Электрические устройства – двигатели, компьютеры, передатчики – при работе создают электромагнитные поля, которые способны мешать другой технике. Чтобы нивелировать их негативное влияние, нужно провести экранирование провода. Что это такое рассказывают специалисты компании A-Radio.

Что такое экранирование кабеля

Экранирование провода – это обработка электропроводящей жилы специальным защитным слоем из металла (фольга, обмотка из тонкой проволоки, металлизированная пленка).

Главная цель такой преграды – защитить сигнал в электропроводе от чужеродных магнитоэлектрических флуктуаций и в тоже время уменьшить его собственные, так как они не должны мешать работе других устройств. Благодаря чему обеспечивается константная передача звука и электроэнергии, что важно при наличии значительных посторонних электромагнитных полей и функционировании чувствительной аппаратуры.

Где востребованы экранированные провода:

  • аудиокабели – для устранения скрипов, шуршания и нежелательного фона;

  • сетевые (Ethernet, телефонные соединения);

  • монтажные кабели и провода в индустриальных установках – для стабильности сигналов управления аппаратурой;

  • ВЧ-жилы – для сохранения стандартов трансляции;

  • медицинские приборы – для точности показаний.

В быту экранированные кабели встречаются реже (только в наушниках или HDMI-шнурах), но в машиностроении, компьютерной инфраструктуре их использование практически норма.

Конструкция экранированного кабеля

На рынке представлено множество наименований экранированных кабелей, которые различаются по материалам, способам изготовления и степенью нейтрализации радиопомех.

Металлизированный барьер защищает жилу от внешних электромагнитных воздействий и одновременно уменьшает собственное излучение, он может быть индивидуальным или общим. Ее компоновка:

  1. Центральный проводник из Cu или Al, который передает основной сигнал. Его окружает изоляционный уровень, который предотвращает нежелательный контакт с другими материалами, поддерживает стабильное расстояние между проводником и экраном различной конструкции.

  2. Внешняя оболочка – из инертных диэлектриков (ПВХ, полиэтилен). Ее задача: механическая и влагоустойчивость, нечувствительность к ультрафиолету и другим внешним воздействиям.

  3. Дополнительные элементы – например, в coaxial-разновидностях иногда добавляют дренаж для упрощения земельного контура.

Способы экранирования кабелей

Отражатели могут быть выполнены в форме оплетки, спирали или фольги, из меди, алюминия и других проводящих материалов. Сверху располагается оболочка, которая защищает их от механических повреждений, влаги и химических агентов, перепадов температур.

Архитектура системы в зависимости от ее физического строения:

  1. Оплетка – из тонкой медной или луженой проволоки, сплетенная в сетку. Такая изоляция обладает хорошей гибкостью и механической прочностью, высокой проводимостью и эффективно снижает уровень низко- и среднечастотных помех. Степень противодействия зависит от плотности покрытия (40–95%).

  2. Спиральный – выполняется из проволоки, намотанной вокруг сердечника по спирали. Отличается повышенной гибкостью по сравнению с оплеткой. Используется в магистралях, которые подвергаются частым изгибам и перемещению.

  3. Фольгированный – его преимущество малый вес и толщина, но при этом обеспечивается высокий уровень защиты. Отлично блокирует высокочастотные электромагнитные колебания. Обычно применяется в паре с продольным проводником для удобного зануления или вместе с оплеткой.

  4. Продольные – тонкая электромагистраль, проложенная параллельно вдоль всей длины электролинии. Применяется с фольгированным (коаксиальный кабель, аудио) и прочими видами экранов, где нужно максимально надежное противодействие или заземление.

  5. Многокомпонентные – сочетание нескольких технологий. Например, алюминиевая фольга и поверх нее медная оплетка. Это обеспечивает максимальное подавление электроколебаний и высокую устойчивость к внешним воздействиям. Фольга защищает от высоких частот, а оплетка или спираль — от низких. Такой вариант применяется в системах связи, медицине и промышленности.

  6. Экранирование каждой пары или электропровода отдельно – в многожильных и витых парах каждая из них может иметь свой отражатель. Это повышает устойчивость к перекрестным наводкам. Часто используется в компьютерных соединениях.

Выбор подходящей модификации фильтрации определяется условиями эксплуатации оборудования: диапазоном частот помех, требованиями к гибкости или прочности, экономической целесообразностью.

Виды экранированных проводов

Экранированные провода классифицируются по типу фильтра, конструкции и применению. Первые мы уже рассмотрели.

По типу конструкции

Разработаны 3 модели экранированных кабелей:

  • Коаксиальный – один «стержень», которые окружен «пирогом» из прочих компонентов. Обеспечивает качественную защиту, подходит для высокочастотных сигналов. Сфера применения: телевидение, радиочастоты, интернет.

  • Витая пара – основой являются 2 скрученных шнура, которые защищены экраном. Устойчивы к перекрестным помехам. Устанавливаются в локальные сети.

  • Многожильные экранированные кабели – из нескольких составляющих, которые защищены одним фильтром частот. Используются в промышленной автоматике.

По функции

По сфере применения выделяют 4 основных типа экранированных кабелей:

  • сигнальные – например, микрофон с шумоподавлением;

  • силовые – для передачи электроэнергии, в промышленном оборудовании;

  • для транспортировки информации – например, витая пара в компьютерной технике;

  • коаксиальные – для ПК, видеотехники.

По уровню блокировки

Этот параметр зависит от количества защитных оболочек токопроводящего шнура. Либо один слой, либо несколько, которые выполнены из комбинации материалов. Последние используют в высокочувствительных системах или при сильных искажениях.

Экранирование кабеля и помехи

Помехами называют нежелательные электрические сигналы, которые воздействуют на линию. Их источником является любая техника, они могут приводить к искажениям сигнала, утрате данных.

Экранирование создает барьер между проводником и внешними электромагнитными полями. Металл отражает или поглощает нежелательные электроколебания, предотвращая их попадание на сигнал.

Влияние класса экрана на качество защиты от EMI:

  • фольгированный – эффективен от высокочастотного загрязнения;

  • оплетка – такой экранированный провод закрыт от низкочастотных колебаний и механически устойчив;

  • комбинированный (первый + второй вариант) – максимальная изоляция от электромагнитных колебаний;

  • ленточный экранированный провод – встречается редко, преимущественно в коаксиальных магистралях.

Категория изоляции подбирается в зависимости от частоты и силы помех, гибкости и подвижности электротроса, необходимости его зануления. Что влияет на качество защиты:

  • конструкция и плотность экранированного кабеля;

  • качество заземления и материалов;

  • повторяемость электропомех.

Также следует учитывать влияние экономического фактора. Цена экранированных проводов существенно выше, чем безбарьерных вариантов.

Какой тип кабеля лучше

Выбор «лучшей» модификации зависит от условий эксплуатации и задач, которые должен решать такой шнур. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки.

Сравним краеугольные моменты:

  • обмотка – подвижная и прочная, но не всегда удовлетворительно противодействует ВЧ-диапазону;

  • медный или алюминиевый лист – легкая, тонкая, отлично блокирует высокие частоты, но хрупкая и менее устойчива к изгибам;

  • спиральная намотка – гибкая, подходит для подвижных жил, но эффективность ниже, чем первых двух вариантов;

  • комбинированные экранированные кабели – эффективно блокируют широкий диапазон ритмов, но отличается небюджетной стоимостью.

Подведем итоги: для подвижных и гибких жил используйте спираль или плетенку. Для высокочастотных импульсов – только фольга или многокомпонентные вариации.

Экранирование провода играет ключевую роль в обеспечении стабильной работы электрических и электронных систем. Выбор правильного типа защиты зависит от требований к его гибкости и прочности, условий эксплуатации, диапазона и силы помех.