Экранированные кабели: виды, особенности производства и применения

Экран защищает внутреннее электромагнитное поле от воздействия внешних полей. И, соответственно, наоборот. Однако цели экранирования могут быть шире. К примеру, помимо основной задачи, экран может повышать прочность и стойкость изоляции, защищать от агрессивной внешней среды, заземлять кабель, а при эксплуатации в муфте сводит к минимуму возможность появления электрических потенциалов на поверхности кабеля.

Материал для изготовления экрана может быть разным: фольга, специальная электропроводящая бумага, металлические ленты. Ленты могут быть из меди или алюминия. Такие тонкие ленты применяются в случаях, когда кабель рассчитан на ток силой до 50А.

Если расчетный ток больше, то экран собирается из проволоки большого диаметра. В кабелях, рассчитанных на ток среднего диапазона часто экран комбинированный, из металлической ленты и медной проволоки.

Классификация экранированных кабелей

Кабель, экранированный медный разделяют, в основном по назначению:

- Довольно распространённый вид экранированного кабеля – силовой. Обычно рассчитан на напряжение 6-10 кВ. Назначение экрана в таком случае – защита внешней среды от электромагнитного поля.

Силовой экранированный кабель различают по материалу изготовления жилы: медь (ПвП) или алюминий (АПвП). Экран в них изготавливается из пероксидносшиваемой пленки и дополнительная оболочка сверху из медной проволоки и ленты. Толщина экрана высчитывается исходя из планируемой нагрузки.

- Комбинированные кабель - два кабеля (силовой и кабель управления) в одной оболочке. Такие кабели тоже часто экранируют. Применяются для подключения к электропитанию передвижных установок: самоходных устройств, экскаваторов, кранов. Материалом для экрана в них служит алюмолавсановая лента с медной оплёткой в марках КГПЭУ или электропроводящая резина в марках КГЭУ.

- Контрольные кабели применяются для обмена информацией с приборами, к которым невозможен или ограничен доступ. Экран в таких кабелях нужен для защиты информации от внешних электромагнитных полей. Исполняется он в таких кабелях из медной проволоки или тонкой фольги.

- Сигнально-блокировочные кабели применяются в тех системах, которые предъявляют строгие требования к защите информации. Это, разного рода и назначения сигнализации (противопожарная, охранная), точные измерительные приборы.

Экран изготавливается из алюмополиэтиленовой ленты. - Ещё большие требования защиты передаваемой информации предъявляют кабели связи. К ним же относятся и кабели компьютерной коммуникации. Наибольшее распространение из них имеют кабели FTP или, так называемая витая пара. Экран в них может быть выполнен медной фольгой, плёткой или комбинированно.

Силовой экранированный кабель

Отдельно стоит рассмотреть две крайних позиции этого списка. Силовой экранированный кабель представляет собой специальную конструкцию, которая передавая напряжение потребителю, не воздействует на внешнюю среду и сама защищена от воздействия извне.

Единого документа, регламентирующего производство «экранированных кабелей» в Росси сейчас нет. Поэтому большинство производителей в своей работе ориентируется на ГОСТ Р 53769-2010. В нём регламентируется производство кабелей с пластмассовой изоляцией, есть пункт и об экранизации.

Как явствует из названия, основным отличием силовых экранированных кабелей является наличие экрана. В обозначении такого кабеля медная жила не обозначается. Такова традиция. Обозначению подлежит другой материал жилы. Например, алюминий.

Однопроволочная или многопроволочная жила в зависимости от конструкции в любом случае должна соответствовать ГОСТ 22483-77. Нужно иметь в виду, что ГОСТ регламентирует электрическое сопротивление, а не сечение, как наивно предполагают некоторые.

Каждая жила подлежит изоляции. Сейчас, в основном это поливинилхлоридный пластикат. В некоторых марках это обычный полиэтилен. У каждой жилы своё цветовое обозначение. Если в марке предусмотрено экранирование каждой жилы, то он выполняется алюминиевой или медной фольгой.

Потом жилы скручивают и накладывают оболочку из поливинилхлоридного пластиката для придания кабелю круглой формы. Общий экран выполняется намоткой медной проволоки и сверху медной ленты. В обозначении наличие экрана маркируется буквой «Э».

Затем остаётся только нанести слой кабельной бумаги и ошлагновать.

Сверху либо наносится, либо нет (в зависимости от марки) защитный слой поливинилхлоридного пластиката. Если это предусмотрено маркой кабеля, то заканчивается процесс наложением брони.

Кабель с экранированными жилами совершенно безопасен в использовании не только в плане защиты от электрического тока, но и полным отсутствием помех на содержимое рядом проложенных кабелей. Но даже один экран снижает наведение искровой помехи, например, на телевизионный кабель в несколько раз. А оптоволоконный или обычный кабель, с цифровой информацией совсем не ощущают соседства с силовым экранированным кабелем.

Экранированный кабель витая пара

Экранированный кабель «витая пара» - наиболее распространённый вид кабеля в компьютерной периферии. Представляет собой одну или больше пар проводов, закрученных вокруг друг друга – отсюда и название. Чаще всего концы такого кабеля обжимаются разъёмом 8P8C, больше известным под маркой RJ45. Стандартный набор кабеля – 4 «витой пары».

В зависимости от степени защищённости содержимого «витые пары» классифицируются по нескольким видам: - UTP – никак не защищённый неэкранированный кабель; - SF/UTP – незащищенный кабель, но имеющий двойную внешнюю экранизацию; - FTP – защищён только внешним экраном. Чаще всего это алюминиевая фольга; - STP – хорошо защищённый экранированный кабель. В нём каждая пара, а также весь кабель защищены алюминиевой фольгой; - S/FTP – отлично защищённый экранированный кабель. Помимо экрана из медной фольги или оплётки для каждой пары, кабель имеет общую защиту в виде медной оплётки.

Традиционно в производстве экранированных витых кабелей используют медь. Но некоторые производители, пытаясь сэкономить, применяют более дешёвые сплавы с алюминием. Такие кабели очень не надёжны. Сигнал проходит через них плохо, многое теряется, из-за хрупкости, часто ломаются.

По типу жилы, «витая пара» может быть одно- или многожильная. Одножильная пара изготавливается из толстой проволоки – по ней сигнал лучше проходит. Но такой экранированный витой кабель более ломкий, лучше всего подходит для прокладки в стенках, перекрытиях и стационарных подключениях, типа розетки. Многожильная «витая пара» более устойчива к изгибам и потому чаще находит применение как средство мобильного соединения устройств.

Экраны «витой пары» не только защищают поток информации от искажения и наводок, но и дополнительно заземляют оборудование, то есть дают дополнительную защиту на случай грозы. Для этого внешний экран «витой пары» заземляется.

Конкуренцию «витой паре» может составить только фольгированный экранированный кабель. Но он стоит на много дороже и применяется только для прокладки вне помещений. Это обуславливается тем, что фольгированный экранированный кабель имеет намного более низкий уровень затухания сигнала, чем «витая пара».