой. В первом случае экрану часто присваивают букву F (Foiled), во втором — S (Shielded). Пары в кабеле обычно окружены одинарными экранами из фольги или алюмополимерной пленки. В кабельной технике встречаются и двойные экраны витых пар, но в компьютерных сетях они почти не используются.

Конструкции общих кабельных экранов имеют существенные отличия. Если экран выполнен из продольно наложенной фольгированной пленки, то она лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный проводник. Если же поверх фольгированной пленки наложена еще оплетка, то в этом случае слой алюминия часто повернут наружу, и оплетка соприкасается с ним.

Экран из фольгированной полимерной пленки может выполняться с нахлестом или с продольным швом типа кровельного. Иногда такой шов герметизируют путем склейки полимерной пленки. Как правило, в конструкцию экрана входит дренажная проволока, проложенная для шунтирования порывов фольги, которые могут возникнуть при производстве работ.

Оплетка проволоками также имеет свои особенности: от ее плотности и других параметров зависят экранирующие свойства, по частотным характеристикам отличающиеся от фольгового экрана. По этой причине эффективно именно совместное использование фольги и оплетки. Наилучшим современным кабельным экраном можно считать сочетание наложенной вдоль кабеля фольгированной пленки и оплетки проволоками поверх нее.

Большую роль играет толщина фольги, используемой для экранирования витых пар. Если фольга толстовата, то и кабель станет слишком толстым, грубым, негибким. Если же фольга тонковата, то эффективность и прочность экрана снижаются. Различные компании-изготовители, оптимизируя экран, применяют фольгу толщиной от 20 до 100 мкм.

Экран, наложенный на витую пару, уменьшает ее волновое сопротивление (impedance). По этой причине изоляция (диэлектрическое покрытие) проводов витой пары делается или более толстой, или пористой. Это нужно для того, чтобы довести импеданс до 100 Ом — стандартного значения для компьютерной проводки. Оба фактора (и экран, и утолщение изоляции) увеличивают диаметр кабеля, что нежелательно: число кабелей, которое можно проложить в монтажном коробе или желобе, уменьшается. Использование пористой изоляции также нежелательно: требуется специализированное оборудование для изготовления таких кабелей, из-за чего производство их удорожается. Кроме того, пористая изоляция неустойчива, легко сминается и плохо держит форму. Из-за указанных недостатков пористая изоляция применяется намного реже, чем сплошная.

Промышленные образцы

В Таблицах 2 и 3 приведены результаты разборки имеющихся у автора образцов экранированных кабелей, предназначенных для локальных компьютерных сетей (LAN-кабелей). Образцы делятся на две группы: кабели с некранированными витыми парами и общим экраном (см. Таблицу 2) и дважды экранированные кабели — с общим экраном и витыми парами, экранированными фольгой (см. Таблицу 3).

Данные, приведенные в Таблицах 2 и 3, списаны с оболочек кабелей. Обращает на себя внимание (см. Таблицу 2), что проверка технических характеристик кабелей выполнялась различными испытательными лабораториями, как американскими (UL, ETL), так и европейскими (EC DELTA). Некоторые изделия не имеют отметок о проверке, но содержат ссылки на соответствие стандартам (EIA/TIA 568A; ISO/IEC 11801; CSA PCC FT1). Экран чаще всего обозначен словом SHIELDED, но иногда указывают и тип экрана (FTP).

В Таблице 3 следует обратить внимание на разницу в конструкции экранов отдельных пар: обмотка фольгированной пленкой — у европейских отделений компаний Siemens и AMP, а продольно наложенная фольгированная пленка (с нахлестом) — у израильской компании Teldor.

Какой кабель выбрать?

В литературе очень мало сопоставлений экранированных и неэкранированных кабелей. Опубликованные материалы касаются по отдельности тех и других, а сравнения двух видов кабелей, как правило, не содержат. Авторы статей как будто сговорились не помещать в одной и той же публикации результаты по экранированным и неэкранированным кабелям. По существу, не удается найти и практических рекомендаций, хотя они так необходимы. Все сказанное очень странно: дискуссии о том, какие кабели следует применять, идут в России во множестве и непрерывно.

Более того — и распространенность обоих типов кабеля в различных странах Европы также вызывает недоумение (см. Таблицу 4). Например, в Германии и Франции большинство проложенных кабелей — экранированные (в Германии больше STP, во Франции — FTP). В Великобритании же намного больше проложено неэкранированных кабелей (86%!). Как следует из опубликованных данных, подобная картина и в США. Возникает мысль, что использование тех или иных кабелей зависит не от их технических характеристик, а от решений государственных органов. Для России, насколько известно, такие решения только готовятся.

В связи с последним замечанием надо сказать следующее. К настоящему времени, на мой взгляд, совершенно недостаточно накопленных научных и технических знаний, чтобы сделать соответствующий выбор. Более семи лет мне приходилось отвечать на вопросы о кабелях для компьютерных сетей. Много раз меня спрашивали: какой выбрать кабель — экранированный или нет? Но ни разу не была поставлена задача о критериях такого выбора, о научном подходе. Вместе с тем есть возможность относительно небольшими усилиями внести ясность в эту проблему, проведя соответствующие исследования, например, в ОКБ кабельной промышленности или МТУСИ. Задуманная ассоциация поставщиков структурированных кабельных систем могла бы взять это дело под свое покровительство. Хотелось бы надеяться, что важность поставленной проблемы ни у кого не вызывает сомнений.

Давид Яковлевич Гальперович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ КП, доцент МТУСИ. С ним можно связаться по тел.: (095) 583-5472.

Таблица 1. Классификация кабелей для компьютерных сетей.

Обозначение Определение
UTP Неэкранированный кабель с неэкранированными витыми парами.
F/UTP Экранированный фольгой кабель с неэкранированными витыми парами.
S/UTP Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с неэкранированными витыми парами.
S/FTP Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с экранированными фольгой витыми парами.
S/STP Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с защищенными (дважды экранированными, фольгой и оплеткой) витыми парами.
Таблица 4. Использование различных типов кабеля в некоторых странах Европы.

Страна UTP STP FTP
Франция 17% 4% 79%
Германия 10% 64% 26%
Италия 80% 13% 7%
Голландия 65% 10% 25%
Испания 75% 5% 20%
Великобритания 86% 2% 12%
FTP — витая пара с фольговым экраном; STP — витая пара с оплеточным экраном; UTP — неэкранированная витая пара.

Источники: The Building Services and Dataquest Europe Ltd.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Как выбрать хороший кабель и не ошибиться?

Выбор хорошего кабеля для гитариста – важное дело. При этом не следует руководствоваться не советами друзей и рекламой «звездных» музыкантов и самих производителей. Достаточно иметь некоторые знания, которые помогут вам трезво взглянуть на предложенный товар и оценить его, в первую очередь, по физическим характеристикам.

Давайте разберемся, какие характеристики важны для инструментальных, микрофонных и спикер-кабелей, а какие можно считать рекламной уловкой или мифом. Провода различают по характеристикам и предназначению. Следовательно, требования к ним тоже различны: что критично для одного, может быть практически бесполезно для другого.

Итак, инструментальный кабель – это провод для соединения гитары с усилителем, процессорами, специальными приспособлениями и так далее. Данные устройства имеют высокое сопротивление (порядка 100 Ом) по отношению к Земле. При этом они сами передают слабые сигналы с минимальными по силе разрядами (тысячные доли А) и с малым напряжением. Поэтому инструментальные кабели так чувствительны к электромагнитным помехам.

Гитара имеет большое выходное сопротивление, поэтому сам шнур должен иметь маленькую электроемкость и длину, иначе он будет плохо передавать высокие частоты в звуке.

Важные характеристики инструментальных кабелей:


  • Низкая емкость. Собственная емкость – это критичная характеристика, на которую следует обращать внимание в первую очередь. Чем она меньше – тем лучше и меньше потерь в высоких частотах.
  • Хорошее экранирование, которое позволит избежать шумов от электромагнитных помех.
  • Прочность. Последствия использования хлипких шнуров могут быть весьма плачевными, особенно во время выступления.

Незначительный критерий для инструментальных кабелей – это сопротивление. Оно составляет всего несколько Ом (у дорогих и дешевых вариантов), что является несущественным по сравнению с высокоомными входами, например, на усилителях. Оно никак не влияет на уровень сигнала в проводе.

На фото – инструментальный кабель для высокоомного входа

Спикер-кабель – это провод соединяющий усилитель с громкоговорителем. По техническим требованиям они совершенно противоположны кабелям инструментальным, так как соединяют низкоомный выход усилителя с низкоомными громкоговорителями. По ним передаются сравнительно высокие токи и напряжения. Именно поэтому, в отличие от инструментальных, эти кабели не отличаются особой восприимчивостью к электромагнитным помехам, но при этом вся цепь крайне чувствительна к сопротивлению их самих.

На фото – профессиональный спикер-кабель

Важные критерии для выбора колоночного провода:

  • низкое сопротивление, предотвращающее потери сигнала;
  • прочность и надежность.

Емкость и экранирование в этом случае не имеют значения из-за низкоомности цепи. Только очень-очень сильные электромагнитные помехи могут повлиять на сигнал с довольно большим током. Даже провод со значительной емкостью будет иметь сопротивление значительно большее по сравнению с выходным сопротивлением усилителя. Поэтому емкость почти не влияет на передачу высоких частот в сигнале.

На фото – сечение колоночного кабеля

Микрофонный кабель является обязательной частью любой звукозаписывающей студии или сценического оборудования. Ведь, несмотря на новые беспроводные технологии, самый чистый звук можно получить, только используя качественное микрофонное соединение. От качества провода напрямую зависит качество передаваемого сигнала, возможность появления помех.

  • Обычный инсталляционный (несимметричный). Применяют там, где нет необходимости в идеально чистом звуке, например, в бытовых целях для подключения динамических микрофонов к музыкальным центрам или караоке.
  • Балансный (симметричный) – идеален для создания соединения с большой протяженностью, имеет высокий уровень устойчивости к электромагнитным наводкам. Его можно использовать при любых погодных условиях.

Схема строения микрофонного кабеля

Симметричный микрофонный кабель состоит из двух центральных проводников, изоляции, экрана и внешней оболочки. Именно такие варианты более надежны, они способны обеспечить хорошее качество голосового сопровождения.

Микрофонный кабель имеет два XLR разъёма: «папу» (male) на одном конце и «маму» (female) на другом, TRS-разъём («джек») или USB-разъём для подключения непосредственно к звуковой карте или цифрового устройства записи. Он соединяет микрофон с микшерным пультом, используется для DI связи между усилителем и микшером.

Для защиты шнура от воздействия электромагнитных наводок применяют специальные экраны. Экран чаще всего используют как общий провод и заземление. Цель экранирования – защитить сигнал от таких источников шума, как радио-сигнал, шнуры питания, люминесцентные лампы, реостаты диммеров и некоторые приборы. Существует множество разновидностей экранов для линейного кабеля: плетеный, спиральный и из алюминиевой фольги. Рассмотрим их подробнее.

Способы экранирования микрофонных кабелей

  • Фольгирование. Экран должен полностью закрывать собой сигнальные провода. Защита из металлической (чаще алюминиевой или медной) фольги справляется с этой целью на все сто. Слой обеспечивает 100 % покрытие сигнальных проводов. Однако экран из фольги имеет недостатки, главный из которых – механическая ненадежность, поэтому его применяют в соединениях, предназначенных для стационарного использования. Фольгированный экран обычно используют лишь при производстве самых дешевых вариантов, при передаче сигнала по такому кабелю звучание на верхних частотах слегка «фонит».
  • Экранная сетчатая оплетка является самой механически надежной, гибкой и распространенной формой экрана. На сцене микрофонные и инструментальные шнуры постоянно гнутся, тянутся, на них часто наступают, поэтому оплетка – лучшее, что можно придумать для этих условий. Но при этом она сложна в изготовлении, да и добиться 100 % покрытия ею сигнальных проводов сложно (часто покрывает от 60 до 85 % площади). Некоторые фирмы делают очень плотные оплетки, покрывающие в кабеле до 96 % площади шнура.
  • Экранирующая спиральная проволочная оплетка имеет одно большое достоинство – обеспечивает кабелю такую гибкость, которую невозможно достичь при экране из фольги или сетчатой оплетке (гибкость имеет повышенное значение в концертных условиях). Правда, на этом все ее достоинства заканчиваются. Спиральная проволочная оплетка покрывает не более 80 % площади сигнальных проводов и при оказании на нее физических воздействий быстро приходит в негодность (хотя и не так быстро, как экран из фольги). При этом резко уменьшается покрываемая ею площадь. Кроме того, это еще и менее устойчивый к радиочастотным (RF) помехам экран (представляющий собой индуктивную катушку).

Итак, важные характеристики, которые стоит учесть при микрофонных кабелей:

  • Симметричность и несимметричность. Симметричные провода могут быть длиннее несимметричных, так как они устраняют любые помехи и шум. Что касается несимметричных, то длинные восприимчивы к шуму и требуют усиления заземления.
  • Сопротивление. При передаче аудиосигнала с применением кабеля необходимо обеспечить низкие значения активного сопротивления. Лучшими микрофонными шнурами являются микрофонные из высокопроводящей меди.
  • Экранирование. Самыми хорошими экранами считаются сеточный и спиральный.

Характеристики кабеля: мифы и рекламные «фишки»

1. Хороший кабель – это толстый кабель. С оговоркой: только для спикер-проводов! Как было сказано выше, низкое сопротивление спикер-кабеля является очень важной характеристикой. Из школьного курса физики известно, что чем больше диаметр провода, тем ниже его сопротивление. Следовательно, чем толще провод, тем лучше.

Но данное правило не действует при выборе инструментальных проводов. Гитарные кабели не должны быть толстенными. Правда, иногда коаксиальные элементы соединения с большим диаметром могут иметь меньшую погонную емкость, а это в свою очередь, может оказаться полезным (при длине более трех метров). больше емкость гитарного шнура, тем больше высоких частот он ослабит. Но это не значит, что вам нужен огромный диаметр провода, ведь есть качественные варианты с меньшими характеристиками.

На фото – коаксиальные провода

Следовательно, можно дать два основных совета для выбора инструментальных кабелей:

  • использовать коаксиальные провода с наименьшей погонной емкостью,
  • выбирать варианты с минимальной длиной. Если вам необходимы шнуры длиной более шести метров, попробуйте использовать беспроводные системы. В этом случае, они будут гораздо эффективнее.

2.Выбирайте кабель из бескислородной меди (OFC, Oxygen-free copper). Объясняется эта рекомендация тем, что бескислородная медь имеет меньшее сопротивление, а значит и потери в сигнале будут минимальные. С этим трудно поспорить. Но для инструментальных проводов сопротивление не является решающим фактором, как мы выяснили выше. Для спикер-кабелей существенно уменьшить сопротивление можно за счет увеличения диаметра. Стоит отметить, что бескислородная медь – это не рекламная пустышка, такие провода лучше противостоят внутренней коррозии жилы. Фактора важный, но не для инструментальных и спикер-вариантов.

3. Золоченый штекер. Золоченые штекеры имеют меньшее сопротивление и меньшую склонность к коррозии и потускнению. На первый взгляд, одни плюсы. Но такое покрытие гораздо мягче никелированного и стирается при частом использовании штекера. То есть если вы используете гитарный кабель, который приходится часто вставлять и вынимать из разъема, то использовать провод с таким входом нецелесообразно. Но помните, что быстро изнашивается золочение, нанесенное поверх базового металла (например, меди), а если оно выполнено поверх никеля, то истирание шнуру не повредит.

Для спикер- и низкоомных микрофонных проводов золоченые штекеры оказываются весьма кстати, при условии, что их соединяют и разъединяют редко.

4. Многожильный кабель предпочтительнее одножильного. Объясняется это тем, что многожильный меньше подвержен потере высоких частот. Это актуально только для работы с радиочастотами. Музыканты же работают с иным диапазоном, в котором нет никакой разницы между использованием одножильного или многожильного провода. Но многожильные обычно лучше экранированы и защищены от электромагнитных помех за счет более плотной оплетки.

5. Хороший кабель – это дорого. Если вы используете трехметровый кабель дома или в репетиционной студии, то недорогой вариант вполне подойдет. Поверьте, с закрытыми глазами вы, скорее всего, не услышите разницу между использованием дешевого или дорогого шнура, если его длина менее трех метров, а рядом нет источников сильных электромагнитных помех.

Чаще всего дорогие провода премиум-класса сделаны качественнее, они более крепкие, имеют надежные места соединения «джеков» с основой, внутренние соединения могут быть залиты эпоксидной смолой или термоклеем. При этом приставка «премиум» вовсе не гарантирует, что производитель при изготовлении использовал низкоемкостной коаксиальный кабель.

В заключение нужно сказать, что выбирать кабель нужно осознанно, опираясь на характеристики конкретного продукта для определенны целей. Сейчас даже недорогие инструментальные провода изготавливают из бескислородной меди, многие из них неплохо экранированы, являются многожильными и коаксиальными.

Экранированные кабели: виды и сферы применение

Когда несколько кабелей разного назначения проходят рядом, в одном колодце, желобе, кабель-канале, токи, идущие по ним, начинают воздействовать друг на друга посредством электромагнитных полей. В таких случаях и применяется экранированный кабель.

В отличие от обычных кабелей силовой экранированный кабель ослабляет влияние электромагнитных излучений и обеспечивает надежную работу электротехнических и радиоэлектронных систем. Функцию отражения или поглощения электромагнитных волн выполняют экраны, изготовленные из различных материалов – металлических немагнитных лент и проволок, фольги, специальной электропроводящей бумаги. Такие тонкие ленты применяются в случаях, когда кабель рассчитан на ток силой до 50А. Если расчетный ток больше, то экран собирается из проволоки большого диаметра. В кабелях, рассчитанных на ток среднего диапазона часто экран комбинированный, из металлической ленты и медной проволоки.
Однако цели экранирования могут быть шире. К примеру, помимо основной задачи, экран может повышать прочность и стойкость изоляции, защищать от агрессивной внешней среды, заземлять кабель, а при эксплуатации в муфте сводит к минимуму возможность появления электрических потенциалов на поверхности кабеля.

Сегодня наибольшим спросом пользуются медные экранированные кабели, так как проволока, жилы из меди имеют низкое сопротивление и высокую проводимость тока. В зависимости от исполнения кабели могут иметь одну или несколько жил. В отдельную категорию можно выделить огнестойкий экранированный кабель, который сохраняет работоспособность при длительном воздействии пламени и часто применяется в системах связи, оповещения, пожарной сигнализации.

Классификация экранированных кабелей:

  • Силовые (ВВГЭ) – в качестве экрана по жиле выступает электропроводящий сшитый полиэтилен. Такие кабели рассчитаны на напряжение 6–110 кВ. В кабелях на 0,66 В/1 кВ экран может быть в виде обмотки из медных лент, в виде навива из медных проволок или в виде оплетки из медных проволок. Поверх изоляции должен быть наложен полупроводящий экран из электропроводящей бумаги или электропроводящей синтетической ленты, поверх которого накладывается экран из медных провлок и медных лент.
  • Контрольные (КВВГЭ) – имеют медный проволочный экран и используются для подсоединения электроприборов к распределительным установкам. Кабели КВВГЭнг имеют экран из медной или алюминиевой фольги либо лент, также используются алюмополимерные ленты. Это кабели FR.

Преимущества экранированного кабеля

  • защита от взаимных паразитных наводок внутри многоблоковых устройств;
  • защита кабеля от внешних электромагнитных помех;
  • защита приборов и устройств от электромагнитного излучения самого кабеля.

Сферы применения экранированных кабелей:
Силовые кабели используются для присоединения машин и агрегатов к внешним электросетям. Контрольные экранированные кабели получили широкое распространение в сфере информационных технологий. Благодаря высокой устойчивости к помехам они применяются для подключения компьютеров, офисного оборудования, систем видеонаблюдения и связи

Приобретая кабельно-проводниковую продукцию в компании СОЮЗ-ЭНЕРГО, вы можете быть уверены, что покупаете качественный товар. Наша компания является дилером множества заводов изготовителей кабельной продукции. Вся продукция имеет соответствующие сертификаты.
Приобрести подходящую вам продукцию можно через отдел по работе с клиентами. Кроме того, возможен заказ и доставка кабеля в регионы России. Получить ответ на интересующий вас вопрос вы можете по телефону +7(3452) 529-450

Компания СОЮЗ-ЭНЕРГО напрямую работает с производителями, что позволяет обеспечивать гибкую ценовую политику и оптимально для Вас решить поставленные задачи.

Для сокращения сроков поставки, компания СОЮЗ-ЭНЕРГО держит в наличии, все ходовые номенклатуры кабелей и проводов.

Наша цель — это долгосрочное и взаимовыгодное сотрудничество.

Адрес: 625048, г. Тюмень, ул. Харьковская, 59 ,3 этаж

Телефоны для связи:

E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Силовой экранированный кабель

Что такое Силовой экранированный кабель

Используют силовой экранированный кабель для защиты от влияния электромагнитного излучения и обеспечения хорошей, качественной и бесперебойной работы систем радио и электротехники.

При желании силовой экранированный кабель Rexant купить следует обращать внимание на материал из которого из готовлен защитный экран. Это может быть немагнитная лента и проволока, фольга, медная оплетка, электропроводящая бумага. В зависимости от экрана можно рассчитывать при каком напряжении возможно использование кабеля. К примеру силовой кабель имеющий экран с тонких лент возможно использовать только при небольшом расчетном токе, при среднем расчетном токе допустимо применение кабеля с комбинированной экранировкой из медной проволоки и металлической ленты. При чем силовой экранированный кабель цена будет также напрямую зависеть от этого.

Особенности силового экранированного кабеля

Выбирая какой силовой экранированный кабель Rexant купить необходимо учитывать его уровень защиты и степень экранирования, что непосредственно зависит от характеристик самого кабеля ( вес, диаметр и т.д. ).

Также разделяют силовой экранированный кабель в зависимости от материала из которого изготовлена жила. Это может быть медь или алюминий. Причем жила может быть как однопроволочной, так и многопроволочной. Отдельно каждая жила покрывается защитной изоляцией из поливинилхлорида, при этом каждая жила имеет свой цветовой окрас. Допустима также общая изоляция на все жилы.

Почему силовой экранированный кабель

Для того чтобы правильно подобрать силовой экранированный кабель следует:

  • определиться с его назначением;
  • какое необходимо сечение токопроводящей жилы;
  • определиться с электропроводящим материалом;
  • технические параметры;
  • в каких условиях будет производится его эксплуатация.

Преимущества силового экранированного кабеля

Выделяют такие основные преимущества силовых экранированных кабелей:

  • возможность использования в различном температурном диапазоне;
  • возможность использования в работе с разным напряжением;
  • хорошая экранированная защита от различных помех;
  • силовой экранированный кабель цену имеет доступную;
  • хорошая долговечность;
  • абсолютная безопасность не только для людей, но и для окружающей среды;
  • возможность уменьшения помех в несколько раз;
  • не горючее внешнее покрытие;
  • происходит защита оборудования от воздействия излучения самого кабеля.

Благодаря отличным характеристикам силовой экранированный кабель можно прокладывать даже рядом с оптоволоконным или обычным кабелем.

Добавить комментарий