Экранирование кабеля

Зачем это нужно? Экранирование кабеля необходимо как для изоляции самого провода от окружающей среды, так и для обратного процесса – защиты от влияния внешних факторов на кабель.

Как делают? Экранирование обычно выполняется из меди или алюминиевой фольги, но все зависит от типа кабеля и особенностей его эксплуатации. Такие провода имеют специальную маркировку «Э» и разделяются на несколько видов.

Оглавление:

Механизм работы экранированного кабеля

Под экранированным понимают кабель, оснащенный специальной оболочкой. Подобная защита исключает распространение проводом собственных электрошумов, а также не предохраняет электромагнитное поле кабеля от негативного воздействия внешних помех, снижающих его работоспособность.

Для чего еще нужно экранирование кабеля:

• для увеличения механической стойкости изоляционного материала;
• для устранения агрессивного внешнего воздействия;
• для заземления электросети;
• для снижения риска возникновения электропотенциалов на наружной поверхности изделия при исполнении в муфтах.

Чтобы определить, какой вид кабеля перед вами, изучите маркировку провода: на экранированном будет литера Э, к примеру, ВВГЭ.

Учитывая технические параметры, а также специфику использования кабеля, проводят расчеты, чтобы выбрать подходящий материал, конструктивные особенности, тип защитного экрана. К примеру, в электросетях с токовой нагрузкой до 50 А экранирование должно быть выполнено из тонкой алюминиевой либо медной ленты.

В силовых проводах экран делается из медной проволоки увеличенного сечения. Для кабелей средних токов подойдут комбинированные экраны, выполненные из медной ленты и оплетки-проволоки.

Когда необходимо выравнивание электрополя в силовых проводах с высоким напряжением, важно, чтобы защитный экран проводил электрический ток.

Чтобы хорошо представлять, как работает защитный экран, необходимо понимать, что:

• в качестве защиты от внешних электромагнитных шумов в роли экрана выступает сердечник (жила) кабеля;
• когда необходимо ликвидировать внутренние электропомехи, используют индивидуальные экраны для пар (жил);
• чтобы решить обе задачи, у провода должны быть два типа защиты.

Материалы для экранирования кабеля

Экранирование кабеля – это процедура, которую можно выполнить несколькими способами. К примеру, сделать оплетку либо покрыть защитной фольгой. У каждого из этих двух решений есть свои плюсы и минусы.

Фольга, применяемая для создания защитного экрана, выполнена в виде тонкого алюминиевого слоя. Достоинство такого способа экранирования заключается в том, что изделие покрывается полностью, зазоры в защите отсутствуют.

Однако сделать экранирование кабеля с помощью такого материала достаточно сложно, поскольку он слишком тонкий. Могут возникнуть трудности при обмотке, поэтому действовать следует аккуратно, иначе полотно порвется в местах соединения со штекерами. После этого экран нужно заземлить, соединив конец фольги и провод земли.

Оплетка представляет собой сетку из луженой проволоки, настолько прочной, что она не порвется во время эксплуатации. Это позволяет выполнить заземление с низким сопротивлением. Экранирующую сетку прикрепляют к разъему с помощью пайки или обжатия. Минус такого способа заключается в том, что на поверхности будут бреши, через них проходит небольшое количество помех.

В зависимости от толщины и шага проволоки количество пробелов достигает 5-30 % от общей площади. Такая плотность подходит для стандартного кабеля.

Экранирование кабеля из медной проволоки — оптимальное решение, позволяющее защитить изделие как от внешних влияний, так и от наводок по цепям питания. Однако после такой защиты увеличивается цена и масса изделий. По этой причине для продукции, используемой в местах с нормальным количеством помех, следует применять сетки из алюминия.

Читайте также!

Видеонаблюдение в городе зачем нужно и из чего состоит система

Подробнее

В местах, где объем помех увеличен, необходим комплексный подход для защиты трассы, предполагающий экраны обоих типов. К примеру, проводник можно обмотать сеткой, отдельные жилы защитить фольгой. Так вы исключите появление перекрестных наводок между парами. Кроме того, допускается делать несколько слоев используемого материала. В этом случае экраны будут поддерживать друг друга, прочность защиты на изгиб увеличится.

Конструкция экранированного кабеля

Экран выполняет множество функций: окружает оплетку электропровода, отражает электромагнитное излучение либо перенаправляет его на поверхность земли. Полностью защитить провод невозможно, однако вполне реально устранить малую паразитную энергию, образующуюся в результате негативного воздействия на текущий процесс.

С учетом того, для чего используется электропровод, каково количество кабелей и какой тип проводника, необходимо выбирать тот или иной способ экранирования. Цена проведения данной процедуры будет увеличиваться, если использовать дополнительные материалы, спецоборудование.

Главная особенность экранов заключается в том, что они переводят наводки на землю. Происходит это за счет концевой заделки (муфты).

Можно выполнить экранирование целикового кабеля с его отдельными составляющими. Нередко экранируют проводниковые пары, чтобы снизить влияние помех на электрокабель. Наружную часть кабеля защищают от помех, проводя процедуру фольгирования алюмополимерной пленкой и фольгой с луженной проволочной оплеткой.

Есть несколько видов экранов, которые отличаются друг от друга. Последовательность действий при экранировании кабеля своими руками следующая: пленку кладут на край проводника или продольно. Затем получившийся шов заклеивают. Подобную конструкцию можно дополнить дренажной проволокой. Она будет выполнять роль дополнительного шунта в случае, если произойдет повреждение фольги.

Толщина пленки влияет на результат экранирования. Если она будет слишком толстая, объем кабеля после защиты увеличится, так же как и его стоимость. Когда пленка тонкая, экран получится непрочным, а значит, не сможет защитить изделие. Не рекомендуется использовать пленку толще чем 100 мкм.

Экранирование кабеля с помощью оплетки имеет специфические характеристики, причем наиболее эффективна комбинированная пленка.

Важно отметить, что защита кабеля с помощью пленки возможна при токе в 50 микроампер. Если ток средний, подойдет комбинированный способ. Для силового кабеля нужно использовать оплетку из меди либо алюминия.

Оплеточное покрытие не способно защитить всю площадь с проводниковыми линиями. Эффективность защиты составляет 95 % от общей площади покрытия. Причем медная оплетка предохраняет лучше всего, однако ее нельзя назвать бюджетной.

Комбинированное экранирование используется достаточно часто на компьютерной технике и локальных сетях. Подобные кабели укладывают в сверхзашумленных условиях. Защита от помех нередко применяется в проводниках.

Виды экранированных кабелей

Существует несколько разновидностей экранированных кабелей:

1. Силовой. Такое изделие встречается чаще всего. Предназначено для напряжения 6-10 кВ. Такой экран защищает изделие от внешней среды, от электромагнитного поля. Силовой экранированный кабель бывает разных видов в зависимости от используемого материала: медный (ПвП) или алюминиевый (АПвП). Экран может быть изготовлен с помощью пероксидносшиваемой пленки, покрытой сверху оболочкой из медной проволоки и ленты. С учетом нагрузки определяется то, насколько толстым должен быть экран.
2. Комбинированный: два кабеля (силовой и кабель управления), находящиеся в одной оболочке. Эти кабели чаще всего защищают экраном. Используются, чтобы подключать к электропитанию передвижные установки, например самоходные устройства, экскаваторы, краны. В качестве защитного материала используется алюмолавсановая лента с медной оплеткой марок КГПЭУ либо электропроводящая резина марок КГЭУ.
3. Контрольный кабель. Позволяет осуществлять передачу данных между приборами, доступ к которым ограничен либо невозможен. В такой ситуации экран необходим, чтобы защищать данные от внешних электромагнитных полей. Экран может быть выполнен из медной проволоки или тонкой фольги.
4. Сигнально-блокировочный кабель. Встречается в системах, где выдвигаются особые требования к защите данных. Например, всевозможные сигнализационные системы: охранные и противопожарные, сверхточные измерительные приборы.
5. Кабель связи. У них должна быть максимальная эффективность защиты передаваемых данных. К этой же категории можно отнести кабели компьютерной коммуникации. Чаще всего это кабели FTP либо витая пара. Экранирование выполняется обычно фольгой из меди, плеткой либо комбинированным способом.

Далее подробно рассмотрим особенности силового кабеля и витой пары.

Силовой экранированный кабель

Выполнен в виде особой конструкции, передающей напряжение потребителю. Такой кабель не оказывает влияния на внешнюю среду, при этом он имеет защиту от возможных негативных воздействий.

В Российской Федерации не существует документации, определяющей правила изготовления таких кабелей. По этой причине выпускающие их предприятия учитывают ГОСТ Р 53769-2010. В этом документе изложены правила производства кабелей с пластмассовой изоляцией, также содержится информация о создании защитного экрана.

Подобная продукция отличается тем, что у кабелей есть специальный экран. Причем в маркировке таких изделий медная жила не указывается. Обозначается только другой материал жилы, к примеру алюминий.

Однопроволочная или многопроволочная жила, с учетом конструктивных особенностей, должна подходить под положения ГОСТ 22483-77. Важно понимать, что в ГОСТе прописаны требования к электрическому сопротивлению, но не сечению, как многие ошибочно полагают.

Читайте также!

Как работает видеонаблюдение: основные принципы и важные параметры систем

Подробнее

Каждая жила должна быть изолирована. Для этого чаще всего используется поливинилхлоридный пластикат, но в некоторых видах кабелей это простой полиэтилен. Жилы также обозначаются цветом. Когда каждая жила экранирована, защита выполняется с помощью фольги из меди либо алюминия. После этого жилы скручивают, затем на них накладывают оболочку из поливинилхлоридного пластиката, чтобы кабель был круглый.

Общий экран может быть выполнен намоткой медной проволоки, а затем медной ленты. Как уже отмечалось ранее, в этом случае изделие будет маркировано литерой Э.

Завершающий этап обработки – нанесение слоя кабельной бумаги, ошланговка. Поверх может быть выполнен защитный слой поливинилхлоридного пластиката. На некоторые марки кабеля накладывают броню.

Кабель с экранированными жилами обладает 100%-ной безопасностью: он защищен от электротока, не генерирует никаких помех на рядом проложенных кабелях. Однако даже один экран способен снизить наведение искровой помехи, к примеру, на ТВ-кабель в разы. Оптоволоконный либо стандартный кабель, с цифровыми данными, не будут испытывать негативного воздействия от экранированного изделия.

Экранированный кабель витая пара

Кабель с экранированием под названием «витая пара» чаще всего используется в компьютерной периферии. Выполнен в виде одной или нескольких пар проводов, которые закручены вокруг друг друга. Именно это и определяет название данного изделия. Концы такого кабеля обжимаются разъемом 8P8C (марка RJ45). Стандартный набор кабеля – 4 витых пары.

С учетом степени защиты витые пары подразделяются на несколько типов:

• UTP – кабель без экранирования, не имеет защиты;
• SF/UTP – изделие без защиты с двойной внешней экранизацией;
• FTP – защита с помощью внешнего экрана, роль которого играет фольга из алюминия;
• STP – полностью защищенный экранированный кабель, где каждая пара и непосредственно весь кабель покрыты фольгой из алюминия;
• S/FTP – защищенный экранированный кабель, где, кроме экрана из медной фольги или оплетки для каждой пары, имеется защита, в качестве которой используется оплетка из меди.

Стандартно при изготовлении витых кабелей для экранирования применяется медь. Однако ряд производителей, чтобы снизить расходы, используют бюджетные алюминиевые сплавы. Надежность таких изделий достаточно низкая, через них с трудом проходит сигнал, велики потери данных, продукция хрупкая, поэтому не исключены поломки.

В зависимости от типа жилы витая пара бывает одно- либо многожильная. В первом случае изделие производится из толстой проволоки, по которой легко проходит сигнал. Однако у такого витого кабеля высокая ломкость, его следует использовать для прокладки в стенках, перекрытиях, а также стационарных подключениях (розетках).

Многожильная витая пара не ломается при изгибании, подходит для мобильного соединения устройств.

Экранирование витой пары позволяет обеспечить нужную защиту потока данных, исключив искажение и наводки, а также заземлить оборудование. Поэтому оно будет нормально работать даже во время грозы. Поэтому важно сделать заземление внешнего экрана витой пары.

Подобными характеристиками также обладает фольгированный экранированный кабель, который может конкурировать с витой парой. Однако его стоимость достаточно высока, его используют, чтобы прокладывать сети снаружи помещений. Объясняется это тем, что фольгированный экранированный кабель обладает низким уровнем затухания сигнала, особенно если сравнивать его с витой парой.

В продаже можно найти множество разновидностей экранированных кабелей, чтобы не ошибиться с выбором, нужно учесть все особенности эксплуатации, наличие внешних источников электромагнитных полей, негативное влияние окружающей среды.