Методы экранирования сигнальных проводов. Экранированные проводаКак экранировать кабель 🚩 для чего нужен экран в кабеле 🚩 Комплектующие и аксессуарыИнструкция Прежде, чем экранировать кабель, подумайте, нельзя ли обойтись без этой процедуры. Рассмотрите, в частности, возможность перенесения одного из усилительных каскадов из входного устройства в выходное. В этом случае уровень сигнала, передаваемого по кабелю, увеличится, а чувствительность входного устройства - снизится. В результате отношение амплитуды сигнала к тому же показателю помехи изменится таким образом, что влияние помехи уменьшится. Отключите питание устройств, которыми кабель соединен между собой. Отсоедините кабель от каждого из них. В случае, если кабель не имеет общей оболочки, внутри которой протянуты все проводники, обмотайте его без просветов обычной изолентой, чтобы получить такую оболочку. Возьмите обычную алюминиевую фольгу для хранения пищевых продуктов. Обмотайте внешнюю оболочку кабеля, оставив необмотанными участки длиной порядка 1,5 сантиметра от каждого из разъемов. Рядом с каждым из разъемов намотайте на фольгу примерно двадцать витков оголенного луженого провода, растянув витки обмотки на несколько сантиметров. Выведите его наружу на небольшую длину. Полностью обмотайте импровизированный экран еще одним слоем изоленты, не оставив просветов. Соедините экран с корпусами обоих устройств, за исключением случаев, когда это недопустимо по правилам техники безопасности. Во втором случае соедините его с корпусом только одного из устройств. Какого именно, установите опытным путем по минимуму помех. При этом ни в коем случае не касайтесь одновременно вывода экрана и корпуса устройства, к которому он не подсоединен, а также корпусов обоих устройств. Никогда не используйте любой экранированный кабель вместо коаксиального, а также для передачи значительных токов или напряжений. Особенно ни в коем случае не допускайте прохождение значительных токов через экран. www.kakprosto.ru Экранированный кабель - особенности применения, обзор марок 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:
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:
Классификация кабелей с экраном
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.
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.
Кабеля S/FTP представляют собой витые пары с фольгированной оплеткой каждой пары и общей оплеткой для всех пар из тонкой плетеной медной проволоки.
kabel-s.ru Что значит экранированный кабель и сфера его применения | Полезные статьиДовольно 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 кабельВ 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 кабеляСвойства 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 кабелейПо 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. cable.ru Экранирование проводовОт этих недостатков свободно решение, показанное на рис. 2-15,г,где Рис. 2-17.Остаточная паразитная связь при соединении крышки с перегородкой контактными губками. каждый отсек закрывается отдельной крышкой. Кроме того, в этом варианте не обязательно иметь хороший контакт по всей поверхности соприкосновения крышки с экранируемым отсеком; достаточно прикрепить ее в нескольких точках. Если заведомо известно, что источники наводок находятся в отсеках А и Б, а приемники — в отсеках В и Г или что связь между конкретными отсеками менее опасна, чем связь между другими отсеками, то можно упростить конструкцию, применив общие крышки для двух или более отсеков, как это показано на рис. 2-15,д. В пространстве, окружающем провод, соединяющий генератор переменного напряжения U с нагрузкой ZH (рис.2-18),создаются переменные электрическое и магнитное поля. Они могут оказаться причиной наводки паразитных напряжений на находящиеся вблизи детали. Применение провода с экранирующей металлической оболочкой, не со- Рис. 2-18.Электрическое и магнитное поля в пространстве, окружающем провод единенной с корпусом, никакого экранирования не дает. Напряженность магнитного поля не изменится, так как в оболочке не могут возникнуть дополнительные токи, магнитное поле которых могло бы уменьшить поле, создаваемое основным током I в проводе. Напряженность электрического поля также почти не изменится, так как емкость С0, которую имел провод относительно корпуса, при наличии обо-
отсутствует. Такое соединение резко увеличивает емкостный ток, протекающий по цепи генератор — провод—оболочка—корпус—генератор,минуя полезную нагрузку ZH. Для того чтобы полностью защитить внешнее пространство от воздействия электрического поля, необходимо особенно тщательно выполнять соединение оболочки с корпусом, через которое протекает указанный емкостный ток. Здесь совершенно недопустимы соединительные провода любой длины. Подключение оболочки должно осуществляться путем непосредственного контакта, припайкой или приваркой ее к корпусу. Со- единение оболочки с корпусом в одной точке не освобождает окружающее пространство от магнитного поля. Для экранирования магнитного поля необходимо создать поле такой же величины и обратного направления. Для этого нужно весь обратный ток генератора, который в схеме рис. 2-18и2-19протекает по корпусу прибора, направить через экранирующую оболочку провода. Тогда магнитный поток Фпр, создаваемый токомIпр, протекающим по проводу, будет равен магнитному потоку Фобр, создаваемому обратным токомIобр, протекающим по оболочке, и в любой точке окружающего пространства выполнится условие Рис. 2-20. .Полноеэкранирование электрического и магнитного полей. Фпр – Фобр = 0. Для полного осуществления этого принципа необходимо, чтобы экранирующая оболочка была единственным соединением корпусов отсека генератора и отсека нагрузки (рис. 2- 20). На низких частотах дополнительное соединение корпусов или частичное замыкание оболочки (рис. 2-21)может нарушить экранирование, так как при этом часть обратного тока будет протекать помимо оболочки. На высоких частотах благодаря поверхностному эффекту обратный ток протекает в основном по внутренней поверхности оболочки (рис. 2-22),падая по экспоненциальному закону по мере приближения к наружной поверхности. Чем выше частота, тем меньше глубина проникновения тока внутрь оболочки, тем меньшая часть тока протекает по ее наружной поверхности и тем меньше проявляется эффект нарушения экранирования при наружном коротком замыкании оболочки (рис.2-21). Рис. 2-21.Нарушение экранировки при замыкании корпусов приборов или экранирующей оболочки провода
щие их особенности, которые могут привести к нарушению нормальной работы прибора. Наличие экранирующей оболочки резко увеличивает емкость провода на корпус, что всегда нежелательно. Экранированные провода более громоздки, неудобны при монтаже и требуют предохранения от случайных соединений с другими деталями. Длина экранированного участка должна быть меньше четверти длины самой короткой волны передаваемого по проводу сигнала. Если это условие не соблюдается, то применение экранированного провода нельзя рассматривать как введение дополнительной емкости. Тогда экранированный участок будет длинной коаксиальной линией, которая во избежание возникновения стоячих волн должна быть нагружена на сопротивление, равное волновому. Поэтому применение экранированных проводов всегда крайне нежелательно. В тех случаях, когда экранирование производится в пределах одного металлического кожуха, следует рассмотреть все возможные варианты решения задачи, прежде чем прибегнуть к экранированным проводам. При этом почти всегда найдется более выгодный вариант и можно будет обойтись без экранированных проводов. Таким образом, экранированные провода, коаксиальные кабели и многожильные экранированные шланги с экранированными проводами внутри их следует применять только для соединения отдельных блоков и узлов друг с другом. В этом случае экранирование проводов выполняет следующие функции: а) позволяет освободиться от взаимных паразитных наводок внутри studfiles.net Назначение экранированных кабелей14 марта П 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
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.
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).
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.
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. www.russianelectronics.ru Методы экранирования сигнальных проводов | Gauss InstrumentsСигнальный провод (кабель) используется для соединения различных элементов (составных частей) системы. Наиболее часто в составе сигнального провода присутствует несколько пар токопроводящих жил с изоляцией из полиэтилена, а также с ПВХ-оболочкой. Некоторые виды сигнальных проводов имеют специальный экран для защиты от электромагнитных помех и носят название «экранированные сигнальные кабели».
Экранирование сигнальных проводов
Экранирование – это защита сигнального провода от шума либо нежелательных сигналов.
Сигнальные провода имеют высокое качество передачи сигналов благодаря их экранированию и выполнению в виде витой пары для обеспечения лучшей согласованности их продольных импедансов и импеданса «на землю». На высоких частотах из-за разницы между длиной проводов и частотными характеристиками их импедансов могут возникать синфазные помехи.
Для полного устранения неблагоприятного воздействия паразитной емкостной связи применяют электростатический экран, выполненный в виде проводящей трубки. При этом правильно заземлять электростатический экран лишь со стороны источника сигнала. На рис. 1 показано, как неправильно заземлять электростатический экран.
На рис. 2 показано гибридное заземление, являющееся наиболее популярным способом при передаче широкополосного сигнала от отдаленного источника с большим сопротивлением.
Изготовление экрана, который будет надежно защищать от паразитных индуктивных связей, гораздо сложнее, нежели классического электростатического экрана. Для изготовления нужен материал, имеющий повышенную магнитную проницаемость. К тому же толщина такого экрана должна заметно превосходить толщину электростатических экранов.
Для частот менее 100 кГц возможно применение стальных экранов или экранов из пермаллоя (сплав железа и никеля). Для более высоких частот подойдут экраны из меди или алюминия.
Так как экранирование магнитной составляющей помехи является сложным, необходимо особо уделять внимание уменьшению индуктивности сигнального кабеля и выбору подходящей схемы приемника и передатчика. На рис. 3, 4, 5 и 6 показаны схемы подключения усилителя и экрана, обеспечивающие различные среднеквадратичные амплитуды помех.
Для большинства, например, температурных датчиков у источников сигнала нет защитного заземления, а потому электростатический экран используется наряду с усилителем дифференциального типа и резисторами на выходе. Схема заземления экрана в данном случае – см. рис. 3.
Двойное экранирование длинного кабеля
Двойной экран (рис. 7) используется для повышения качества экранирования в широком частотном спектре. Заземление внутреннего экрана производится с одной стороны (источника сигнала) для исключения прохождения емкостной помехи, второй же, внешний экран, используется для уменьшения высокочастотной наводки.
В любом случае для предотвращения случайных контактов экрана с металлическими предметами и землей он должен быть изолирован.
В случае с длинным кабелем даже при правильном заземлении помеха через экран все равно проходит, а потому передавать сигнал на значительное расстояние либо при серьезных требованиях точности измерений лучше либо в цифровой форме, либо посредством волоконно-оптического кабеля. Для этого могут использоваться модули аналогового ввода с цифровым интерфейсом RS-485 либо оптоволоконные преобразователи интерфейса RS-485.
Гальваническая изоляция
Радикально решить вышеназванные проблемы можно с помощью гальванической изоляции (рис. 8) с раздельным заземлением цифровой, аналоговой и силовой частей системы. То есть сигнал между электрическими цепями передается без контакта между ними.
gauss-instruments.ru Экранирование электрических проводовЭкранированием проводов решаются 2 задачи:
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. 3.38).
Рис. 3.38. 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 экраназаряды нейтрализуются зарядами земли. Электрическое поле вне экрана определяется малой величиной вторичного электрического поля, вызванного не полностью компенсированными зарядами навнешней 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 Iэ. Цепь второй рамки образуют тот же провод и токопроводящая поверхность земли, по которой в обратном направлении протекает токIз.Очевидно, что Iобр = Iэ + Iз = Iпр . Мощность излучения рамок зависит от их площади и протекающих токов. Влияние экрана на уменьшение обратного тока в земле учитывается с помощью коэффициента токового экранирования Κт, равного отношению величины обратного тока в земле Iз к суммарной величине обратного тока Iо6р. Для способа экранирования на рис. 12.3 в диапазоне звуковых частот Κт≈0,05. В большинстве случаях расстояние от провода до экрана а значительно меньше расстояния провода до землиh. Поэтомуплощадь второй рамки значительно больше площади первой. Хотя ток Iэ > Iз из-за более высокой проводимости экрана, чем земли, но при h >> а побочное излучение рамки «провод-земля» является недопустимо большим. Для его снижения необходимо уменьшать h и ток Iз. Ток Iз обеспечивается при отсутствии заземления экрана у нагрузки (рис. 3.39).
Рис. 3.39. 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 Iпр 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. 3.39). 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 возможность изгиба кабеля в любом месте трассы. Эти кабели обеспечивают высокую устойчивость против агрессивной среды и эффективное электрическое экранирование, Так как свинец относится к диамагнетикам (с μ < 1), то магнитное экранирование достигается на высоких частотах, на которых наибольший экранирующий эффект достигается за счет вихревых токов. Еще большей эластичностью обладают экраны в виде оплетки из сетки, допускающей многократные перегибы. Оплетка перекрывает 60-90% поверхности изолированного провода. Но наличие отверстий в оплетке ухудшает магнитное экранирование по сравнению со сплошным экраном на 5-30 дБ. 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. Онипредусматривают меры, обеспечивающие более полную компенсацию полей, создаваемых токами противоположного направления в проводах (жилах) симметричного кабеля. studfiles.net |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
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.
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.
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).
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.
Методы экранирования сигнальных проводов учитывают пути прохождения помех. 
