10.4 Экраны кабелей

Кабельные экраны предназначены для снижения влияния напряжений помех на кабели и излучений помех кабелями и проводами, а также для того, чтобы обеспечить развязку помехосодержащих и чувствительных к помехам проводов при их прокладке в общих кабельных трассах, каналах или жгутах, если это необходимо по каким-либо внешним условиям.

Кабельные экраны из хорошо проводящих материалов (медные или алюминиевые оплетки) позволяют ослабить эти напряжения, однако при этом существенную роль играет заземление экрана. Если экран заземлен только с одной стороны, то снижается поперечное напряжение, вызванное полем Е, вследствие байпасного действия экрана (U'_q< U_q). На первый взгляд, все равно, заземлен ли экран слева или справа (рисунок 10.4, б). При двустороннем заземлении экрана (рисунок 10.4, в) возникает замкнутый контур, в котором при изменении магнитного поля Н во времени индуктируется ток I. Продольное напряжение при этом уменьшается ( , где - комплексное полное сопротивление связи экранированного кабеля).

Если затухание в одном экране недостаточно, используют два экрана, наложенные друг на друга и изолированные один от другого. При этом вновь возникает вопрос, как заземлить внутренний экран? При двустороннем заземлении (рисунок 10.4, г) продольное напряжение,

_, (10.8)

а при одностороннем заземлении (рисунок 10.4, д)

(10.9)

В этих уравнениях L представляет собой индуктивность соединеия, а С - емкость между экранами, Z_Ka и Z_Ki - комплексные полные сопротивления внутреннего и внешнего экранов соответственно.

Сравнение (10.8) и (10.9) позволяет сделать следующие выводы. Двусторонне заземленный внутренний экран при низких частотах не оказывает сильного экранирующего действия, так как практически параллельно соединены лишь Z_Ka и Z_Ki. Напротив, при высоких частотах ( имеет место значительно лучшее экранирование, чем при одном экране. При одностороннем заземлении внутреннего экрана картина обратная.

Рисунок 10.4 - Воздействие экранов кабелей:

а - неэкранированный кабель; б - одностороннее заземление экрана; в - двустороннее заземление экрана; г - кабель с двойным экраном и двусторонним заземлением внутреннего экрана; д - кабель с двойным экраном и односторонним заземлением внутреннего экрана

Для того чтобы полностью использовать возможности кабельных экранов, необходимо соблюдать следующие правила:

-обычные экраны и внешние оболочки двойных экранов должны иметь на обоих концах хорошие контакты с корпусами приборов;

-внутренний экран в зависимости от частоты поля помехи следует заземлять с одной стороны или с обеих сторон;

-внешний экран нельзя вводить внутрь прибора или там заземлять, так как при этом могут частично утрачиваться экранирующие свойства корпуса

Отметим, что экранирование кабелей служит и для того, чтобы снизить влияние разности потенциалов между точками заземления корпусов приборов, связанных кабелями. Отсюда вытекают дальнейшие требования по экранированию и прокладке, например силовых кабелей.