Каждое кабельное изделие одновременно излучает электрические помехи во внешнее пространство и принимает аналогичные сигналы от "соседей"-кабелей и из других источников. В этом не было бы проблемы, если бы работа некоторых групп кабельных линий не требовала предельной чистоты и точности передачи, например, информационных потоков. Оптимальное решение - использовать кабеля с защитным экраном.

Электромагнитные помехи (EMI) - неизбежный "резидент" современного мира. В той или иной мере EMI-шумы присутствуют везде, особенно в производственных помещениях или больших сооружениях. По сути, это побочные излучения или наводки по энерголиниям. Когда включается мощный потребитель электроэнергии, работает большой трансформатор, индукционные нагреватель, использующее высокие частоты устройство, уровень электрозашумленности наиболее высок. Обычный изоляционный слой и внешние оболочки легко пропускают такие виды излучения. Поэтому для защиты от EMI-помех разработаны экранированные кабели

Описание и функциональные особенности кабеля с экраном

Конструкция экранированного кабеля

Экран - это специальная дополнительная защитная оболочка кабельного изделия, основная функция которой заключается в защите своего электромагнитного поля от посторонних излучений, нарушающих паспортную работоспособность, а также в препятствовании распространения собственных EMI-помех наружу. Формально, будучи дополнительным кабельным покровом, экран решает и некоторые другие задачи:

• повышает механическую устойчивость изоляции
• противостоит влиянию внешних агрессивных факторов;
• заземляет электролини;
• при муфтовом исполнении уменьшает вероятность появления потенциальных электрозарядов на внешних поверхностях кабелей.

Для того, чтобы сразу же определить наличие экрана в кабельном изделии, в его маркировку введена литера "Э" (ВВГЭ, КГЭ, КПСЭ и т.п.).

Конструкция и фактическое материальное исполнение экрана определяются расчетным путем, исходя из технических параметров и планируемой среды функционирования кабельных изделий. Приведем пример: для электролиний с рабочими токами до 50 А достаточно экранировать проводники алюминиевой или медной лентой небольшой толщины. Для более мощных сетей придется изготовить экранирующую оболочку уже из медной проволоки. На линиях электропередач со средними токами могут применяться комбинированные экраны: проволочная оплетка и ленты из меди. Когда необходимо выровнять электрическое поле в кабельной линии, через экраны должен проходить электроток.

Обобщим: для производства экранов применяется особая бумага, проводящая электроток, фольга, проволоки или ленты из меди или алюминия, в том числе немагнитные

Различают 2 основных типа экранирования:

• общий - экранная защита располагается вокруг проводников или сердечника и нивелирует внешние EMI-помехи для кабеля в целом;
• индивидуальный - экранируется каждая жила или пара, что убирает электрозашумленность внутри самого кабельного изделия.

Во многих марках кабелей одновременно используются оба типа экранов.

Классификация экранированных кабелей

Силовые кабели с экраном

Экранная защита может применяться для любых разновидностей электролиний, как с низкими напряжениями 0,66/1 кВ, так и со средним и высокими 6-110+ кВ. Главная задача экранов силовых кабелей, особенно высоковольтных, - не давать неизбежно возникающим электроволнам и полям воздействовать на людей и окружающее пространство. Конструкция ВВГЭ, КГВЭВ, (А)ПвП и других силовых марок включает экраны смешанного типа:

• общий - медно-проволочная оплетка или спираль-лента из меди/алюминия;

• индивидуальный - по жиле или изоляционному слою, из токопроводящей бумаги или полимерной ленты.

Комбинированные кабеля с экраном

В изделиях этого типа в одной наружной оболочке присутствуют силовые и информационно-управленческие проводники. Высокое напряжение основных электропроводников, 6 и больше кВ, не должно искажать передачу сигналов по вспомогательным жилам (380 В). Именно поэтому кабельные изделия подобных марок всегда оснащаются экранами.

В марках КГЭУ, КГПЭУ, КГпЭП в качестве экранного материала использована специальная резина, которая является проводником электротока, или лента из алюмолавсана с меднопроволочной оплеткой. В данных изделиях экранируется каждая фаза-проводник. Гибкие экранированные марки типа КГпЭ удобно использовать в работе подвижных электромеханизмов, устройств и тяжелой техники, такой как краны и экскаваторы.

Контрольные кабеля с экраном

Информационный обмен, передача управленческих сигналов на приборы и прочие устройства, доступ к которым может быть непростым или отсутствовать - функциональная специфика контрольных кабельных изделий требует их надежной защищенности от влияния EMI-помех. Потому экраны марок (А)КВВГЭ выполнены в виде намотанной фольгированной меди или алюминия с обязательным перекрытием, что гарантирует целостность экранной защиты на паспортных радиусах изгибания. Для усиления конструкции вдоль экрана присутствует проволока из меди.

Достижение большего показателя гибкости, важного при подвижной прокладке, без потери экранирующих свойств в марке КГВЭВ достигается использованием оплетки из меди.

В некоторых разновидностях контрольных кабелей для экранирования применяются ленты из меди, алюминия и алюмополимеров.

Сигнальные кабельные изделия с экраном

Охранная, измерительная, пожарная аппаратура и другие виды устройств, работающие на малых токах, обычно имеют в своем составе сигнальные кабели. Через них передаются важные массивы данных, которые не могут быть искажены или утеряны, а потому должны защищаться от электропомех.

Для примера можно привести марку КПСЭнг-FRLS (FRHF). Ее предназначение - немедленно передавать информацию от дымовых датчиков или других элементов комплексов оповещения и эвакуации людей. Конструкция таких проводников обязана обеспечивать работоспособность системы во время пожара, выделять минимум вредных веществ при горении. Поэтому изоляционный слой таких кабелей выполнен из материалов на кремниевой основе, а экраны - из ленточного алюмолавсана.

Кабеля связи, передачи данных и управления с экраном

В эту большую группу кабелей входят изделия, для которых особенно важно быть нечувствительными к EMI-помехам. Качество связи, в том числе интернет-соединения, работа тонких приборов и опасных механизмов напрямую зависит от точности и своевременности передаваемых сигналов. Ниже приводим небольшой обзор некоторых марок.

ТППШв - телефонный кабель, который довольно популярен при монтаже локальных сетей телефонии и телемеханики. Его задача состоит в передаче частотно-модулированных сигналов в широком или фазоимпульсном режиме (до 2 МГц). Защита от электрошумов - фольгированный экран из алюмополиэтилена.

РВШЭ - распределительный электрокабель, используемый в системах, аппаратуре и приборах, которые отвечают за звук, радио, а также телефонию. В качестве шумозащитного экрана в этой марке использованы проволоки из твердой меди.

КИПЭВБВ, КИПЭВ, КИПЭП и другие марки этой группы отвечают за обмен дата-данными на высоких скоростях посредством интерфейса RS-485. Сфера их применения - системы контроля и агрегации информ-потоков в сооружениях инженерного назначения, сети объектов, отвечающие стандартам ИСО/МЭК 8482 (TIA/EIA-485-A). Экранная защита данных марок представляет собой ленты из алюмолавсана или оплетку из луженой меди, может присутствовать дренажный электропроводник.

Витая пара с экраном

Особенно надежный экран требуется для интернет-кабелей, которые зачастую смонтированы вблизи с линиями электропередач или бытовой проводкой.

Экранирование пар в классе FTP-кабелей реализовано через фольгирование изделия в целом (общий экран). Витые пары типа STP (S/UTP) оснащены индивидуальными экранами из фольги с общей для всего изделия медной оплеткой. Разновидность оптик-кабелей с маркировкой S/FTP также имеет экран-фольгу для каждой пары, а общая защита от электрошумов выполнена в виде сплетенной тонкой проволоки из меди. Наиболее солидное и надежное экранирование имеет класс витых пар SF/UTP: двойное блокирование EMI-помех наружными экранами из фольгированного материала и медного экрана-оплетки. Это позволяет проводить прокладывание SF/UTP даже вблизи высоковольтных ЛЭП.