¿Qué es un cable blindado? ¿Cuál es su función y aplicación?

Un cable blindado es una línea de transmisión que utiliza una trenza de malla metálica (cobre, aluminio, platino) para envolver la línea de señal. La trenza es generalmente de cobre rojo o cobre estañado. La capa de blindaje del cable blindado debe estar conectada a tierra, y esta capa puede conducir señales de interferencia externa al suelo.
El cable blindado es un cable con una trenza metálica que se utiliza especialmente para reducir la influencia de los campos electromagnéticos externos en las líneas de alimentación o de comunicación. Este cable blindado también tiene el efecto de evitar que la energía electromagnética se irradie hacia afuera desde el cable.

Introducción de alambre blindado

Un cable envuelto con un conductor fuera del cable se denomina cable blindado. El conductor enrollado se llama capa de protección, que generalmente es una malla de cobre trenzada o cobre (aluminio), y la capa de protección debe estar conectada a tierra. Esta capa puede conducir señales de interferencia externas a la tierra.
efecto: Evite que las señales de interferencia entren en la capa interna y la interferencia con los conductores, al tiempo que reduce la pérdida de señales de transmisión.
Aviso: Al seleccionar un cable blindado, la capa aislante del cable de tierra de la capa de blindaje también tiene una función conductora y se puede conectar a la capa de blindaje (con una cierta resistencia).
La capa de blindaje del cable blindado está hecha principalmente de materiales no magnéticos como el cobre y el aluminio, y el grosor es muy delgado, mucho menor que la profundidad de penetración del material metálico en la frecuencia de uso. El efecto de la capa de protección no se debe principalmente a la reflexión y absorción del campo eléctrico y el campo magnético por el propio cuerpo metálico, sino a la conexión a tierra de la capa de protección. Las diferentes formas de conexión a tierra afectarán directamente el efecto de blindaje. Los métodos de conexión a tierra del campo eléctrico y la capa de protección del campo magnético son diferentes. Se puede utilizar una conexión a tierra sin conexión a tierra de un solo extremo o una conexión a tierra de dos extremos.

Estructura de cable blindado

El conductor envuelto se llama capa protectora, que generalmente es tela conductora, malla de cobre trenzada o platino de cobre (aluminio).
Normal: capa de aislamiento + capa de blindaje + alambre.
Avanzado: capa de aislamiento + capa de blindaje + cable de señal + cable de puesta a tierra de la capa de blindaje.

Aplicación de cable blindado

La capa de blindaje debe estar conectada a tierra, y esta capa puede introducir señales de interferencia externas en el suelo para evitar que las señales de interferencia entren en el conductor interno para interferir y, al mismo tiempo, reducir la pérdida de señales de transmisión. La función del cable blindado es aislar la fuente de ruido del campo electromagnético del equipo sensible y cortar la ruta de propagación de la fuente de ruido. El blindaje se divide en blindaje activo y blindaje pasivo: El propósito del blindaje activo es evitar que la fuente de ruido se irradie hacia el exterior, que es proteger la fuente de ruido; El propósito del blindaje pasivo es evitar que los equipos sensibles sean interferidos por fuentes de ruido y proteger los equipos sensibles.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung

Die Abschirmschicht des abgeschirmten Kabels darf nicht an mehreren Punkten geerdet werden, da verschiedene Erdungspunkte unterschiedlich sind und an jedem Punkt ein Potenzialunterschied besteht. Wenn mehrere Punkte geerdet sind, wird ein Strom in der Abschirmschicht gebildet, ein Strom wird auf dem Draht induziert, und es werden Störungen auf der Signalleitung induziert, die nicht nur nicht abschirmt, sondern auch Störungen einbringt. Vor allem bei vielen Frequenzumrichter geräten enthält die Störung verschiedene Oberschwingungen höherer Ordnung, die größere Auswirkungen haben, daher sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Prinzip des geschirmten Kabels

Das geschirmte Verdrahtung system hat seinen Ursprung in Europa. Sie fügt der Außenseite des gewöhnlichen ungeschirmten Verdrahtung systems eine Metallabschirmung schicht hinzu und nutzt die Reflexions- und Absorption effekte der Metallabschirmung schicht, um die Funktion der Verhinderung elektromagnetischer Störungen und elektromagnetischer Strahlung zu erreichen. Das Abschirmsystem nutzt das Symmetrieprinzip von Twisted Pair und die Abschirmwirkung der Abschirmschicht umfassend aus und weist somit sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit eigenschaften (EMV) auf.

Precauciones de uso

La capa de blindaje del cable blindado no puede conectarse a tierra en varios puntos, porque los diferentes puntos de conexión a tierra son diferentes y habrá una diferencia de potencial en cada punto. Si se conectan a tierra varios puntos, se forma una corriente en la capa de blindaje, se induce una corriente en el cable y se induce interferencia en la línea de señal, que no solo falla en el blindaje, sino que introduce interferencia. Especialmente en las ocasiones con muchos equipos convertidores de frecuencia, la interferencia contiene varios armónicos de alto orden, que causarán un mayor impacto, por lo que se debe prestar especial atención.

Principio de cable blindado

El sistema de cableado blindado se originó en Europa. Agrega una capa de blindaje de metal al exterior del sistema de cableado sin blindaje ordinario y utiliza los efectos de reflexión y absorción de la capa de blindaje de metal para lograr la función de prevenir la interferencia electromagnética y la radiación electromagnética. El sistema de blindaje utiliza ampliamente el principio de equilibrio del par trenzado y el efecto de blindaje de la capa de blindaje, por lo que tiene muy buenas características de compatibilidad electromagnética (EMC).

La compatibilidad electromagnética (EMC) se refiere a la capacidad de los equipos electrónicos o sistemas de red para resistir la interferencia electromagnética, sin generar radiación electromagnética excesiva. En otras palabras, se requiere que el equipo o sistema de red pueda funcionar normalmente en un entorno electromagnético relativamente duro, sin irradiar ondas electromagnéticas excesivas para interferir con el funcionamiento normal de otros equipos y redes circundantes.
Las características de equilibrio de los cables U / UTP (sin blindaje) no solo dependen de la calidad de los componentes en sí (como los pares trenzados), sino que también se verán afectados por el entorno circundante. Debido a que el metal alrededor de U / UTP (sin blindaje), "tierra" oculta, tirar y doblar durante la construcción, etc. destruirá sus características de equilibrio, reduciendo así el rendimiento de EMC.
Por lo tanto, solo hay una solución para obtener características de equilibrio duraderas e invariables: Agregue una capa adicional de papel de aluminio a todos los cables centrales para la conexión a tierra. El papel de aluminio agrega protección al frágil cable de núcleo de par trenzado y, al mismo tiempo, crea un entorno artificialmente equilibrado para cables U / UTP (sin blindaje). Para formar lo que ahora llamamos cables blindados.

El principio de blindaje del cable blindado es diferente del principio de cancelación equilibrada del par trenzado: el cable blindado es una capa adicional o dos capas de papel de aluminio en el exterior de cuatro pares de pares trenzados. Utilizando el principio de reflexión del metal, absorción y efecto cutáneo de las ondas electromagnéticas: (El llamado efecto piel significa que la distribución de corriente en la sección del conductor tiende a distribuirse en la superficie del conductor a medida que aumenta la frecuencia. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la profundidad de la piel, es decir, mayor es la frecuencia , más débil es la capacidad de penetración de ondas electromagnéticas). Evite eficazmente que las interferencias electromagnéticas externas entren en el cable y, al mismo tiempo, evite que las señales internas se irradien e interfieran con el trabajo de otros equipos.

Los experimentos muestran que las ondas electromagnéticas con una frecuencia superior a 5 MHz solo pueden atravesar una lámina de aluminio de 38 μm de espesor. Si el grosor de la capa de blindaje excede los 38μm, la frecuencia de interferencia electromagnética que puede ingresar al cable a través de la capa de blindaje es principalmente por debajo de 5MHz. Para la interferencia de baja frecuencia por debajo de 5 MHz, se puede utilizar el principio de equilibrio del par trenzado para cancelarla de manera efectiva.

Según la definición más antigua de cableado, se divide en dos tipos: cable sin blindaje-UTP y cable blindado-STP. Más tarde, con el desarrollo de la tecnología y la artesanía diferente, se derivaron muchos tipos diferentes de blindaje:
1. F / UTP: Estructura de blindaje de papel de aluminio de una sola capa;
2. Estructura de blindaje de doble capa de papel de aluminio y malla trenzada de cobre,
a) SF / UTP: El papel de aluminio y la red tejida de cobre se envuelven simultáneamente en la capa exterior de los cuatro pares de alambres;
b) S / FTP (PIMF): par de cables de un solo par de blindaje de papel de aluminio más una red trenzada de cobre envuelta alrededor de la capa exterior de los cuatro pares de cables.

La resistencia del cable blindado a las interferencias externas se refleja principalmente en: La integridad de la transmisión de la señal puede garantizarse mediante el sistema de blindaje. El sistema de cableado blindado puede evitar que los datos transmitidos se vean afectados por interferencias electromagnéticas externas e interferencias de radiofrecuencia. La interferencia electromagnética (EMI) es principalmente interferencia de baja frecuencia. Los motores, las luces fluorescentes y los cables de alimentación son fuentes comunes de interferencia electromagnética. La interferencia de radiofrecuencia (RFI) es una interferencia de alta frecuencia, principalmente interferencia de radiofrecuencia, que incluye radio, transmisión de televisión, radar y otras comunicaciones inalámbricas.

Para resistir la interferencia electromagnética, la opción más eficaz es el blindaje de capa trenzada, es decir, el blindaje de malla metálica, porque tiene una resistencia crítica más baja. Para la interferencia de radiofrecuencia, la capa de lámina metálica es el escudo más eficaz, porque el espacio creado por el escudo de malla metálica permite que las señales de alta frecuencia entren y salgan libremente. Para el campo de interferencia mixto de alta y baja frecuencia, debe adoptarse el método de blindaje combinado de capa de lámina metálica y malla metálica, que es un cable blindado de doble capa en forma de S / FTP. De esta manera, el blindaje de malla metálica es adecuado para interferencias en el rango de baja frecuencia, y el blindaje de lámina metálica es adecuado para interferencias en el rango de alta frecuencia.

El espesor de una sola capa de la capa de blindaje de papel de aluminio en los cables blindados IBMACS alcanza los 50-62μm, lo que proporciona un efecto de blindaje más completo. Al mismo tiempo, debido a que solo se usa un blindaje de una sola capa, será más simple para la construcción, fácil de instalar, no es fácil causar daños causados ​​por el hombre durante el proceso de construcción, y el grosor del papel de aluminio puede soportar una mayor destrucción. fuerza. Para proporcionar a los usuarios un rendimiento de transmisión de mayor calidad.

Método de instalación y conexión del cable blindado

Un extremo del cable blindado está conectado a tierra y el otro extremo está suspendido.
Cuando la distancia de transmisión de la línea de señal es relativamente larga, los dos puntos de conexión a tierra pueden tener diferentes potenciales debido a las diferentes resistencias de conexión a tierra en ambos extremos o la corriente en la línea PEN. En este momento, si los dos extremos están conectados a tierra, la capa de blindaje tendrá un flujo de corriente que interferirá con la señal. Por lo tanto, en este caso, generalmente un punto está conectado a tierra y el otro extremo está suspendido para evitar este tipo de interferencias.
La conexión a tierra en ambos extremos del efecto de blindaje es mejor, pero la distorsión de la señal aumentará.
Tenga en cuenta: ¡Las dos capas de protección deben estar mutuamente aisladas y aisladas! Si no están aislados entre sí, deben considerarse blindaje de una sola capa.
La conexión a tierra de los dos extremos de la capa de protección más externa induce corriente debido a la diferencia de potencial introducida, generando así un flujo magnético que reduce la intensidad del campo magnético de la fuente, cancelando así básicamente el voltaje inducido cuando no hay una capa de protección externa;
El blindaje más interno está conectado a tierra en un extremo y, debido a que no hay diferencia de potencial, solo se usa para inducción antiestática general. ¡Las siguientes especificaciones son la mejor prueba!

"GB50217-1994 Código de diseño de cables de ingeniería eléctrica" ​​—— 3.6.8 El método de conexión a tierra del blindaje metálico del cable de control debe cumplir con los siguientes requisitos:
(1) La capa de blindaje del cable de control de bucle de señal analógica del sistema de monitoreo por computadora no debe formar dos o más puntos de conexión a tierra, y se debe utilizar una conexión a tierra centralizada de un punto.
(2) Excepto por (1), la capa de blindaje del cable de control excepto por un punto de conexión a tierra. Cuando la interferencia de inducción electromagnética es grande, se deben usar dos puntos para la conexión a tierra; La interferencia de la inducción electrostática es relativamente grande, por lo que puede conectarse a tierra en un punto.
Para blindaje doble o blindaje total compuesto, se debe utilizar un punto para los blindajes interior y exterior, y los dos puntos deberían estar conectados a tierra.
(3) La elección de la conexión a tierra de dos puntos debe considerar que la capa de blindaje no se derretirá bajo la acción de la corriente transitoria.
"GB50057-2000 Building Lightning Protection Design Code" - El artículo 6.3.1 estipula: Cuando se utiliza un cable blindado, su capa de blindaje debe conectarse equipotencialmente al menos en ambos extremos. Cuando el sistema requiere conexión equipotencial solo en un extremo, se debe utilizar un blindaje de dos capas y el blindaje exterior se debe manipular de acuerdo con los requisitos antes mencionados.

El principio es: 1. Un extremo del blindaje de una sola capa está conectado a tierra y no se forma ninguna diferencia de potencial. Generalmente se utiliza para la inducción antiestática.
2. Blindaje de doble capa, el blindaje más exterior está conectado a tierra en ambos extremos y el blindaje interior está conectado a tierra equipotencialmente en un extremo. En este momento, el escudo exterior induce corriente debido a la diferencia de potencial, generando así un flujo magnético que reduce la intensidad del campo magnético de la fuente, cancelando así sustancialmente el voltaje inducido sin el escudo exterior.
Para evitar interferencias electrostáticas, debe conectarse a tierra en un solo punto, ya sea un blindaje de una capa o de dos capas. Porque la velocidad de descarga electrostática de la conexión a tierra de un solo punto es la más rápida.
Sin embargo, se excluyen los dos casos siguientes:

1. Hay una fuerte interferencia de corriente desde el exterior y la conexión a tierra de un solo punto no puede cumplir con la descarga más rápida de electricidad estática.
Si el cable de conexión a tierra tiene un área de sección transversal grande para garantizar la descarga más rápida de electricidad estática, también debe conectarse a tierra en un solo punto. Por supuesto, es cierto, no es necesario elegir dos capas de blindaje, de lo contrario, son necesarias dos capas de cables blindados. El escudo exterior es principalmente para reducir la intensidad de la interferencia, no para eliminar la interferencia. En este momento, debe estar conectado a tierra en múltiples puntos. Aunque no se puede terminar, debe debilitarse lo antes posible. Para debilitarlo, la conexión a tierra multipunto es la mejor opción.

Por ejemplo, la bandeja de cables en la empresa es en realidad la capa de blindaje exterior. Debe estar conectado a tierra en múltiples puntos, la primera línea de defensa, para reducir la intensidad de la fuente de interferencia.
La capa de blindaje interior (de hecho, no compra cables de doble capa, generalmente la capa exterior es la bandeja de cables y la capa interior es la capa de blindaje del cable blindado) debe conectarse a tierra en un solo punto. Debido a que se ha reducido la resistencia externa, el propósito de la capa interna es descargar lo antes posible para eliminar la interferencia.

2. Requisitos de seguridad tales como protección contra descargas eléctricas externas y rayos.
En este caso, la protección contra rayos requiere dos capas de protección. La capa exterior no se utiliza para eliminar interferencias, sino por motivos de seguridad. Para garantizar la seguridad de las personas y los equipos, debe estar conectado a tierra en varios puntos. La capa interna es para evitar interferencias, por lo que debe conectarse a tierra en un solo punto.

Utilice las características del cable blindado

1. Tensión nominal U0 / U 3.6 / 6KV;
2. La temperatura de trabajo a largo plazo del conductor del cable es de 90 ° C;
3. El radio de curvatura mínimo del cable es 6 veces el diámetro del cable;
4. El cable no debe exponerse a la luz solar durante mucho tiempo;
5. El núcleo inferior del cable debe estar bien conectado a tierra.

El principal rendimiento técnico del cable blindado.

1. El cable terminado debe resistir el experimento de voltaje de CA de frecuencia de potencia. El núcleo de potencia es 11.0kv5min
2. Resistencia a la transición: La resistencia de transición de la capa de blindaje o la capa de monitorización no debe ser superior a 3 kΩ.
3. Prueba de combustión: El cable debe resistir la prueba de combustión especificada en GB12666.2 DZ --- 1
4. Experimento de descarga parcial: La capacidad de descarga 1.5U0 no es más de 20PC
5. Prueba de tangente de pérdida dieléctrica: cuando U0 no es mayor que 0.035.
6. Prueba de voltaje de impulso:   95 ° C, polaridad positiva y negativa de 60KV 10 veces cada una, aplique voltaje de frecuencia de alimentación de 11KV al patrón del cable durante 15 minutos
7. El cable debe poder soportar una prueba de voltaje de frecuencia de potencia de 3U, 4 h