Что значит экранированный кабель и сфера его применения. Кабель экранированный что это такое
Экранированный кабель - особенности применения, обзор марок
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
Из названия данной разновидности кабельной продукции легко понять, что 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. Кроме того, экранирование способно выполнять и некоторые другие функции:
при исполнении в муфтах снижать вероятность возникновения электропотенциалов непосредственно на наружной поверхности изделия.
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:
для защиты от внешних электромагнитных шумов экраном окружают сердечник (жилы) кабеля,
если нужно убрать внутренние электропомехи, то применяются индивидуальные экраны для пар (жил),
для решения обеих задач провод комплектуется обоими типами защиты.
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.
Конструкция комбинированных проводов подразумевает совмещение силовых и управленческих жил в одной оболочке. По основным жилам проходит 6 кВ переменного тока, а по вспомогательной - 380 В. Высокое напряжение требует усиленного внимания, создает повышенные риски и уровень EMI-помех. Поэтому экранирование данной разновидности кабелей является обязательным.
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.
Провода STP (S/UTP) - это экранированные витые пары. Кабеля STP, в отличие от FTP-пар, имеют фольгированные экраны для каждой пары, а также общую экранную защиту (медная оплетка).
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.
kabel-s.ru
Что значит экранированный кабель и сфера его применения | Полезные статьи
Довольно часто на промышленных объектах, в производственных цехах, офисных зданиях и т. д. возникает потребность совместной прокладки кабелей различного назначения в одной траншее, лотке, кабельном канале и пр. Изоляция токопроводящих жил и оболочка кабелей не обеспечивают действенной защиты от электрических шумов и паразитарных электромагнитных излучений, возникающих благодаря токам, протекающим по кабелю, и негативно влияющих на работу оборудования. Для таких условий прокладки потребуется кабель с экранированными жилами.
Для чего нужен экранированный кабель
В зависимости от условий эксплуатации, кабели могут являться не только источниками электромагнитных волн, но и выступать в роли антенны, улавливающей наведенные излучения. Экран, входящий в конструкцию кабеля, служит для его защиты от внешних помех, создаваемых другими источниками, а также не позволяет внутреннему магнитному полю оказывать воздействие на кабели, проложенные рядом. Кроме того, экран дает возможность выполнить заземление кабеля, а при соединении отрезков кабеля с помощью муфт – исключить возникновение разности потенциалов на его оболочке. Экранированный кабель выпускается с экранами, изготовленными из электропроводящей бумаги, специальных полимерных композиций, фольгированных лент, в виде повива или оплетки из медной проволоки, а также в комбинированном варианте.
Схема экранированного кабеля
Свойства экранированного кабеля напрямую зависят от его целевого назначения, поэтому конструкция кабелей разного типа отличаются друг от друга. Для силовых кабелей с номинальным напряжением до 3 кВ экран на скрученные токопроводящие жилы обычно накладывается общий экран из фольгированного материала или оплетки из медной проволоки, а у кабелей для передачи данных, помимо общего экрана, защищенными от воздействия электромагнитных полей могут быть индивидуальные пары. Маркировка экранированных кабелей отличается от других типов кабеля наличием в буквенной аббревиатуре литеры «Э». Однако для силовых кабелей на напряжение выше 6 кВ наличие экрана в конструкции является обязательным, поэтому буква «Э» в обозначение экранированного кабеля может не вноситься.
Типы экранированных кабелей
По своему назначению, экранированный кабель с медными или алюминиевыми жилами может быть:
• силовой, рассчитанный на переменное напряжение до 220 кВ частотой до 50 Гц. В зависимости от величины напряжения, экран может накладываться непосредственно на токопроводящие жилы или после их изоляции.• контрольный, используемый для передачи сигналов от различных датчиков к измерительным приборам. В этом случае применение экранированного кабеля требуется для защиты передаваемых сигналов от воздействия внешних электромагнитных помех.• комбинированный, состоящий из силового и управляющего кабеля, заключенных в одну оболочку. Экранированный кабель такого типа выпускается обычно в резиновой изоляции и используется для управления и подключения к силовым сетям различных передвижных механизмов. Экран служит для защиты управляющих сигналов от помех, создаваемых питающими токопроводящими жилами, передающими переменное напряжение до 10 кВ.• сигнально-блокировочный, предназначенный для прокладки в условиях, требующих повышенной защиты о воздействия внешних электромагнитных излучений. Широко используется в охранной и противопожарной сигнализации.• передачи информации, применяемый в цифровой телефонной связи и компьютерных коммуникациях. Как и все другие виды кабельной продукции, кабель экранированный для структурированных систем связи, выпускается для внешней и внутренней прокладки.
Компания «Кабель.РФ» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку экранированного кабеля по выгодным ценам.
cable.ru
Экранированные кабели: особенности конструкции, сферы применения | Полезные статьи
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.
cable.ru
Назначение экранированных кабелей
14 марта
П
ромышленные объекты, например производственные помещения,
обычно отличаются электрически зашумленными условиями работы. Электрические
шумы в виде наводок по цепям питания и помех от паразитных излучений,
относящиеся к электромагнитным помехам (EMI), могут серьезно нарушить работу
всего оборудования. Изоляционное покрытие механически защищает кабель от сколов
и износа, а также от сырости и пролитой жидкости. Однако такое покрытие
прозрачно для электромагнитных излучений и поэтому не обеспечивает от них
защиту. Для борьбы с электромагнитными шумами необходимо экранирование.
Кабели могут быть как основным источником, так и приемником
электромагнитных помех. Как источник кабель либо передает шумы на другое
оборудование, либо действует как антенна, излучающая помехи. Как приемник
кабель улавливает электромагнитные помехи, излучаемые другими источниками.
Экранирование помогает в обоих случаях.
В таблице 1 даны общие принципы классификации уровня шума на
площадях, подвергающихся его воздействию. Следует отметить, что в случаях
переключения мощной нагрузки, эксплуатации индукционных нагревателей и больших
трансформаторов возникают большие помехи в результате наводок по цепям питания
или от паразитных излучений.
Таблица 1. Принципы классификации уровня шумов
Уровень шума
Источник шума
Типичное расположение
Высокий
Электролитические процессы, мощные двигатели, генераторы,
трансформаторы, индукционные нагреватели, релейные блоки управления, силовые
линии и провода цепи управления, расположенные в непосредственной близости
Большие производства, такие как сталепрокатные и литейные
цеха
Средний
Провода, расположенные рядом с двигателями среднего размера,
релейные блоки управления
Средние промышленные производства
Низкий
Провода, расположенные на сравнительно большом расстоянии от
силовых линий; двигатели менее 5 л.с.; в отсутствие в ближайшем окружении
индукционных нагревателей, электрических разрядов и силовых реле
Склады, лаборатории, офисы и осветительные установки
Размещение сигнальных линий рядом с силовыми кабелями может
также стать причиной появления сетевых наводок в сигнальных цепях.
Основным способом борьбы с электромагнитными помехами в кабелях
является экранирование (см. рис. 1). Экран окружает внутренний сигнальный
или силовой проводник, воздействуя на электромагнитные помехи двумя способами.
Во-первых, экран отражает излучение. Во-вторых, он улавливает шумы и
перенаправляет их на земляную шину. Всегда часть паразитной энергии проходит
через экран, но она настолько невелика, что не приводит к существенным
наводкам.
Рис. 1. Экран отражает часть излучения, передает часть энергии
в землю и пропускает незначительную долю энергии
Кабели обеспечивают разную степень экранирования и уровень
эффективности защиты. Требуемая степень экранирования зависит от нескольких
факторов: электрического окружения, в котором используется кабель, стоимости
кабеля, а также от таких характеристик как диаметр кабеля, его вес и
гибкость.
Неэкранированный кабель в промышленном оборудовании, как
правило, проходит внутри металлических шкафов или металлических труб,
защищающих от внешних электромагнитных излучений.
Существуют два типа экранирования кабелей: оплетка и покрытие из
фольги.
Для изготовления фольгированного экрана применяется тонкий слой
алюминия, крепящийся на основу, например из полиэстера, для придания прочности
и износоустойчивости. Такой экран обеспечивает 100-% покрытие проводников.
Однако он очень тонкий, что затрудняет работу с ним, особенно когда
используются разъемы. Обычно вместо заземления всего экрана применяется
отводящий провод для соединения конца экрана с землей.
Оплетка представляет собой сетку из оголенной или луженой медной
проволоки. Оплетка обеспечивает низкоомное заземление и легче крепится к
разъему методом обжатия или пайки. Тем не менее экран из оплетки не
обеспечивает 100-% покрытия, оставляя в нем небольшие зазоры. В зависимости от
плотности оплетка обеспечивает 70…95% покрытия. Для стационарного кабеля, как
правило, бывает достаточно 70-% покрытия. На практике трудно заметить
увеличение эффективности экранирования при использовании оплетки с более
высоким процентом покрытия. Поскольку медь имеет более высокую
электропроводность, чем алюминий, а оплетка лучше защищает от наводок по цепям
питания, медная оплетка более эффективна как экран. Однако при этом
увеличиваются размеры и стоимость кабеля.
В очень зашумленных окружающих условиях часто используются
многослойные экраны. Наиболее распространенной комбинацией является экран из
фольги и оплетки. В многожильных кабелях отдельные пары проводов иногда
экранируются фольгой для защиты от перекрестных наводок между соседними парами,
в то время как весь кабель экранируется либо фольгой, либо оплеткой, либо их
комбинацией. Кабели могут использовать два слоя или фольги, или оплетки.
Метод экранирования SupraShield, предложенный компанией Alpha
Wire, объединяет в защитном покрытии кабеля как фольгированные, так и
оплеточные экраны (см. рис. 2).
Рис. 2. Типовые конфигурации экранов
Каждый из экранов поддерживает другой, что позволяет преодолеть
прочностные ограничения каждого из них. Такой подход позволяет добиться
наибольшей эффективности экранирования по сравнению с использованием каждого из
экранов по отдельности (см. рис. 3). Улучшение эксплуатационных
характеристик кабелей SupraShield достигается за счет применения уникальной
трехслойной фольгированной ленты из алюминия-полиэстера-алюминия. Такая лента
повышает эффективность экранирования за счет уменьшения сопротивления экрана и
отводящего провода, облегчающего быстрое и надежное заземление.
Рис. 3. Комбинированный экран из фольги/оплетки обладает самой высокой
эффективностью экранирования
На практике назначение экрана заключается в передаче любых
наведенных помех на землю. Важность экранирования нельзя недооценивать, а
непонимание этого вопроса может привести к использованию неэффективных экранов.
Экран кабеля и его концевая заделка должны обеспечивать низкоомное заземление.
Незаземленный экранированный кабель работает неэффективно. Любые повреждения
экрана могут увеличить импеданс и снизить эффективность экранирования.
Практические рекомендации для обеспечения эффективного
экранирования
1. Убедитесь, что используемый кабель имеет достаточную для
приложения степень экранирования. В умеренно зашумленной среде адекватную
защиту обеспечивает применение фольгированного экрана. В более зашумленной
обстановке требуется использовать экран из оплетки или комбинированный экран из
оплетки и фольги.
2. Используйте кабель, пригодный для приложения. В кабелях,
подвергающихся регулярным изгибам, вместо оплетки, как правило, используется
спирально навитая экранировка. Избегайте применения гибких кабелей с экраном из
фольги, поскольку их регулярное сгибание вызывает износ фольги.
3. Убедитесь, что оборудование, к которому подсоединен кабель,
правильно заземлено. Используйте заземление там, где это возможно, и проверяйте
соединение между точкой заземления и оборудованием. Степень устранения помех
зависит от величины сопротивления проводника, идущего на землю (чем меньше, тем
лучше).
4. Конструкции большинства разъемов допускают 360° законцовку
экрана. Убедитесь, что эффективности экранирования разъема и кабеля одинаковы.
Например, многие широко распространенные разъемы предлагаются с кожухом из
металлизированного пластика с покрытием из цинка или алюминия. Избегайте как
переплаты за кабель, в котором отсутствует необходимость, так и его недооценки,
в результате которой эффективность экранирования оказывается недостаточной.
5. Заземляйте кабель только на одном конце. Это устраняет
возможность возникновения шумов в заземляющем контуре.
Эффективность экранирования определяется качеством наиболее
слабого компонента. Высококачественный кабель не обеспечит должного
экранирования при использовании низкокачественного разъема. И, наоборот, самый
хороший разъем не защитит систему от помех, если кабель плох.
Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
www.russianelectronics.ru
Для чего кабелю экран? | Журнал сетевых решений/LAN
Проблема применения экранированных кабелей все еще не имеет однозначного решения.
Но тщательный анализ показывает, что этот ответ — неоднозначный. От внешних помех или от переходных помех внутри кабеля? А как защищает экран от помех, излучаемых самим кабелем? Есть ли другие, эффективные и недорогие приемы защиты от помех? Как связаны параметры кабеля с присутствием экрана? Некоторые из поставленных вопросов мы и рассмотрим.
В одних стандартах на кабельные системы экранированные кабели поддерживаются, в других они служат альтернативой неэкранированным. Самая общая рекомендация такая: сначала выжать максимум из неэкранированных кабелей, а уж если это окажется недостаточным, то тогда применять более дорогие и сложные экранированные системы.
Известны две стадии защиты кабеля от помех:
а. симметрирование и подбор шагов скрутки;б. экранирование, внешнее и внутреннее.
Симметрирование
В скрученной (витой) паре провода меняются местами — этим достигаются симметричные условия возбуждения помехи в проводах пары, т. е. баланс. В идеально симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются (см. Рисунок 1). На практике полного баланса, конечно, не бывает, и некая результирующая помеха остается. То же самое можно сказать и относительно излученной помехи: чем лучше баланс пары, тем меньше витая пара излучает наружу, в окружающую среду (см. Рисунок 1).
Рисунок 1. Излучение наружу и помехозащищенность.
В многопарном кабеле витые пары влияют друг на друга. Если пары скрутить с одинаковым шагом, то влияние их друг на друга будет почти таким, как если бы они не были скручены вовсе. Поэтому стараются скручивать пары с разными шагами, расчет взаимного соотношения которых представляет довольно сложную задачу. Окончательный подбор шагов скрутки делают экспериментальным путем.
Для достижения максимальной симметрии (баланса) пары требуется следующее:
прецизионное изготовление проводов, входящих в пару, достижение их идентичности;
скрутка проводов в пару с точным и равномерным по длине шагом;
математически вычисленное и максимально соблюденное соотношение шагов скрутки всех четырех пар.
Рассмотрим эти условия более детально.
Прецизионное изготовление проводов пары. На стабильность элементарной ячейки (шага скрутки) пары влияет точность, с которой выполнены провода, входящие в пару. Так как размеры провода по длине (в основном — диаметр изоляции) меняются, на такую же мизерную величину изменяются и размеры элементарной ячейки. Поскольку таких ячеек очень много, то суммарная помеха оказывается весьма существенной. Следовательно, нужно точно выдерживать диаметр и эксцентриситет изоляции провода, ее диэлектрические характеристики при изготовлении.
Точно выдерживаемый шаг скрутки. Здесь — то же самое: нестабильный шаг приводит к разбросу размеров элементарной ячейки по длине. Данный фактор также крайне слабый, но интегральный эффект от огромного числа шагов существенен. Поэтому важно использовать такой метод скрутки проводов, который дает наибольшую точность шага скрутки, даже ценой уменьшения производительности технологического оборудования.
Оптимальное соотношение шагов скрутки. В многопарном кабеле степень влияния между парами зависит еще и от выбора соотношения шагов скрутки соседних пар. Этой проблемой в кабельной технике занимались самые светлые головы; результатами их работы мы и пользуемся. Здесь не место обсуждать соответствующие труды, но замечу, что существует математически рассчитанное соотношение шагов скрутки соседних пар многопарного кабеля. Исследования этого вопроса ведутся до сих пор, так что процесс еще не завершен. На практике, во-первых, точно выдержать это соотношение невозможно — не бывает такого технологического оборудования; во-вторых, реальные размеры проводов и пар не точно соответствуют заложенным в расчет. Приходится шаги скрутки пар подбирать опытным путем, экспериментируя с большим количеством образцов кабеля. Результатом является то, что у различных изготовителей шаги скрутки пар разные.
Экранирование
Если симметрирования пар недостаточно, приходится применять еще и экранирование. В случае, когда необходима защита от внешних помех, окружают экраном весь сердечник кабеля. Ежели требуется перекрыть путь помехам внутри кабеля, между его парами, то следует заэкранировать каждую пару. Для решения обеих задач экранируют каждую пару в отдельности, а потом еще накладывают и общий экран. В связи с этими особенностями вводятся специальные обозначения кабеля. Об этом несколько раз приходилось уже писать (впервые — в LAN, сентябрь 1996 г., с. 46-49), но до сих пор нет однозначности в определениях и обозначениях конструкций кабелей.
Компании-изготовители вносят немалую путаницу, используя для одних и тех же конструкций разные аббревиатуры. Поэтому стоит вернуться к обозначениям и ввести последовательную классификацию четырехпарных (и не только) кабелей, в зависимости от количества и состава экранов. Более или менее стройная система изложена в Таблице 1, а соответствующие конструкции показаны на Рисунке 2.
Рисунок 2. Типы и обозначение четырехпарных кабелей.
Надо заметить, что рассмотренная классификация не представляет ничего нового для кабельной промышленности. Тем не менее понадобилось несколько лет, чтобы она стала достоянием смежной отрасли — структурированных кабельных систем. При заказе кабеля следует в тексте применять термин «экранированный», чтобы избежать ошибки, так как существует путаница с терминами Screened и Shielded. Предлагается термин Shielded использовать только для тех случаев, когда экран имеет сложную конструкцию (фольга + оплетка).
Внешний экран кабеля бывает двух видов: одинарный — из алюмополимерной пленки, и двойной — из фольги и оплетки медной луженой проволокой. В первом случае экрану часто присваивают букву F (Foiled), во втором — S (Shielded). Пары в кабеле обычно окружены одинарными экранами из фольги или алюмополимерной пленки. В кабельной технике встречаются и двойные экраны витых пар, но в компьютерных сетях они почти не используются.
Конструкции общих кабельных экранов имеют существенные отличия. Если экран выполнен из продольно наложенной фольгированной пленки, то она лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный проводник. Если же поверх фольгированной пленки наложена еще оплетка, то в этом случае слой алюминия часто повернут наружу, и оплетка соприкасается с ним.
Экран из фольгированной полимерной пленки может выполняться с нахлестом или с продольным швом типа кровельного. Иногда такой шов герметизируют путем склейки полимерной пленки. Как правило, в конструкцию экрана входит дренажная проволока, проложенная для шунтирования порывов фольги, которые могут возникнуть при производстве работ.
Оплетка проволоками также имеет свои особенности: от ее плотности и других параметров зависят экранирующие свойства, по частотным характеристикам отличающиеся от фольгового экрана. По этой причине эффективно именно совместное использование фольги и оплетки. Наилучшим современным кабельным экраном можно считать сочетание наложенной вдоль кабеля фольгированной пленки и оплетки проволоками поверх нее.
Большую роль играет толщина фольги, используемой для экранирования витых пар. Если фольга толстовата, то и кабель станет слишком толстым, грубым, негибким. Если же фольга тонковата, то эффективность и прочность экрана снижаются. Различные компании-изготовители, оптимизируя экран, применяют фольгу толщиной от 20 до 100 мкм.
Экран, наложенный на витую пару, уменьшает ее волновое сопротивление (impedance). По этой причине изоляция (диэлектрическое покрытие) проводов витой пары делается или более толстой, или пористой. Это нужно для того, чтобы довести импеданс до 100 Ом — стандартного значения для компьютерной проводки. Оба фактора (и экран, и утолщение изоляции) увеличивают диаметр кабеля, что нежелательно: число кабелей, которое можно проложить в монтажном коробе или желобе, уменьшается. Использование пористой изоляции также нежелательно: требуется специализированное оборудование для изготовления таких кабелей, из-за чего производство их удорожается. Кроме того, пористая изоляция неустойчива, легко сминается и плохо держит форму. Из-за указанных недостатков пористая изоляция применяется намного реже, чем сплошная.
Промышленные образцы
В Таблицах 2 и 3 приведены результаты разборки имеющихся у автора образцов экранированных кабелей, предназначенных для локальных компьютерных сетей (LAN-кабелей). Образцы делятся на две группы: кабели с некранированными витыми парами и общим экраном (см. Таблицу 2) и дважды экранированные кабели — с общим экраном и витыми парами, экранированными фольгой (см. Таблицу 3).
Данные, приведенные в Таблицах 2 и 3, списаны с оболочек кабелей. Обращает на себя внимание (см. Таблицу 2), что проверка технических характеристик кабелей выполнялась различными испытательными лабораториями, как американскими (UL, ETL), так и европейскими (EC DELTA). Некоторые изделия не имеют отметок о проверке, но содержат ссылки на соответствие стандартам (EIA/TIA 568A; ISO/IEC 11801; CSA PCC FT1). Экран чаще всего обозначен словом SHIELDED, но иногда указывают и тип экрана (FTP).
В Таблице 3 следует обратить внимание на разницу в конструкции экранов отдельных пар: обмотка фольгированной пленкой — у европейских отделений компаний Siemens и AMP, а продольно наложенная фольгированная пленка (с нахлестом) — у израильской компании Teldor.
Какой кабель выбрать?
В литературе очень мало сопоставлений экранированных и неэкранированных кабелей. Опубликованные материалы касаются по отдельности тех и других, а сравнения двух видов кабелей, как правило, не содержат. Авторы статей как будто сговорились не помещать в одной и той же публикации результаты по экранированным и неэкранированным кабелям. По существу, не удается найти и практических рекомендаций, хотя они так необходимы. Все сказанное очень странно: дискуссии о том, какие кабели следует применять, идут в России во множестве и непрерывно.
Более того — и распространенность обоих типов кабеля в различных странах Европы также вызывает недоумение (см. Таблицу 4). Например, в Германии и Франции большинство проложенных кабелей — экранированные (в Германии больше STP, во Франции — FTP). В Великобритании же намного больше проложено неэкранированных кабелей (86%!). Как следует из опубликованных данных, подобная картина и в США. Возникает мысль, что использование тех или иных кабелей зависит не от их технических характеристик, а от решений государственных органов. Для России, насколько известно, такие решения только готовятся.
В связи с последним замечанием надо сказать следующее. К настоящему времени, на мой взгляд, совершенно недостаточно накопленных научных и технических знаний, чтобы сделать соответствующий выбор. Более семи лет мне приходилось отвечать на вопросы о кабелях для компьютерных сетей. Много раз меня спрашивали: какой выбрать кабель — экранированный или нет? Но ни разу не была поставлена задача о критериях такого выбора, о научном подходе. Вместе с тем есть возможность относительно небольшими усилиями внести ясность в эту проблему, проведя соответствующие исследования, например, в ОКБ кабельной промышленности или МТУСИ. Задуманная ассоциация поставщиков структурированных кабельных систем могла бы взять это дело под свое покровительство. Хотелось бы надеяться, что важность поставленной проблемы ни у кого не вызывает сомнений.
Давид Яковлевич Гальперович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ КП, доцент МТУСИ. С ним можно связаться по тел.: (095) 583-5472.
Таблица 1. Классификация кабелей для компьютерных сетей.
Обозначение
Определение
UTP
Неэкранированный кабель с неэкранированными витыми парами.
F/UTP
Экранированный фольгой кабель с неэкранированными витыми парами.
S/UTP
Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с неэкранированными витыми парами.
S/FTP
Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с экранированными фольгой витыми парами.
S/STP
Защищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с защищенными (дважды экранированными, фольгой и оплеткой) витыми парами.
Таблица 4. Использование различных типов кабеля в некоторых странах Европы.
Страна
UTP
STP
FTP
Франция
17%
4%
79%
Германия
10%
64%
26%
Италия
80%
13%
7%
Голландия
65%
10%
25%
Испания
75%
5%
20%
Великобритания
86%
2%
12%
FTP — витая пара с фольговым экраном; STP — витая пара с оплеточным экраном; UTP — неэкранированная витая пара. Источники: The Building Services and Dataquest Europe Ltd.
www.osp.ru
Экранированные кабели: конструкция, области применения, преимущества.
13.01.2017
Экран – это оболочка кабеля из металлических лент, фольги, электропроводящей бумаги или других материалов, которая предназначена для решения одной из двух задач:
Защиты сигнала, проходящего по токопроводящим жилам от воздействия сторонних электромагнитных полей.
Защиты окружающей среды от электромагнитных полей, генерируемых токопроводящими жилами кабеля, а также для создания вокруг жил симметричного электрополя.
Разновидности экранированных кабелей
Силовые экранированные кабели. Предназначены для подключения электроустановок к сетям передачи и распределения электроэнергии. Используются в тех случаях, когда необходимо защитить окружающую среду от воздействия генерируемых кабелем электромагнитных полей. Экранируются сшитым полиэтиленом, проволоками или лентами из меди. Примеры популярных марок силовых кабелей с экраном: ПвП, АПвПг, ВВГЭнг.
Комбинированные экранированные кабели. Одновременно выполняют роль силовых кабелей и кабелей управления и используются для подключения к электрическим сетям передвижных машин и электроустановок, в том числе шахтного оборудования. Материалом для экранирования в них обычно служит резина. Примеры популярных марок комбинированных кабелей с экраном: КГЭУ, КГПЭУ.
Контрольные экранированные кабели. Используются для соединения электроприборов с распределительными электрическими устройствами. Обычно экран в таких кабелях выполняется из медной проволоки. Примеры популярных марок контрольных кабелей с экраном: КГВЭВ, АКВВГЭ.
Сигнально-блокировочные экранированные кабели. Предназначены для использования в системах, где необходимо обеспечить повышенную защиту сигнала от помех: аудиосистемах, измерительной аппаратуре, слаботочных системах (охранных, пожарных и т. д.). Пример популярной марки сигнально-блокировочных кабелей с экраном: EMT.
Экранированные кабели связи. Предназначены для передачи различной информации, а также подключения промышленных и локальных вычислительных сетей. Экранируются медной проволокой и/или фольгой. Примеры популярных марок кабелей связи с экраном: АСУ ТП, LAN, UTP, STP, FTP, SFTP.
Преимущества экранированных кабелей
Повышенная прочность изоляции жил.
Снижение помех при передаче сигнала по кабелю.
Защита окружающей среды от электромагнитных полей, генерируемых кабелем.
При выполнении кабеля в муфте – практически полное исключение возможности возникновения разрядов на кабельной оболочке.
Особенности монтажа и эксплуатации экранированных кабелей
Если экран кабеля выполнен из тонкой алюминиевой или медной ленты, он рассчитан на эксплуатацию в сетях с силой тока до 50 А. В силовых кабелях используется медный экран увеличенной толщины. Кабели, рассчитанные на среднее напряжение, могут иметь комбинированный кабель, для изготовления которого применяются медные проволоки и ленты. Такие кабели должны быть заземлены. Если необходимо выровнять электрическое поле, в силовых кабелях применяется экран из электропроводящего материала.
Экранированные кабели разных марок доступны для покупки через наш онлайн-каталог. Выбирайте нужную продукцию и оформляйте заказ.
intell-electro.ru
Экранировать сетевую проводку или нет? | Журнал сетевых решений/LAN
Экранирование проводки локальной сети не гарантирует полной помехозащищенности, к тому же такое решение стоит дорого, а стандарты проработаны не до конца.
ЭКРАНИРОВАННЫЕ И НЕЭКРАНИРОВАННЫЕ КАБЕЛИЗАДЕЛКА КАБЕЛЕЙ В ЭКРАНИРОВАННЫЕ РАЗЪЕМЫПРАВИЛЬНО ВЫПОЛНЕННОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕСТАНДАРТЫ НА СТРУКТУРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫНЕМНОГО ПРАКТИКИРЕЗЮМЕ НЕ ЗАПУТАЙТЕСЬ В НАЗВАНИЯХ! UTP, FTP и STP
Уже на этапе выработки технического задания на информационную систему и заказчику, и разработчику целесообразно задуматься о предполагаемой защищенности создаваемой системы от электромагнитных помех, снижающих надежность работы системы, и об уменьшении излучений из самой системы, позволяющих потенциальному конкуренту получить конфиденциальную информацию. Наиболее уязвимой, с этой точки зрения, на первый взгляд, выглядит проводка информационной системы, поскольку представляется замечательной антенной, как собирающей все мыслимые и немыслимые помехи, так и излучающей наружу всю передаваемую по ней информацию. И поэтому самым простым методом борьбы за защищенность информационной системы считается использование экранированных кабелей с последующим заземлением их экранов. Как и во всяком мифе, в этом тоже есть часть правды. Да, проводка - это антенна, да - она принимает помехи, да - она излучает наружу. Кроме того, экранирование кабелей часто приносит желаемые результаты.
И все же с начала 90-х годов дебаты об относительных преимуществах экранированных и неэкранированных проводок возобновились с новой силой. Причины - в увеличении количества информационных сетей и быстром росте (в десятки раз) темпов передачи информации в них.
Увеличение количества информационных сетей привело, в первую очередь, к желанию пользователей платить действительно обоснованную цену за защищенность своих систем (экранированные кабели достаточно дороги). Увеличение же темпов передачи информации выявило принципиальные технические и инженерные проблемы. К таковым в первую очередь следует отнести неэффективность традиционного экранирования на частотах 100 МГц и выше, а также непроработанность комплекса вопросов, связанных с использованием экранированных кабелей и разъемов в информационных сетях.
На первый взгляд кажется, что лучше заэкранировать проводку локальной сети и не возиться с помехозащищенностью всей системы. Но следует помнить, что, приняв такое решение, вы добавляете довольно много сложной работы, а достичь высокой помехозащищенности все же не удается. Дело в том, что применение полностью экранированных проводок требует выполнения сложного комплекса условий:
a) нужно правильно выбрать конструкцию экрана кабеля; б) необходимы экранированные соединители; в) требуется тщательная заделка экранов в соединителях; г) следует тщательно выполнять заземление; д) монтажные работы с экранированной проводкой нужно выполнять особо качественно.
Кроме сказанного выше, надо иметь в виду, что таких великолепных стандартов, какие есть для неэкранированных систем, для экранированных проводок пока нет, как нет и хорошей документации на экранированные восьмиконтактные модульные соединители. В результате предпринятых усилий в отдельных случаях экранированная проводка может оказаться не более помехозащищенной, чем ее неэкранированная сестра.
Рассмотрим подходы к правильному выбору элементов экранированной проводки и характерные, наиболее часто встречающиеся ошибки.
ЭКРАНИРОВАННЫЕ И НЕЭКРАНИРОВАННЫЕ КАБЕЛИ
Прежде всего разберемся в терминах. Наиболее ясен термин UTP (Unshielded Twisted Pair) cable. Это - неэкранированный кабель из неэкранированных витых (скрученных) пар. Другие аббревиатуры раскрыть сложнее... STP (Shielded Twisted Pair) cable означает, как правило, что экран имеется общий для всего кабеля. Примеры: кабели SHIELDED Category 5 фирмы Mohawk, 1456A Shielded фирмы Belden. Самое распространенное исключение - кабель IBM Type 1, у которого экран имеет каждая пара и есть общий экран двухпарного кабеля - оплетка проволокой. Кроме того, встречается сокращение FTP (Foiled), которое означает, что каждая пара в кабеле в отдельности обмотана фольгой. Весь кабель при этом также часто имеет экран, и в этом случае обозначается S-FTP. Произнося слова "экранированная витая пара", надо четко пояснять, какой кабель имеется в виду, иначе конструкция останется непонятой (см. врезку).
Обратим внимание, что общий экран кабеля встречается двух видов: одинарный - охватывающая весь сердечник (все четыре пары), проложенная вдоль фольгированная пленка (в этом случае есть еще и медный луженый дренажный проводник) или же двойной - фольгированная пленка плюс наложенная поверх нее луженая оплетка. Второй вид экрана прочнее и эффективнее, но в то же время толще, тяжелее и дороже.
Конструкции кабельных экранов имеют существенные отличия. Если экран выполнен из продольно наложенной фольгированной пленки, то она лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный проводник. Если же поверх фольгированной пленки наложена еще оплетка, то в этом случае слой алюминия часто повернут наружу, и оплетка соприкасается с ним.
Экран из фольгированной полимерной пленки может выполняться с нахлестом или продольным швом типа кровельного. Иногда такой шов герметизируют путем сварки или склейки полимерной пленки. Как правило, в конструкцию экрана входит дренажная проволока, проложенная для шунтирования порывов фольги, которые могут возникнуть при производстве работ.
Оплетка проволоками также имеет свои особенности: от ее плотности и других параметров зависят экранирующие свойства, по частотным характеристикам отличающиеся от фольгового экрана. По этой причине эффективно именно совместное использование фольги и оплетки. Наилучшим современным кабельным экраном можно считать сочетание наложенной вдоль кабеля оболочки из фольгированной пленки и оплетки проволоками поверх нее. Рис. 1.
(1x1)
Рисунок 1. Эффективность экранов из продольно наложенной фольги и оплетки проволокой.демонстрирует эффективность экранов из фольги и оплетки.
ЗАДЕЛКА КАБЕЛЕЙ В ЭКРАНИРОВАННЫЕ РАЗЪЕМЫ
Основная роль экранированного соединителя - обеспечить путь низкого сопротивления для тока, текущего от кабельного экрана к земле. Для этого кабельный экран должен тщательно заделываться вокруг корпуса соединителя (как это показано схематически на Рис. 2. Следует помнить, что на частотах около 100 МГц такие "жгутики" и "хвостики" могут стать весьма существенным источником излучения из компьютерной проводки и, в свою очередь, значительным сборником помех.
(1x1)
Рисунок 2. Принцип качественной заделки кабельного экрана в разъеме на высоких частотах, а не присоединяться кое-как "жгутиком" к экрану разъема.
Кстати говоря, для чисто фольговых экранов (без бандажирующей оплетки) сделать сказанное выше - довольно непростая монтажная задача. Поэтому так часто и ограничиваются только присоединением к экрану разъема дренажной проволоки, а это вызывает излучение из сети. В настоящее время еще нет стандарта на 8-контактный экранированный модульный соединитель, и поэтому эффективность экранированных гнезд и разъемов разных фирм недостаточно обоснована. Не определена долговременная работоспособность совместного экрана "гнездо-разъем" при многократных вставлениях и выниманиях (разъединениях), а также сохранность (целостность) кабельного экрана в месте заделки в экранированном соединителе. Многие хорошо знают, что именно это место (кабель-разъем) часто повреждается.
ПРАВИЛЬНО ВЫПОЛНЕННОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ
Заземление аппаратуры бывает, как известно, "защитное" и "приборное". Первое выполняется для защиты персонала от случайных опасных напряжений на корпусах и экранах оборудования. А вот второе играет другую роль: оно должно снижать помехи в системе и внешние излучения. И если в области постоянного тока и низких частот роль заземления более или менее понятна, то на высоких частотах (а в данном случае речь идет о частотах до 100 МГц!) и при мощных импульсных помехах (лифты, сварка, люминесцентные лампы) его функции еще в достаточной мере не проработаны.
Приведем показательный пример. На частоте 100 МГц длина волны вдоль экрана составит около 2 м (при коэффициенте укорочения длины волны 1,5, обычном для кабелей с полиэтиленовой изоляцией). Следовательно, длина заземляющего провода должна быть много меньше половины длины волны (т.е. 1 м), чтобы не слишком излучать на этой частоте. Как видим, привычные заземления длинными проводами на этих частотах неэффективны. Обычно же в первую очередь обсуждают сопротивление заземления, а его длину и другие характеристики - во вторую очередь. Следует обратить внимание на распределение заземляющих проводов и заземлителей: от их расположения (ведь это антенная система!) может существенно меняться излучение из системы и ее помехозащищенность.
СТАНДАРТЫ НА СТРУКТУРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
Ситуация с экранированными проводками нашла отражение и в принятых в 1995 году стандартах. Американский стандарт ANSI/TIA/EIA-568A их не поддерживает, в то время как европейский EN50173 и международный IS 11801 признают, правда в качестве альтернативы. Если стандарты на неэкранированные кабельные системы "вылизаны" до блеска, то в части, касающейся экранированных проводок, они явно требуют доработки.
В стандартах практически не рассмотрены вопросы заделки и заземления соединителей, одни из наиболее важных при экранировке. На частотах 100 МГц и выше проблема защиты может приобрести совершенно самостоятельную роль. На взгляд авторов, к настоящему времени неэкранированные проводки Категории 5 проработаны значительно глубже, чем экранированные. Например, вопросы совместимости систем разных компаний продвинуты в проводках из неэкранированных кабелей достаточно хорошо, чего нельзя сказать об альтернативных системах с экранированными кабелями.
НЕМНОГО ПРАКТИКИ
В мировой практике, в том числе и в России, проводки из неэкранированных кабелей в вычислительных сетях получили в настоящее время большее распространение, чем проводки с экранированными кабелями. Опыт фирмы "Диалог-Сети", одной из первых в России начавшей монтаж структурированных кабельных систем AT&T SYSTIMAX(r)SCS , показывает, что в большинстве случаев легко достичь требуемых параметров помехозащищенности и излучения на системах с неэкранированными кабелями. В критических же случаях проводки из оптических кабелей оказываются значительно эффективнее систем с экранированными кабелями.
РЕЗЮМЕ
Разумеется, речь не должна идти о том, что от экранированных кабелей следует отказаться. Они свое еще послужат. Важно отдавать себе отчет в том, что возможности их применения в информационных сетях серьезно ограничены. Поэтому вкратце сформулируем основные соображения, которые необходимо принимать во внимание при проектировании информационных систем:
a) в высокочастотных кабельных системах (100 МГц и выше) существующие способы экранирования малоэффективны и нуждаются в доработке и стандартизации;
б) в случаях, когда требуется максимально исключить излучение из проводок, а также в тяжелых условиях наличия мощных магнитных полей (например, металлургическое производство), целесообразно рассмотреть возможность использования оптических кабелей, вплоть до оптики "к столу";
в) в условиях отсутствия стандартов на экранированные кабельные проводки их применение приводит к снижению "открытости" информационной системы, потере гибкости, привязке к оборудованию одного производителя. Тем самым не обеспечивается в должной мере защита инвестиций в информационную систему;
г) монтаж проводок из экранированных кабелей, включая прокладку самого кабеля и заземление, должен выполняться монтажниками самого высокого класса;
д) в случаях, когда требования на EMC-характеристики кабельной проводки не выходят за рамки требований EMC Directive, целесообразно использование кабельных проводок из неэкранированных кабелей.
Давид Яковлевич Гальперович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ КП, доцент МТУСИ. С ним можно связаться по тел. (095) 583-5472. Юрий Владимирович Яшнев - генеральный диркетор АО "Диалог-Сети". С ним можно связаться по тел. (095) 917-7955.
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).
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.
Конструкция комбинированных проводов подразумевает совмещение силовых и управленческих жил в одной оболочке. По основным жилам проходит 6 кВ переменного тока, а по вспомогательной - 380 В. Высокое напряжение требует усиленного внимания, создает повышенные риски и уровень EMI-помех. Поэтому экранирование данной разновидности кабелей является обязательным.
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.
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.
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.
Провода STP (S/UTP) - это экранированные витые пары. Кабеля STP, в отличие от FTP-пар, имеют фольгированные экраны для каждой пары, а также общую экранную защиту (медная оплетка).
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.
