Как определить экран кабеля

Зачем кабелю экран?

Поскольку электрические кабели проводят ток, он образует электромагнитное излучение. Такое излучение формирует радиопомеху, телепомеху и шум. При расположении рядом нескольких поводов и пропуска электрического тока по ним, они будут формировать наводки, которые действуют друг на друга. Электрический провод не только осуществляет излучение, но и принимает его. Конечно, это влияет на подключение оборудования. Чтобы защитить его от помехи, формируется экран.

Поскольку электрические кабели проводят ток, он образует электромагнитное излучение. Такое излучение формирует радиопомеху, телепомеху и шум. При расположении рядом нескольких поводов и пропуска электрического тока по ним, они будут формировать наводки, которые действуют друг на друга. При этом электрический кабель не только осуществляет излучение, но и принимает его. Конечно, это влияет на подключение оборудования. Чтобы защитить его от помехи, накладывается металлический защитный слой — экран. В результате, изоляция защищает кабель от механического повреждения, а экранирование — от шума, наводки.

Принцип работы экрана

Экран может окружать оплетку электрического провода, отражать электромагнитное излучение или перенаправлять его на поверхность земли. На 100% он не может обеспечить защиту провода, но он устраняет малую паразитную энергию, которая создается при негативном воздействии на текущий процесс. В зависимости от того, какое назначение имеет электрический провод, количество и проводниковый тип, отличается и способ экранирования. Стоимость экранированного изделия больше благодаря дополнительным материалам и производственному оборудованию.

Основной характеристикой экранов служит перевод наводок на землю. Это осуществляется благодаря концевой заделке (муфте).

Конструкция

Экранированию подлежит целиковый кабель с его отдельными составляющими. Зачастую экранированию подлежат проводниковые пары для уменьшения влияния помех на электрический кабель. Внешняя кабельная часть защищается от помех с помощью фольгирования алюмополимерной пленкой и фольгой, имеющей луженную проволочную оплетку.

Экраны имеют существенное отличие друг от друга. Пленка кладется на край проводника или продольно. Этот шов заклеивается. Обычно такую конструкцию изготовители дополняют с помощью дренажной проволоки. Она выступает в качестве дополнительного шунта, если повреждается фольгированное покрытие. От того, какую имеет толщину пленка, также много зависит. Чрезмерно толстая поверхность материала повышает кабельное изделие в объеме, увеличивает цену на него. Слишком тонкая приводит к снижению прочности и эффективности экрана. Изготовители не превышают толщину пленки в 100 мкм.

Оплеточная защита обладает своими особенностями. Но лучшие показатели показывает комбинированная пленка. Стоит указать, что пленочное экранирование применяется при токе в 50 микроампер. При среднем токе используется комбинированный способ. В силовом кабеле используется медная или алюминиевая оплетка. При этом оплеточное покрытие не защищает всю площадь с проводниковыми линиями. Этот показатель находится в пределах 95% от общей площади покрытия. Эффекта больше приносит медная оплетка, но она стоит дорого.

Комбинированное экранирование популярно благодаря применению на компьютерной технике и локальных сетях. Однако такие кабели можно укладывать в чрезмерно зашумленных условиях. Защита от помех с успехом применяется в других проводниковых изделиях мира.

Источник

Что значит экранированный кабель и сфера его применения?!

Довольно часто на промышленных объектах, в производственных цехах, офисных зданиях и т. д. возникает потребность совместной прокладки кабелей различного назначения в одной траншее, лотке, кабельном канале и пр . Изоляция токопроводящих жил и оболочка кабелей не обеспечивают действенной защиты от электрических шумов и паразитарных электромагнитных излучений, возникающих благодаря токам, протекающим по кабелю, и негативно влияющих на работу оборудования. Для таких условий прокладки потребуется кабель с экранированными жилами .

ВАЖНО! Электромонтажные работы следует проводить только с полным соблюдением требований техники безопасности .

Для чего нужен экранированный кабель

В зависимости от условий эксплуатации, кабели могут являться не только источниками электромагнитных волн, но и выступать в роли антенны, улавливающей наведенные излучения. Экран, входящий в конструкцию кабеля, служит для его защиты от внешних помех, создаваемых другими источниками, а также не позволяет внутреннему магнитному полю оказывать воздействие на кабели, проложенные рядом. Кроме того, экран дает возможность выполнить заземление кабеля, а при соединении отрезков кабеля с помощью муфт – исключить возникновение разности потенциалов на его оболочке. Экранированный кабель выпускается с экранами, изготовленными из электропроводящей бумаги , с пециальных полимерных композиций , фольгированных лент , в виде повива или оплетки из медной проволоки , а также в комбинированном варианте .

Схема экранированного кабеля

Свойства экранированного кабеля напрямую зависят от его целевого назначения, поэтому конструкция кабелей разного типа отличаются друг от друга. Для силовых кабелей с номинальным напряжением до 3 кВ экран на скрученные токопроводящие жилы обычно накладывается общий экран из фольгированного материала или оплетки из медной проволоки, а у кабелей для передачи данных, помимо общего экрана, защищенными от воздействия электромагнитных полей могут быть индивидуальные пары. Маркировка экранированных кабелей отличается от других типов кабеля наличием в буквенной аббревиатуре литеры «Э». Однако для силовых кабелей на напряжение выше 6 кВ наличие экрана в конструкции является обязательным, поэтому буква «Э» в обозначение экранированного кабеля может не вноситься.

Типы экранированных кабелей

По своему назначению, экранированный кабель с медными или алюминиевыми жилами может быть:

• силовой , рассчитанный на переменное напряжение до 220 кВ частотой до 50 Гц. В зависимости от величины напряжения, экран может накладываться непосредственно на токопроводящие жилы или после их изоляции.

• контрольный , используемый для передачи сигналов от различных датчиков к измерительным приборам. В этом случае применение экранированного кабеля требуется для защиты передаваемых сигналов от воздействия внешних электромагнитных помех.

• комбинированный, состоящий из силового и управляющего кабеля, заключенных в одну оболочку .

Источник

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.

Источник

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.

Источник