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屏蔽電纜的作用是什么?

發(fā)布時間:2018-02-13 來源:麥總 責任編輯:wenwei

【導讀】工業(yè)應用現(xiàn)場的電磁噪聲環(huán)境往往十分復雜,電磁噪聲的輻射或傳導(EMI)可能會嚴重干擾機電設備的正常工作。而在這個過程中,電磁噪聲傳播的一類重要載體,就是產(chǎn)線設備中使用的各種電纜。它們中有些是噪聲源,有些則是受擾對象。作為噪聲源,電纜會像無線電發(fā)射天線那樣,將噪聲傳播到周邊的線路和設備;作為受擾對象,電纜會像接收天線一樣,吸收來自其他輻射源的噪聲干擾。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
有關各類不同等級的噪聲源可能影響的應用區(qū)域,大致可以參照上圖列表。需要注意的是,大型動力開關,感應加熱器,大型變壓器...等都有可能發(fā)出較高水平的傳導噪聲和輻射干擾;而將信號電纜放置在動力線附近也是會將噪聲耦合到信號線路上的。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
要對抗電氣線路上的電磁噪聲干擾,一種非常重要的方式,就是使用帶有屏蔽的線纜。
 
屏蔽電纜是由公共導電層包裹著一根或多根(相互絕緣的)導線的電纜。 這個公共導電層即是線纜的屏蔽層,它一般由銅(或其他金屬,如鋁)的編織股線、銅帶的非編織螺旋繞線或導電聚合物層構成。
 
屏蔽層內部可以包裹信號或動力導線,通過兩種方式起到防止電磁噪聲干擾的作用。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
一方面,它能夠單純的作為隔離層反射噪聲能量;
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
另一方面,它可以吸收噪聲并將其傳導到大地(Ground),成為噪聲信號的返回路徑。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
并且在任何一種情況下,電磁噪聲都不會直接傳遞到線路導體。 盡管有時噪聲能量仍然有可能穿過屏蔽層,但是通常已經(jīng)有了很大程度的衰減,很難造成干擾影響。 因此,無論線纜本身是干擾源還是受擾對象,為其使用屏蔽都將是非常有效的。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
電纜屏蔽會有不同的性能等級,提供不同程度的屏蔽效果。 同時決定屏蔽需求量的因素也有很多,例如:電氣應用環(huán)境、成本(即:為什么要為更多的屏蔽支付高額成本?)、 以及線纜直徑,重量和靈活性...等問題。
 
一般電纜的屏蔽會有兩種類型:金屬箔和編織網(wǎng)。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
金屬箔屏蔽層通常使用一層薄薄的鋁,附著在如聚酯材料的載體上,以增加強度使其更堅固。金屬箔能夠為導線提供 100% 的包裹覆蓋,有著比較好的屏蔽性能。但同時因為它很薄,使用起來比較困難,尤其是在將其接入連接器時。因此,通常情況下是不會將整個金屬箔屏蔽層都接地的,而是會使用排擾線來連接屏蔽層。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
編織網(wǎng)屏蔽通常由裸銅線或鍍錫銅線編織而成。它為電磁噪聲提供了一個低阻抗的接地路徑,并且在使用連接器時可以通過壓接或焊接的方式對接,十分方便。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
編織網(wǎng)屏蔽并不能提供 100% 的覆蓋率,因為他們在導線表面的覆蓋總會有些細小的縫隙。根據(jù)編織的緊密程度,編織網(wǎng)通常能夠提供 70% ~ 95%的覆蓋率。不過一般來說,對于固定敷設的電纜,70% 的屏蔽覆蓋就已經(jīng)足夠了。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
事實上,盡管金屬箔有著較高的屏蔽覆蓋率,但這并不意味著它的屏蔽效果就更出色。原因在于,銅有著比鋁更強的導電性,這使得編織網(wǎng)能夠更好的傳導電磁噪聲。因此作為屏蔽層,編織網(wǎng)往往有著更好的屏蔽效果。當然,不難看出,它也在一定程度上增加了電纜的尺寸和成本。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
在噪聲環(huán)境比較惡劣的應用場合,經(jīng)常需要使用多層屏蔽。最常見就是同時使用金屬箔和編織網(wǎng)。例如:我們之前在「雙絞線一文」中所說的,有時在多芯電纜中,每一對導線都會有金屬箔屏蔽包裹,以防止對絞線之間的串擾,而同時整根電纜也會用金屬箔或編織網(wǎng)或二者同時屏蔽。這種結合了金屬箔和編織網(wǎng)的做法,可以讓兩種屏蔽技術相互支撐補償,以一種技術的優(yōu)勢克服另一種的局限性,從而為電纜提供了超出任何單一技術所能提供的屏蔽性能。
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
在實際應用中,屏蔽的目的是為了將感應到的電磁噪聲傳導到大地(Ground),成為噪聲信號的返回路徑,這一點至關重要。不了解其含義可能意味著無效的屏蔽。電纜屏蔽及其端接必須能夠為電磁噪聲提供一條低阻抗的接地路徑。未接地的屏蔽電纜將無法有效工作,而接地路徑中的任何斷點或過多的節(jié)點都會因為增加接地阻抗而降低線纜的屏蔽性能。
 
最后總結幾點關于線纜屏蔽的實用建議:
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
1. 確保電纜具有足夠的屏蔽以滿足應用需求。在普通的電磁干擾環(huán)境中,單獨使用金屬箔應該就能夠提供足夠的噪聲保護;而在比較惡劣的噪聲環(huán)境中,就有必要考慮使用同時組合了編織網(wǎng)和金屬箔的屏蔽電纜;
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
2. 基于特定的應用環(huán)境,使用合適的屏蔽電纜。例如:在使用過程中需要反復彎曲的電纜,通常會使用螺旋纏繞的屏蔽層而不光是編織網(wǎng);同時,柔性電纜也往往會盡量避免僅使用金屬箔屏蔽,因為電纜的連續(xù)彎曲有可能會撕裂箔層;
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
3. 確保電纜所連接設備的有效接地。盡可能使用大地,并檢查接地點與設備之間的連接;電磁噪聲的消除取決于其接地路徑的低阻抗;
 
屏蔽電纜的作用是什么?
 
4. 很多設備和連接器的設計允許 360° 全方位的屏蔽連接,須確保其與電纜屏蔽層之間可靠接合。例如:許多常見的連接器會配有金屬涂層塑料、鑄鋅或鋁制外殼;應盡量選擇與線纜屏蔽性能相匹配的連接器,避免因低標準而影響屏蔽效果或過高的規(guī)格要求而帶來的成本增加。
 
本文轉載自智造商。
 
 
 
 
 
 
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