4.4.4. 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 (рис. 4.26, б). При двустороннем заземлении экрана (рис. 4.26, 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 (рис. 4.26, г) про­дольное напряжение,

_, (4.32)

а при одностороннем заземлении (рис. 4.26, д)

(4.33.)

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 (4.32) и (4.33) 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.

Рис. 4.26. 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.