зачем нужен экранированный кабель
Экранированные кабели: особенности конструкции, сферы применения
Подписка на рассылку
Кабель с экраном применяется там, где требуется защита от воздействия электромагнитных полей, образуемых проходящими по кабелю токами, а также для того, чтобы добиться образования симметричного электрического поля вокруг жилы. Или, наоборот, при использовании экрана обеспечивается защита кабеля от помех, которые могут создавать близлежащие кабели или высокочастотные устройства. Как правило, экран кабеля выполняется из фольги, тонких металлических лент или специальной электропроводящей бумаги.
Кабель с общим экраном. Основные преимущества
Расчет экрана кабеля и тип экранирования определяются требуемыми техническими характеристиками эксплуатации. Экран кабеля повышает прочность изоляции жил, снижает влияние окружающей среды, а при выполнении в муфте практически исключает возможность образования разрядов на оболочке.
Особенности применения кабелей с экранами
Кабель с экраном, выполненным из тонкой медной или алюминиевой ленты, в основном предназначается для применения с током до 50 А. Если требуется силовой кабель с экраном, то экранирующий слой должен выполняться из медной проволоки большого диаметра. В некоторых кабелях среднего напряжения (ПвП, АПвП и проч.) применяются комбинированные экраны, состоящие из медных проволок и медной ленты. Здесь уже потребуется заземление экрана кабеля. Для выравнивания электрического поля в силовых кабелях с высоким напряжением применяются электропроводящие экраны.
Основные виды экранированных кабелей
Кабели силовые
Рисунок 1. Силовой экранированный кабель АПвП Одними из наиболее распространенных на сегодняшний день являются экранированные силовые кабели. Расчет экрана кабеля в них выполняется так, чтобы защитить окружающее пространство от воздействия возникающих внутри электромагнитных полей. Пример — силовой кабель с общим экраном ВВГЭ, КГВЭВ, ПвП или АПвП. Это силовые кабели на низкое, среднее и высокое напряжение, которые могут иметь индивидуальные экраны по жиле и изоляции (высоковольтные кабели) из электропроводящей пероксидносшиваемой пленки (сшитый полиэтилен), а также общий экран из медных проволок, медной или алюминиевой ленты. Такой силовой кабель с экраном может применяться для передачи и распределения электроэнергии на напряжение 0,66/1 кВ (низкое напряжение) и от 6 кВ и более (среднее и высокое напряжение). Расчет сечения экрана кабеля для эксплуатации в сетях среднего и высокого напряжения выполняется на основании предполагаемой токовой нагрузки на кабель.
Комбинированные кабели (силовой и управления в одной оболочке)
Рисунок 2. Гибкие силовые экранированные кабели КГЭУ и КГПЭУ в сечении В качестве примера экранированного комбинированного кабеля стоит привести марки КГЭУ и КГПЭУ. Это гибкие кабели, которые предназначаются для подключения к электросетям электроустановок и передвижных машин и могут применяться в шахтах. В данных кабелях экраном выступает слой специальной электропроводящей резины.
Контрольные кабели
Рисунок 3. Контрольный экранированный кабель КВВГЭнг Контрольные экранированные кабели — это изделия марок КВВГЭ, АКВВГЭ (для неподвижной прокладки) и КГВЭВ (для нестационарной прокладки) и проч. Экранирующий слой в них выполняется в виде оплетки из тонкой медной проволоки, алюминиевой или медной фольги или алюмополимерной ленты. Применяются для соединения электрических приборов и электрических распределительных устройств.
Кабели сигнально-блокировочные
Сигнальный кабель с экраном применяется в электрических кабельных системах рельсового транспорта, где защите сигнала от помех придается повышенное значение. Это измерительная и аудиоаппаратура, а также пожарные, охранные и прочие слаботочные системы. Как пример — изделия марки EMT.
Кабели связи, LAN, АСУ ТП и пр.
Что касается обеспечения связи, а также подключения локальных и промышленных вычислительных сетей, то наиболее распространенными здесь являются модификации кабеля UTP, известного как «витая пара». Что касается марок, то S/UTP — это экранированные медной оплеткой кабели, F/UTP — кабели, экранирование фольгой, а SF/UTP имеют комбинированное экранирование фольгой и медной оплеткой.
Для чего нужен экранированный кабель?
Иногда приходится прокладывать провода, которые имеют различное назначение, в одной штробе. В результате электрические импульсы, проходящие по ним, начинают взаимодействовать между собой посредством электромагнитных волн. Электрошумы или электромагнитные помехи EMI, так же возникают от так называемых паразитных или побочных излучений, или наводок по цепям энергопитания. Во избежание этого используют провода, защищённые специальным экраном — экранированный кабель.
Для чего нужен экранированный кабель?
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. Экранирование подспудно, выполняет и некоторые другие функции:
В зависимости от технических параметров и особенностей эксплуатации кабеля 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 комбинированные экраны, состоящие из медной ленты и оплетки-проволоки. А если требуется выровнять электрическое поле 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.
Зачем 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
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
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.
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.
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
