В электрических и информационных системах важно не только передать сигнал или питание, но и защитить линию от внешних электромагнитных воздействий. Особенно актуальна такая задача рядом с электродвигателями, силовыми линиями, преобразователями частоты и другим оборудованием, способным создавать помехи. В подобных условиях экранированный кабель помогает снизить влияние электромагнитных наводок и повысить стабильность работы подключённых устройств. Для получения необходимого результата важно учитывать конструкцию экрана, материал проводников, тип изоляции и условия будущей эксплуатации.

Что представляет собой экран кабеля

Экран — это проводящий слой, расположенный вокруг отдельных жил, витых пар или всего внутреннего пучка проводников. Он может изготавливаться из металлической фольги, медной оплётки или сочетания нескольких материалов.

Основная задача экрана заключается в уменьшении воздействия электромагнитных полей. При правильном проектировании системы он также помогает ограничивать распространение помех от самого кабеля на расположенные рядом линии.

При этом наличие металлического слоя само по себе не гарантирует необходимого уровня защиты. Эффективность зависит от конструкции кабеля, частоты помех, качества соединений и правильного подключения экрана.

Откуда возникают электромагнитные помехи

Источниками помех могут быть различные электрические устройства. Чем выше мощность оборудования и быстрее изменяется ток, тем заметнее может быть его влияние на расположенные рядом сигнальные линии.

• электродвигатели;
• частотные преобразователи;
• трансформаторы;
• силовые кабельные трассы;
• релейная и коммутационная аппаратура;
• сварочное оборудование;
• источники импульсного питания;
• радиопередающие устройства.

Как действует экран

Проводящий слой принимает часть внешнего электромагнитного воздействия и отводит возникающие токи по предусмотренному пути. Благодаря этому чувствительные жилы внутри получают дополнительную защиту.

На эффективность влияют непрерывность экрана и качество соединений. Если оболочка повреждена, неправильно разделана или подключена без учёта требований системы, защитные свойства могут заметно снизиться.

Фольгированный экран

Фольга позволяет обеспечить высокую степень покрытия внутренней части кабеля. Такой вариант часто применяется в линиях передачи данных, системах управления и связи.

Фольга имеет небольшую толщину, поэтому для удобного подключения рядом с ней может находиться специальный дренажный проводник. Он обеспечивает электрический контакт с экраном без необходимости соединять тонкий металлический слой напрямую.

Недостатком может быть меньшая механическая устойчивость к многократным изгибам по сравнению с качественной плетёной оплёткой.

Экран в виде оплётки

Оплётка формируется из тонких металлических проволок, переплетённых вокруг внутренних элементов. Чаще всего используется медь или лужёная медь.

Такая конструкция хорошо переносит изгибы и обладает механической прочностью. Она востребована в промышленном оборудовании, подвижных соединениях и линиях, где кабель регулярно испытывает вибрацию.

Плотность оплётки может различаться. Чем выше процент покрытия, тем меньше открытых участков остаётся между отдельными проволоками.

Комбинированный экран

Для сложных условий применяют сочетание фольги и металлической оплётки. Фольгированный слой обеспечивает практически сплошное покрытие, а оплётка повышает механическую прочность и улучшает характеристики защиты в другом диапазоне частот.

Комбинированная конструкция используется в ответственных системах автоматизации, управления приводами и передачи данных в условиях выраженных помех.

Общий и индивидуальный экран

Общий экран закрывает сразу все проводники внутри оболочки. Это сравнительно простое решение, которое защищает кабель от внешнего воздействия.

В многопарных и многожильных изделиях отдельные группы могут иметь собственные экраны. Такая конструкция дополнительно уменьшает взаимное влияние сигналов между парами.

В некоторых кабелях одновременно применяются индивидуальные экраны и один общий внешний слой.

Где используется экранированная продукция

Кабели с экраном востребованы там, где передаваемый сигнал чувствителен к помехам или рядом расположено мощное электрическое оборудование.

Они применяются в промышленной автоматике, системах управления, измерительных цепях, аудиооборудовании, компьютерных сетях и системах видеонаблюдения.

Что учитывать при выборе

1. Назначение электрической или информационной линии.
2. Рабочее напряжение.
3. Количество и сечение жил.
4. Тип и конструкцию экрана.
5. Необходимую гибкость.
6. Материал внешней оболочки.
7. Температурные условия.
8. Возможность воздействия влаги, масел и химических веществ.

Материал проводников

Для качественных сигнальных и силовых линий широко используются медные проводники. Медь обладает хорошей электропроводностью и удобна при монтаже.

Проводник может быть однопроволочным или многопроволочным. Первый вариант подходит для стационарной прокладки, второй отличается повышенной гибкостью и используется там, где возможны движения или вибрации.

Внешняя оболочка

Материал оболочки выбирается с учётом условий эксплуатации. Для обычных внутренних линий могут использоваться стандартные полимерные материалы.

В промышленности могут требоваться изделия, устойчивые к маслам, ультрафиолету, низким температурам или химическим веществам. Для наружного применения особенно важно учитывать климатическое исполнение.

Разделение силовых и сигнальных трасс

Даже использование экрана не означает, что сигнальный кабель можно без ограничений прокладывать вместе с мощными силовыми линиями. Разделение трасс остаётся одним из важных способов борьбы с электромагнитными помехами.

Расстояние и способ прокладки выбираются с учётом типа системы и технических требований оборудования.

Подключение экрана

Схема подключения зависит от назначения линии, частоты сигналов и требований производителя оборудования. Для разных систем могут применяться разные варианты.

Поэтому нельзя универсально считать, что любой экран необходимо всегда подключать одинаково. Ошибочная схема способна снизить эффективность защиты или привести к нежелательным токам по экрану.

Основные ошибки при выборе

Одна из частых ошибок — выбор кабеля исключительно по количеству жил и сечению. Если линия проходит рядом с источником сильных помех, отсутствие подходящего экрана может сказаться на стабильности оборудования.

Обратная ситуация — применение дорогой экранированной конструкции без необходимости. В обычной цепи, не чувствительной к наводкам, это может лишь увеличить стоимость проекта.

Заключение

Экранированные кабели применяются для защиты электрических и информационных линий от электромагнитных помех. Экраны выполняются из фольги, металлической оплётки или их сочетания. При выборе необходимо учитывать не только количество жил и сечение, но также тип сигнала, расположение трассы, условия эксплуатации и требования подключаемого оборудования.