Экранирование кабеля: защита от внешнего воздействия и гарантия надежной работы

Технологии ежегодно стремительно развиваются, объем передаваемых данных продолжает расти и важность качественной передачи сигналов становится как никогда актуальной. Одним из ключевых компонентов, обеспечивающих надежность и стабильность передачи сигнала является экранирование кабеля. Рассмотрим подробнее для чего нужен экран в кабеле, из чего он состоит и его функции, а также основные виды экранирования кабеля.

С каждым годом требования к качеству электрических и информационных систем растут. В условиях высокого электромагнитного загрязнения, вызванного активным использованием различных электрических устройств, экранирование кабелей становится не просто желательным, а необходимым. Экранированные кабели обеспечивают стабильную работу оборудования, минимизируя влияние внешних помех и защищая от собственных излучений.

Для чего нужен экран в кабеле?

Экраном принято называть защитный слой в конструкции кабеля, который служит барьером для внешних электромагнитных помех и позволяет сохранить сигнал, передаваемый по кабелю.

Наличие экрана в структуре кабеля обозначается буквой “Э” в маркировке, например, ППГЭ, АКВВГЭ.

Экранирование кабеля выполняет несколько важных функций:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП), которые могут возникать в результате работы электрических устройств находящихся вблизи кабеля. Экран предотвращает проникновение внешних электромагнитных излучений, которые могут нарушить работу оборудования.

• Предотвращает утечку сигнала, что особенно важно для высокочувствительных данных. 

• Снижение собственных помех. Экран уменьшает влияние электромагнитного поля, создаваемого самим кабелем, на соседние проводники.

• Заземление. Экран может использоваться для заземления, что снижает риск возникновения разности потенциалов между различными участками сети.

• Увеличение прочности изоляции. Экран добавляет механическую прочность и устойчивость к внешним воздействиям.

Из чего состоит экран

Экран может быть изготовлен из различных материалов, в зависимости от требований к характеристикам кабеля:

• Медная оплетка. Чаще всего используются медные проволоки, которые обеспечивают хорошую защиту от низкочастотных помех.

• Фольга. Тонкая алюминиевая фольга хорошо защищает от высокочастотных помех и не увеличивает значительно вес и размер кабеля.

Экран может быть выполнен как в виде общего покрытия всего кабеля, так и индивидуального для каждой жилы.

Структура экранированного кабеля

Экранированный кабель состоит из нескольких компонентов:

1. Жила — проводник, по которому проходит электрический сигнал.

2. Изоляция жилы — материал, который окружает жилу и предотвращает короткое замыкание.

3. Экран — защитный слой, который может быть выполнен из различных материалов (металлическая фольга, оплетка и т.д.) и располагается между жилой и внешней изоляцией.

4. Внешняя изоляция — наружный слой, который защищает кабель от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

В некоторых случаях в кабеле может быть дополнительный защитный слой – броня. При наличии двух элементов – экрана и брони в конструкции кабеля, их отделяют дополнительным разделительным слоем, изготовленного на основе полимеров, чаще всего ПВХ. Этот слой называют “подушкой” и устанавливают после экрана перед слоем брони. Основная задача этого слоя предохранить тонкую фольгу или проволоку экрана от более грубой брони – стальной оцинкованной ленты или проволоки.

Виды экранирования

Существует несколько вариантов экранирования в кабеле:

• Общее экранирование. Один экран охватывает все жилы. Применяется для защиты от внешних помех.

• Индивидуальное экранирование. Каждая жила имеет свой экран. Это необходимо для защиты от внутренних помех между проводниками.

• Комбинированное экранирование. Сочетает оба подхода — индивидуальные экраны для жил и общий экран для всего кабеля. Это наиболее эффективный способ защиты.

Классификация экранированных кабелей

Популярные типы экранированного кабеля:

• Силовые экранированные кабели. Используются для передачи электроэнергии на низком и среднем напряжении (до 220 кВ). Они защищают окружающую среду от электромагнитных полей.

• Контрольные экранированные кабели. Предназначены для передачи сигналов управления и данных. Защита необходима для предотвращения потерь информации из-за помех.

• Сигнальные экранированные кабели. Используются в системах сигнализации и охраны. Они должны обеспечивать высокую точность передачи данных даже в сложных условиях эксплуатации.

• Комбинация двух кабелей, находящихся в одной оболочке и разделенных экраном – контрольный и силовой. Применяются для подключения к источнику питания передвижных средств

• Кабели связи. Задача кабеля – обеспечить максимальную защиту передаваемой информации. Такие кабели можно экранировать любым способом.

Экранирование кабелей — неотъемлемая часть современных электрических систем, позволяющая обеспечить надежную работу оборудования при наличии множества источников электромагнитных помех. Правильный выбор типа экранирования позволяет значительно повысить качество передачи сигналов и защитить оборудование от помех. При проектировании электрических сетей важно учитывать все аспекты экранирования, чтобы гарантировать бесперебойную работу всех систем.