Что означает экранированный кабель
Экранированные кабели: особенности конструкции, сферы применения
Подписка на рассылку
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.
Экранированный кабель: где и как применяется
Экранированный кабель часто используется в промышленных зонах производства, различных офисных зданиях, цехах и предприятиях. Часто возникает потребность проложить кабельную систему через траншею или канал, и иногда кабели разного назначения создают вредоносные электромагнитные излучения, электрические шумы. Как итог: нарушается работа технического оборудования. Эту проблему можно решить, проложив специальный экранированный кабель.
Условия в работе электротехнического оборудования разнообразны, и используется оно всегда по-разному. Порой кабельную систему проводят для улавливания определенных частот, в качестве антенны.
Для чего именно нужен экранированный кабель
Экранированный провод обеспечивает бесперебойную электрическую работу без помех и шумов благодаря специальному экрану, даже если рядом проложено огромное количество источников энергии. Также специальный экран не позволяет магнитному полю кабеля не оказывать никакого вредоносного воздействия на другие проложенные рядом кабели. Экранирование обеспечивает надежную заземленность проводу. Состав экрана для экранированного кабеля при производстве бывает разным: это комбинация электропроводящей бумаги, фольгированных лент, медной или алюминиевой проволоки и полимерных добавлений.
У экранированного кабеля есть разные свойства и виды назначения. По этой причине конструкции проводов всегда отличаются друг от друга в зависимости от типа.
Механизм работы и применения экранированного кабеля:
Схема экранированного кабеля
Классификация экранированных проводов
Есть разные типы того, как можно экранировать провод. Это зависит от цели назначения кабеля. Поэтому, есть следующие типы назначения экранированного кабеля с медными или алюминиевыми жилами:
Как экранировать кабель
Самостоятельно сделать защитный экран для кабеля практически невозможно, к тому же, лучше не заниматься этим без опыта или хотя бы профильного образования. Лучше довериться фабричным кабельным проводам, которых огромное количество в магазинах. Защита помещается под основную оболочку провода. Самостоятельная облицовка провода требует бережного отношения и аккуратности, чтобы полотно оставалось целостным и без повреждений.
Обычно, провода экранируют двумя способами материалов: создается либо оплетка, либо цельное покрытие из фольги. Фольга имеет свои плюсы и минусы. По-простому, это тонки слой алюминия. Используя метод оплетки проволокой, обеспечивается высокий уровень заземления. Считается одним из самых надежных способов, но недостаток в том, что могут образовываться минимальные бреши в поверхности. Размер их зависит от толщины и длины проволоки.
Заключение: что важно учитывать при покупке экранированного кабеля
Чтобы экранирование проводов было эффективным, есть следующие рекомендации при покупке и эксплуатации:
Ассортимент проводной проводки с защитным экранированием сейчас достаточно разнообразен, поэтому при выборе стоит грамотно учесть и рассчитать все нюансы среды и условий. Перед подключением важно ознакомиться с назначением каждого кабеля, окружающую среду, возможность электромагнитных помех и шумов. Только при расчётливом подходе, эффективность экранирования будет на высоком уровне, и обеспечена защита.
Экранированный кабель.
Экранированный кабель – основной способ борьбы с электромагнитными помехами. Для производственных помещений разного типа характерной есть электрическая зашумленность. Работа оборудования нарушается из-за электрических шумов и помех от паразитных излучений, это и есть электромагнитные помехи (ЕМІ). Изоляция кабеля обеспечивает защиту только от механического воздействия (сырости, влаги, износа и сколов), но не защищает от электромагнитных излучений. Экранирование сможет помочь в борьбе с электромагнитными шумами.
Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.
Кабели могут как излучать, так и поглощать электромагнитные помехи. Кабель выступает или в роли антенны, которая излучает помехи, или в роли приемника, который улавливает электромагнитные помехи с других источников. И в том, и в другом случае помогает экранирование кабеля.
В таблице приведены данные принципов классификации уровня шумов на площадях, которые подвергаются его воздействию. Что же касается эксплуатации больших трансформаторов и индукционных нагревателей, переключения мощной нагрузки, то необходимо брать во внимание возникающие большие помехи в результате наводок по цепям питания или от паразитных излучений.
Уровень шума
Источник шума
Типичное расположение
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
Провода, расположенные рядом с двигателями среднего размера, релейные блоки управления
Средние промышленные производства
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
К появлению сетевых наводок в сигнальных цепях также могут привести сигнальные линии, что находятся рядом с силовыми кабелями.
Экранирование – основной способ борьбы с электромагнитными помехами в кабелях.
Рис. 1. Экран часть излучения отражает, часть энергии передает в землю, пропуская незначительную долю энергии.
Экран, окружая внутренний сигнальный или силовой проводник, воздействует на электромагнитные помехи. Есть два способа воздействия экрана на ЕМІ:
1. Он отражает излучение;
2. Перенаправляет шумы на земляную шину.
Хотя часть паразитной энергии все равно проходит через экран, ее количество небольшое, поэтому не приводит к существенным наводкам.
Уровень защиты и степень экранирования могут быть разными, это зависит от:
Практически во всем промышленном оборудовании неэкранированный кабель проходит внутри металлических шкафов или металлических труб, которые являются защитой от внешних электромагнитных излучений.
Есть два типа экранирования кабелей: оплетка и покрытие из фольги.
Фольга для экранированного кабеля – это тонкий слой алюминия, который крепят на основу (обычно это полиэстер), что придает прочность и износоустойчивость. Преимущество такого экрана в 100% покрытии проводников. Но это покрытие усложняет работу, так как очень тонкое. Особенно это касается разъемов. Для заземления применяют отводящий провод, который соединяет конец экрана с землей.
Оплетку делают в виде сетки из оголенной и луженной проволоки. Этот тип экранирования обеспечивает низкоомное заземление и легкое крепление к разъему методом пайки или обжатия. Однако такой экран не дает 100% покрытия, в нем остаются небольшие зазоры. В зависимости от плотности оплетки, покрытие может быть от 70 до 95%. Для стационарного кабеля, в большинстве случаев, допустимая плотность покрытия – 70%, этого вполне достаточно. Как правило, на практике, эффективность экранирования трудно заметить зависимо от процента покрытия. Кроме этого, медь является более хорошим проводником электричества, чем алюминий, поэтому именно медная оплетка более эффективная. Она также дает большую защиту от наводок по цепям питания. Но это увеличит стоимость и размеры экранированного кабеля.
При этом в очень зашумленных местах возникает необходимость использовать многослойные комбинированные экраны из фольги и оплетки. Например, весь кабель может экранироваться оплеткой (как вариант, фольгой и оплеткой в комбинации или же только фольгой), в то время как отдельные пары проводов в многожильных кабелях экранируются фольгой, что обеспечивает защиту от перекрестных наводок между соседними парами. Также в экранированном кабеле могут быть два слоя или оплетки, или фольги.
Компания Alpha Wire предлагает кабель с защитным покрытием, которое объединяет оплеточный и фольгированный экран (метод экранирования SupraShield).
Рис. 2. Типовые конфигурации экранов
Наибольшая эффективность экранирования достигается благодаря тому, что один экран поддерживает другой. Это дает возможность преодолеть прочностные ограничения каждого из них.
Рис. 3. Самая высокая эффективность экранировании достигается за счет комбинированных экранов из фольги-оплетки.
За счет уникальной трехслойной фольгированной ленты (алюминий-полиэстер-алюминий) достигают улучшения эксплуатационных характеристик кабелей SupraShield. Эта лента повышает эффективность экранирования, так как уменьшается сопротивление экрана и отводящего провода, что дает возможность быстрого и легкого заземления.
Экран предназначен для перенаправления любых помех на землю. Необходимо учитывать значимость экранирования. Игнорирования этого вопроса может привести к использованию неэффективных экранов. Важно знать, что экран кабеля обеспечивает низкоомное заземление. Если же не учитывать этого, экранированный кабель будет использоваться неэффективно. Любые повреждения экрана приведут к увеличению импеданса и снижению эффективности экранирования.
Практические рекомендации, которые помогут обеспечить эффективность экранирования:
1. Правильно используйте кабель в зависимости от зашумленности окружающего пространства. Убедитесь, что кабель имеет достаточную степень экранирования. В среде с умеренной зашумленностью целесообразно будет использовать кабель с фольгированным экраном, который обеспечит высокий уровень защиты. Если же среда более зашумлена, необходимо использовать экран из оплетки или же из оплетки и фольги (комбинированный).
2. Кабель должен быть пригодный для приложения. Если же экранированный кабель будет подвергаться регулярным изгибам, то вместо оплетки необходимо использовать спирально навитую экранировку. Также не используйте гибкие кабели с экраном из фольги, так как их постоянное изгибание приведет к износу такого покрытия.
3. Обратите внимание на то, чтобы оборудование, к которому подсоединен кабель, было правильно заземлено. Всегда проверяйте соединение между точкой заземления и оборудованием, а также используйте заземление там, где для этого есть возможность. Учитывайте то, что степень устранения помех находится в прямой зависимости от величины сопротивления проводника, который идет на землю (чем меньше, тем лучше).
4. Конструкции большинства разъемов имеют максимально допустимую законцовку экрана 360°. Для этого необходимо убедиться, что эффективности экранирования разъема и кабеля одинаковые. К примеру, большинство распространенных разъемов идут с кожухом из металлизированного пластика, который покрыт цинком или алюминием. Не переплачивайте за кабель, необходимость в котором отсутствует, но и не экономьте, чтобы в результате не получить кабель с недостаточной эффективностью экранирования.
5. Делайте заземление кабеля только на одном конце. Это поможет устранить возможное возникновение шумов в заземляющем контуре.
Эффективность экранирования зависит от наиболее слабого компонента. Высококачественный кабель не даст вам необходимого экранирования, если разъем будет низкого качества. И, соответственно, разъем высокого качества не обеспечит защиту системы от помех, если кабель низкопробный.
Экранированный кабель: где и как применяется
Экранированный кабель часто используется в промышленных зонах производства, различных офисных зданиях, цехах и предприятиях. Часто возникает потребность проложить кабельную систему через траншею или канал, и иногда кабели разного назначения создают вредоносные электромагнитные излучения, электрические шумы. Как итог: нарушается работа технического оборудования. Эту проблему можно решить, проложив специальный экранированный кабель.
Условия в работе электротехнического оборудования разнообразны, и используется оно всегда по-разному. Порой кабельную систему проводят для улавливания определенных частот, в качестве антенны.
Для чего именно нужен экранированный кабель
Экранированный провод обеспечивает бесперебойную электрическую работу без помех и шумов благодаря специальному экрану, даже если рядом проложено огромное количество источников энергии. Также специальный экран не позволяет магнитному полю кабеля не оказывать никакого вредоносного воздействия на другие проложенные рядом кабели. Экранирование обеспечивает надежную заземленность проводу. Состав экрана для экранированного кабеля при производстве бывает разным: это комбинация электропроводящей бумаги, фольгированных лент, медной или алюминиевой проволоки и полимерных добавлений.
У экранированного кабеля есть разные свойства и виды назначения. По этой причине конструкции проводов всегда отличаются друг от друга в зависимости от типа.
Механизм работы и применения экранированного кабеля:
Схема экранированного кабеля
Классификация экранированных проводов
Есть разные типы того, как можно экранировать провод. Это зависит от цели назначения кабеля. Поэтому, есть следующие типы назначения экранированного кабеля с медными или алюминиевыми жилами:
Как экранировать кабель
Самостоятельно сделать защитный экран для кабеля практически невозможно, к тому же, лучше не заниматься этим без опыта или хотя бы профильного образования. Лучше довериться фабричным кабельным проводам, которых огромное количество в магазинах. Защита помещается под основную оболочку провода. Самостоятельная облицовка провода требует бережного отношения и аккуратности, чтобы полотно оставалось целостным и без повреждений.
Обычно, провода экранируют двумя способами материалов: создается либо оплетка, либо цельное покрытие из фольги. Фольга имеет свои плюсы и минусы. По-простому, это тонки слой алюминия. Используя метод оплетки проволокой, обеспечивается высокий уровень заземления. Считается одним из самых надежных способов, но недостаток в том, что могут образовываться минимальные бреши в поверхности. Размер их зависит от толщины и длины проволоки.
Заключение: что важно учитывать при покупке экранированного кабеля
Чтобы экранирование проводов было эффективным, есть следующие рекомендации при покупке и эксплуатации:
Ассортимент проводной проводки с защитным экранированием сейчас достаточно разнообразен, поэтому при выборе стоит грамотно учесть и рассчитать все нюансы среды и условий. Перед подключением важно ознакомиться с назначением каждого кабеля, окружающую среду, возможность электромагнитных помех и шумов. Только при расчётливом подходе, эффективность экранирования будет на высоком уровне, и обеспечена защита.
Экранированный провод.
Пролегающие в одном канале или жёлобе провода различного предназначения начинают под напряжением оказывать друг на друга взаимное влияние за счёт электромагнитных полей, для нивелирования негативных последствий такого взаимодействия применяют экранированные провода.
Защитный экран такого провода ограждает собственное электромагнитное поле от внешних полей и, в свою очередь, не позволяет ему оказывать своё воздействие на провода других сетей.
Помимо основной функции, экран провода может выполнять и другие задачи: повышать прочностные и изолирующие свойства изоляции, служить в качестве заземляющей жилы и защищать от действия агрессивной внешней среды. Если же эксплуатировать такие провода в муфте, то появление электрических потенциалов на поверхности провода сводится к минимуму.
В зависимости от вида и назначения провода, для его экранизации используются различные материалы:
• Металлические ленты, которые могут быть медными или алюминиевыми. Тонкие ленты применяют для проводов, рассчитанных для протекания токов до 50А, если параметры выше, то экран изготавливают из проволоки, диаметр которой определяют расчётом. Для среднего диапазона нагрузок используют комбинированные из лент и медной проволоки экраны.
Классификация экранированных проводов.
• Силовой. Это наиболее часто встречающийся вид провода рассчитан на напряжение 6-10 кВ и наличие экрана в данном случае требуется для защиты внешней среды от электромагнитных излучений. Силовой экранированный провод изготавливают с медными (ПвП) или алюминиевыми (АПвП) жилами. Экран в этом случае выполняют из пероксидносшиваемой плёнки с дополнительной оболочкой из медной проволоки или ленты, толщина экранирующего слоя определяется расчётом.
• Комбинированный, представляющий собой силовой и провод управления в одной оболочке. Такой экранированный провод используют для подключения к электросети передвижных установок (к примеру, подъёмных кранов или самоходных устройств ограниченной подвижности). В этом случае материалом экрана выступает алюмолавсановая лента КГПЭУ с медной оплёткой или электропроводящая резина марок КГЭУ.
• Контрольный. Этот вид экранированного провода применяют для обмена информацией с аппаратурой, доступ к которой ограничен или исключён. В качестве экрана в нём служит медная проволока или алюминиевая фольга и целью экранирования является защита передающейся информации от искажения под действием внешних электромагнитных полей.
• Сигнально-блокировочный. Применяют в системах со строгими требованиями к защите информации. Примером применения служат охранная и прочие виды сигнализаций, а так же обеспечение связи с точной измерительной аппаратурой. Экран в такой проводке выполнен из алюмополиэтиленовой ленты.
• Провода связи, к которым относят и провода для коммуникации компьютерной техники. Ярким представителем этого типа проводки является витая пара (провода FTR). В этом случае экранирование выполняют медной фольгой, оплёткой или комбинируют эти варианты.
Надлежит уделить особое внимание двум видам проводной продукции из перечисленных, они используются наиболее часто в повседневном быту современного общества.
Силовой экранированный провод.
Благодаря своей конструкции имеет возможность передавать напряжение потребителю энергии, не воздействуя на внешнюю среду, будучи при этом сам защищённым от воздействия извне. Регламентирование производства подобной продукции происходит согласно ГОСТ Р 53769-2010, поскольку единый руководящий документ по выпуску экранированных проводов в РФ пока не утверждён. В маркировке провода такого типа по умолчанию подразумевается и не требует обозначения медная жила. Отдельная маркировка наносится при использовании в качестве жилы другого материала, к примеру, алюминия. Провода могут быть как многожильными, так и одножильными, соответствуя при этом ГОСТ 22483-77 по своему электрическому сопротивлению.
Каждая токопроводящая жила должна быть отдельно изолирована. В качестве материала изоляции служит поливинилхлоридный пластификат или полиэтилен с соответствующим для каждой жилы цветовым обозначением. В качестве экранирующего материала используют медную или алюминиевую фольгу. В процессе производства изолированные жилы скручивают и помещают в изоляционную оболочку с целью придания сечению провода круглой формы, общее экранирование производят с помощью намотки медной проволоки с последующей накладкой слоя медной фольги. Наличие экрана в марке провода обозначают буквой «Э». Затем поверх наносится слой проводной бумаги и, если это предусматривается технологией производства провода данной марки, слои пластиката и брони.
Экранированный провод не только безопасен в плане защиты от поражения током, он гарантирует практически полное отсутствие помех для сигналов, проходящим по рядом проложенным проводам.