Основні правила екранування кабелю
Якщо розглянути різні галузі виробництва та промисловості, можна відзначити, що в кожній з них особливо важливо та цінно, щоб кабель та провід були надійними та довговічними. Особливо цінують надійну роботу кабелю, наприклад, у теле- та радіомовленні. Дійсно, будь-яка помилка, допущена в сигналі, веде до спотворення інформації, що передається, а це неприпустимо. Тому фахівці продовжують працювати у напрямі розробки все кращих варіантів екранування, щоб сигнал залишався цілісним і не втрачалася його якість.
Екранування кабелю, загальні поняття
Небагато історії: вперше про електромагнітні перешкоди почали говорити на науковому рівні з 1960-х років. Причому, йшлося про наявність перешкод, які впливали весь електромагнітний діапазон. Адже до цього часу через розвиток лише радіосигналів бралися до уваги радіочастотні перешкоди. Зараз усі перешкоди, які відносяться до неіонізуючої частини електромагнітного спектру, мають назву електромагнітних. Тут маються на увазі проблеми щодо контурів заземлення, шляхів опору, вплив статичних зарядів, електричних і магнітних полів, вплив силових ліній і джерел живлення тощо.
Є ще один термін, трибоелектричні шуми, які безпосередньо пов'язані з рухом компонентів кабелю. Причина таких шумів – це статичний та п'єзоелектричний ефекти. Часто виникають там, де провід піддається ударам та деформації. Боротися із шумами можна за допомогою екранування. Для цього необхідно розібратися у принципі роботи та видах екранування, яким користуються сьогодні.
Між сердечником та зовнішньою оболонкою кабелю знаходиться екран. Якщо кабель має кілька токонесучих жил, екранування розташовується навколо жил, як єдиний загальний шар. При необхідності уникнути впливу жил одна на одну, може використовуватися екрануючий шар на кожну окрему жилу. Будь-який з безлічі способів має свої недоліки та переваги. Для цього необхідно у кожному конкретному випадку приймати найбільш доцільне та вигідне рішення.
Екранування кабелю, основні варіанти
Є такі варіанти, як екранувати кабель і провід.
Екранування кабелю оплеткою. Характеризується гнучкістю та великим терміном служби. Обплетення захищає від впливу низьких частот, має невеликий опір для постійного струму порівняно з фольгою. Такий тип екранування чудово підходить для радіочастотних кабелів та аудіо кабелів. Тут важлива наявність якісного перекриття, оскільки саме цей факт впливає ефективність.
Екранування кабелю плівкою. Цей вид екрану виготовляється з фольги. Матеріал – алюміній, покритий зверху поліпропіленом чи поліефіром. Такий шар повністю покриває провідник, легкий та тонкий. Також фольга коштує дешевше. Її можна використовувати для екранування не лише, а лише потрібної ділянки або компонентів кабелю. Для цього застосовують клей, щоб з'єднати екран із зовнішньою оболонкою або діелектриком. Такий вигляд екрану добре захищає від високочастотних перешкод. При цьому якщо кабель піддається в процесі експлуатації частим вигинам, прослужить екран не довго. Важливо, щоб конструкція з фольги не мала шва, через який просочувалося б електромагнітне поле і перешкоди. Для цього один із країв фольги складають таким чином, щоб вийшов так званий замикаючий шар.
Екран з обплетення та плівки. Комбінований вигляд екрану має кілька захисних шарів, що допомагає ефективно боротися з перешкодами на будь-якій частоті. Такий спосіб дозволяє найбільш надійно захистити кабель, повністю покрити його, при цьому зберігши високу гнучкість, міцність і низькі показники опору до постійного струму.
Екранування методом French Braid. Метод цікавий тим, що представлений двома багатожильним спіралями, що йдуть на зустріч один одному. Матеріал виготовлення - мідний дріт (або без покриття, або покритий шаром олова з чергуванням перехльостування вздовж зміщеної осі). Відрізняється високою якістю та захистом від шумів, зберігає гнучкість та міцність кабельної продукції.
Способи тестування екранування
Такі тести потрібні для того, щоб підібрати правильний не лише за вартістю, а й за ціною кабель. Щоб вирішити це завдання, для початку варто відповісти на прості запитання такого типу: Яких перешкод вам потрібно уникнути? Навіщо екранувати кабель? Це захистить сигнал, що передається по ньому, від зовнішнього впливу? Або щоб попередити вихід електромагнітного поля за межі кабелю, яке виникає внаслідок струмів, що проходять? Які частоти потрібно виключити? Процес експлуатації має на увазі механічний вплив (загини, перегини)?
Розглянемо кілька варіантів тестування кабелю.
Повний передатний опір. Даний тест дає можливість отримати абсолютний показник ефективності екрана, призначеного захищати кабель від частоти випромінювання до 1000 МГц, а також від статичних зарядів. Цей спосіб тестування досить популярний і надійний. Рекомендується міжнародною комісією з електротехнічних питань, а також військовими. Передатний опір залежить від конструкції екрана кабелю, тобто чим його значення нижче, тим екран працює ефективніше. Розрахунок проводиться на основі співвідношення сигналу коаксіального кабелю до сигналу, який з використання спеціального дефлектора вловлюється у навколишньому середовищі. Екранування дає поділ довкілля та середовища всередині самого кабелю.
Метод поглинаючого затиску. Тут використовується спеціальний прилад, який може ефективно вловлювати сигнали, що походять від кабелю, при цьому зберігаючи його цілісність. Після отримання даних їх порівнюють з рівнем випромінювання такого ж кабелю аналогічної довжини, але без наявності екрана. З даних, обчислюється ефективність екранування.
Метод GTEM осередку (Gigahertz Transverse Electromagnetic Mode). Даний метод заснований на дії гігагерцових електромагнітних хвиль в їх поперечній складовій. Як працює: береться шматок кабелю, роз'єм або електронний пристрій. Його поміщають усередину камери і піддають дії поля попередньо відомої величини. Або сама комірка камери може виступати як детектор, що уловлює випромінюваний сигнал. Метод працює у діапазоні до 1 ГГц.
Метод Flex Test. Як поводитиметься кабель в умовах активної експлуатації? Це питання, звичайно ж, має першорядне значення. Таким чином, за допомогою даного методу кабель тестується в ситуаціях впливу на нього механічно, після чого порівнюються показання ефективності екранування до і після навантаження (скручування, вигину). Даний метод хороший і в тому випадку, якщо ви хочете дізнатися залишковий ресурс провідника.
Сьогодні галузь кабельно-провідникової продукції продовжує активно розвиватися, з'являються нові види кабелю, які технологія виробництва ускладнюється. Того ж вимагають і методи тестування – постійного вдосконалення, оскільки особливо важливо ще від початку мати можливість провести оцінку тих чи інших перешкод, що впливають на якість сигналу, що передається. Це надійний спосіб розробити оптимальний варіант конструкції кабелю.
Автор: МЕГА КАБЕЛЬ