Как экранировать кабель от помех своими руками

Экранированный кабель

Кабельный экран имеет несколько причин для существования, первая конечно борьба с электромагнитным излучением, которое не желательно как самому кабелю, электромагнитные помехи вредны для например кабелей связи, так и излучение и помехи (шумы) создаваемые самим кабелем, кабелем силовым. Силовые кабеля в производственных помещениях создают электрическую, электромагнитную зашумленность, вызывая сбои работы электрических машин и агрегатов, точных приборов.

Итого кабель может быть как излучателем так и приемником электромагнитного излучения и в том и другом случае поможет экранирование. Экранируется кабель силовой, кабеля связи, кабели управления так же кабель комбинированный.

Экран отражает или(и) заземляет части вредных излучений и естественно часть пропускает, в зависимости от уровня экранированности, защиты кабеля. Кабель экранированный силовой и контрольный используется на больших и средних производствах редко, так как прокладывается в металлических трубах, шкафах, закрытых лотках которые и выполняют роль экрана.

Токи, идущие в проложенных вместе кабелях различного назначения, в одном лотке, кабельном канале (траншее) создают взаимодействие электромагнитных полей, по именно этой причине и применяется экранирование. Но экран также несет дополнительные плюсы применения, такие как укрепление внутренней изоляции, заземление, защита от агрессивных газов и веществ, снижает риск возникновения электрических потенциалов на внешней изоляции.

Цена на экранированный кабель еще зависит от материала экрана, он будет медным или алюминиевым, еще бывает экранирование производят электропроводной бумагой. Выполняется в виде ленты, фольги, также может быть сетчатым либо проволочным. Фольга и лента используются в низковольтных кабелях, сетка в наиболее ответственных объектах к которым предъявляются повышенные требования по электромагнитным полям, помехам (высоко точное производство, наука, медицинские учреждения) коаксиальный кабеля, кабеля связи. Кстати фольгированный экранированный кабель является более качественной, но более дорогой заменой широко распространенной «витой паре». На экранированный кабель цена продажи значительно выше. Витой паре характерен значительно более высокий уровень затухания сигнала, но она дешевле. Экран проволочный используется в высоковольтных кабелях, сам обычно имеет сечение иногда сравнимое с сечением токопроводящих жил. В высоковольтных кабелях экран призван защитить внешнюю среду от вредного излучения. Экраны могут быть комбинированными, проволочный медный может быть «укрыт» алюминиевой фольгой.

Силовой экранированный кабель

На рисунке ВВГЭнг(А)-LS 3×95, фольга алюминиевая

Кабель силовой экранированный в пластмассовой изоляции, рассмотрим на примере кабеля ВВГЭнг(А), собственного госта по-прежнему не имеет и его производство завязано на ГОСТ Р 53769-2010 в нем есть пункт об экранизации силовых кабелей в пластмассовой изоляции. Кабель экранированный обозначается(маркируется) буквой «Э»,материал экрана в маркировке кабеля не обозначается, по этому в общение клиент-поставщик не редкость услышать уточнение материала экрана,а также его тип.

На рисунке ВВГЭнг(А)-Ls 4х70, экран фольга медная

Кабель ВВГЭнг(А) экранируется в основном до 35-го сечения жил алюминиевой фольгой иногда алюмофлексом (алюминированный лавсан, гибкий композиционный материал, состоящий из фольги и полиэтилентерефталатной пленки, соединенных между собой клеевым составом) выше 35-го сечения производители предпочитают использовать в качестве экрана медь, медная лента, спаренная медная лента, которая накладывается в нахлесток первого слоя на второй. По экрану может быть пущена, опять же на усмотрение производителя, медная проволочка. Все выше сказанное еще раз говорит о том что каждый раз когда выбираете экранированный силовой кабель, убедитесь в своих требованиях к кабелю и уточняйте конструкцию кабеля у поставщика.

Но как бы то ни было кабель должен соответствовать требованиям предъявляемым к силовому кабелю, сечение кабеля будь то одножильный кабель и многопроволочный должно соответствовать ГОСТу 22483-77, но имейте в виду что ГОСТ регламентирует не сечение жилы, а сопротивление электрическое. В то же время сама жила не должна своим сечением разительно отличаться от заявленного сечения. В последнее время часть производителей входящих в ассоциацию «Электрокабель» проповедуют «Честную позицию» это на руку потребителю.

Экранирование кабеля

Зачем это нужно? Экранирование кабеля необходимо как для изоляции самого провода от окружающей среды, так и для обратного процесса – защиты от влияния внешних факторов на кабель.

Как делают? Экранирование обычно выполняется из меди или алюминиевой фольги, но все зависит от типа кабеля и особенностей его эксплуатации. Такие провода имеют специальную маркировку «Э» и разделяются на несколько видов.

1. Механизм работы экранированного кабеля
2. Материалы для экранирования кабеля
3. Конструкция экранированного кабеля
4. Виды экранированных кабелей

Механизм работы экранированного кабеля

Под экранированным понимают кабель, оснащенный специальной оболочкой. Подобная защита исключает распространение проводом собственных электрошумов, а также не предохраняет электромагнитное поле кабеля от негативного воздействия внешних помех, снижающих его работоспособность.

Для чего еще нужно экранирование кабеля:

• для увеличения механической стойкости изоляционного материала;
• для устранения агрессивного внешнего воздействия;
• для заземления электросети;
• для снижения риска возникновения электропотенциалов на наружной поверхности изделия при исполнении в муфтах.

Чтобы определить, какой вид кабеля перед вами, изучите маркировку провода: на экранированном будет литера Э, к примеру, ВВГЭ.

Учитывая технические параметры, а также специфику использования кабеля, проводят расчеты, чтобы выбрать подходящий материал, конструктивные особенности, тип защитного экрана. К примеру, в электросетях с токовой нагрузкой до 50 А экранирование должно быть выполнено из тонкой алюминиевой либо медной ленты.

В силовых проводах экран делается из медной проволоки увеличенного сечения. Для кабелей средних токов подойдут комбинированные экраны, выполненные из медной ленты и оплетки-проволоки.

Когда необходимо выравнивание электрополя в силовых проводах с высоким напряжением, важно, чтобы защитный экран проводил электрический ток.

Чтобы хорошо представлять, как работает защитный экран, необходимо понимать, что:

• в качестве защиты от внешних электромагнитных шумов в роли экрана выступает сердечник (жила) кабеля;
• когда необходимо ликвидировать внутренние электропомехи, используют индивидуальные экраны для пар (жил);
• чтобы решить обе задачи, у провода должны быть два типа защиты.

Материалы для экранирования кабеля

Экранирование кабеля – это процедура, которую можно выполнить несколькими способами. К примеру, сделать оплетку либо покрыть защитной фольгой. У каждого из этих двух решений есть свои плюсы и минусы.

Фольга, применяемая для создания защитного экрана, выполнена в виде тонкого алюминиевого слоя. Достоинство такого способа экранирования заключается в том, что изделие покрывается полностью, зазоры в защите отсутствуют.

Однако сделать экранирование кабеля с помощью такого материала достаточно сложно, поскольку он слишком тонкий. Могут возникнуть трудности при обмотке, поэтому действовать следует аккуратно, иначе полотно порвется в местах соединения со штекерами. После этого экран нужно заземлить, соединив конец фольги и провод земли.

Оплетка представляет собой сетку из луженой проволоки, настолько прочной, что она не порвется во время эксплуатации. Это позволяет выполнить заземление с низким сопротивлением. Экранирующую сетку прикрепляют к разъему с помощью пайки или обжатия. Минус такого способа заключается в том, что на поверхности будут бреши, через них проходит небольшое количество помех.

В зависимости от толщины и шага проволоки количество пробелов достигает 5-30 % от общей площади. Такая плотность подходит для стандартного кабеля.

Экранирование кабеля из медной проволоки — оптимальное решение, позволяющее защитить изделие как от внешних влияний, так и от наводок по цепям питания. Однако после такой защиты увеличивается цена и масса изделий. По этой причине для продукции, используемой в местах с нормальным количеством помех, следует применять сетки из алюминия.

В местах, где объем помех увеличен, необходим комплексный подход для защиты трассы, предполагающий экраны обоих типов. К примеру, проводник можно обмотать сеткой, отдельные жилы защитить фольгой. Так вы исключите появление перекрестных наводок между парами. Кроме того, допускается делать несколько слоев используемого материала. В этом случае экраны будут поддерживать друг друга, прочность защиты на изгиб увеличится.

Конструкция экранированного кабеля

Экран выполняет множество функций: окружает оплетку электропровода, отражает электромагнитное излучение либо перенаправляет его на поверхность земли. Полностью защитить провод невозможно, однако вполне реально устранить малую паразитную энергию, образующуюся в результате негативного воздействия на текущий процесс.

С учетом того, для чего используется электропровод, каково количество кабелей и какой тип проводника, необходимо выбирать тот или иной способ экранирования. Цена проведения данной процедуры будет увеличиваться, если использовать дополнительные материалы, спецоборудование.

Главная особенность экранов заключается в том, что они переводят наводки на землю. Происходит это за счет концевой заделки (муфты).

Можно выполнить экранирование целикового кабеля с его отдельными составляющими. Нередко экранируют проводниковые пары, чтобы снизить влияние помех на электрокабель. Наружную часть кабеля защищают от помех, проводя процедуру фольгирования алюмополимерной пленкой и фольгой с луженной проволочной оплеткой.

Есть несколько видов экранов, которые отличаются друг от друга. Последовательность действий при экранировании кабеля своими руками следующая: пленку кладут на край проводника или продольно. Затем получившийся шов заклеивают. Подобную конструкцию можно дополнить дренажной проволокой. Она будет выполнять роль дополнительного шунта в случае, если произойдет повреждение фольги.

Толщина пленки влияет на результат экранирования. Если она будет слишком толстая, объем кабеля после защиты увеличится, так же как и его стоимость. Когда пленка тонкая, экран получится непрочным, а значит, не сможет защитить изделие. Не рекомендуется использовать пленку толще чем 100 мкм.

Экранирование кабеля с помощью оплетки имеет специфические характеристики, причем наиболее эффективна комбинированная пленка.

Важно отметить, что защита кабеля с помощью пленки возможна при токе в 50 микроампер. Если ток средний, подойдет комбинированный способ. Для силового кабеля нужно использовать оплетку из меди либо алюминия.

Оплеточное покрытие не способно защитить всю площадь с проводниковыми линиями. Эффективность защиты составляет 95 % от общей площади покрытия. Причем медная оплетка предохраняет лучше всего, однако ее нельзя назвать бюджетной.

Комбинированное экранирование используется достаточно часто на компьютерной технике и локальных сетях. Подобные кабели укладывают в сверхзашумленных условиях. Защита от помех нередко применяется в проводниках.

Виды экранированных кабелей

Существует несколько разновидностей экранированных кабелей:

1. Силовой. Такое изделие встречается чаще всего. Предназначено для напряжения 6-10 кВ. Такой экран защищает изделие от внешней среды, от электромагнитного поля. Силовой экранированный кабель бывает разных видов в зависимости от используемого материала: медный (ПвП) или алюминиевый (АПвП). Экран может быть изготовлен с помощью пероксидносшиваемой пленки, покрытой сверху оболочкой из медной проволоки и ленты. С учетом нагрузки определяется то, насколько толстым должен быть экран.
2. Комбинированный: два кабеля (силовой и кабель управления), находящиеся в одной оболочке. Эти кабели чаще всего защищают экраном. Используются, чтобы подключать к электропитанию передвижные установки, например самоходные устройства, экскаваторы, краны. В качестве защитного материала используется алюмолавсановая лента с медной оплеткой марок КГПЭУ либо электропроводящая резина марок КГЭУ.
3. Контрольный кабель. Позволяет осуществлять передачу данных между приборами, доступ к которым ограничен либо невозможен. В такой ситуации экран необходим, чтобы защищать данные от внешних электромагнитных полей. Экран может быть выполнен из медной проволоки или тонкой фольги.
4. Сигнально-блокировочный кабель. Встречается в системах, где выдвигаются особые требования к защите данных. Например, всевозможные сигнализационные системы: охранные и противопожарные, сверхточные измерительные приборы.
5. Кабель связи. У них должна быть максимальная эффективность защиты передаваемых данных. К этой же категории можно отнести кабели компьютерной коммуникации. Чаще всего это кабели FTP либо витая пара. Экранирование выполняется обычно фольгой из меди, плеткой либо комбинированным способом.

Далее подробно рассмотрим особенности силового кабеля и витой пары.

Силовой экранированный кабель

Выполнен в виде особой конструкции, передающей напряжение потребителю. Такой кабель не оказывает влияния на внешнюю среду, при этом он имеет защиту от возможных негативных воздействий.

В Российской Федерации не существует документации, определяющей правила изготовления таких кабелей. По этой причине выпускающие их предприятия учитывают ГОСТ Р 53769-2010. В этом документе изложены правила производства кабелей с пластмассовой изоляцией, также содержится информация о создании защитного экрана.

Подобная продукция отличается тем, что у кабелей есть специальный экран. Причем в маркировке таких изделий медная жила не указывается. Обозначается только другой материал жилы, к примеру алюминий.

Однопроволочная или многопроволочная жила, с учетом конструктивных особенностей, должна подходить под положения ГОСТ 22483-77. Важно понимать, что в ГОСТе прописаны требования к электрическому сопротивлению, но не сечению, как многие ошибочно полагают.

Каждая жила должна быть изолирована. Для этого чаще всего используется поливинилхлоридный пластикат, но в некоторых видах кабелей это простой полиэтилен. Жилы также обозначаются цветом. Когда каждая жила экранирована, защита выполняется с помощью фольги из меди либо алюминия. После этого жилы скручивают, затем на них накладывают оболочку из поливинилхлоридного пластиката, чтобы кабель был круглый.

Общий экран может быть выполнен намоткой медной проволоки, а затем медной ленты. Как уже отмечалось ранее, в этом случае изделие будет маркировано литерой Э.

Завершающий этап обработки – нанесение слоя кабельной бумаги, ошланговка. Поверх может быть выполнен защитный слой поливинилхлоридного пластиката. На некоторые марки кабеля накладывают броню.

Кабель с экранированными жилами обладает 100%-ной безопасностью: он защищен от электротока, не генерирует никаких помех на рядом проложенных кабелях. Однако даже один экран способен снизить наведение искровой помехи, к примеру, на ТВ-кабель в разы. Оптоволоконный либо стандартный кабель, с цифровыми данными, не будут испытывать негативного воздействия от экранированного изделия.

Экранированный кабель витая пара

Кабель с экранированием под названием «витая пара» чаще всего используется в компьютерной периферии. Выполнен в виде одной или нескольких пар проводов, которые закручены вокруг друг друга. Именно это и определяет название данного изделия. Концы такого кабеля обжимаются разъемом 8P8C (марка RJ45). Стандартный набор кабеля – 4 витых пары.

С учетом степени защиты витые пары подразделяются на несколько типов:

• UTP – кабель без экранирования, не имеет защиты;
• SF/UTP – изделие без защиты с двойной внешней экранизацией;
• FTP – защита с помощью внешнего экрана, роль которого играет фольга из алюминия;
• STP – полностью защищенный экранированный кабель, где каждая пара и непосредственно весь кабель покрыты фольгой из алюминия;
• S/FTP – защищенный экранированный кабель, где, кроме экрана из медной фольги или оплетки для каждой пары, имеется защита, в качестве которой используется оплетка из меди.

Стандартно при изготовлении витых кабелей для экранирования применяется медь. Однако ряд производителей, чтобы снизить расходы, используют бюджетные алюминиевые сплавы. Надежность таких изделий достаточно низкая, через них с трудом проходит сигнал, велики потери данных, продукция хрупкая, поэтому не исключены поломки.

В зависимости от типа жилы витая пара бывает одно- либо многожильная. В первом случае изделие производится из толстой проволоки, по которой легко проходит сигнал. Однако у такого витого кабеля высокая ломкость, его следует использовать для прокладки в стенках, перекрытиях, а также стационарных подключениях (розетках).

Многожильная витая пара не ломается при изгибании, подходит для мобильного соединения устройств.

Экранирование витой пары позволяет обеспечить нужную защиту потока данных, исключив искажение и наводки, а также заземлить оборудование. Поэтому оно будет нормально работать даже во время грозы. Поэтому важно сделать заземление внешнего экрана витой пары.

Подобными характеристиками также обладает фольгированный экранированный кабель, который может конкурировать с витой парой. Однако его стоимость достаточно высока, его используют, чтобы прокладывать сети снаружи помещений. Объясняется это тем, что фольгированный экранированный кабель обладает низким уровнем затухания сигнала, особенно если сравнивать его с витой парой.

В продаже можно найти множество разновидностей экранированных кабелей, чтобы не ошибиться с выбором, нужно учесть все особенности эксплуатации, наличие внешних источников электромагнитных полей, негативное влияние окружающей среды.

Наши статьи

Комплект Metronome продемонстрировал невероятную точность в передаче тембров и заметно расширил звуковой диапазон вверх — впечатления Николая Ефремова (салон AV) о полном сете Metronome AQWO.

Metronome AQWO получает престижную награду «Выбор эксперта»! Обзор от Николая Ефремова (Salon AV)
Peak Consult: история, принципы и достижения

Качество Lexus по цене Toyota! Myryad Z350 получает престижную награду «Выбор эксперта». Обзор от Николая Ефремова (Салон AV)

Metronome AQWO — самый выдающийся цифровой источник из всех представленных на выставке! Обзор от Максима Наумова

High End звучание совсем не за хай-эндную цену! Audio Analogue Aacento получает престижную награду «Выбор эксперта»! Обзор от Николая Ефремова (салон AV)

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:

• Когда требуется защита от внешних электромагнитных шумов и помех, защитным экраном окружаются внутренние жилы провода.
• Для устранения внутренних помех и шумов, для внутренних жил применяются индивидуальные экраны.
• Когда необходимо устранить оба типа помех, провод комплектуется обоими способами защиты.

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:

1. Силовые кабеля . Рассчитаны на разные уровни напряжения – от низкого до высокого. Благодаря встроенному внутрь экрану, кабель не распространяет в окружающую среду и на соседние источники электроэнергии электромагнитные помехи. Может накладывать как на токопроводящие жилы, так и после изоляции их.
2. Комбинированные – силовой и управляющий кабель в одном механизме, отличается своей гибкостью. Обычно такой тип назначения используется в работе передвижных электрических механизмов. Например, экскаваторов. Изолируется экранированный провод резиной в таком случае. Не позволяет распространиться помехам на управляющие механизмы.
3. Сигнальный тип кабеля – применяется обычно тогда, когда необходима высокая точность в защите данных при работе. В это список входит пожарная, охранная, измерительная аппаратура. Например, защитный экран в пожарной сигнализации, способен сохранять высокую работоспособность даже находясь в горящем помещении. К тому же, обычно он обладает минимальным уровнем выделения продуктов горения.
4. Кабели управления и передачи данных – используется в телемеханических или телефонных сетях. Экран изготовляется из алюминиевой или полиэтиленовой фольги. Такой тип защитных экранов используется также в компьютерных коммуникациях. Может использоваться как для внешней, так и внутренней прокладки.
5. Одножильный экранированный провод применяется для записывающих аудио- или видеоустройств.

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.

Кабель с экраном

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:

• Обратите внимание заранее на зашумленность той среды, в которой планируется применение кабеля. Если это среда с умеренной электромагнитной зашумленностью, покупайте кабель с оплеткой в виде фольги.
• Если степень зашумленности помехами высокая, рекомендуется использовать комбинированный тип защиты сетки с фольгой.
• Если местность обладают изгибающими нагрузками, защитный экран должен быть выполнен в виде спирали. Иначе такой кабель просто будет неэффективен и быстро придет в негодность из-за неподходящих условий.
• Перед прокладкой кабельной системы, важно проверить уровень заземления оборудования. Поскольку при неправильном подключении, помехи никуда не уйдут, а только станут сильнее. Сопротивление заземления должно быть достаточно низким.
• Заземлить провода необходимо в конце работ, иначе помехи получатся в заземляющем проводнике.

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.