Экранирование кабелей: зачем нужно и какие виды бывают

Экран в кабеле — это проводящий слой (металлическая оплётка, фольга или их комбинация), расположенный между внутренними токопроводящими жилами и внешней оболочкой. Его основная задача — служить барьером для электромагнитных полей.

Экран работает в двух направлениях:

• Защищает проводники внутри кабеля от внешних электромагнитных помех, которые могут исказить полезный сигнал
• Препятствует излучению электромагнитного поля от самого кабеля во внешнюю среду, что особенно важно для конфиденциальных линий связи

Простыми словами: экранированный кабель — это кабель в «защитном кожухе», который не даёт внешним помехам испортить сигнал и не позволяет сигналу «утекать» наружу.

Почему это важно: вокруг любого проводника с током создаётся магнитное поле. Если это поле пронизывает расположенный поблизости другой проводник, там наводится паразитное напряжение (принцип трансформатора). Это может приводить к искажению сигналов, ошибкам в работе оборудования и даже ложным срабатываниям систем управления.

Экранирование кабеля выполняет четыре основные функции:

Защита от внешних электромагнитных помех. Экран предотвращает проникновение в кабель излучений от работающего рядом оборудования — мощных электродвигателей, преобразователей частоты, генераторов, сварочных аппаратов. Например, экранированный кабель для интернета меньше подвержен наводкам от проложенных рядом силовых линий.

Устранение взаимных наводок между цепями. В многожильных или многопарных кабелях экран (общий или индивидуальный) снижает перекрёстные помехи (crosstalk) между соседними парами. Это особенно критично для витых пар, линий связи и систем передачи данных.

Заземление и безопасность. Металлический экран, подключённый к земле, отводит токи помех на заземление, выравнивает потенциалы и повышает электробезопасность. В силовых кабелях экран служит путём для токов утечки и токов короткого замыкания.

Дополнительная механическая прочность. Оплётка или металлическая лента под оболочкой повышают устойчивость кабеля к растягивающим усилиям и защищают изоляцию от повреждений.

Существует три основных конфигурации экранирования:

Общее экранирование

Один экран охватывает весь пучок жил кабеля под внешней оболочкой. Такой экран защищает все проводники от внешних помех и уменьшает излучение кабеля наружу.

Где применяется: силовые и контрольные кабели, где требуется экранировать кабель целиком.

Индивидуальное экранирование

Каждая жила (или каждая витая пара) имеет свой собственный экран. Индивидуальные экраны защищают от помех между соседними цепями внутри кабеля — сигналы в разных жилах максимально изолированы друг от друга.

Где применяется: сигнальные кабели, парные линии связи, аудио- и видеокабели, где даже малые наводки недопустимы.

Комбинированное экранирование

Сочетает оба подхода: каждая пара или жила экранирована индивидуально, и поверх всех жил наложен общий экран. Такой «двойной экран» обеспечивает максимальную защиту от любых помех.

Где применяется: самые требовательные области — высокоскоростные сети (категории 7, 7А, 8), промышленные кабели для частотных приводов.

В кабельной промышленности используются два основных типа экранов:

Промышленность

Экранированные кабели используются на промышленных предприятиях повсеместно:

• Силовые экранированные кабели защищают окружающую среду от сильных электромагнитных полей самого кабеля. Например, кабели 6–35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена должны иметь экран вокруг каждой жилы для выравнивания поля и исключения разрядов на землю.
• Преобразователи частоты — электродвигатели. Выход инвертора — мощный высокочастотный сигнал (десятки кГц), который без экрана будет сильно излучать и создавать помехи. Для таких целей применяют специальные EMC-кабели с плотной медной оплёткой.
• Кабели управления и контроля (КУПЭВ, КВВГЭ и др.) прокладываются от шкафов управления к датчикам и исполнительным механизмам. Их экран предотвращает ложные срабатывания от индустриальных помех.

Телекоммуникации и связь

Экранирование особенно актуально для высокоскоростных медных линий:

• Витая пара. Современные категории Cat.7, Cat.7A и Cat.8 выпускаются только в экранированном исполнении — каждая пара в фольге плюс общий экран (S/FTP). Это позволяет расширить полосу пропускания до 1000 МГц и выше.
• Коаксиальные кабели. Здесь экран является второй токопроводящей жилой (обратным проводником) и одновременно защитой от излучения сигнала.

Специальные области

• Медицина — ЭКГ-кабели, томографические датчики с многоуровневым экранированием микросигналов.
• Аудиотехника — профессиональные микрофонные и межблочные кабели с оплёточным или комбинированным экраном для устранения сетевого фона.
• Автомобилестроение — высоковольтные соединения в электромобилях и шины передачи данных (CAN, Ethernet Automotive) обязательно экранируются.
• Взрывоопасные среды — в угольных шахтах по правилам безопасности все гибкие кабели должны быть экранированы для автоматического отключения при повреждениях и предотвращения искрообразования.

В отечественных обозначениях буква «Э» указывает на наличие экрана

В международной практике для витой пары используются следующие обозначения:

Экранирование кабеля становится обязательным в следующих случаях:

Совместная прокладка силовых и сигнальных цепей. Если силовые и сигнальные кабели прокладываются рядом в одной траншее, лотке или кабельном канале — сигнальные линии должны быть экранированы для защиты от наводок.

Подключение преобразователей частоты. Выход инвертора без экранированного кабеля создаёт мощные электромагнитные помехи, влияющие на работу другого оборудования.

Промышленные объекты с мощным электрооборудованием. Ряды электродвигателей, генераторы, сварочные аппараты создают сильный электромагнитный шум, без экранирования сигнальные линии будут работать с ошибками.

Высокоскоростные сети (Cat.7 и выше). На частотах от 500 МГц без экранирования невозможно обеспечить требуемое качество передачи.

Силовые кабели среднего и высокого напряжения (6–35 кВ и выше). Здесь наличие экрана — не опция, а конструктивная необходимость. Экран выравнивает электрическое поле, предотвращает частичные разряды и обеспечивает безопасность линии.

Объекты с повышенными требованиями электробезопасности — шахты, взрывоопасные производства, системы пожарной сигнализации.

Передача конфиденциальных данных. Экран препятствует утечке электромагнитного излучения из кабеля, исключая перехват сигнала.

Компания ООО «ВЭСК» осуществляет поставки экранированных кабелей различных марок: контрольных (КВВГЭ, КУПЭВ), силовых (ВВГЭ, АВВГЭ), гибких экранированных (КГВЭВнг-LS) и других позиций для промышленных объектов и специальных применений.

О нас:

• 15+ лет в B2B-поставках. За годы работы выстроили систему комплектации объектов различной сложности. Понимаем специфику вашего проекта, обеспечиваем комплексное закрытие всей заявки, несём ответственность за сроки и взятые на себя обязательства.

• Нам доверяет оборонная промышленность. Мы — официальный поставщик для предприятий оборонного комплекса. Это особая планка надёжности, качества и строгого соблюдения обязательств.

• Персональный инженер-консультант. Ваш менеджер — технически грамотный специалист. Он разбирается в электрике, проверит спецификацию, просчитает проект и поможет избежать ошибок и лишних затрат. Вы получаете не просто обработку заявки, а персональное инженерное сопровождение на всём этапе закупки.