Основные правила экранирования кабеля

Если рассмотреть различные отрасли производства и промышленности, можно отметить, что в каждой из них особо важно и ценно, чтобы кабель и провод были надежными и долговечными. Особо ценят надежную работу кабеля, к примеру, в теле- и радиовещании. Действительно, любая ошибка, допущенная в сигнале, ведет к искажению передаваемой информации, а это недопустимо. Поэтому cпециалисты продолжают работать в направлении разработки всё лучших вариантов экранирования, чтобы cигнал оставался целостным и не терялось его качество.

Экранирование кабеля, общие понятия

Немного истории: впервые об электромагнитных помехах стали говорить на научном уровне с 1960-х годов. При чем, имелось ввиду наличие помех, которые влияли на весь электромагнитный спектр. Ведь до этого времени, из-за развития только радиосигналов, брались во внимание радиочастотные помехи. Сейчас все помехи, которые относятся к неионизирующей части электромагнитного спектра, носят названия электромагнитных. Здесь имеются ввиду проблемы по контурам заземления, по путям сопротивления, влияние cтатических зарядов, электрических и магнитных полей, влияние cиловых линий и источников питания и т.д.

Есть еще один термин, трибоэлектрические шумы, которые напрямую связаны с движением компонентов кабеля. Причина таких шумов – это статический и пьезоэлектрических эффекты. Часто возникают там, где провод подвергается ударам и деформации. Бороться с шумами можно с помощью экранирования. Для этого необходимо разобраться в принципе работы и видах экранирования, которым пользуются сегодня.

Между сердечником и наружной оболочкой кабеля находится экран. Если кабель имеет несколько токонесущих жил, то экранирование располагается вокруг жил, как единый общий слой. При необходимости избежать влияние жил одна на другую, может использоваться экранирунирующий слой на каждую отдельную жилу. Любой из множества способов имеет свои недостатки и достоинства. Для этого необходимо в каждом конкретном случае принимать наиболее целесообразное и выгодное решение.

Экранирование кабеля, основные варианты

Имеются следующие варианты, каким образом экранировать кабель и провод.

Экранирование кабеля оплеткой. Характеризуется гибкостью и большим сроком службы. Оплетка защищает от влияние низких частот, имеет небольшое сопротивление для постоянного тока, в сравнении с фольгой. Такой тип экранирования отлично подходит для радиочастотных кабелей и аудио кабелей. Здесь важно наличие качественного перекрытия, так как именно данный факт влияет на эффективность.

Экранирование кабеля плёнкой. Данный вид экрана изготавливается из фольги. Материал – алюминий, покрытый сверху полипропиленом или полиэфиром. Такой слой полностью покрывает проводник, легкий и тонкий. Также фольга стоит дешевле. Её можно использовать для экранирования не всего, а лишь нужного участка или компонентов кабеля. Для этого применяют клей, чтобы соединить экран с внешней оболочкой или диэлектриком. Такой вид экрана хорошо защищает от помех высокочастотных. При этом, если кабель подвергается в процессе эксплуатации частым изгибам, прослужит экран не долго. Важно, чтобы конструкция из фольги не имела шва, через который бы просачивалось электромагнитное поле и помехи. Для этого один из краёв фольги складывают таким образом, чтобы получился так называемый замыкающий слой.

Экран из оплетки и пленки. Комбинированный вид экрана, имеет несколько защитных слоёв, что помогает эффективно бороться с помехами на любой частоте. Такой способ позволяет наиболее надёжно защитить кабель, полностью покрыть его, при этом сохранив высокую гибкость, прочность, и низкие показатели сопротивления к постоянному току.

Экранирование методом French Braid. Метод интересен тем, что представлен двумя многожильными спиралями, идущими на встречу друг другу.  Материал изготовления – медная проволока (либо без покрытия, либо покрытая слоем олова c чередованием перехлёста вдоль cмещенной оcи). Отличается высоким качеством и защитой от шумов, сохраняет гибкость и прочность кабельной продукции.

Способы тестирования экранирования

Такие тесты нужны для того, чтобы подобрать правильный не только по стоимости, но и по цене кабель. Чтобы решить эту задачу, для начала стоит ответить на простые вопросы такого типа:  Каких помех вам необходимо избежать? Для чего экранировать кабель? Это защитит передающийся по нему сигнал от внешнего воздействия? Либо чтобы предупредить выход электромагнитного поля за пределы кабеля, которое возникает вследствие проходящих токов? Какие частоты необходимо исключить? Процесс эксплуатации подразумевает механическое воздействие (загибы, перегибы)?

Рассмотрим несколько вариантов тестирования кабеля.

Полное передаточное сопротивление. Данный тест дает возможность получить абсолютный показатель эффективности экрана, предназначенного защищать кабель от излучения частотой до 1000 МГц, а также от статических зарядов. Данный способ тестирования достаточно популярен и надежен. Рекомендуется международной комиссией по электротехническим вопросам, а также военными. Передаточное сопротивление зависит от конструкции экрана кабеля, то есть чем его значение ниже, тем экран работает эффективнее. Расчет проводится на основе соотношения сигнала коаксиального кабеля к сигналу, который с использование специального дефлектора улавливается в окружающей среде. Экранирование дает разделение внешней среды и среды внутри самого кабеля.

Метод поглощающего зажима. Здесь используется специальный прибор, который может эффективно улавливать сигналы, исходящие от кабеля, при этом сохраняя его целостность. После получения данных, их сравнивают с уровнем излучения такого же кабеля аналогичной длины, но без наличия экрана. Исходя из данных, вычисляется эффективность экранирования.

Метод GTEM ячейки (Gigahertz Transverse Electromagnetic Mode). Данный метод оcнован на действии гигагерцовых электромагнитных волн в их поперечной соcтавляющей. Как работает: берется куcок кабеля, разъем, либо электронное устройство. Его помещают внутрь камеры и подвергают действию поля заранее известной величины. Либо cама ячейка камеры может выступать как детектор, улавливающий излучаемый cигнал. Метод работает в диапазоне до 1 ГГц.

Метод Flex Test. Как будет себя вести кабель в условиях активной эксплуатации? Данный вопрос, конечно же, имеет первостепенное значение. Таким образом, с помощью данного метода, кабель тестируется в ситуациях воздействия на него механически, после чего сравниваются показания эффективности экранирования до и после нагрузки (скручивания, изгиба). Данный метод хорош и в том случае, если вы хотите узнать остаточный ресурс экрана проводника.

Сегодня отрасль кабельно-проводниковой продукции продолжает активно развиваться, появляются всё новые виды кабеля, а их технология  производства усложняется. Того же требуют и методы тестирования – постоянного усовершенствования, так как особенно важно еще с самого начала иметь возможность провести оценку тех или других помех, влияющих на качество передаваемого сигнала. Это надежный способ в результате разработать оптимальный вариант конструкции кабеля.

Автор: МЕГА КАБЕЛЬ