Монтаж экранированного кабеля
На уровень электромагнитных помех, возникающих в различных измерительных устройствах, а значит и на точность измерений или работоспособность автоматизированных систем управления, контроля и сигнализации во многом влияют условия совместной прокладки силовых и измерительных цепей. Влияние магнитных полей, возбуждаемых работающими приборами или кабелями, можно уменьшить, если для прокладки силовых кабельных линий или внутриприборного и межблочного монтажа использовать экранированный кабель.
Прокладка экранированных кабелей
Для прокладки силовых кабелей, а также кабелей систем контроля, управления и сигнализации по территории объектов и в производственных помещениях используются металлические короба, кабельные эстакады, конструктивные элементы зданий, кабельные этажи, каналы и туннели, а также двойные полы.
Экранированный кабель для прокладки в земле используется в том случае, когда возникает производственная или конструктивная необходимость. Прокладка должна осуществляться с соблюдением всех необходимых правил защиты кабеля в траншее и в месте выхода на поверхность земли.
Как заземлить экранированный кабель
Практическим предназначением экрана в кабеле является устранение влияния на него внешних и внутренних электромагнитных помех и передачи их на землю. Для эффективной эксплуатации измерительных, управляющих, контрольных или силовых цепей должно быть обеспеченно низкоомное заземление экранированного кабеля.
Максимальная степень устранения возникающих наведенных электромагнитных излучений достигается за счет правильного подбора сопротивления заземляющего проводника, надежности соединения точки заземления с оборудованием и правильное подключение экранированного кабеля.
Заземление контрольных, силовых и управляющих экранированных кабелей должно производиться только в одном месте, чтобы исключить появление паразитных шумов в системе заземления и возникновение разности потенциалов между двумя точками подключения.
Прокладка структурированных систем связи
Сегодня наиболее распространенным способом передачи информации являются кабели «витая пара». Кабели структурированных кабельных систем необходимо прокладывать с учетом помех, создаваемых трансформаторными подстанциями, электрогенераторами или электродвигателями большой мощности, профессиональной офисной техникой или радиопередающим оборудованием. Чтобы снизить влияние паразитных электромагнитных излучений, кабельные каналы, по которым проложен кабель витая пара экранированный для наружной (КВПВП-5е, КСВППЭ-5е) или внутренней прокладки (КССПВ-5е, КВПЭФ-5е) необходимо заземлять. Кроме того, при совместной прокладке с силовыми кабелями, необходимо придерживаться определенного расстояния между ними. Чтобы подключить экранированный кабель витая пара к оборудованию требуется специальные экранированные разъемы типа RJ-45 (PLUG-8P8C-U-C5-SH).
Как правильно экранировать провод
В некоторых случаях приходится кабель экранировать своими руками. Таким образом, обеспечивается снижение восприимчивости проложенного кабеля к различным помехам. Одним словом, если кабель уже есть, но он без экрана, делаем следующее:
- Отключаем питание оборудования, с которым данный провод связан;
- Отсоединяем кабель;
- Берем обычную изоленту и начинаем обматывать проводники кабеля без просветов;
- Берем теперь обычную фольгу (для хранения пищевых продуктов) и обматываем проводку теперь ею, оставляя необмотанными участки размером полтора сантиметра от разъемов;
- Радом с разъемами поверх фольги наматываем по 20 витков луженого медного провода;
- Обматываем все еще раз изолентой, не оставив вообще никаких просветов.
Провод акустический экранированный
Вот и все. В случае установки акустической системы своими руками, кабель экранированный окажет только пользу. Чтобы получить больше информации касательно ЭК, рекомендуется посмотреть видео или фото – материалы хорошего качества. В процессе работы с кабелем желательно ознакомиться с инструкцией общего типа. Цена ЭК может быть разной, ведь все зависит от типа кабеля.
Особенности ЭК
При построении схемы АС с помощью ЭК, знание особенностей этого кабеля имеет очень важное значение. Отметим интересный факт
Слово «экранированный» позаимствовано из английского языка, где оно означает не только «экран», но и «защиту». Если быт точными, то в западной терминологии принято различать Screened провод и Shielded провод, который и является комбинированным типом ЭК (фольга/оплетка).
Конструктивное различие экранов
Помимо основных отличий, экраны также отличаются конструктивно:
- Пленка из фольги укладывается металлической стороной внутрь и продольно. Подразумевается прокладка дренажного проводника;
- Слой металла повернут наружу (используется при двух слоях защиты);
- Фольга укладывается внахлест и имеет продольный шов.
Измерения межкабельных наводок
Компания ITT NS&S, Великобритания, провела исследования межкабельных наводок для двух типов кабелей: неэкранированных и экранированных. Жгут состоял из двух кабелей. Это не худший вариант. Как показано на схеме 1, связка из нескольких кабелей может создавать эффект суммарных шумов. Увеличение числа кабелей в связке усложняет картину наводок. С одной стороны, взаимодействующие пары удаляются друг от друга, с другой — возникает больше комбинаций наводок.
Целью эксперимента было сравнение уровней двунаправленных (NEXT) и двунаправленных межкабельных наводок (Alien NEXT) в связке неэкранированных и экранированных кабелей.
Для измерений использовалось следующее оборудование и элементы:
- векторный сетевой анализатор Rohde & Schwarz ZVRL;
- волновые адаптеры Minns;
- резисторы нагрузки с активным сопротивлением 100 Ом.
Для сравнения были выбраны:
- два неэкранированных кабеля категории 6 длиной 90 метров
- два экранированных кабеля категории 6 длиной 90 метров ISCS XE компании ITT NS&S;
Кабели длиной 90 метров были проложены параллельно и фиксированы стяжками через 30 см. Измерительный прибор был подключен в соответствии со схемой 3.
Для согласования волнового сопротивления прибора и кабелей использовался волновой адаптер (ВА) с диапазоном частот 1 — 250 МГц. Не задействованные пары были нагружены резисторами с сопротивлением 100 ом.
Сначала измерялись традиционные двунаправленные наводки. Результаты измерений шести комбинаций двунаправленный наводок (NEXT) в полосе частот 1 — 200 МГц фиксировались в табличной и графической форме.
Межкабельные наводки измерялись следующим образом. Сетевой анализатор подавал сигнал на синюю пару одного кабеля. Уровень наведенного сигнала измерялся в синей паре другого кабеля во всем диапазоне частот. Тестирование проводилось последовательно для каждой из пар.
Все измерения повторялись для линии экранированных кабелей категории 6.
Результаты документировались в табличной и графической форме.
Сравнение межкабельных наводок линии с максимально допустимыми значениями NEXT канала не случайно. Соединительные кабели соединяют жгутами настолько редко, что нет необходимости рассматривать такие ситуации особо
С другой стороны, важно представлять не превышают ли наводки в линии пределов, определяемых для канала
Как видно из графика 1 межкабельные наводки в неэкранированных линиях создают существенно больший шум, чем традиционные двунаправленные наводки. Они настолько значительны, что превышают значения NEXT для канала, определенные проектом категории 6. Это объясняется тем, что пары с одинаковым шагом скрутки оказываются уязвимыми для наводок от аналогичных пар.
Следует отметить, что на низких частотах эффект межкабельных наводок возрастает, так как отклонения в длине шага однотипных пар оказываются меньше по сравнению с длиной волны.
На графике 2 показаны уровни собственных и межкабельных перекрестных наводок экранированных кабелей ISCS XE. В этом случае межкабельные наводки на один — три порядка меньше двунаправленных наводок и на два — четыре порядка меньше пределов категории 6
Следовательно, для экранированных кабелей они могут не приниматься во внимание
Поэтому последующий анализ относится только к неэкранированным системам.
Профессия СБОРЩИК РЭА
§ 38. Разделка экранированных проводов, пайка и заземление экранов
Монтаж РЭА, приборов и систем производят экранированными проводами в тех случаях, когда эти провода (электрические цепи) подвержены воздействию помех или сами создают их. Экранирующие оплетки монтажных проводов заземляют, для чего используют специальные конструкции (рис. 70), выполненные на шасси прибора различными способами.
Рис. 70. Конструкции заземляющих лепестков:
а — высечка, б — лепесток на заклепке, в — лепесток на винте, г — стойка на заклепке, д — лепесток с шиной
Вывод заземляющих концов монтажных проводов оформляют холостой оплеткой (рис. 71, а) или гибким проводом, подпаянным к оплетке (рис. 71,б). Конец вытянутой холостой оплетки или гибкого провода припаивают к заземляющей конструкции шасси.
Рис. 71. Разделка экранированных проводов при заземлении экранов оплеткой (а) и гибким проводом (б):
1 — прокладка из изоляционного материала, 2 — нитяной бандаж, 3 — экранирующая оплетка, 4 — вытянутый экран, 5 — заземляющий провод, 6 — изоляционная трубка
При заделке концов экранирующей оплетки не допускаются повреждения изоляции провода, в том числе проколы изоляции провода отдельными проволочками экранирующей оплетки. Расстояние между концом экранирующей оплетки и торцом изоляционной оболочки провода выбирают в пределах 10—25 мм.
При разделке экранированных проводов раздвигают пряди экрана и протаскивают центральный провод в образовавшееся отверстие. После этого сдвигают экран на 10—15 мм в сторону длинного конца провода. Провод обматывают изоляционным материалом па длине 10—15 мм. Затем экран вновь сдвигают в первоначальное положение и поверх него накладывают нитяной бандаж, который покрывают клеем БФ-4 или АК-20. Применяют и другой способ разделки проводов. В этом случае гибкий луженый провод навивают на экранирующую оплетку (5 — 6 витков) и опаивают припоем ПОС-61. При этом под экранирующую оплетку в месте пайки на изоляцию кабеля наматывают 2 — 3 слоя теплоустойчивой изоляционной ленты, которую после намотки надвигают на оплетку, а затем навивают на нее провод и производят пайку. Место пайки закрывают изоляционной трубкой.
В этом случае, если конец экранирующей оплетки провода не подлежит заземлению (рис. 72), его освобождают от экрана, который подрезают на длину 10 — 25 мм. Под экран подматывают изоляционный материал (например, ленту из шелковой лакоткани в два слоя), а сверху него накладывают нитяной бандаж, покрытый нитроклеем.
Рис. 72. Заделка экранирующей оплетки:
1 — жила, 2 — изоляция. 3 — прокладка из изоляционного материала, 4 — нитяном бандаж. 5 — экранирующая оплегка
Правила нанесения изоляционных материалов
Порядок монтажа изоляции зависит от используемого диэлектрика.
Монтаж изоляционной ленты
В быту для нанесения защитного слоя нередко применяется изолента. Ее нужно использоваться следующим образом:
- Сделать скрутку токопроводящих жил и спаять их.
- Аккуратно нанести слой изоленты под небольшим углом по направлению к концу скрутки. При этом нужно сделать небольшой нахлест на участок основной изоляции.
- Затем скрутку следует загнуть параллельно кабелю.
- Нанести еще один слой диэлектрика. На этот раз – по направлению к основной изоляции.
Нанесение термоусадки
Изоляцию с помощью термоусадок выполняют по следующему алгоритму:
- Выбирается трубка нужного диаметра и длины.
- Термоусадка надевается на один из соединяемых кабелей.
- После этого концы проводников скрепляются скруткой.
- Изоляционная трубка передвигается на место стыка.
- После этого строительным феном или зажигалкой осуществляется прогрев участка соединения. Двигаться лучше от центра к краям, чтобы избежать образования воздушного мешка.
Работа с жидкими составами
Нанесение жидкой изоляции проводится в соответствии с инструкцией пользователя. Ее можно найти на поверхности упаковочной тары или на внутреннем вкладыше.
Так, процесс изоляции с помощью состава на основе полиуретана выполняется в следующем порядке:
- Подготавливается место соединения. Нужно удалить пыль, грязь и остатки старого диэлектрика.
- Компаунд заливается через специальный бандаж в муфту.
- После этого устанавливаются уплотнительные накладки, которые предотвращают вытекание компаунда.
Термический способ
Если возникает вопрос: как быстро снять изоляцию с провода, все средства хороши. Многие мастера просто обжигают кончики проводников зажигалкой или спичкой. Способ не самый лучший: Во-первых, может загореться кабель. Во-вторых, оставшаяся часть оболочки теряет свойства на расстоянии 1–2 см от зачищенного участка. И наконец, сам проводник (медный или алюминиевый), при таком термическом воздействии разрушается.
Если необходимо быстро зачистить провод, а режущих инструментов нет — можно использовать паяльник. Кончик проводника прижигается раскаленным жалом, после чего изоляция легко снимается.
Существуют термические инструменты промышленного исполнения.
Зачистка проводов от изоляции производится следующим образом: нагревательные элементы прижимаются к месту среза, коротким импульсом расплавляется оболочка, проводник остается нетронутым. Такие приспособления могут быть автономными, или входить в состав паяльных станций.
Преимущество проволочных термоэлементов:
- Нагрев происходит точечно, медная или алюминиевая жила не меняет свойств.
- Тонкая линия расплава не приводит к перерасходу материала.
- Вокруг оболочки образуется наплавленное герметичное кольцо, препятствующее проникновению влаги.
Единственное ограничение — это материал изоляции. Термо зачистка применяется только в кабелях с поливинилхлоридной изоляцией. Оболочка из фторопласта или резины может быть удалена лишь механическим способом.
Как правильно удалить изоляцию без брака?
Защитное покрытие любого многожильного медного провода должно быть двоякофункциональным: крепким и при этом эластичным. Другими словами, не допускать на медь влаги и последующего окисления провода и легко поддаваться частичному необходимому съему с жилы. Вам поможет наша пошаговая инструкция, как правильно зачищать провода.
Какие повреждения стоит ожидать от непрофессиональной зачистки концевика провода?
- уменьшение сечения проводника;
- изломы части медных нитей в жиле и падение прочностной характеристики;
- скрытые дефекты при использовании тупых зачистных устройств – от растяжки и сгибания;
- потеря части медных ниток в многожилке;
- загрязнение остатками изоляции токопровода.
Экранирование сигнальных проводов
Экранирование – это защита сигнального провода от шума либо нежелательных сигналов.
Сигнальные провода имеют высокое качество передачи сигналов благодаря их экранированию и выполнению в виде витой пары для обеспечения лучшей согласованности их продольных импедансов и импеданса «на землю». На высоких частотах из-за разницы между длиной проводов и частотными характеристиками их импедансов могут возникать синфазные помехи.
Методы экранирования сигнальных проводов учитывают пути прохождения помех.
Для полного устранения неблагоприятного воздействия паразитной емкостной связи применяют электростатический экран, выполненный в виде проводящей трубки. При этом правильно заземлять электростатический экран лишь со стороны источника сигнала. На рис. 1 показано, как неправильно заземлять электростатический экран.
На рис. 2 показано гибридное заземление, являющееся наиболее популярным способом при передаче широкополосного сигнала от отдаленного источника с большим сопротивлением.
Изготовление экрана, который будет надежно защищать от паразитных индуктивных связей, гораздо сложнее, нежели классического электростатического экрана. Для изготовления нужен материал, имеющий повышенную магнитную проницаемость. К тому же толщина такого экрана должна заметно превосходить толщину электростатических экранов.
Для частот менее 100 кГц возможно применение стальных экранов или экранов из пермаллоя (сплав железа и никеля). Для более высоких частот подойдут экраны из меди или алюминия.
Так как экранирование магнитной составляющей помехи является сложным, необходимо особо уделять внимание уменьшению индуктивности сигнального кабеля и выбору подходящей схемы приемника и передатчика. На рис
3, 4, 5 и 6 показаны схемы подключения усилителя и экрана, обеспечивающие различные среднеквадратичные амплитуды помех.
Для большинства, например, температурных датчиков у источников сигнала нет защитного заземления, а потому электростатический экран используется наряду с усилителем дифференциального типа и резисторами на выходе. Схема заземления экрана в данном случае – см. рис. 3.
Особенности ЭК
При построении схемы АС с помощью ЭК, знание особенностей этого кабеля имеет очень важное значение. Отметим интересный факт
Слово «экранированный» позаимствовано из английского языка, где оно означает не только «экран», но и «защиту». Если быт точными, то в западной терминологии принято различать Screened провод и Shielded провод, который и является комбинированным типом ЭК (фольга/оплетка).
Конструктивное различие экранов
Помимо основных отличий, экраны также отличаются конструктивно:
- Пленка из фольги укладывается металлической стороной внутрь и продольно. Подразумевается прокладка дренажного проводника;
- Слой металла повернут наружу (используется при двух слоях защиты);
- Фольга укладывается внахлест и имеет продольный шов.
Применение металлической плетенки для экранирования
Плетенка металлическая При монтаже разнообразных радиоэлектронных и электротехнических устройств важно обращать внимание на проблему их помехозащищенности. Неправильный подбор схемы подключения, неудачный способ разведения кабелей, неверная схема заземления и экранирования — все это может привести к сбоям в работе и даже полному отказу приборов. Обычно для устранения влияния посторонних электромагнитных полей на приборы, электромеханизмы и оборудование при выполнении монтажных работ или подключении к силовым сетям, а также прокладке кабельных линий используется экранированный кабель
Обычно для устранения влияния посторонних электромагнитных полей на приборы, электромеханизмы и оборудование при выполнении монтажных работ или подключении к силовым сетям, а также прокладке кабельных линий используется экранированный кабель.
Методы выхода из сложившейся ситуации
Для решения возникшей проблемы необязательно производить полную замену кабелей, достаточно устроить дополнительное экранирование, которое позволит существенно снизить влияние электромагнитных полей. Конструктивно его можно выполнить следующими способами:
• установив ограждающий металлический экран;
• напылить на внутреннюю поверхность корпуса оборудования токопроводящие материалы.
Однако бывают конструкции и ситуации, когда применение подобных экранов невозможно или нецелесообразно. В таком случае можно выполнить экранирование своими руками, локализовав, таким образом, источник электромагнитных помех. Суть экранирования — это ограничение в пространстве электромагнитной энергии, которая вырабатывается источником поля. Очень часто в электроприборах защиту от взаимного влияния проводов и кабелей производят с помощью экрана в виде оплетки из медных проволок или обмотки металлизированной фольгой. Эти экраны подразделяются на 2 вида:
Самым оптимальным методом, позволяющим правильно экранирование проводов своими руками, является применение металлической экранирующей плетенки, которая уменьшает энергию электромагнитных волн методом отражения энергии либо поглощением энергии проводящей средой. Материал, из которого она изготавливается, обязан обеспечивать максимально возможную защиту и ослаблять помехи, образуемые электромагнитным полем. Тип материала в данном случае выбирается в зависимости от природы поля помех — магнитной или электрической.
Металлическая плетенка и ее виды
Однако бывают конструкции и ситуации, когда применение подобных экранов невозможно или нецелесообразно. В таком случае применяется металлическая плетенка (плетенка экранирующая). Она уменьшает энергию электромагнитных волн методом отражения энергии, либо поглощением энергии проводящей средой. Материал, из которого она изготавливается, обязан обеспечивать максимально возможную защиту и ослаблять помехи, образуемые электромагнитным полем. Тип материала в данном случае выбирается в зависимости от природы поля помех — магнитной или электрической.
Экранирующая плетенка — марки и материалы
В зависимости от природы помех и условий эксплуатации кабеля металлическая экранирующая оплетка для кабеля имеется различные исполнения. Некоторые из них:
• медная плетенка ПМЛ, луженая оловянно-свинцовым припоем ПОС-40 для умеренного климата (ПМЛ УЗ) и оловом для тропического климата (ПМЛ Т2);
• ПМЛОО из медной проволоки, луженой оловом;
• ПМЛОС из медной, посеребренной проволоки;
• ПМЛОН из медной никелированной проволоки;
• ПБАМО из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из олова;
• ПБАМС из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из серебра;
• ПБАМН из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из никеля.
При использовании кабелей с оплеткой следует учитывать, что:
• такая защита требует больше места в корпусе по сравнению с обычными проводами;
• оплетка должна быть соединена с корпусом для создания экранирующего эффекта;
• монтаж экранированных проводов сложнее, чем незащищенных.
Плетенка ПМЛ и плетенка ПСО
Плетенка медная луженая ПМЛ используется при экранировании проводов и кабелей для предотвращения негативного влияния электромагнитных помех на работу различных приборов, применяемых в народном хозяйстве. Провода также можно использовать для заземления различных типов устройств. Плетенка имеет следующие размеры:
| Размеры плетенки | Наименьший диаметр экранируемого (бронируемого) изделия, мм | Наибольший диаметрэкранируемого (бронируемого) изделия, мм |
| 3х6 | 3 | 6 |
| 6х10 | 6 | 10 |
| 10х16 | 10 | 16 |
| 16х24 | 16 | 24 |
| 24х30 | 24 | 30 |
| 30х40 | 30 | 40 |
| 40х55 | 40 | 55 |
Сравнение и анализ
На графике 3 сведены результаты измерений межкабельных наводок неэкранированных и экранированных кабелей. Для анализа влияния межкабельных наводок на работу Gigabit Ethernet приведены максимально допустимые уровни наводок канала категории 5е.
Кроме того, показан уровень затухания для канала категории 5е и превышения сигнала над шумом без учета компенсации NEXT методом цифровой обработки сигналов (на графике 3 — ACR Gigabit Ethernet without DSP). Динамический диапазон, требуемый для работы протокола, выделен вертикальной штриховкой зеленого цвета.
Полоса частот протокола Gigabit Ethernet составляет 125 МГц. Это определяется пятиуровневым кодом PAM 5 с двухбитовым кодированием.
График наглядно показывает, почему проблема межкабельных наволок не имеет значения на частотах ниже 30 МГц. Несмотря на то, что суммарные межкабельные наводки больше двунаправленных наводок (NEXT) категории 5е, превышение мощности сигнала над уровнем шумов является более чем достаточным — около 30 дБ или 103раз.
На частотах выше 30 МГц суммарные межкабельные наводки неэкранированных кабелей не превышают допустимые значения NEXT категории 5е. Тем не менее, они могут повлиять на работу гигабитных приложений, поскольку их невозможно компенсировать процессорной обработкой.
В районе максимальных частот на графике 3 можно видеть, что сигнал в буквальном смысле слова извлекается из шумов. Фактически так и происходит. На сумматор, обозначенный знаком «+» на схеме 2, цифровые сигналы двунаправленных наводок и возвратных потерь от всех смежных пар подаются в противофазе и подавляются. Таким образом, сигналы на входе в приемник выделяются из шумов.
Однако возвратные потери (Return Loss), однонаправленные наводки (FEXT) и межкабельные наводки (Alien NEXT, Alien FEXT) невозможно уменьшить таким образом. Другими словами, уровень межкабельных наводок должен быть на 6 дБ меньше, чем межпарных. Разница на графике в диапазоне частот 70–125 МГц не превышает 4 дБ.
В результате, возможно увеличение битового коэффициента ошибок и появление других проблем работы протокола Gigabit Ethernet в системах категории 5е на каналах максимальной длины.
Следует отметить, что измерения проводились между парами двух смежных кабелей. Это не худший из возможных вариантов прокладки, которые могут включать жгуты до 12 кабелей. Расчетные параметры суммарных межкабельных наводок и их влияние на уменьшение частотного диапазона категории 6 приведены на графике 4.
Проект стандарта категории 6 определяет диапазон частот канала величиной 200 МГц. Результаты измерений компании ITT NS&S продемонстрировали уменьшение частотного диапазона даже для связки из двух неэкранированных кабелей. С учетом суммарных межкабельных наводок частотный диапазон составит около 160 МГц
Принимая во внимание невозможность компенсации межкабельных двунаправленных наводок методом цифровой обработки сигналов (ЦОС), для жгутов из шести и более кабелей полоса частот может сузиться до 120–130 МГц
Международная организация стандартизации (ISO) изучает ограничения полосы частот категории 6, вызываемые межкабельными наводками. Вариантом решения проблемы является разработка методики их измерений. Если окажется, что межкабельные наводки превышают допустимые значения, потребуется принятие специальных мер. Среди них — ужесточение параметров кабелей или изменение правил прокладки.
Межкабельные наводки можно контролировать тремя методами:
- уменьшением источников шумов, что улучшает параметр сигнал / шум кабеля. Для этого придется ужесточить спецификации категории 6;
- изменением параметров монтажа. Это приведет к ограничениям в использовании кабельных связок, недопустимости полного заполнения коробов;
- применением экранированных кабелей.
Контроль межкабельных наводок требует учета многих факторов. Невозможность тестирования во время или после монтажа ставит под сомнение эффективность решения проблемы только соблюдением рекомендаций монтажа.
Однако для уже установленных систем категорий 5е и 6 данные мероприятия не применимы, что может привести к проблемам не только для будущих приложений класса E но и для действующего протокола Gigabit Ethernet. Следует также учесть тот факт, что допустимое затухание в системах категории 5е на несколько децибел выше, чем категории 6. В результате диапазон частот оказывается урезанным еще на 15–20 МГц.
До того времени, когда выход будет найден, простейшее и наиболее эффективное решение — выбор экранированных систем. Экранированные системы компании ITT NS&S обеспечивают решение проблемы межкабельных наводок и беспроблемную работу гигабитных приложений.
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
Тема: Сетевой кабель 220 вольт с экраном
Сетевой кабель 220 вольт с экраном
Имеется 3-х жильный сетевой кабель Furukawa Electric с общим экраном.
Куда подключать экран?
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Созданные темы
Re: Сетевой кабель 220 вольт с экраном
Сообщение от purpleman
Имеется 3-х жильный сетевой кабель Furukawa Electric с общим экраном.
Куда подключать экран?
А вы для чего его (экран) планируете использовать? Для безопасности или для попыток бороться с помехами?
И какие точки подключения у вас есть в помещении и какие потенциально могут быть реализованы?
Экранирование в электрических сетях
Для защиты электротехнического оборудования от помех и прочих электромагнитных влияний достаточно эффективной мерой является экранирование. Согласно ГОСТ 30372-95, экранированием называется способ ослабления электромагнитной помехи с помощью экрана, имеющего высокую электрическую и (или) магнитную проводимость.
Физика экранирования
В электроэнергетике используются частоты 50 или 60 Гц. Гармоники от них можно принимать во внимание в диапазоне примерно до 1,5 кГц, если речь идет о воздействии на силовое оборудование (о средствах связи будет сказано отдельно). Спектр молнии очень широкий, помехи для радиосвязи наблюдаются вплоть до частоты 30 МГц. Тем не менее, пик спектра удара молнии находится в районе 500 Гц.
На низких частотах пригодна модель, предложенная еще Фарадеем. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию в толще экрана. В результате на поверхности внутри экрана находятся электрические заряды, противоположные по знаку зарядам на внешней поверхности. В итоге поле от этих зарядов компенсирует внешнее электрическое поле.
Экранирование от магнитного поля низкой частоты обусловлено тем, что, при коэффициенте магнитной проницаемости материала экрана много большим 1 и достаточной толщине конструкции силовые линии магнитного поля проходят по экрану, не попадая в пространство, заключенное внутри него.
Совсем не обязательно, чтобы экран был выполнен из сплошного листа без отверстий. В экране могут быть отверстия. Мало того, он может представлять собой клетку из электропроводящего материала. Такой вариант экрана называется «клетка Фарадея». Но при этом должно соблюдаться условие: линейные размеры отверстий или шаг между прутьями сетки по линейным размерам меньше (в идеале — много меньше) длины волны излучения, от которого производится экранирование. Также важен хороший электрический контакт (в идеале — сварка) между прутьями клетки.
Согласно ГОСТ Р 51317.1.2-2007 (МЭК 61000-1-2:2001) «Совместимость технических средств электромагнитная. Методология обеспечения функциональной безопасности технических средств в отношении электромагнитных помех» под низкими частотами применительно к экранированию подразумеваются частоты ниже 9 кГц.
На частотах выше 9 кГц при рассмотрении явления экранирования используется иная модель. Если предельно упростить процессы для облегчения понимания, то экран на высоких частотах работает следующим образом. Под действием внешнего излучения в экране возникают вихревые токи. Эти токи создают электромагнитное поле, компенсирующее внешнее воздействие.
Экранированные кабели
Некоторые типы силовых кабелей имеют экран. Чаще всего это экран представляет собой металлическую ленту, которой обмотана изоляция токопроводящих жил. Также встречаются варианты экрана из толстой проволоки и комбинация толстой проволоки и металлической ленты. Известны конструкции кабелей с экранами из токопроводящей бумаги и токопроводящей резины. Очень редко можно встретить силовые кабели с экраном, представляющим собой оплетку из тонкой проволоки, хотя для сигнальных кабелей такая конструкция весьма распространена.
Сечение экранированного силового кабеля для прокладки под землей в траншее
Экранирование кабелей применяется в следующих основных случаях:
- Кабели на напряжение свыше 2 кВ, проложенные в земле или в воде, а также проходящие в непосредственной близости от металлических конструкций. Наличие экрана предотвращает возникновение коронных разрядов между токопроводящими жилами и почвой (водой, металлическими конструкциями). Такие разряды приводят к разрушению изоляции кабеля.
- Рядом с силовым кабелем проходят сигнальные кабели, чувствительные к наводкам. Это требование закреплено в ПУЭ-7, п. 3.4.11
- Кабели, соединяющие частотно-регулируемый привод с мотором. Это связано с тем, что энергия по такому кабелю передается на частотах порядка десятков кГц.
Силовые кабели, прокладываемые в земле и в воде, также часто имеют металлическую броню. Эта броня предназначена для механической защиты кабеля, тем не менее, она обладает экранирующими свойствами. Согласно ПУЭ-7, п. 3.4.11, наличие брони или металлической оболочки обязательно для кабеля, соединяющего вторичную обмотку трансформатора на напряжение 110 кВ и выше, со щитом.
Экранированные токопроводы
На объектах генерации и высоковольтных подстанциях нашли свое применение комплектные пофазно-экранированные токопроводы. В них токопровод каждой фазы заключен в замкнутый непрерывный экран. При этом экран может быть герметичным, при больших напряжениях в него закачивают элегаз. Экраны подключают в одной точке к контуру заземления объекта.
Главные функции, которые выполняют пофазно-экранированные токоотводы — уменьшение взаимодействия между проводниками при внешних коротких замыканиях, а также устранение нагрева индуцированными токами расположенных поблизости конструкций из металла и железобетона. Другие важные функции экрана — защита токопровода от пыли и влаги, повышение безопасности эксплуатации и обслуживания.
Требования СО 153-34.21.122-2003
Вопросы экранирования с целью защиты от вторичного воздействия молнии рассмотрены в СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Этот документ рекомендует использовать, при наличии такой возможности, в качестве экрана металлическую арматуру здания.
Арматура железобетонного здания обладает свойством экранирования
При электрическом соединении элементов арматуры друг с другом объекта получается «клетка Фарадея». Она защищает от электромагнитных воздействий удара молнии оборудование внутри здания. Арматура, согласно инструкции, должна быть соединена с системой молниезащиты здания.
В том случае, когда внутри защищаемого пространства имеются экранированные кабели, их экраны соединяются с системой молниезащиты на обоих концах и на границах зон. При прокладке кабелей между зданиями, если экран кабеля выдерживает ток молнии, дополнительное внешнее экранирование не требуется. Иначе для защиты кабеля рекомендуется размещать его в металлической трубе или экранированном коробе. Внешний экран или собственный экран кабеля на обоих концах соединяют электрически с общими заземляющими шинами зданий.
Экранирование для защиты оборудования и персонала
На понизительных станциях и открытых распределительных устройствах, находящихся под напряжением 300 кВ и выше, уровень электромагнитного излучения от оборудования опасен для обслуживающего персонала. В связи с этим применяются защитные меры в виде металлических сеток, магнитных экранов из материалов с высокой магнитной проницаемостью и т. п. Соответствующие рекомендации приведены в п. 4.2 ПУЭ-7.
В современной электроэнергетике широко применяются разнообразные устройства связи. В частности, цифровизация энергетики без них невозможна.
Электроэнергетическое оборудование и линии электропередач является источником широкополосных помех. Для нормальной работы систем связи, установленных на подстанциях, необходимо обеспечить надежное экранирование слаботочного оборудования. С этой целью аппаратуру связи устанавливают в металлические шкафы, подключенные к общему контуру заземления объекта. Поскольку на работу средств связи могут оказывать влияние даже помехи с длиной волны порядка нескольких сантиметров, конструкция шкафа не должна иметь в себе крупных отверстий. При необходимости контролировать работу оборудования связи через смотровое окно, применяется экранирование окна токопроводящей сеткой, либо установка в окно токопроводящего стекла. Указанные элементы должны иметь электрическое соединение со шкафом.
Экранирование средств связи в электроэнергетике регламентируется семейством стандартов ГОСТ МЭК 6100, а также стандартами организаций. Данное экранирование должно защищать аппаратуру связи от составляющих спектра выше 9 кГц, т. е. относится к категории высокочастотного экранирования. Для высоких частот металлический экран может быть тонким, но важна его высокая проводимость.