Qual è il cavo schermato
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1 fonti di interferenza
In ambienti industriali, l'ambiente di rumore elettromagnetico è spesso complesso e la radiazione o la conduzione (EMI) del rumore elettromagnetico può interferire seriamente con il normale funzionamento delle apparecchiature elettromeccaniche. In questo processo, vari cavi utilizzati nelle apparecchiature di linea di produzione svolgono un ruolo significativo come vettori per la propagazione del rumore elettromagnetico. Alcuni di loro fungono da fonti di rumore, simili alle antenne che trasmettono radio, diffondendo rumore ai circuiti e alle attrezzature circostanti, mentre altri agiscono come vittime, simili alla ricezione di antenne, assorbendo l'interferenza del rumore da altre fonti di radiazioni.
Le aree di impatto potenziale di diversi livelli di fonti di rumore possono essere approssimativamente citate nella tabella sopra. È importante notare che grandi interruttori di alimentazione, riscaldatori a induzione, trasformatori di grandi dimensioni e altre apparecchiature possono emettere alti livelli di rumore condotto e interferenze irradiate. Inoltre, il posizionamento dei cavi del segnale vicino alle linee di alimentazione può accoppiare il rumore sulle linee del segnale.
2 Cos'è un cavo schermato?
Per contrastare l'interferenza del rumore elettromagnetico sulle linee elettriche, un approccio molto importante è usare cavi schermati.
I cavi schermati sono costituiti da uno o più conduttori (isolati l'uno dall'altro) avvolti con uno strato conduttivo comune, che funge da strato di schermatura del cavo. Questo strato di schermatura è generalmente realizzato con fili intrecciati di rame (o altri metalli come l'alluminio), nastri di rame non reloccanti in uno schema elicoidale o strati di polimero conduttivo.
Lo strato di schermatura può impedire efficacemente l'interferenza del rumore elettromagnetico in due modi:
Da un lato, funge da barriera, riflettendo l'energia del rumore.
D'altra parte, può assorbire il rumore e conducarlo a terra, fungendo da percorso di ritorno per il segnale di rumore.
In entrambi i casi, il rumore elettromagnetico non si propaga direttamente ai conduttori del cavo. Sebbene a volte l'energia del rumore possa ancora penetrare nello strato di schermatura, di solito è significativamente attenuata, rendendo difficile causare interferenze. Pertanto, se il cavo stesso è una fonte di rumore o una vittima, l'uso di schermatura sarà altamente efficace.
I cavi schermati sono disponibili in diversi livelli di prestazione, fornendo vari gradi di efficacia alla schermatura. I fattori che determinano i requisiti di schermatura sono diversi, come l'ambiente di applicazione elettrica, le considerazioni sui costi (cioè, perché pagare costi più elevati per più protezioni?), Nonché diametro del cavo, peso e flessibilità.
3. Due tipi di schermatura dei cavi:
In generale, la schermatura dei cavi è disponibile in due tipi: lamina metallica e maglia intrecciata.
3.1 Proiezione di lamina metallica
La schermatura del foglio metallico utilizza in genere un sottile strato di alluminio attaccato a un materiale portante come il poliestere per aumentarne la resistenza e la durata. Fornisce una copertura del 100% attorno al conduttore, offrendo buone prestazioni di schermatura. Tuttavia, a causa della sua magrezza, può essere difficile lavorare, soprattutto quando lo collega ai connettori. Pertanto, l'intera schermatura del foglio metallico non è di solito a terra; Invece, i fili di scarico vengono utilizzati per collegare lo strato di schermatura.
3.2 schermatura a rete intrecciata
La schermatura a maglie intrecciata è in genere realizzata con fili di rame a rame nudo o in scatola intrecciati insieme. Fornisce un percorso di messa a terra a bassa impedenza per il rumore elettromagnetico e può essere facilmente collegato attraverso la crimpatura o la saldatura quando si utilizzano connettori.
La schermatura a rete intrecciata non fornisce una copertura al 100% poiché ci sono piccoli lacune sulla superficie dei conduttori. A seconda della tenuta della treccia, in genere offre una copertura dal 70% al 95%. Tuttavia, per le installazioni di cavi fissi, la copertura di schermatura del 70% è generalmente sufficiente.
3.3 Il confronto tra schermatura di lamina metallica e schermatura a rete intrecciata
In effetti, sebbene il foglio metallico abbia una copertura di schermatura più elevata, non significa necessariamente che abbia prestazioni di schermatura superiori. Questo perché il rame ha una conduttività migliore dell'alluminio, consentendo alla maglia intrecciata di condurre meglio il rumore elettromagnetico. Pertanto, come strato di schermatura, la maglia intrecciata mostra spesso una migliore efficacia di schermatura. Naturalmente, è evidente che aumenta anche le dimensioni del cavo e il costo in una certa misura.
3.4 Applicazioni di schermatura di lamina metallica e schermatura a rete intrecciata
Nelle applicazioni con ambienti di rumore aspre, sono spesso richiesti più strati di schermatura. La pratica più comune è utilizzare contemporaneamente sia lamina metallica che mesh intrecciata. Ad esempio, come menzionato nel "Cavo coppia attorcigliato"Articolo, nei cavi multi-core, ogni coppia di conduttori può avere una schermatura di lamina metallica per prevenire il crosstalk traattorcigliatocoppiee l'intero cavo può essere schermato con un foglio metallico o maglia intrecciata o entrambi. Questa combinazione di lamina metallica e mesh intrecciata consente alle due tecniche di schermatura di completarsi a vicenda, superando i limiti reciproci e fornendo al cavo prestazioni di schermatura superiori oltre a ciò che ogni singola tecnica può offrire.
In applicazioni pratiche, lo scopo della schermatura è condurre a terra il rumore elettromagnetico indotto, fornendo un percorso di ritorno per il segnale di rumore. Questo è cruciale e non capire il suo significato può comportare una schermatura inefficace. La schermatura dei cavi e la sua terminazione devono fornire un percorso di messa a terra a bassa impedenza per il rumore elettromagnetico. Un cavo schermato non messo a terra non funzionerà in modo efficace e qualsiasi discontinuità o nodi eccessivi nel percorso di terra aumenterà l'impedenza di terra, riducendo le prestazioni di schermatura del cavo.
4. In conclusione, ecco alcune raccomandazioni pratiche riguardanti la schermatura dei cavi:
4.1 Assicurarsi che il cavo abbia una schermatura sufficiente per soddisfare i requisiti dell'applicazione.Negli ambienti di interferenza elettromagnetica ordinari, l'utilizzo di una sola foglio metallico dovrebbe fornire una protezione da rumore sufficiente. In ambienti di rumore più gravi, è necessario prendere in considerazione l'uso di cavi schermati che combinano sia la rete intrecciata che il foglio metallico.
4.2 Utilizzare cavi schermati appropriati in base a ambienti di applicazione specifici.Per i cavi che richiedono una flessione ripetuta durante l'uso, è comune usare strati di schermatura a spirale piuttosto che solo una maglia intrecciata. Inoltre, i cavi flessibili spesso evitano di utilizzare solo schermatura di lamina metallica poiché la flessione continua del cavo può strappare lo strato di lamina.
4.3 Assicurarsi un'efficace messa a terra per i dispositivi collegati dal cavo.Usa la Terra (terra) quando possibile e ispezionare la connessione tra il punto di messa a terra e l'attrezzatura. L'eliminazione del rumore elettromagnetico dipende dal percorso di messa a terra a bassa impedenza.
4.4 Molte attrezzature e progetti di connettore consentono connessioni di protezione a 360 gradi a tutto tondo. Garantire una connessione affidabile tra loro e il livello di schermatura del cavo.Ad esempio, molti connettori comuni sono dotati di plastica con rivestimento metallico, zinco est-cast o conchiglie di alluminio. Scegli connettori che corrispondono alle prestazioni di schermatura del cavo per evitare di compromettere l'efficacia di schermatura a causa di bassi standard o incorrere in costi aggiuntivi da specifiche eccessive.
5. Ora sorge la domanda: la schermatura del cavo dovrebbe essere messa a terra a un'estremità o a terra ad entrambe le estremità? Esistono due modi per gestire la messa a terra di schermatura: messa a terra singola e messa a terra a doppia estremità dello strato di scudo.
5.1 La messa a terra singola-endetta dello strato di scudo significa che un'estremità del cavo schermato è direttamente a terra con lo strato di scudo metallico, mentre l'altra estremità viene lasciata senza terra o collegata attraverso la messa a terra protettiva.In questo caso, ci sarà tensione indotta tra l'estremità non messa a terra dello strato di scudo metallico e il terreno e la tensione indotta è proporzionale alla lunghezza del cavo. Tuttavia, non esiste una potenziale corrente circolante attraverso lo strato di scudo. La messa a terra mono-endetta viene utilizzata per sopprimere potenziali differenze ed eliminare l'interferenza elettromagnetica.
