Щит слаботочный: Слаботочный щит — Умный дом или дом по уму

Содержание

ECG COMBO/MEDIA) – ООО Электро-Джаз. Автоматические выключатели, контакторы, распределительные щиты, реле, узо, предохранители, переключатели, выключатели нагрузки Крым, Севастополь, Бахчисарай, Евпатория, Саки, Черноморское, Джанкой, Симферополь, Белогорск, Ялта, Феодосия, Керчь

Мультимедийные (слаботочные) щиты: ECG COMBO/MEDIA) – ООО Электро-Джаз. Автоматические выключатели, контакторы, распределительные щиты, реле, узо, предохранители, переключатели, выключатели нагрузки Крым, Севастополь, Бахчисарай, Евпатория, Саки, Черноморское, Джанкой, Симферополь, Белогорск, Ялта, Феодосия, Керчь

ООО Электро-Джаз. Автоматические выключатели, контакторы, распределительные щиты, реле, узо, предохранители, переключатели, выключатели нагрузки Крым, Севастополь, Бахчисарай, Евпатория, Саки, Черноморское, Джанкой, Симферополь, Белогорск, Ялта, Феодосия, Керчь

Автоматические выключатели, контакторы, распределительные щиты , реле,узо,предохранители, переключатели, выключатели нагрузки: Крым,Севастополь, Бахчисарай, Евпатория, Саки, Черноморское, Джанкой, Красноперекопск, Армянск, Симферополь, Белогорск, Ялта, Алушта, Феодосия, Керчь,

Главная / Распределительные щиты ETIBOX / Мультимедийные (слаботочные) щиты: ECG COMBO/MEDIA)

Отображение 1–12 из 18

  • Щит мультимедийный (слаботочный )ECG56 MEDIA-I (перф.панель, перф.метал.бел.дверь) 1101159

    12,300.00₱ В корзину
  • Щит мультимедийный (слаботочный )/ комбинированный ECG56H COMBO 2/2-I (24+4 мод.,2 ряд.2м.п ) 1100228

    18,150.00₱ Подробнее
  • Мультимедийный (слаботочный) щит ECG14 MEDIA-PO (перф.панель, пластик.бел.дверь) 1101189

    2,150.00₱ В корзину
  • Щит металлопластиковый (слаботочный) ECG70 MEDIA-I (перф.панель, перф.метал.бел.дверь) 1101179

    17,250.00₱ Подробнее
  • Щит мультимедийный , комбинированный ERP12-5-3V MEDIA 1101372

    16,200.00₱ В корзину
  • Щит мультимедийный , комбинированный ERP12-5-2V MEDIA 1101371

    14,400.00₱ В корзину
  • Щит металлопластиковый ECG28 MEDIA-I (перф.панель, перф.метал.бел.дверь) 1101157

    4,050.00₱ В корзину
  • Щит мультимедийный (слаботочный )/ комбинированный ECG 70 COMBO 2/3-I (36+6 мод.,2м.п.перф.метал. дверь) 1100225

    20,100.00₱ Подробнее
  • Щит мультимедийный (слаботочный )/комбинированный ECG 56 COMBO 2/2-I (24+4 мод, 2м.п.) 1100222

    16,050.00₱ Подробнее
  • Двойная розетка с держателем EC MEDIA- 2x SCH 1100201

    1,035.00₱ В корзину
  • Щит мультимедийный (слаботочный )/ комбинированный ECG 70H COMBO 3/2-I (24+4 мод., 3 м.п. ) 1100230

    23,100.00₱ Подробнее
  • Щит мультимедийный (слаботочный )/ комбинированный 70H COMBO 2/3-I (36+6 2 медиа панели.) 1100231

    13,900.00₱ В корзину

Автоматический выключатель etimat p10, автоматический выключатель etimat 6, автоматический выключатель защиты двигателя ms25-0,16, выключатели нагрузки lbs, клеммы, модульные контакторы, переключатели кулачковые cs, предохранители, промежуточное реле, промышленные автоматические выключатели, реле времени, реле дифференциальное (узо), реле контроля, светосигнальная арматура, силовые контакторы, сумеречные реле, электрофурнитура.

Схема слаботочного щита. Компьютерная сеть. Часть 1

Здравствуйте, уважаемые гости и постоянные читатели сайта elektrik-sam.info!

Эта статья открывает цикл статей, в которых я познакомлю вас с современной концепцией архитектуры и компоновки слаботочного щита, опираясь на свой опыт и видение этого вопроса. Публикации будут выходить в рамках курса «Электропроводка современной квартиры от А до Я»,  поэтому если вам интересна эта тема, подписывайтесь на новостную рассылку и будтьте в курсе выхода новых материалов.

В одной из предыдущих публикаций я уже делал обзор архитектуры слаботочной сети современной квартиры. Рассмотрим подробно один из основных ее компонентов — домашнюю локальную компьютерную сеть.

В современной домашней компьютерной сети можно выделить два основных элемента — это внешняя (глобальная) сеть от интернет провайдера и наша локальная сеть, к которой подключаются компьютеры, приставки, телевизоры, сетевые накопители и др. устройства. Основная задача построения локальной сети — обеспечить обмен информацией между различными устройствами, подключенными в эту сеть и при необходимости иметь возможность выхода в интернет с любого устройства этой сети.

Я уже подробно писал, как организовать локальную сеть через интернет, подробно рассмотрел различные варианты построения локальной сети, необходимое оборудование, как создать беспроводную сеть по Wi-Fi. Настоятельно рекомендую внимательно ознакомиться с этим материалом, тогда дальнейшее изложение будет более понятным и наглядным!

Компоновка

Домашнюю слаботочную сеть удобно монтировать в отдельном щите. Для этих целей используются обычные электрические щиты. Внутрення начинка в этих щитах извлекается и используется сам корпус. В этот щит сводятся все слаботочные кабели и внутри его монтируется слаботочное оборудование.

Основной принцип компоновки: 

  • кабели внешних сетей сводятся внутрь щита;
  • кабели от потребителей (розеток, оборудования), также заводятся внутрь щита.

В большинстве случаев, интернет в наши дома и квартиры подается по кабелю витая пара от интернет-провайдера. Поэтому, чтобы получить доступ в интернет с наших домашних устройств, мы прокладываем кабель витая пара UTP-5e от нашего слаботочного щита в слаботочную секцию этажного распределительного щита на лестничной площадке мноквартирных домов. Кабель с двух сторон опрессовываем коннекторами RJ-45.

Такая конфигурация позволяет подключиться к любому провайдеру без необходимости переделок. Достаточно просто подключить ваш кабель, идущий от слаботочного щита, к кабелю интернет провайдера, заведенному в этажный распределительный щит ЭРЩ. Это можно сделать с помощью специального соединителя RJ-45 — RJ-45 или обычной компьютерной розетки. При необходимости, также легко можно сменить провайдера, просто переключив кабель в ЭРЩ.

Если у вас коттедж, тогда прокладывайте кабель от слаботочного щита к специальному щиту (со степенью защиты IP65) или герметчному боксу, который можно установить на фасаде дома, на заборе или на столбе. Конкретное место установки зависит от того, как подводят свои линии интернет провайдеры в вашем регионе.

В местах, где мы планируем устанавливать наши устройства (компьютеры, телевизоры приставки и т.д.), подключаемые в локальную сеть, устанавливаем компьютерные розетки. Один порт розетки для одного потребителя. От розеток прокладываем кабели витая пара в наш слаботочный щит. Каждый порт — отдельный кабель.

Кабель со стороны потребителей подключаем к компьютерным розеткам, а в щите обжимаем коннекторами RJ-45. Сколько потребителей, столько прокладываем кабелей. При необходимости закладываем резервные кабели на будущее, для возможности расширения нашей сети.

Давайте расмотрим различные компоновки при построении локальной сети.

Локальная сеть

Еще раз напомню, что о том, как организовать домашнюю локальную сеть через интернет, я уже подробно рассматривал в предыдущей публикации, ссылку на нее я приводил в начале этой статьи. Там подробно рассмотрены основы построения локальной сети и использование различного оборудования. Если вы слабо разбираетесь в этих вопросах, ознакомьтесь с ней и посмотрите подробное видео.

Также хочу заметить, что предлагаемые мной решения являются лишь немногой частью из большого разнообразия возможных решений. Эти решения отработаны мной на практике, обладают, на мой взгляд, большой гибкостью в переконфигрурации и позволяют достичь хорошей интеграции со всей домашней слаботочной сетью, без необходимости дополнительных переделок.

Это при условии, что все заранее продумано и предусмотрено.

Если у вас есть свои интересные наработки по этой теме, пожалуйста, пишите в комментариях, мне и читателям будет очень интересен ваш опыт.

Для того, чтобы объединить наши устройства в локальную сеть, чтобы иметь возможность обмениваться между ними информацией, достаточно просто установить внутри слаботочного щита коммутатор (свитч) на необходимое количество портов. Поскольку кабели от компьютерных розеток у нас уже заранее опрессованы, мы вставляем их в свободные порты коммутатора.

Теперь достаточно с помощью птач-корда (обжатого с двух сторон кабеля витая пара) необходимой длины подключить наш компьютер или другое устройство к соответствующей компьютерной розетке. В каждый порт розетки подключаем отдельное устройство. Количество устройств, которое можно подключить в нашу проводную сеть, будет зависить от количества проводов витая пара, проложенных от розеток к слаботочному щиту.

Локальная сеть с доступом в интернет

Если мы хотим получить доступ в интернет со всех устройств, подключенных в нашу сеть, достаточно в щите вместо коммутатора установить маршрутизатор. Кабель от провайдера подключаем к порту WAN, а кабели от компьютерных розеток — к портам LAN. Я этот вопрос уже подробно разбирал, поэтому останавливаться на нем не буду.

При такой конфигурации мы сможем выходить в интернет с любого устройства, подключенного в нашу домашнюю компьютерную сеть, через маршрутизатор, используя один интернет-канал от нашего провайдера.

Беспроводная локальная сеть по Wi-Fi

В настоящее время большое распространение получили различные устройства (планшеты, смартфоны), поддерживающие беспроводное подключение по Wi-Fi. Для подключения этих устройств достаточно подключить в свободный порт нашего маршрутизатора или коммутатора беспроводную точку доступа. Как это сделать я подробно рассматривал в предыдущем материале, а также рассмотрю во второй части этой статьи.

Также в настоящее время широкое распространение получили Wi-Fi роутеры, они объединяют в себе и маршрутизатор и беспроводную точку доступа в одном корпусе. 

С их помощью можно организовать проводную и беспроводную локальную сеть и получить доступ в интернет. 

Реалии нашего времени таковы, что вместо маршрутизатора и беспроводной точки доступа чаще всего приобретается именно Wi-Fi роутер — это дешевле и удобней, меньше устройств, меньше места. Часто интернет-провайдеры предлагают пакет своих услуг со своим Wi-Fi роутером.

Наша задача — сохранить универсальность нашей архитектуры и возможность переконфигурирования без необходимости что-то где-то долбить, прокладывать, сверлить, портить ремонт и т.д. Необходимо проложить кабели так, чтобы потом, просто подключая необходимые устройства, получать необходимую конфигурацию. Будем строить домашнюю СКС (структурированную кабельную систему)!

Особенность применения беспроводных устройств в том, что их нельзя устанавливать внутри щитов, не будет необходимого уровня сигнала. Учитывая это, предложу два варианта, которые позволят сохранить нашу универсальность.

Первый вариант, я бы его назвал компромиссным, установка  Wi-Fi роутера возле слаботочного щита.

Поскольку Wi-Fi роутер надо устанавливать вне щита, то на этапе электромонтажа заранее закладываем небольшой  отрезок гофротрубы от слаботочного щита и выводим его рядом с ним на стену. Отверстие гофротрубы при отделке заклеивается обоями, а при необходимости установки Wi-Fi роутера, обои прорезаются, протягиваются две витые прары и провод от блока питания самого роутера. Сам блок питания размещается внутри щита. Обычно достаточно трубки диаметром 20-25 мм.

Роутер закрепляется на стене рядом со щитом. Одна витая пара, предварительно опрессованная RJ-45, подключается к порту WAN роутера, а вторым концом с помощью специального соединителя RJ-45 — RJ-45 соединяется в щите с кабелем от провайдера (схема выше). Таким образом мы подаем интернет к роутеру.

Вторая витая пара одним концом подключается в любой свободный LAN порт роутера, а вторым в слаботочном щите в свобоный порт коммутатора. В оставшиеся порты коммутатора подключаются компьютерные розетки.

Таким образом, мы получаем локальную проводную и беспроводную Wi-Fi сеть, с возможностью выхода в интернет. Этот вариант я назвал компромиссным, поскольку гофротруба и необходимость дополнительной протяжки кабелей нарушает унивесальность.

Второй вариант лишен недостатков предыдущего и обладает полной универсальностью. В нем к каждому предполагаемому месту подключения устройств к нашей локальной сети прокладывается две витых пары и устанавливается двухпортовая компьютерная розетка. Один порт можно использовать для подключения устройств в локальную компьютерную сеть, а второй, например, для подключения телефонов или как резерв, для возможности дальнейшей модернизазии и наращивания локальной сети. 

Если вы приобретете Wi-Fi роутер и захотите построить локальную сеть на нем, подключить его не составит труда. В удобном месте, где есть компьютернная и электрическая розетка устанавливаем сам роутер. Кабель, идущий к первому порту розетки, соединяем в слаботочном щите соединителем RJ-45 — RJ-45 с кабелем интернет провайдера от ЭРЩ. Порт WAN роутера соединяем с первым портом розетки, подавая тем самым интернет к роутеру. Любой свободный LAN порт роутера соединяем обжатой витой парой (патч-кордом) со вторым портом розетки. А кабель от второго порта розетки в щите подключаем к свободному порту коммутатора.

Это позволяет получить возможность выхода в интернет со всех устройств, подлюченных в локальную сеть через оставшиеся компьютерные розетки. Кроме того, можно использовать различные устройства которые могут подключаться по Wi-Fi.

Также можно использовать свободные LAN порты Wi-Fi роутера, для подключения в сеть дополнительных устройств с помощью патч-кордов.

Если   Wi-Fi роутер не используется, тогда внутри щита устанавливается обычный проводной маршрутизатор, к которому подключаются устройства локальной компьютерной сети. Если портов маршрутизатора не хватает, можно дополнительно установить коммутатор, расширив тем самым количество подключаемых устройств.

Как видно, схема с использованием двухпортовых компьютерных розеток являеся универсальной и позволяет создать удобную гибкую систему с возможностью простой перконфигурации и добавления новых устройств, без необходимости дополнителных строительных работ.

Во второй части этой статьи будут рассмотрены варианты компоновки слаботочного щита под компьютерную сеть с использованием оборудования, применяемого в структурированных кабельных системах (СКС). Так что подписывайтесь на новостную рассылку и следите за выходом новых материалов.

Также посмотрите видео, в котором я более наглядно рассмотрел компоновки, рассмотренные в этой статье:

Слаботочный щит. Компьютерная сеть. Часть 1

Рекомендую полезные материалы по теме:

Электропроводка современной квартиры от А до Я.

Локальная сеть через интернет.

Электропроводка современной квартиры.

Электропроводка современной квартиры. Взгляд изнутри.

Sсhneider Electric. Что такое слаботочный щиток и нужен ли он в квартире?

Что такое слаботочный щиток, и нужен ли он в квартире?

Выбирая тип и дизайн электрического щита, многие владельцы домов и квартир часто забывают, что, помимо электрических сетей, в нашем жилье давно уже обосновались и слаботочные коммуникационные сети. Согласитесь, что сейчас трудно представить себе дом или квартиру без телевизора, а значит, без антенных кабелей. Не обойтись нам и без компьютерных сетей, давно привычного скоростного Интернета и Wi-Fi-сети. А ведь для нормальной работы этих сетей тоже требуется определённое оборудование, и вопрос, куда его разместить, как подвести к нему питание и слаботочные кабели, иногда становится большой проблемой, для решения которой предназначены слаботочные щиты.

Куда «спрятать» компоненты слаботочного оборудования?

Зачастую проблему размещения компонентов слаботочного оборудования монтажники решают предельно простым способом — отводят под него часть силового электрического щита. Это решение используется из-за простоты и дешевизны, т. к. не приходится покупать второй щиток, но оно имеет ряд существенных недостатков. Первый из них — невозможность получить достаточно места для слаботочного оборудования. Современный электрический щиток зачастую имеет размер для размещения более 48 модулей, и при этом его необходимо вписать в довольно ограниченное пространство в квартире. Места для «слаботочки» остаётся немного и устанавливают её «друг на друга», что не улучшает её работу. Ещё один момент, о котором необходимо сказать, – безопасность. ПУЭ и существующие ГОСТы требуют разделения при совместной прокладке силовых и слаботочных цепей, а при установке в одном щите силовое и слаботочное оборудование должно быть разделено огнестойкой металлической перегородкой, что при таком способе размещения практически невыполнимо.

А как сделать лучше?

Продвинутые монтажники часто используют ещё один вариант решения проблемы – устанавливают 2 одинаковых электрических щита, один из которых используется для установки электрического оборудования, а другой — для установки слаботочных компонентов. Естественно, что для установки «слаботочки» из электрического щитка убирают все внутренние элементы монтажа, оставляя от него фактически пустую коробку с дверцей. В этом случае нет проблемы с местом для монтажа, но монтажнику приходится по сути на коленке решать проблему монтажа слаботочных компонентов внутри пустой коробки электрического щита.

Можно ещё лучше? Можно!

Оптимальным решением является применение специализированных щитков под слаботочные компоненты, так называемых IT-щитков. Это достаточно новый вид оборудования, который активно набирает популярность среди монтажников. И он сочетает в себе дизайнерское и техническое решения. Например, возьмём новый щиток для слаботочных систем Mini Pragma от Schneider Electric (рис. 1). По дизайну он похож на электрические щиты Mini Pragma, что позволяет сочетать их при совместном монтаже, при этом имеет внутри достаточно места и может комплектоваться необходимыми элементами для монтажа слаботочных компонентов, в том числе несколькими электрическими розетками для подключения питания устройств.

В зависимости от имеющегося пространства слаботочный щиток может быть установлен как рядом с электрическим щитком, так и под ним, т. к. оба вида щитков имеют одинаковые размеры, а также дизайн лицевых панелей, что выглядит эстетично. Кроме того, при таком способе монтажа силовое и слаботочное оборудование разнесено на безопасное расстояние с точки зрения электро- и пожаробезопасности, а также взаимного влияния.

Внутри слаботочного щита, как правило, устанавливается перфорированная монтажная плата, которая позволяет без дополнительных операций с инструментом установить и закрепить компоненты слаботочных систем, а также подводимые к ним кабели, а дополнительные аксессуары обеспечат удобство и быстроту монтажа. Также обычно встроена DIN-рейка, на которой можно установить автоматические выключатели и розетки, что позволяет освободить место в электрическом щите.

Таким образом, современные слаботочные щиты позволяют создавать для квартир и домов удобные и эстетичные решения по монтажу компонентов слаботочных систем.

Референсы мультимедийных щитков Mini Pragma:

Кол-во рядов Референс
2 MIP212FU
3 MIP312FU

Более подробная информация по щиткам представлена в каталоге, стр. 35

c-r-1 EKF PROxima Слаботочный щит Crosser R-1 (390х340х120) IP31 по цене 3459.77 руб./шт.

EKF PROxima Слаботочный щит Crosser R-1 (390х340х120) IP31

Ищете Корпуса шкафов сборной конструкции недорого? Обратите внимание на товар «EKF PROxima Слаботочный щит Crosser R-1 (390х340х120) IP31». В интернет-магазине Амперкин ру вы можете купить данную позицию с артикулом c-r-1 по цене 3459.77 ₽/шт. Добавьте товар в корзину и оформите заказ прямо сейчас!

Производитель:
EKF
Серия:
PROxima

Корпуса металлические серии «Crosser» предназначены для организации слаботочных систем. С их помощью решается задача по структурированному сбору в одном щите всех телефонных, телевизионных, интернет-кабелей, а также сетей сигнализации и видеонаблюдения. Crosser обеспечит легкий доступ к роутерам, сетевым коммутаторам, розеткам, антенным разветвителям и другому оборудованию, что сделает заметно удобнее обслуживание всех элементов системы.

Помимо установки аппаратуры для слаботочных систем, прочные оболочки Crosser также можно использовать для сборки силовых щитов. Для этого в них предусмотрена возможность монтажа модульных устройств на DIN-рейках. Съемные дверца и рамка дадут возможность быстро проводить работы по монтажу оборудования.

Обратиться за консультацией можно по телефону:
или отправив письменное сообщение на e-mail:

+7 (495) 363-51-53 [email protected]

Сборка слаботочных (мультимедийных) щитов

Собираю и комплектую слаботочные (мультимедийные) щиты для квартир и загородных домов, по индивидуальным заказам.

Мультимедийные  щиты, предназначены для установки различного сетевого оборудования, устройств для управления и распределения слаботочных систем, систем автоматизации, сигнализации, видеонаблюдения и т.д

Зачем нужен слаботочный (мультимедийный щит):

  1. Это отличное решение для размещения активного (оптический терминал, Wi-Fi роутер, модем и т.д.) и пассивного (оптики от Белтелекома, сетевых соединителей, розеток и т.д.) оборудования в одном месте.
  2. Нет запутанных и разбросанных проводов по углам квартиры. Все кабели аккуратно уложены в щите.
  3. Нет открытого и незащищенного от внешнего воздействия сетевого оборудования. Все оборудование размещено в щите с вентилируемой дверцей — это и БЕЗОПАСНО И УДОБНО.
  4. Ограничение доступа, домашних питомцев или маленьких детей, к дорогостоящему оборудованию. Есть возможность закрыть щит на замок.
  5. Возможно, быстро и без специального инструмента изменить структуру сети, добавить новые линии или изменить их назначение.
  6. При грамотном монтаже и расположении щита, подключение новых провайдеров, подъездного видеонаблюдения, спутника или ТВ — не составит труда и не испортит интерьер Вашей квартиры.
  7. Максимальная эстетика.

Слаботочные щиты собираются на базе корпусов Hager Volta, Golf и Univers.

Я стараюсь собрать щит максимально функциональным и удобным для заказчика.

В моих щитах требуется минимум сил, чтобы изменить или добавить новые возможности для слаботочных систем квартиры или загородного дома. Это существенно может сэкономить ваши деньги и силы при реконструкции сети. 

При сборке мультимедийных щитков использую патч-корды 6-ой категории (6 и 6а), заводского изготовления. Заводское изготовление — это гарантированное качество соединения, что  помогает снизить вероятность ошибок при подключении и получить максимальную скорость в локальной сети.

Как заказать слаботочный щит

Для заказа слаботочного щита мне требуется следующая информация:

  1. Где и каким образом будет устанавливаться мультимедийный щит (в сплошные или полые стены, наружный монтаж).
  2. Пожелания по габаритам и внешнему ввиду щита.
  3. Список активного и пассивного оборудования для установки в щиток.
  4. Список приходящих кабелей в щит и их тип.
  5. При необходимости пришлите понятную схему для соединений всех линий  и оборудования между собой.
  6. С какой стороны будет электрический ввод в щит (слева или справа).

После получения информации я составляю список материалов и подсчитываю общую стоимость щита (материалы + работа). При утверждении заказа происходит закупка комплектующих и последующая сборка слаботочного щита.

Низковольтные шкафы и щиты Legrand на официальном сайте Legrand

Группа Legrand предлагает широкий спектр оболочек для НКУ на токи до 6300 А, а также шкафы и щиты с высоким уровнем пылевлагозащиты для промышленных предприятий и прочих особых условий эксплуатации.


Распределительные шкафы серии XL³

Широкий выбор распределительных щитков и шкафов до 6300 А. Серия адаптирована для самых сложных проектов, благодаря совершенству конструкции и широкому ассортименту комплектующих. Стильный внешний вид сочетается с высокой защищенностью от пыли и влаги (до IP 55). 

В нашем ассортименте представлены:

  • сборные шкафы XL3 4000 IP 30 — IK 07 и аксессуары, шкафы
  • щиты и кабельные секции XL3 800 IP 43 — IK 08, шкафы
  • щиты и кабельные секции XL3 800 IP 55 — IK 08
  • шкафы и кабельные секции XL3 400 IP 43 — IK 08
  • шкафы, щиты и кабельные секции XL3 400 IP 55 — IK 08
  • металлические и пластиковые шкафы XL3 160 IP 43 — IK 08/07
  • встраиваемые шкафы XL3 160 IP 40 — IK 08
  • накладные щиты XL3 125 IP 40 — IK 09
  • дополнительное оборудование

Распределительные шкафы заводской сборки серии XL³ S

Серия шкафов XL³ S до 4000А специально разработана для упрощения процесса сборки распределительных щитов и идеально подходит для использования в жилых, коммерческих и административных зданиях.

Благодаря простоте применения и большой гибкости это предложение особенно подходит для компаний, специализирующихся на сборке щитов и шкафов. Размеры и емкости шкафов подобраны так, чтобы упростить выбор и оптимизировать затраты. Благодаря большому количеству аксессуаров предусмотрен монтаж широкого спектра оборудования Legrand: DMX³, DPX³, DRX, DPX-IS, SPX, SPX-D, промышленные контакторы, модульные устройства.

Ассортимент модульных шкафов цельной конструкции серии XL3 S 160:

  • Навесное и встраиваемое исполнение
  • Ширина в модулях: 24 и 36 модулей
  • Количество рядов: от 2 до 8 рядов
  • Ёмкость (количество модулей): от 48 до 288 модулей
  • Реверсивные металлические или стеклянные двери (заказываются отдельно)
  • Максимальный ток: 160 A
  • IP30 (без двери) / IP40 (с дверью)
  • Цвет: белый RAL 9003
Ассортимент моноблочных напольных шкафов серии XL3 S 630:
  • 1 Кат.№ = основание + крыша + конструктивные стойки + монтажные стойки + суппорты для лицевых панелей + задняя панель
  • Высота (мм): от 750 мм до 2250 мм
  • Ширина в модулях: 16, 24 и 36 модулей
  • Глубина (мм): 250 мм (300 мм с дверью)
  • Внешняя или внутренняя кабельная секция
  • Реверсивные металлические или стеклянные двери (заказываются отдельно)
  • Боковые панели (заказываются отдельно)
  • Максимальный ток: 630 A
  • IP30 (без двери) / IP40 (с дверью) / IP43 (с дополнительным комплектом)
  • Цвет: корпус — серый антрацит RAL 7016, двери и пластроны – белый RAL 9003
Ассортимент шкафов в сборе серии XL3 S 4000:
  • 1 Кат.№ = основание + крыша + конструктивные стойки + уголки для цоколя
  • Высота (мм): 1800 мм и 2000 мм
  • Ширина в модулях: 16, 24 и 36 модулей
  • Глубина (мм): 400, 600, 800 мм
  • Внешняя или внутренняя кабельная секция
  • Реверсивные металлические или стеклянные двери (заказываются отдельно)
  • Задние и боковые панели (заказываются отдельно)
  • Максимальный ток: 4000 A
  • IP30 (без двери) / IP40 (с дверью) / IP43 (с дополнительным комплектом)
  • Цвет: корпус — серый антрацит RAL 7016, двери и пластроны – белый RAL 9003

Металлические моноблочные и сборные шкафы серии Altis IP55-IK10

Металлические моноблочные шкафы Altis IP 55 — IK 10, сборные металлические шкафы Altis IP 55 — IK 10, силовые распределительные и 19″ шкафы Altis, моноблочные IP 66 и сборные IP 66 шкафы Altis inox — IK 10

  • Широкая линейка типоразмеров и вариантов исполнения: от 1200х600х400 до 2000х1200х800, стеклянные и сплошные двери, шкафы двухстороннего обслуживания. Эстетичный внешний вид. 
  • Богатый выбор   монтажных   аксессуаров  позволят создать любую конфигурацию для размещения необходимого оборудования внутри шкафа. 
  • Самая высокая   нагрузочная способность и жёсткость оболочки и внутренних монтажных элементов, предлагаемая в данный момент на рынке (более 1000 кг/м3) 
  • Размещение силового оборудования или автоматики на объектах повышенной сложности с требуемой степенью защиты IP55 и сложными условиями эксплуатации (воздействие химических веществ, динамические и механические нагрузки). 

Металлические щиты серий Atlantic

Стальные щиты с полиэстеровым покрытием цвета RAL 7035 соответствуют условиям общественных зданий и большинства предприятий, на которых отсутствуют особо агрессивные вещества, вызывающие их преждевременную коррозию.

  • корпус: сталь, покрытая текстурированным полиэстером;
  • цвет: RAL 7035;
  • степень защиты: IP 66, соответствует IEC 60529;
  • IK 10, соответствует EN 50102;
  • дверца: реверсивная сплошная стальная или остекленная;
  • габариты: высота — от 300 до 1400 мм, ширина — от 200 до1200 мм, глубина — от 150 до 400 мм;
  • щитки имеют аккуратные скругленные края.

Щиты из нержавеющей стали Atlantic Inox (304L, 316L)

Шкафы из нержавеющей стали 304L и 316L соответствуют более жестким условиям эксплуатации, таким как наличие в атмосфере хлористого натрия или условиям морских побережий.

Металлические щиты серии Atlantic-E

Коррозионностойкие и прочные шкафы российского производства

  • поставка в готовом для монтажа виде (в комплекте с монтажной платой, готовые отверстия для ввода кабелей)
  • возможность различных конфигураций благодаря широкому ассортименту дополнительных аксессуаров
  • полная совместимость с монтажным оборудованием Legrand: кабельные каналы Lina/Transcab, клеммы Viking 3, устройства управления и сигнализации Osmoz, маркировка Cab3, Memocab, хомуты Colson, Colring

Пластиковые щиты для модульного оборудования

Встраиваемые распределительные щиты Nedbox
Готовые к использованию распределительные щитки скрытого монтажа отличаются лаконичностью дизайна, высоким качеством изготовления, простотой монтажа и удобством в эксплуатации. 
  • В нашем ассортименте представлены накладные и встраиваемые щиты Nedbox IP 40 — IK 07
  • встраиваемые щиты Practibox IP 40 — IK 07
  • накладные мини-щиты Mini S IP 30
  • щиты пыле- и влагозащищенные Plexo3 IP 65 — IK 09

Щиты и шкафы из полиэстера армированного стекловолокном серии Marina IP66-IK10

Щиты Marina из полиэстера — IP66 — IK10

Шкафы прекрасно приспособлены к cредам, вызывающим повышенную коррозию металлов, так как полностью не подвержены коррозии. Температура эксплуатации: от -40°С до -80°С.

  • Смола горячей полимеризации
  • Самозатухание до 960С в соответствии с МЭК EN 60068-2-11
  • Высокая стойкость к ультрафиолетовому излучению
  • Высокая устойчивость к коррозии и солевому туману
  • Хорошая стойкость к царапанию
  • Хорошая устойчивость к бензину, маслам и смазкам

Промышленные коробки

Промышленные металлические
коробки Atlantic IP66 — IK10 и коробки из нержавеющей стали:
  • Могут устанавливаться в вертикальном и горизонтальном положении двумя способами: непосредственное крепление к стене; крепление к стене кронштейнами их нержавеющей стали
  • Антикоррозийное покрытие
  • Невыпадающие винты
  • Дополнительно укомплектовываются монтажными пластинами (отдельный аксессуар)     
Промышленные пластиковые коробки IP55/66:
  • Не содержат галогенов
  • С гладкими стенками
  • Самозатухание до 750С
Коробки Plexo IP55 – IK07:
  • Самозатухание до 650С
  • Кабельные вводы с мембранными уплотнителями

Вентиляция, кондиционирование и климат-контроль в шкафах

Диапазон рабочей температуры любого современного оборудования ограничен. Для надёжной и продолжительной работы автоматики и электроники необходимо обеспечить постоянную круглогодичную температуру независимую от режима выделения тепла оборудованием внутри шкафа или от внешних климатических условий.
Компания Legrand имеет полный ассортимент оборудования, обеспечивающего поддержание необходимого микроклимата в шкафах Altis, Atlantic, Marina: всё, начиная от вентиляторов с фильтрующими элементами до кондиционеров высокой мощности и автоматических импульсных обогревателей.

Уплотнители кабельных вводов

Уплотнители предназначены для ввода кабелей в оболочки электротехнических изделий, расположенные в помещениях офисно-административного и промышленного назначения и обеспечивают высокий уровень пылевлагозащиты. В ассортименте представлены пластиковые и металлические уплотнители с уровнем защиты от IP55 до IP68.


Системы распределения

  1. Клеммные колодки от 63 до 100 А
  2. Модульные распределительные блоки от 40 до 250 А
  3. Силовые блоки от 125 до 400 А
  4. Оптимизированное распределение VX3/HX3 до 125А
  5. Оптимизированное распределение HX3 втычного типа до 125 А
  6. Гребенчатые шины HX3

Система распределения с повышенной безопасностью HX³/VX³ IS

Вследствие постоянно возрастающих требований к бесперебойности электроснабжения, критически важной становится возможность выполнять работы в щите, находящемся под напряжением. Системы распределения электроэнергии Legrand с повышенной безопасностью являются инновационным решением по обеспечению бесперебойности электроснабжения за счет применения щитов с выдвижными блоками.

Система состоит из пластиковых шасси с алюминиевыми шинами и специальных оснований для установки силовых и модульных автоматических выключателей.

Преимущества систем распределения электроэнергии повышенной безопасности (IS) от Legrand:

  • Экономия времени
  • Простота и экономичность

Кабельные каналы Lina25 и Transcab

Перфорированные кабельные каналы для прокладывания кабелей в промышленных шкафах и шкафах XL
3.

Возможны различные варианты крепления каналов: на двери, на рейке-шасси, на траверсах, на перфорированных и сплошных пластинах.

Электрические щитки серии Practibox S

Идеальная гармония междупрактичностью и стилем
Серия Practibox S обладает широчайшим ассортиментом типоразмеров от 4 до 72 модулей и максимально продуманной системой монтажа. В серии представлены встраиваемые и навесные щитки, выполненные в едином современном дизайне с белой или дымчатой дверью.

Подробнее

Квартирные электрощиты на заказ. Готовые щиты (ЩК) по низким ценам

Квартирные щиты (ЩК), применяются для учета и распределения электроэнергии, а также для защиты сети от коротких замыканий и перегрузок. Щиты подключаются к однофазным сетям с напряжением 220В, либо к трехфазным с напряжением 380В, с заземлением типа TN-S, TN-C-S, TN-C по ГОСТ Р 50571.2. 

Квартирные щитки устанавливаются не только в жилых многоквартирных домах, но и в зданиях, возводимых по индивидуальным проектам, загородных домах, а также в офисных помещениях. 


Щиты, предназначенные для встраивания в ниши стен, имеют специальные обрамления, закрывающие края и пустоты. В зависимости от назначения устанавливаются различные комплектующие: модульные автоматические выключатели, выключатели дифференциального тока, счетчики учета потребляемой электроэнергии и т.д. 

Внутренние устройства соединяются между собой с помощью изолированных медных проводников, сечение которых подбирается в соответствии с предполагаемыми нагрузками между компонентами электрощита. Проводники внутри щита отличаются по цвету в соответствии с ГОСТ Р 50462.

Для Вашего удобства мы разработали «Калькулятор электрощита», который позволит быстро и легко подобрать комплектующие для электрощита, а также позволит определиться со стоимостью готового изделия. Чтобы воспользоваться «Калькулятором» нажмите на кнопку справа.

Если у Вас возникли вопросы или необходима помощь в подборе оборудования обратитесь к нашим специалистам по телефонам:


+7 (495) 505-65-25; +7 (495) 988-26-93 доб.785
Или e-mail: [email protected]

Как правило, собираемые квартирные щиты классифицируются по следующим признакам:

  • по числу фаз ввода – однофазные щиты применимы при потребляемой мощности менее 11 кВт, при наличии потребителей трехфазного тока или мощности свыше 11 Квт используются трехфазные,
  • по исполнению – навесное исполнение, либо встраиваемое,
  • по способу защиты от поражения электрическим током по ГОСТ Р МЭК 536: – класс I, либо класс II.

Мы уже подготовили для Вас наиболее оптимальные конфигурации электрощитов с которыми можно ознакомится ниже.

Готовые изделия


  • Модель

  • ПРЕМИУМ 
    ABB серия Sh300L
    (Германия)
  • ОПТИМУМ
    Schneider Electric  
    серия Easy 9(Индия)
  • ЭКОНОМ
    Schneider Electric  
    серия Easy 9 (Индия)

Типовые шкафы, представленные выше, всегда находятся на складе и готовы к отгрузке в день оплаты.

Производство электрощитов на заказ

Если Вам необходимо индивидуальное решение для Вашей квартиры или коттеджа, то вы также можете заказать его у нас. Для этого необходимо скачать и заполнить опросный лист по ссылке ниже.

Опросный лист   

На основе опросного листа наш инженер составит для вас индивидуальный проект электрощита непосредственно под ваши потребности. В опросном листе есть пример заполнения и ответы на вопросы, которые займут у Вас не более 5 минут. Если у вас возникнут вопросы в процессе заполнения опросного листа, Вы можете позвонить нашим менеджерам по телефону  +7 (495) 505-65-25 и они Вас с удовольствием проконсультируют.

Срок изготовления индивидуальных квартирных и коттеджных щитов из комплектующих по наличию составляет до 1 недели.

При выборе комплектующих под заказ, срок изготовления может составлять 2-3 недели.


Доставка квартирных электрощитов

Самостоятельно забрать изготовленный электрощит можно с производства по адресу: Московская область, г. Подольск, мкрн. Климовск, ул. Ленина д.1. Схема проезда.

Часы выдачи распределительных щитов: Понедельник — четверг: 09:00-18:00, пятница: 09:00-17:00.

Доставка квартирных электрощитов, собранных по индивидуальным заказам, в Москву и Московскую область в пределах ММК (Московского малого кольца) А107 осуществляется бесплатно.

  

Примеры наших работ про проектированию и сборке квартирных щитов

 


Специалисты ГК «АСберг АС» имеют многолетний опыт в проектировании и производстве квартирных щитов, что позволяет выполнять эти работы в краткие сроки, а также предоставлять заказчикам необходимые консультации по установке и дальнейшей эксплуатации собираемых изделий. 


Мы поддерживаем складской запас на 2 млн. евро. Популярные компоненты, необходимые для сборки щитов, всегда есть в наличии. Сборку квартирных щитов мы выполняем на базе комплектующих ведущих фирм производителей электротехнической продукции.


Наш производственный участок сертифицирован компаниями ABB и Schneider Eelectric как официальное сборочное производство электрощитового оборудования и мы ежегодно проходим переаттестацию производства. Все инженеры и электромонтажники ежегодно проходят курсы повышения квалификации и имеют действующие сертификаты.

Другие разделы производства ГРЩ

ГРЩ — главный распределительный щит, обеспечивает защиту от перегрузок и коротких замыканий

ВРУ

ВРУ — вводно-распределительное устройство, предназначено для бесперебойного электроснабжения.

АВР

АВР — автоматический ввод резерва.

ЩА

ЩА — щит автоматики, предназначенный для управления климатическими установками, системами наблюдения и производственным оборудованием

ЩР

ЩР — щит распределительный, используется для приема и распределения электроэнергии.

ЩО

ЩО — щит освещения, используется для защиты электросетей от перегрузок и коротких замыканий.

УКРМ

УКРМ — устройства компенсации реактивной мощности, позволяют более эффективно использовать энергию.

ЩСН

ЩСН — щит собственной нагрузки, применяется для приема тока от двух источников и дальнейшего распределения до потребителей

ЩПТ

ЩПТ — щит постоянного тока, предназначенный для приема и распределения энергии между потребителями постоянного тока.

ШОТ

ШОТ — шкаф оперативного тока для приема электроэнергии от нескольких источников переменного тока и преобразования ее в постоянный ток

ЩУ

ЩУ — щит учета, предназначены для учёта электроэнергии 380/220 В.

ЩС

ЩС — щит силовой, предназначенный для обеспечения подключенных электроприборов напряжением

ИБП

ИБП — Источник бесперебойного питания (ИБП) –это устройство, позволяющее оборудованию в течение определенного времени работать от аккумуляторных батарей

KNX

KNX — это коммуникационная шина, широко используемая для автоматизации строений и помещений, мировой стандарт управления домом и зданием.

Шинопровод

Шинопровод — это комплектное устройство заводского изготовления, состоящие из проводников, изоляторов и устройств, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии.

Проектирование

КСО-207 Камеры одностороннего обслуживания для приёма и распределения электрической энергии переменного трёхфазного тока частотой 50 Гц, напряжением 10 (6) кВ


вещей, которые вы, возможно, не слышали об экранировании

От чего зависит эффективность экранирования кабеля? И как решение заземлять или не заземлять экран влияет на его эффективность? К счастью, существует хорошо разработанная теория экранирования, которая будет обсуждаться как способ получить общее представление о том, чего можно ожидать от характеристик экрана. Но это еще не все. Как мы увидим, способ отключения щита может значительно повлиять на его эффективность.

Теория экранирования

Модель физической среды

Теория экранирования начинается с модели физического окружения щита. В модели предполагается, что кабель имеет оболочку, так что экран не соприкасается с заземляющей пластиной нигде, кроме, возможно, концов. В этом случае линия передачи образована любой плоскостью заземления и внешней стороной экрана. Точно так же внутренняя часть экрана и заключенные в него проводники также образуют линию передачи.Таким образом, мы имеем две линии передачи, связанные утечкой через экран (см. рис. 1).

Рисунок 1: Базовая модель физической среды

 

Связь внутренней и внешней линий передачи характеризуется механизмом, называемым поверхностным передаточным сопротивлением, Z t . В большинстве установок экран и, следовательно, внешняя линия передачи замыкаются на землю либо с обоих концов, либо с одного конца, как схематично показано на рисунке 2, посредством замыкания или размыкания переключателя SW соответственно.

Рисунок 2: Модель физической среды, включая терминаторы

Внутренние проводники на каждом конце нагружены некоторым импедансом, который при проведении измерений обычно представляет собой разомкнутую, короткую или согласованную нагрузку.

Модель электрической среды

Если экран заделан с обоих концов, ток может протекать снаружи экрана. Этот ток может быть вызван либо петлями заземления, вызванными заземлением на концах кабеля, имеющим разный потенциал (V d ), либо индукцией от внешних полей, либо и тем, и другим.В любом случае ток внешнего экрана передается во внутренние цепи через поверхностное передаточное сопротивление Z t .

Если экран заделывается только с одного конца, контур заземления разорван. Ток ограничен тем, который индуцируется через распределенную емкость между внешней стороной экрана и плоскостью заземления (см. рис. 3).

Рисунок 3: Модель кабеля с заделкой только на одном конце

Наведенный ток может быть небольшим, и в этом случае важной величиной является распределение напряжения по кабелю.Напряжение равно нулю там, где кабель заканчивается, но может быть высоким на открытом конце для частот, где кабель превышает одну десятую длины волны, потому что в этой точке он становится очень эффективной антенной.

На открытом конце имеется емкостная связь между экраном и жилами кабеля за счет краевой емкости C f (см. рис. 4). Поскольку напряжение на этой емкости может быть высоким, значительный ток может быть введен в проводники кабеля через краевую емкость.

Рисунок 4: Базовая схема соединения, когда один конец экрана разомкнут

До сих пор мы рассматривали модель физической и электрической среды экрана. Теперь нам нужно рассмотреть характеристики конструкции щита и то, как это влияет на его характеристики.

Поверхностное передаточное сопротивление

Для начала рассмотрим кабель, заземленный с обоих концов. Чтобы увидеть, как работает заземленный таким образом кабель, нам нужно обсудить поверхностное передаточное сопротивление.Проще говоря, импеданс поверхностного переноса связывает напряжение, возникающее в цепях внутри экранированного кабеля, с токами, протекающими по внешней стороне кабеля. Таким образом, на рисунке 2 при замкнутом выключателе ток I экрана на внешней стороне экрана дает начало V 1 и V 2 на проводниках внутри экрана через Z t .

Так как же определить, что такое Z t ? Ну, мы можем измерить это, или мы можем вычислить это. Маршрут измерения описан в [3], пример будет показан позже.Путь расчета стоит обсудить, потому что он дает представление о задействованной физике.

Ранее мы говорили, что экран кабеля и заземляющий слой образуют линию передачи. Мы не можем много сказать об этом общем случае, поэтому для простоты рассмотрим коаксиальный кабель с заземляющей пластиной, обернутой вокруг него, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5: Базовая конфигурация для расчета Z t

В этом случае экран и заземляющий слой образуют коаксиальный кабель (поэтому у нас есть коаксиальный кабель внутри коаксиального кабеля, который часто называют триаксиальным).Эта конфигурация может быть достигнута на практике для экранированного кабеля с оболочкой, натянув оплетку на оболочку; что часто делается для измерения Z t , как объяснено в [4].

Теперь предположим, что ток течет по внешней стороне экрана. Согласно уравнениям Максвелла, этот ток будет генерировать бегущую волну с электрическим и магнитным полями, как показано на рисунке 6. Если проводники не имеют сопротивления, E-поле (E r ) является радиальным, а H-поле ( H Θ ) является окружным (режим ТЕМ, с которым некоторые из вас могут быть знакомы).Однако, поскольку экран имеет некоторое сопротивление, произведение тока, протекающего по экрану, и сопротивления экрана будет генерировать E-поле E Z в направлении Z, так что результирующее E-поле будет уже не радиальным, а « с наконечником», как показано на рис. 7.

Рисунок 6: Показывает поля бегущей волны

Рисунок 7: Ориентация полей для расчета Z t

Поскольку экран имеет конечное сопротивление, поле E Z не обращается в нуль в экране, а имеет сильно затухающее значение в зависимости от глубины проникновения (связанное с концепцией «глубины скин-слоя»), схематически показанное на Рисунок 8.Волна E Z достигает некоторого (сильно ослабленного значения) E Z (а) на внутренней стороне экрана.

Рисунок 8: Волна с компонентом E Z (b), бегущая по внешней стороне экрана, с затухающим компонентом в экране, достигающая E Z (a) внутри экрана

Из теории цепей E Z (a) связано с E Z (b) соотношениями:

E Z (а) = Z аа I a + Z t I b

E Z (b) = Z t I a + Z bb I b

Где I a — ток внутри экрана, I b — ток снаружи экрана, Z aa — поверхностное сопротивление экрана внутри, а Z bb — ток снаружи экрана. поверхностное сопротивление экрана снаружи.Z aa , Z bb и Z t можно рассчитать исходя из физических свойств корпуса, например. Щелкунова [1].

Переставляя уравнения на предыдущем слайде, поле E Z (a) внутри экрана можно выразить через ток I b и напряжение E Z (b) снаружи экрана. щит как:

Игнорирование терминов, которые малы

Е Z (а) = Z т I б


Маршрут расчета для Z t : Сплошные щиты

Формула для расчета Z t была дана Шелкуновым как

где R DC — сопротивление экрана постоянному току, t — толщина экрана в сантиметрах, µ r — проницаемость экрана относительно воздуха, σ r — проводимость экрана относительно меди, а f — частота в мегагерцах.Обратите внимание, что Z t зависит от частоты.

Внутри экрана E Z (a) гонит, по сути, ТЕМ-волну (если сопротивление проводника мало), которая распространяется по проводникам. Ток I a , вызванный волной, проходящей внутри экрана, создает напряжения V 1 и V 2 на концах кабеля (см. рис. 2). Амплитуда тока [и, следовательно, V 1 и V 2 ] зависит от E Z (a) и Z t .

Чтобы проверить, действительно ли работает формула Шелкунова, мы провели измерение на коаксиальном кабеле с твердым экраном RG402 [3]. Результаты показаны на рисунке 9, где термины «короткий короткий» и «короткий согласованный» относятся к двум различным методам измерения поверхностного передаточного сопротивления. На рисунке 9 показано, что формула Шелкунова является хорошим предсказателем импеданса поверхностного переноса [и, следовательно, эффективности экранирования]. Это также показывает, что для сплошного экрана эффективность экранирования продолжает улучшаться по мере увеличения частоты.

Рисунок 9: Пример Z t для сплошного экрана

 

Маршрут измерения для Z t : Кабели с плетеными (намотанными) экранами

Плетеные экраны ведут себя иначе, чем цельные, из-за отверстий в экране, образующихся в процессе плетения. Аналогичная ситуация и с обернутыми экранами, которые выглядят как щелевые антенны. Отверстия или прорези соединяют поля вне экрана с полями внутри экрана за счет взаимной индуктивности и емкости.Для этого случая можно рассчитать поверхностное передаточное сопротивление, например, см. [2]. Но это беспорядок, в частности, потому, что трудно определить, что такое взаимная емкость и индуктивность.

Как правило, делается образец кабеля с оплеткой или оплеткой, а затем измеряется его Z t как функция частоты (как показатель эффективности экранирования). В качестве примера, используя метод, разработанный для этого [3], мы измерили Z t широко используемого коаксиального кабеля RG-58U.Результат показан на рисунке 10. Обратите внимание, что, в отличие от сплошных экранов, Z t для плетеного экрана увеличивается с частотой и в конечном итоге становится колебательным. Обернутые экраны в целом ведут себя так же, как и плетеные.

Важным моментом, как объясняется в [5], является то, что Z t увеличивается до первого пикового значения при увеличении частоты, и этот пик никогда не превышается при дальнейшем увеличении частоты. Частота, на которой возникает первый пик, зависит от длины кабеля и смещается к более низким частотам по мере увеличения длины кабеля.Действительно, Z t можно построить в зависимости от произведения частоты и длины кабеля. Например, график, подобный показанному на рис. 11, можно построить, подгоняя кривую к пиковым значениям данных, изображенных на рис. 10.

Рисунок 10: Пример Z t для плетеного экрана

Почему это происходит, более подробно рассматривается в [5] и [4], где обсуждается поведение колебаний в зависимости от длины кабеля и частоты; а также почему Z t достигает пикового значения на некоторой частоте, а затем уменьшается по мере дальнейшего увеличения частоты.


Влияние экрана на форму волны

Независимо от того, как оканчивается плетеный или обернутый экран кабеля, он в основном действует как фильтр верхних частот. В результате выброс, распространяющийся по внутренним проводникам экранированного кабеля, будет иметь более крутое время нарастания, чем индуцирующий выброс на внешней стороне экрана. В качестве иллюстрации влияние экрана, заземленного с обоих концов, на частотный спектр грозового перенапряжения показано на рисунке 12. Здесь частотный спектр 4.5×77 отрицательных первых грозовых перенапряжений было умножено на спектр Zt, показанный на рисунке 11, при длине кабеля 10 м. На рис. 12 показано, что низкочастотные составляющие выброса подавляются. В результате выброс, возникающий на внутренних проводниках кабеля, будет иметь более крутое время нарастания, чем выброс на внешней стороне экрана. Обратите внимание, что аналогичный эффект возник бы, если бы экран был заземлен только с одного конца, поскольку возникающая емкостная связь также подавляет низкочастотные составляющие выброса.

Рисунок 11: Z t с рисунка 10, представленный как произведение частоты и длины кабеля


Рисунок 12: Влияние 10-метрового экрана коаксиального кабеля RG-58, заземленного с обоих концов, на отрицательный первый грозовой перенапряжение
4,5×77

Эффект отключения щита

Взглянув на теорию экранирования, возникает практический вопрос, как отключить экран. Это решение зависит от среды, в которой проложен кабель.

Если экран заделан только с одного конца, на открытом конце экрана может быть относительно высокое напряжение. Поскольку между концом экрана и жилами кабеля существует емкость, электрические помехи могут вводиться непосредственно в нагрузки кабеля. Величина этой емкости во многом зависит от установки, поэтому ее невозможно рассчитать. Емкостная связь максимальна на высоких частотах, где емкостное реактивное сопротивление самое низкое.

Был выдвинут аргумент [6] о том, что соединение экрана только с одного конца снижает его эффективность, и в этом есть доля правды, особенно на высоких частотах, как показано на рисунке 13 на основе данных из [7].Смысл этого замечания заключается в том, что экран никогда не должен соединяться только с одного конца. Но это замечание было сделано в связи с утверждением, что правильно спроектированная система не имеет контуров заземления, что на практике может быть недостижимо.

Рисунок 13. Эффект подключения экрана только с одного конца

Обратите внимание: разница между графиками «без экрана» и «360° с одной стороны» на рисунке 13 составляет 18 дБ на частоте 1 мГц. Экстраполяция этого графика на частоту 100 Гц [довольно рискованная вещь] приводит к предполагаемой разнице между двумя кривыми в 63 дБ.Таким образом, экран, заземленный только с одного конца, может иметь приемлемую производительность на звуковых частотах, но не на частотах радиовещания и выше.

Заземление экрана с обоих концов устраняет проблему емкостной связи и является наиболее эффективным, когда разность потенциалов между двумя выводами экрана мала. В этом случае токи контура заземления будут небольшими, а экран будет иметь максимальную эффективность при условии, что он правильно подключен. Как указано в [6], правильная заделка экрана должна быть соединена на каждом конце с заделкой на 360°.На рис. 14 показаны два примера.

Рисунок 14: Два примера заделки экрана на 360°

Если этого не сделать, большая часть преимуществ заделки экрана на обоих концах может быть уменьшена или потеряна; например, как показано на рисунке 15 по данным из [7]. Обратите внимание на потерю эффективности экранирования при использовании косичек (см. также [8]).

Рисунок 15: Потеря эффективности экранирования из-за подключения экрана косичками

Выводы

Вернемся к первоначальным вопросам: От чего зависит эффективность экрана кабеля? И как решение заземлять или не заземлять экран влияет на его эффективность?

Теория экранирования дает общее представление о том, чего можно ожидать от характеристик экрана, но способ, которым экран завершается, также оказывает значительное влияние на эффективность экрана.

Важным фактором, который следует учитывать, является то, имеют ли заземления на противоположных концах кабеля одинаковый потенциал. Если они есть, токи контура заземления будут минимальными. В этом случае заземление обоих концов экрана, скорее всего, обеспечит наилучшие характеристики экранирования. Если заземления имеют существенно разные потенциалы, токи контура заземления могут быть проблемой, и в этом случае оставление одного конца экрана ненагруженным может обеспечить наилучшие общие характеристики экранирования, при условии, что экранирование от высоких частот не является проблемой.

Решение о прекращении или не прекращении зависит от приложения. К сожалению, не существует правила, применимого ко всем ситуациям, и часто требуется эксперимент, чтобы определить лучший способ отключения щита.


Каталожные номера
  1. Шелкунов С.А. «Электромагнитная теория коаксиальных линий передачи и цилиндрических экранов». Белл Сист. Тех. Дж. 13 (октябрь 1934 г.): 532-579.
  2. Мереуэтер, Д.Э. и т.Ф. Эзелл. «Влияние взаимной индуктивности и взаимной емкости на переходную характеристику коаксиальных кабелей с оплеткой». IEEE транс. по ЭМС, ЭМС-18 (февраль 1976 г.): 15-20.
  3. Мартин, А.Р. и М. Д. Менденхолл. «Быстрый, точный и чувствительный метод измерения поверхностного передаточного сопротивления», IEEE Trans. по ЭМС, ЭМС-26 (1984): 66-70.
  4. Мартин, А.Р. и С.Е. Эмерт. «Эффективность экранирования длинных кабелей». Международный симпозиум IEEE по ЭМС, Сан-Диего (1979): 13-18.
  5. Мартин, А.Р., «Эффективность экранирования длинных кабелей, III: максимальная утечка», 5-й симпозиум и техническая выставка по электромагнитной совместимости, Цюрих, под редакцией Т. Дворжака. (1983): 379-84.
  6. Уолдрон, Тони и Кит Армстронг. «Соединение экранов кабелей на обоих концах для снижения уровня шума». www.compliance-club.com/archive/old_archive/020514.htm.
  7. Юстюнер Ф., Н. Тарим и Э. Баран. «Экспериментальное исследование влияния заделки экрана на уровень связи между полем и кабелем». Прогресс в материалах симпозиума по исследованиям в области электромагнетизма, KL, Малайзия, (2012): 19–22.
  8. Пол, Ч.Р. Введение в электромагнитную совместимость, 2-е изд. Нью-Джерси: Wiley Interscience, 2006.
  9. .

Экран кабеля — обзор

Общие сведения о кабелях и экранах

Несмотря на подробное описание в другом месте, следует отметить, что неправильное использование кабелей и их экранов может вносить существенный вклад как в излучаемые, так и в кондуктивные помехи. Вместо того, чтобы разрабатывать целый трактат по этим вопросам, заинтересованный читатель должен обратиться к ссылкам 2, 3, 5 и 6 для получения дополнительной информации.

Как показано на рис. 7-104, надлежащее экранирование кабеля/корпуса ограничивает чувствительные схемы и сигналы полностью внутри экрана без ущерба для эффективности экранирования.

Рисунок 7-104. Экранированные соединительные кабели бывают электрически длинными или короткими, в зависимости от рабочей частоты

Как видно из этой схемы, корпуса и экран должны быть должным образом заземлены, иначе они могут действовать как антенны, вызывая излучаемые и кондуктивные помехи. проблема хуже (скорее, чем лучше).

В зависимости от типа помех (наводка/излучение, низкая/высокая частота) надлежащее экранирование кабеля выполняется по-разному и сильно зависит от длины кабеля. Первым шагом является определение того, является ли длина кабеля электрически короткой или электрически длинной на рассматриваемой частоте. Кабель считается электрически коротким, если его длина составляет менее 1/20 длины волны самой высокой частоты помех. В противном случае он считается электрически длинным.

Например, при частоте 50 Гц/60 Гц электрически коротким кабелем является любой кабель длиной менее 150 миль, в котором основным механизмом связи для этих низкочастотных электрических полей является емкостной. Таким образом, для любого кабеля длиной менее 150 миль амплитуда помех будет одинаковой по всей длине кабеля.

В случаях, когда длина кабеля электрически велика или требуется защита от высокочастотных помех, предпочтительным методом является подключение экрана кабеля к точкам с низким импедансом, , на обоих концах. Как вскоре будет видно, это может быть прямое соединение на передающем конце и емкостное соединение на приемнике. Если оставить незаземленным, эффекты незавершенных линий передачи могут вызвать отражения и стоячие волны вдоль кабеля. На частотах 10 МГц и выше требуются круговые (360°) экранирующие соединения и металлические соединители для основных низкоомных соединений с землей.

Таким образом, для защиты от низкочастотных (<1 МГц) помех от электрических полей допускается заземление экрана с одного конца.Для высокочастотных помех (> 1 МГц) предпочтительным методом является заземление экрана с обоих концов, использование кольцевых соединений на 360° между экраном и разъемом и обеспечение непрерывности металлических контактов между разъемами и корпусом.

Однако на практике существует предостережение, связанное с прямым заземлением экрана с обоих концов. Когда это сделано, создается низкочастотный контур заземления, как показано на рис. 7-105.

Рисунок 7-105. Контуры заземления в экранированном кабеле с витой парой могут вызывать ошибки

Всякий раз, когда две системы A1 и A2 удалены друг от друга, обычно существует разница потенциалов земли в каждой системе, т.е.е., В N . Частота этой разности потенциалов обычно равна частоте сети (50 Гц или 60 Гц) и кратна ей. Но, если экран заземлен непосредственно с обоих концов, как показано, шумовой ток I N протекает через экран. В идеально сбалансированной системе подавление синфазного сигнала системы бесконечно, и этот ток не создает дифференциальной ошибки в приемнике A2. Однако идеального баланса между драйвером, его импедансом, кабелем или приемником никогда не достигается, поэтому некоторая часть тока экрана будет проявляться в виде дифференциального шумового сигнала на входе A2.Ниже показано правильное заземление экрана для различных примеров.

Как отмечалось выше, экраны кабелей подвержены как низкочастотным, так и высокочастотным помехам. Надлежащая практика проектирования требует, чтобы экран был заземлен с обоих концов, если электрическая длина кабеля соответствует частоте помех, как это обычно бывает с радиопомехами.

На рис. 7-106 показан выносной пассивный датчик RTD, подключенный к мосту и цепи согласования экранированным кабелем. Правильный способ заземления показан в верхней части рисунка, где экран заземляется на приемном конце.

Рисунок 7-106. Гибридное заземление экранированного кабеля с пассивным датчиком

Из соображений безопасности может потребоваться, чтобы удаленный конец экрана также был заземлен. В этом случае приемный конец можно заземлить с помощью керамического конденсатора с низкой индуктивностью (от 0,01 мкФ до 0,1 мкФ), обеспечивающего высокочастотное заземление. Конденсатор действует как заземление для радиочастотных сигналов на экране, но блокирует низкочастотный линейный ток, протекающий через экран. Этот метод часто называют гибридным грунтом .

Корпус с активным выносным датчиком и/или другой электроникой показан на Рисунке 7-107. В обеих ситуациях также подходит гибридное заземление либо для сбалансированного (верхнее), либо для несимметричного (нижнее) корпуса драйвера. В обоих случаях конденсатор «C» разрывает низкочастотный контур заземления, обеспечивая эффективное радиочастотное заземление экранированного кабеля на приемном конце A2 в правой части диаграммы.

Рисунок 7-107. Сбалансированный по импедансу привод симметричного экранированного кабеля способствует помехозащищенности как для симметричных, так и для несимметричных сигналов источника

Существуют также более тонкие моменты, которые следует сделать в отношении используемых оконечных сопротивлений источника, R S .Как в симметричном, так и в несимметричном приводе управляющий сигнал, видимый на симметричной линии, возникает из-за чистого импеданса R S , который делится между двумя ветвями витой пары вдвое R S /2. . В верхнем случае полностью дифференциального привода это делается просто: резистор с номиналом R S /2 подключается последовательно с дополнительными выходами A1.

Обратите внимание, что в нижней части однотактного драйвера используются два резистора R S /2, по одному последовательно с обеими ножками.Здесь заземленный фиктивный резистор обратного плеча обеспечивает сбалансированное по сопротивлению заземляющее соединение с дифференциальной линией, способствуя общей помехоустойчивости системы. Обратите внимание, что эта реализация полезна только для приложений со сбалансированным приемником на A2, как показано.

Коаксиальные кабели отличаются от кабелей с экранированной витой парой тем, что путь обратного тока сигнала проходит через экран. По этой причине идеальной ситуацией является заземление экрана на ведущем конце и обеспечение свободного плавания экрана на дифференциальном приемнике (A2), как показано в верхней части Рисунка 7-108.Однако для того, чтобы этот метод работал, приемник должен быть дифференциального типа с хорошим подавлением высокочастотных СМ.

Рисунок 7-108. В коаксиальных кабелях можно использовать как балансные, так и несимметричные приемники

Однако приемник может быть несимметричным, например, типичным для стандартной схемы с одним операционным усилителем. Это верно для нижнего примера на рис. 7-108, поэтому в этом случае нет другого выбора, кроме как заземлить экран коаксиального кабеля с обоих концов.

SCIN: Шум, вызванный током экрана

Джим Браун, Audio Systems Group
RaneNote 166, © 2003, 2004 Syn-Aud-Con
Первоначально эта статья была опубликована в информационном бюллетене Syn-Aud-Con, 31, вып.4, 2003 г., и том. 32, нет. 1, 2004, перепечатано здесь с разрешения.

Введение

Моя предыдущая заметка была посвящена проблемам с контактом 1 как открытой двери для RF в аудиооборудование. Но радиочастоты также могут проникать в оборудование на сигнальных проводниках, если оборудование не может заблокировать их с помощью эффективного фильтра нижних частот. РЧ индуцируется в экранированной симметричной паре по крайней мере тремя механизмами:

  • Дисбаланс в магнитной связи между экраном и двумя сигнальными проводниками (шум, вызванный током экрана).
  • Градиенты напряжения в результате дисбаланса емкостей между двумя сигнальными проводниками и экраном.
  • Связь электрического поля через крошечные отверстия в экране.

В этой заметке мы сосредоточимся на первом из этих механизмов.

Для той же статьи 1994 года, которая познакомила нас с «проблемой контакта 1», впоследствии опубликованной в июньском выпуске журнала AES за 1995 год, Нил Манси поставил эксперимент по изучению того, что происходит, когда ток течет по экрану аудиокабеля. .С помощью усилителя мощности и выходного трансформатора, управляющего экраном аудиокабеля с синусоидальными и прямоугольными волнами 100 мА на частотах 60 Гц, 600 Гц и 6 кГц, он измерил напряжение, индуцируемое на сигнальной паре. Он назвал это напряжение «шумом, вызванным током экрана» (SCIN), отметив, что его амплитуда была пропорциональна частоте и что это было связано с дисбалансом магнитной связи между экраном и двумя сигнальными проводниками. Он измерил кабели с различными конструкциями экранов и заметил, что кабели с определенными типами экранов имеют гораздо более высокий SCIN, чем другие.

Основываясь на работе Нила, я давно подозревал, что SCIN вносит основной вклад в помехи AM-вещания звуковому оборудованию. В прошлом году я провел исследование, чтобы доказать это. Этой весной я сообщил об этом исследовании в AES в Амстердаме.

Моя экспериментальная установка должна была отличаться от установки Нейла, потому что я хотел измерить SCIN от 10 кГц до по крайней мере 2 МГц (в конце концов я перешел на 4 МГц с этой установкой), и трудно получить более 100 кГц даже через лучшие аудио трансформеры.(Недавно я разработал еще один эксперимент, показывающий, что SCIN жив и здоров, по крайней мере, до 300 МГц, и сообщу об этом на AES в Нью-Йорке в октябре).

Для испытаний на частоте 4 МГц я провел экран тестового кабеля встык, используя ВЧ-генератор на 50 Ом, и измерил ток, подключив ВЧ-вольтметр к резистору 2,5 Ом последовательно с экраном. Нил использовал постоянный ток 100 мА, который он считал характерным для того, что часто протекает в оболочке аудиокабеля.Он мог легко создать этот ток и поддерживать его постоянным с помощью усилителя мощности. ВЧ-генератор способен потреблять гораздо меньший ток, особенно при работе с индуктивностью длинного кабеля, а доступный ток сильно зависит от частоты и длины кабеля, поскольку генератор представляет собой источник с гораздо более высоким импедансом. Чтобы получить больший ток в диапазоне от 10 кГц до примерно 250 кГц (увеличивая чувствительность измерения), я использовал старый ламповый аудиогенератор Hewlett Packard. Я также знал, что влияние длины волны и резонанс в кабеле могут привести к ошибкам, поэтому я измерил четыре длины кабеля — 125 футов, 50 футов, 25 футов и 10 футов.На рисунках 1 и 2 показана тестовая установка.

Рис. 1. Тестовая установка SCIN.

Рисунок 2. Аудиогенератор HP 200CD использовался для большинства данных ниже 250 кГц, а HP 8657A — для более высоких частот.

Было протестировано множество кабелей, каждому из которых был присвоен описательный идентификатор, помогающий интерпретировать данные. Первая буква обозначает конструкцию экрана: B — оплетка, F — фольга, S — спиральный экран, CP — токопроводящий пластик.Буква D указывает на наличие заземляющего провода. Q указывает на четырехугольную конструкцию. Буква A обозначает аналоговый кабель, вторая буква D обозначает цифровой кабель. Число указывает на другой кабель того же общего типа.

Исследование Нейла, проведенное только на звуковых частотах, показало, что кабели с экранированием из фольги/дренажа имеют наихудшие характеристики SCIN, а кабели с экранированием из оплетки — примерно на 30 дБ лучше. Мои исследования показывают, что кабели с экранированной оплеткой сохраняют это преимущество по крайней мере до 2 МГц, но постепенно начинают терять его выше этой частоты.Моя недавняя работа показывает, что кабели с оплеткой по-прежнему лучше по крайней мере до 7 МГц и примерно такие же, как конструкция из фольги / стока при 14 МГц. На частоте 28 МГц лучше подходят кабели из фольги/дренажа.

На рис. 3 показано, что все кабели с фольгой/дренажем работают одинаково, за исключением FDA1 и FDA2, у которых SCIN заметно ниже. Но кабель BF, недорогой кабель с экранированием из фольги/оплетки без проводов заземления, изготовленный на заказ в Бразилии для Дейва Дистлера по предложению Рэя Рэйберна, имел гораздо более высокие характеристики SCIN.На самом деле, рисунки 8 и 9 показывают, что SCIN кабеля BF был на одном уровне с BA, высококачественным кабелем с оплеткой!

Рис. 3. Данные для экранированных фольгой кабелей длиной 125 футов.

Рис. 4. Типичный кабель хорошего качества с экраном из фольги/дренажа, нормированный на ток 100 мА, но не нормированный по длине.

Рис. 5. Те же данные, что и на рис. 4, нормализованные для тока экрана 100 мА и длины 125 футов.

Рис. 6. Данные, полученные в близко расположенных точках для кабеля FDD1 длиной 125 футов.

Рис. 7. Соотношение длины волны и частоты.

Рис. 8. Кабели с экранированной оплеткой и один кабель с экраном из фольги (FDA3) для сравнения.

Рис. 9. Кабели с экранированной оплеткой и один кабель с экраном из фольги (FDA3) для сравнения.

Рис. 10.Спектр шума типичной линии электропередач. (Предоставлено Биллом Уитлоком)

Данные для SCIN в кабелях значительно сложнее, чем это видно на рис. 5, где показаны данные, полученные с шагом в одну октаву. Более близко расположенные точки данных на Рисунке 6 ясно показывают множественные эффекты резонанса и длины волны, но шум явно увеличивается линейно с частотой ниже 500 кГц. Билл Уитлок показал, что первый пик, около 700 кГц для этого кабеля и такой длины, является резонансом между последовательной индуктивностью экрана и емкостью кабеля.Некоторые другие пики и провалы связаны с длиной волны кабеля в зависимости от его поведения в качестве линии передачи. Все эти эффекты будут масштабироваться с длиной кабеля. То есть короткие кабели будут демонстрировать линейное увеличение SCIN до более высокой частоты, а резонансы будут двигаться выше по частоте.

Так же, как акустические стоячие волны возникают в помещениях, электрические стоячие волны возникают в любом кабеле, где присутствуют высокочастотное напряжение и ток. В результате кабель будет демонстрировать резонансные эффекты в зависимости от его длины.Испытанные здесь длины кабелей продемонстрировали несколько резонансов, связанных с линией передачи, и, как мы узнаем позже, они будут особенно эффективны в качестве приемных антенн на этих резонансных частотах. См. Справочник ARRL и Книгу по антеннам ARRL, чтобы узнать о линиях передачи.

Все кабели, показанные на рисунках 8 и 9, предназначены для переносного использования (за исключением FDA3, показанного для сравнения). BA — популярный высококачественный кабель с оплеткой, SA — отличный европейский кабель с двойным спиральным экраном.BDAM — это высококачественный миниатюрный аналоговый кабель, представляющий собой одну пару из семейства змей и примерно такого же размера, как FDA3 и FDD1. Типы BA, SA и FDA3 также были измерены Манси.

При изучении данных полезно подумать о том, какие потенциальные источники помех (шума) обычно присутствуют в той или иной части спектра. Стандартный диапазон вещания AM простирается от 540 до 1700 кГц на большей части мира; есть также вещательные, деловые и научные пользователи спектра между 50 кГц и 500 кГц.Кроме того, в диапазоне примерно от 10 кГц до 1 МГц присутствует шум от двигателей, осветительного оборудования, импульсных источников питания, управляющих сигналов для систем синхронизации и т. д. Также присутствуют гармоники искажений, связанных с питанием, и переходные процессы при переключении.

На рис. 10 показан типичный спектр шума линии электропередачи. Конденсаторы фильтра будут связывать весь шум с землей, что создает шумовой ток в экране аудиокабелей, проходящих между удаленными друг от друга точками. SCIN соединит этот шум с сигнальной парой!

Вот несколько важных выводов, которые можно сделать из изучения данных.

  1. Кабели BD95, BDD1, BDA такого же размера и качества, что и кабели BA, однако BA имеет гораздо меньший SCIN ниже 250 кГц. Отличие состоит в наличии у всех, кроме БА, дренажного провода, что ухудшает равномерность распределения тока в экране. Данные ясно показывают, что чистый эффект заземляющего провода заключается в значительном ухудшении характеристик SCIN ниже примерно 500 кГц.
  2. BDAM и FDA3 имеют очень похожий размер, но BDAM имеет SCIN на 12-15 дБ меньше, потому что плетеный компонент его экрана пропускает более высокую долю тока экрана, чем фольга FDA3.На самом деле соотношение их характеристик SCIN очень близко к обратному отношению сопротивления заземляющего провода к общему сопротивлению экрана! То есть сила SCIN пропорциональна проценту от общего тока экрана, протекающего по заземляющему проводу.
  3. Кабель
  4. BDQ (продукт Gepco) продемонстрировал отличные характеристики SCIN. Короткий образец (все, что у меня было) другого известного четырехъядерного кабеля показал себя не так хорошо. [Счетверенная конструкция не лишена недостатков — кабели со звездообразной четверкой имеют гораздо большую емкость между проводниками, чем обычные кабели.Деннис Бон заметил, что размещение чрезмерной емкостной нагрузки на выходных каскадах микрофонов и другого звукового оборудования вызывает искажение высокочастотных переходных процессов.]
  5. Экраны из оплетки
  6. намного превосходят экраны из фольги в отношении их способности подавлять помехи ниже 4 МГц.
  7. Как мы узнаем далее, экран из фольги/плетенки хорош на всех частотах!
  8. SCIN приведет к тому, что радиочастота будет связана с сигнальной парой, поэтому аудиооборудование должно иметь хорошую фильтрацию нижних частот, чтобы отклонить ее.
  9. Расширение полосы пропускания звукового оборудования намного выше 100 кГц в поисках идеальной фазовой характеристики ведет к радиочастотным помехам.

Рис. 11. Топология проводов.

Рис. 12. Квадратичная характеристика двух типичных микрофонов.

Наведенный кабельный ток

Один из очевидных вопросов: «Сколько тока может быть на экране аудиокабелей в данной установке? Исследования Нила Манси и других показывают, что 100 мА тока, связанного с питанием (т.например, 50/60 Гц и гармоники) не редкость, когда источником тока является энергосистема внутри зданий. В измерениях SCIN Манси 1994 года и тестере Джона Вендта «Хаммер» для выявления проблем с контактом 1 использовался этот уровень тока. Но какой ток может индуцировать передатчик АМ-радиовещания в экранах микрофонных кабелей, проходящих через чердак церкви с деревянным каркасом?

Чтобы ответить на этот вопрос, я провел серию экспериментов с микрофонным кабелем длиной 125 футов, подключенным к измерителю уровня Hewlett Packard 3586C Selective Level Meter.Модель 3586C представляет собой калиброванный вольтметр в виде радиоприемника, который может настраиваться на любую частоту от нескольких кГц до 32 МГц. Он также может измерять частоту сигнала в этом диапазоне с точностью около 0,1 части на миллион. Данные были взяты в двух точках. Местом № 1 была пагода с деревянным каркасом в открытом парке, где Рон Стейнберг (который помогал с измерениями) установил небольшую звуковую систему. Он находится примерно в 4 милях от трех мощных вещательных AM-передатчиков.Микрофонный кабель длиной 125 футов поддерживался на высоте около 7 футов над влажной землей низкими ветвями небольших деревьев и подключался к 3586C, установленному в пагоде. Место № 2, примерно в 20 милях от первого, было 120-летним деревянным каркасным домом, который также служит моим офисом и лабораторией. Здесь тот же микрофонный кабель длиной 125 футов шел от одного конца третьего этажа вокруг дома до моей лаборатории в передней части второго этажа. В обоих случаях 3586C питался от заземленной розетки 120 В переменного тока.

В каждом месте экран кабеля был подключен к центральному проводнику 50-омного коаксиального входа 3586C, и было измерено напряжение, создаваемое несущей нескольких десятков АМ-вещательных станций. Затем закон Ома сказал нам ток для каждой станции. На веб-сайте FCC перечислены местоположения, характеристики передающих антенн и уровень мощности каждой станции.

Все измеренные станции находились в пределах примерно 40 миль от места измерения (но каждая находилась на разном расстоянии и под разным азимутом), поэтому их распространение было связано с земной волной.В дальней зоне падение напряженности поля сигнала земной волны имеет два основных компонента, которые являются аддитивными: закон обратных квадратов плюс член из-за потерь, вызванных током, протекающим в земле, который изменяется в зависимости от удельного сопротивления грунта. почвы и частоты сигнала. В рамках своих правил AM-вещания FCC уже давно опубликовала эмпирически определенные семейства кривых, которые позволяют с хорошей точностью прогнозировать напряженность поля земной волны на расстоянии более ста миль.Эти кривые использовались для получения данных, измеренных для каждой станции, и оценки тока, который протекал бы по тому же кабелю, если бы он находился всего в 1 миле от передатчика и на том же азимуте.

Радиовещательные антенны

AM всегда вертикальны, обычно их высота составляет четверть волны. Вся башня — это антенна. Некоторые (в основном самые мощные станции) используют полуволновые или 5/8-волновые антенны, создающие напряженность поля в горизонтальной плоскости, которая соответственно на 1,9 или 3,2 дБ больше, чем четвертьволновая антенна (как и в случае с направленностью громкоговорителя, вы не даром ничего не получишь — выигрыш идет за счет снижения мощности на больших углах, но с радио это хорошо).Большинство (но не все) радиовещательных станций AM являются всенаправленными в дневное время, но переключаются на направленную работу ночью; некоторые всегда всенаправленны, а некоторые всегда направлены. Используется несколько различных уровней мощности. Самые высокие электростанции используют 50 кВт для покрытия нескольких штатов; другие работают на 10 кВт, 5 кВт, 1 кВт или даже 250 Вт для покрытия небольших площадей.

Мои измерения показали, что экран кабеля длиной 125 футов (антенна) обычно воспринимает ток около 5 мА на расстоянии 1 мили от всенаправленной станции мощностью 50 кВт с более высокой антенной.Токи обычно составляли 1,5 мА и 0,75 мА для 5 кВт и 1 кВт соответственно. Ток экрана, вероятно, изменится на ±10 дБ в зависимости от ориентации, высоты и геометрии приемной антенны и еще на +10/-12 дБ в зависимости от направленности передающей антенны. Таким образом, типичные экранирующие токи порядка 1–20 мА следует ожидать на расстоянии 1 мили от передатчика мощностью 50 кВт в микрофонном кабеле длиной 125 футов, не экранированном кабелепроводом или строительной сталью, 0,5–10 мА на расстоянии 1 мили от передатчика мощностью 5 кВт, и 0.2-2 мА на расстоянии 1 мили от передатчика мощностью 1 кВт. Эти данные, хотя и тщательно измеренные, вряд ли можно считать точными. Однако они дадут нам некоторое представление об общем порядке величины ожидаемого радиочастотного сигнала. Что еще более важно, разработчики цепей должны применять эти оценки к данным SCIN, чтобы предсказать, какой уровень радиочастотной устойчивости может потребоваться их оборудованию в реальном мире!

При диагностике и устранении РЧ-помех в системах очень полезно понимать, что относительно небольшое снижение уровня РЧ-сигнала может привести к значительному снижению слышимых помех.Другими словами, снижение уровня РЧ всего на 10 дБ уменьшит звуковые помехи на 20 дБ. На практике это означает, что нам может не понадобиться бороться с радиопомехами с помощью кувалды (т. е. очень дорогого решения), а можно использовать гораздо более простые методы. В настоящее время я занимаюсь исследованием решений для радиопомех и надеюсь, что вскоре смогу сообщить о них.

На рис. 14 показаны результаты тестирования очень хорошего продукта Sound Devices Mix Pre. Рон Стейнберг одолжил мне это устройство для ВЧ-тестирования конденсаторного микрофона, о котором я рассказывал прошлой весной, и это самый «пуленепробиваемый» продукт, который я когда-либо тестировал.Красная кривая показывает обнаруженную РЧ, когда вы управляете контактом 1 канала 1 и слушаете канал 1. Синяя кривая показывает перекрестные помехи, которые вы слышите, когда вы вводите в ту же точку, но слушаете на канале 2. Такие перекрестные помехи возникают практически при каждый элемент оборудования, который я тестировал, и причина должна быть очевидной — РЧ проникает в печатную плату через общий импеданс, который, в свою очередь, добавляет его в нескольких точках сигнальной цепи. Пики и провалы в ответе, вероятно, являются результатом добавления обнаружения из нескольких точек в цепи, поскольку отношения фазы и амплитуды между этими обнаруженными сигналами меняются в зависимости от частоты.

На рис. 15 показаны результаты испытаний небольшого микшера из семейства, печально известного приемом АМ-радиостанций. Смеситель, показанный на рис. 16, был разработан в ответ на многочисленные жалобы, и он решал проблему в большинстве установок. Но в то время как микшер на Рисунке 16 по крайней мере на 40 дБ лучше в диапазоне АМ-вещания, он по крайней мере на 30 дБ хуже в диапазоне УКВ, и, таким образом, он непригоден для моего тестирования микрофона в центре Чикаго!

Результаты испытаний небольшого компрессора/лимитера, устанавливаемого в стойку, показаны на рис. 17.В этом устройстве проблема с контактом 1 проявляется в наибольшей степени в диапазоне частот от 20 до 50 МГц — вероятно, из него получается прекрасное CB-радио! ¼-дюймовые разъемы, используемые для входов и выходов, имеют пластиковые втулки, которые изолируют их от корпуса. Это блок с фиксированным порогом, и проблема с контактом 1 настолько серьезна, что выпрямленный звук из теста на контакте 1 достигает этого порога! Когда я говорил с разработчиком этого устройства несколько лет назад в AES по поводу проблемы с контактом 1 он громко заявил, что парень Уитлок не знает, о чем говорит.

Прошлым летом я говорил о проблемах с контактом 1 в микрофонах, соглашаясь с гипотезой Нила Манси о том, что большая часть чувствительности аудиоаппаратуры к радиочастотам является результатом проблемы с контактом 1. Я всегда хотел разработать метод измерения чувствительности контакта 1 аудиоустройства. На рис. 13 показана установка, на которой я остановился. По сути, все, что я сделал, это заменил стенную бородавку в хаммере Джона Вендта радиочастотным генератором и придумал способ отобразить результат, используя звуковое оборудование, которое у меня уже было.Я использовал тот же генератор, что и для измерений SCIN, но подойдет любой хороший радиочастотный генератор.

Рис. 13. Испытательный стенд для выявления проблем с контактом 1 RF.

Рисунок 14. Тест контакта 1 для очень хорошего продукта

Рис. 15. Проблема с контактом 1 в небольшом микшерном пульте, известном тем, что он ловит AM-радиостанции

Рисунок 16. Консоль, которая «решала» проблему во многих установках (но не на УКВ!)

Рис. 17.Двойной компрессор/лимитер с серьезной проблемой на выводе 1

Я также разработал метод подачи радиочастотного сигнала дифференциального режима на сигнальную пару почти так же, как SCIN делает это в типичной церкви. Как вы могли догадаться, я также применил обе эти методики к микрофонам и измерил многие из тех, что тестировал в полевых условиях прошлой зимой. Подробное обсуждение тестовых установок и множество данных включены в две статьи, которые я представил AES этой осенью в Нью-Йорке.Они доступны в AES, но еще не на веб-сайте.

И эта сноска: Расс О’Тул позвонил мне на днях, чтобы рассказать о подрядчике, чью работу он проверял, который настоял на том, чтобы раскрутить несколько дюймов кабеля витой пары, прежде чем подключать его к оборудованию. Он искал что-нибудь в печати, говорящее, что это плохая идея. Ну вот!

Кабельные экраны

Почти все помехи ниже нескольких сотен кГц имеют магнитную связь.Кабельные экраны практически не обеспечивают магнитного экранирования в этом диапазоне. С другой стороны, скручивание очень эффективно против магнитно-связанных помех. В общем случае отклонение магнитных полей пропорционально количеству витков на единицу длины (называемых «укладками») и равномерности кручения. Структурированный кабель (CAT 5 и т. д.) обеспечивает относительно высокое шумоподавление благодаря высокому коэффициенту скручивания. На протяжении столетия практически все телефонные линии проложены на километры по неэкранированным витым парам.

На своих семинарах Нил Манси демонстрирует важность скручивания, протягивая очень длинную цепочку микрофонных кабелей по лаборатории и используя их для подключения микрофона в акустически изолированном контейнере к небольшому микшеру/усилителю, который питает громкоговорители для аудитории с помощью много прибыли. Затем он берет ластик для ленты (для вас, молодежь, это большая катушка, приводимая в движение линией электропередач, которая создает большое магнитное поле частотой 60 Гц для стирания магнитной ленты) и перемещает его по микрофонному кабелю. От размагничивателя нигде по кабелю не слышно гула, кроме разъемов, где он может быть довольно громким.Почему? Скрутка прерывается на разъемах!

Скручивание также важно для хорошего подавления радиочастот. Довольно часто нескрученные параллельные кабели (молния) соединяют РЧ-кабель с оборудованием при использовании в качестве кабеля громкоговорителя, а проблемы с помехами решаются при замене его неэкранированной витой парой. Еще одна причина, по которой следует избегать самых высоконадежных акустических кабелей! [Я не перестаю удивляться тому, как мало на самом деле понимают в настоящей науке поставщики всей этой лженауки.После того, как один из моих друзей-представителей прошел «обучающие» занятия, проводимые производителем одной из наиболее известных линеек продуктов, он попросил у них некоторые данные, которые он мог бы показать своим технически подкованным клиентам в подтверждение своих утверждений. Они ответили, что у них нет ни таких данных, ни оборудования для их измерения, но они были бы признательны за любые данные, которые он мог бы предоставить!]

Кабельные экраны эффективны против электрических полей и могут быть очень важны там, где есть радиопомехи. Если кабель короткий по сравнению с длиной волны помехи, экран необходимо подключить только на передающем конце.Если длина кабеля намного превышает 1/10 длины волны, экран должен быть как можно более непрерывным и подсоединен с обоих концов. Как отмечалось ранее, идеальное соединение — концентрическое. Следующей лучшей является самая короткая практичная косичка.

Подводя итог, можно сказать, что «правильный» способ оконцовки симметричного кабеля, будь то для аудио или данных, заключается в том, чтобы как можно тщательнее сохранять скрутку прямо до точки, где она входит в оборудование (в идеале должна быть «нулевая длина» нескрученного кабеля). кабель).Если экран должен быть терминирован, должно быть либо концентрическое соединение, либо как можно более короткий пигтейл, и он должен идти прямо к экранирующему корпусу оборудования. Если соединение необходимо для экранирования от ОВЧ-ВЧ, но оно должно прерываться на более низких частотах для предотвращения тока экрана, следует использовать конденсатор последовательно с соединением экрана (также с очень короткими выводами или концентрическим соединением) и только на получить конец.

«SCIN: шум, вызванный током экрана» Это примечание в формате PDF.(4М)

Экранирование силовых кабелей

Зачем экранировать кабели?

Силовые кабели среднего и высокого напряжения в цепях более 2000 вольт обычно имеют экранирующий слой из медной или алюминиевой ленты или проводящего полимера. Если неэкранированный изолированный кабель находится в контакте с землей или заземленным объектом, электростатическое поле вокруг проводника будет сосредоточено в точке контакта, что приведет к коронному разряду и возможному разрушению изоляции.

Кроме того, ток утечки и емкостной ток через изоляцию представляют опасность поражения электрическим током.Заземленный экран выравнивает электрическое напряжение вокруг проводника, отводит любой ток утечки на землю. Обязательно применяйте разгрузку/конусы на концах экрана, особенно для кабелей, работающих при напряжении более 2 кВ относительно земли.

Экраны на силовых кабелях подключаются к заземлению на каждом конце экрана и в местах сращивания для резервирования, чтобы предотвратить удар, даже если в экране будет протекать индуцированный ток. Этот ток приведет к потерям и нагреву, а также снизит максимальный номинальный ток цепи.Испытания показывают, что наличие оголенного заземляющего проводника, примыкающего к изолированным проводам, быстрее проводит ток короткого замыкания на землю. В сильноточных цепях экраны могут подключаться только с одного конца.

В очень длинных высоковольтных цепях экран может быть разбит на несколько секций, так как при коротком замыкании цепи на длинном участке экрана могут возникнуть опасные напряжения. Однако опасность поражения электрическим током при заземлении только одного конца экрана должна быть оценена на предмет риска!

Экранирование силового кабеля осуществляется путем окружения сборки или изоляции заземленной проводящей средой.Это ограничивает диэлектрическое поле внутри этого экрана.

Используются два различных типа экранов:

Изоляционный экран предназначен для:

  • Достижения симметричного распределения радиального напряжения с изоляцией.
  • Устранение касательных и продольных напряжений на поверхности изоляции.
  • Исключите из диэлектрического поля такие материалы, как оплетки, ленты и наполнители, которые не предназначены для изоляции.
  • Защитите кабели от наведенного или прямого среднего напряжения. Экраны делают это, делая импеданс перенапряжения равномерным по длине кабеля и помогая ослабить потенциалы перенапряжения.

Экранирование проводника

Кабель с бумажной изоляцией

В кабелях с номинальным напряжением более 2000 вольт по стандартам indusby требуется экранирование проводника. Назначение полупроводникового, также называемого экранирующим, материала поверх проводника состоит в том, чтобы обеспечить гладкий цилиндр, а не относительно шероховатую поверхность многожильного проводника, чтобы уменьшить концентрацию напряжений на границе раздела с изоляцией.

Экранирование жил используется для кабелей как с пластинчатой, так и с экструдированной изоляцией .

Используемые материалы представляют собой либо полупроводниковые материалы, либо материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, известные как материалы, контролирующие напряжение. Оба выполняют одну и ту же функцию снижения стресса.

Экраны проводников для кабелей с бумажной изоляцией представляют собой ленты из сажи или металлизированные бумажные ленты. Материалы для экранирования проводников изначально изготавливались из полупроводниковых лент, спирально намотанных на проводник.Существующие стандарты по-прежнему разрешают наклеивать такую ​​ленту на проводник. Это делается, особенно на больших проводниках, чтобы прочно удерживать жилы вместе во время применения экструдированного полупроводникового материала, который в настоящее время требуется для кабелей среднего напряжения.

Опыт работы с кабелями, которые имели только полупроводящую ленту, был неудовлетворительным, поэтому промышленность изменила свои требования, требуя экструдированного слоя поверх проводника.

В экструдированных кабелях этот слой теперь выдавливается непосредственно поверх проводника и приклеивается к изоляционному слою, который наносится поверх этого слоя снятия напряжения.Чрезвычайно важно, чтобы между этими двумя слоями не было пустот или постороннего материала.

Современные экструдированные слои не только чистые (без нежелательных примесей), но и очень гладкие и круглые. Это значительно уменьшило образование водного налета, который мог образоваться на неровных поверхностях. При одновременном экструдировании двух слоев экран проводника и изоляция отверждаются одновременно. Это обеспечивает неразрывную связь, которая сводит к минимуму вероятность образования пустот на критической границе раздела.

Из соображений совместимости экструдированный защитный слой обычно изготавливается из того же или аналогичного полимера, что и изоляция.

Специальная сажа используется для изготовления слоя над проводником полупроводникового для обеспечения необходимой проводимости . Отраслевые стандарты требуют, чтобы проводник из полупроводникового материала имел максимальное удельное сопротивление 1000 мОм. Эти стандарты также требуют, чтобы этот материал прошел испытание на долговременную стабильность удельного сопротивления при аварийном уровне рабочей температуры, чтобы гарантировать, что слой остается проводящим и, следовательно, обеспечивает длительный срок службы кабеля.

Водонепроницаемый материал может быть включен как часть экрана проводника для предотвращения радиальной передачи влаги. Этот слой состоит из тонкого слоя алюминия или свинца, зажатого между полупроводниковым материалом. Аналогичный ламинат можно использовать для изоляционного экрана по той же причине.

Не существует окончательного стандарта, описывающего класс экструдируемых экранирующих материалов, известный как « супергладкий, суперчистый ». Обычно нецелесообразно использовать торговую марку производителя или номер продукта для описания любого материала.

T Термин «сверхгладкий, суперчистый» — это единственный способ описать класс материала, который обеспечивает более высокое качество кабеля, чем более ранняя версия. Это чисто академический вопрос, поскольку старые типы материалов больше не используются известными поставщиками для изготовления кабелей среднего напряжения.

Дело в том, что эти новые материалы значительно улучшили характеристики кабеля в лабораторных исследованиях.


Изоляционный экран для кабелей среднего напряжения

Изоляционный экран для кабеля среднего напряжения состоит из двух компонентов:

  • Полупроводниковый слой или слой для снятия напряжений
  • Металлический слой ленты или отвода, дренажные провода, концентрические нейтральные провода или металлическая трубка.

Они должны функционировать как единое целое для обеспечения длительного срока службы кабеля

Слой для снятия напряжения

Полимерный слой, используемый с эксбудированными кабелями, заменил ленточные экраны, использовавшиеся много лет назад. Этот экструдированный слой называется экструдированным изоляционным экраном или экраном. Его свойства и требования к совместимости аналогичны ранее описанному экрану проводника, за исключением того, что стандарты требуют, чтобы объемное сопротивление этого внешнего слоя было ограничено 500 мОм.

Неметаллический слой находится непосредственно над изоляцией, и напряжение напряжения на этом стыке ниже, чем на стыке экрана проводника. Этот внешний слой не требуется склеивать для кабелей до 35 кВ. При напряжениях выше этого настоятельно рекомендуется приклеивать этот слой к изоляции.

Поскольку большинство пользователей хотят, чтобы этот слой можно было легко снять, Ассоциация осветительных компаний Эдисона (AEIC) установила пределы натяжения ленты.В настоящее время эти ограничения заключаются в том, что полоса шириной 1/2 дюйма, отрезанная параллельно проводнику, отслаивается с минимальным усилием 6 фунтов и усилием не менее 24 фунтов под углом 90º к поверхности изоляции.

Металлический экран

Металлическая часть изоляционного экрана или экрана необходима для обеспечения пути с низким сопротивлением для протекания зарядного тока на землю. Важно понимать, что экструдированные экранирующие материалы не выдержат постоянного тока силой более нескольких миллиампер.Эти материалы способны выдерживать небольшие зарядные токи, но не выдерживают несбалансированные токи или токи короткого замыкания.

Металлический компонент изоляционного экрана системы должен выдерживать эти более высокие токи. С другой стороны, чрезмерное количество металла в оболочке одножильного кабеля дорого обходится по двум причинам. Во-первых, дополнительный металл сверх количества, которое фактически требуется, увеличивает первоначальную стоимость кабеля. Во-вторых, чем больше металлическая составляющая изоляционного экрана, тем выше потери в экране, возникающие в результате протекания тока в центральном проводнике.

В конструкции кабеля должно быть предусмотрено достаточное количество металла, чтобы гарантировать, что кабель активирует резервную защиту в случае любого повреждения кабеля в течение всего срока службы этого кабеля. Также есть опасения по поводу потери щита.

Поэтому становится важным, чтобы:
  • Тип анализируемого оборудования прерывания цепи. Каковы конструкция и рабочие настройки HSE, устройства повторного включения или автоматического выключателя?
  • С каким током короткого замыкания будет сталкиваться кабель в течение срока службы?
  • Какие потери щита допустимы? Сколько раз заземлять экран? Будут ли размыкания экрана для предотвращения блуждающих токов?

Концентрические нейтральные кабели

Если указаны концентрические нейтральные кабели, они должны быть изготовлены в соответствии со стандартами ICEA.Эти провода должны соответствовать требованиям ASTM B3 для проводов без покрытия или B33 для проводов с покрытием.

Эти провода накладываются непосредственно поверх неметаллического изоляционного экрана с шагом не менее шести и более десятикратного диаметра по концентрическим проводам.


Экранирование кабелей низкого напряжения

Экранирование кабелей низкого напряжения обычно требуется там, где могут возникнуть проблемы с индуктивными помехами. В многочисленных коммуникационных, контрольно-измерительных и управляющих кабелях небольшие электрические сигналы могут передаваться по проводнику кабеля и усиливаться на приемном конце.Нежелательные сигналы ( шум ) из-за индуктивных помех могут быть такими же большими, как и полезный сигнал. Это может привести к ложным сигналам или звуковому шуму, который может повлиять на голосовую связь.

Во всем спектре частот необходимо разделить помехи на эффекты электрического поля и эффекты магнитного поля.

Электрические поля

Эффекты электрического поля являются функцией емкостной связи или взаимной емкости между цепями. Экранирование может осуществляться сплошным металлическим экраном, чтобы изолировать возмущающую цепь от возмущающей цепи.

Даже полупроводниковые профили или ленты, дополненные заземленным проводом dmin, могут выполнять некоторую экранирующую функцию от воздействия электрического поля.

Магнитные поля

Эффекты магнитного поля являются результатом связи магнитного поля между цепями. Это немного сложнее, чем для электрических эффектов.

При относительно низких частотах энергия, испускаемая источником, рассматривается как излучение. Это увеличивается пропорционально квадрату частоты. Это электромагнитное излучение может вызывать помехи на значительном расстоянии и проникать через любые «отверстия» в экранировании.Это может произойти с плетеными экранами или лентами, которые не перекрываются. Тип металла, из которого изготовлен экран, также может влиять на уровень помех.

Любой металлический экранирующий материал, в отличие от магнитных металлов, обеспечивает некоторый экран из-за вихревых токов, возникающих в металлическом экране падающим полем. Эти вихревые токи стремятся нейтрализовать возмущающее поле. Неметаллическое полупроводниковое экранирование не эффективно для магнитных эффектов. Как правило, наиболее эффективным экранированием является сплошной стальной трубопровод, но это не всегда практично.

Эффективность экрана называется «коэффициентом экранирования » и определяется как:

SF = Индуктивное напряжение в цепи экрана / Индуктивное напряжение в неэкранированной цепи

Гудинг и Слейд сообщили о различных конструкциях экранирования от эффектов электрического поля и эффектов магнитного поля.

ИСТОЧНИК: Лоуренс Дж. Келли и Карл С. Ландингер, Википедия

Введение в экранирование и экранированные кабели

Надежная передача данных является одним из двух основных направлений проектирования промышленной системы управления.Каждый раз, когда две цифровые системы должны «разговаривать» друг с другом, мы хотим, чтобы эта связь была максимально быстрой и надежной.

Надежность сдерживается многими внешними факторами внутри промышленного объекта. Каждая катушка, двигатель, соленоид или провод переменного тока с током будут генерировать индукцию, которая создает (или наводит) напряжение на любой другой проводник поблизости. Для многих крупных промышленных компонентов даже на расстоянии нескольких футов или более могут возникнуть проблемы.

Еще одна проблема, которая возникает, когда несколько жгутов проводов перемещаются рядом друг с другом, — это емкость. Если к проводу приложено напряжение, другой провод рядом с ним увидит напряжение из-за явления, называемого емкостной связью.

Почти само собой разумеется, что если электрический провод вызывает изменение напряжения в проводе связи, этот сигнал связи больше не будет действительным. Есть несколько решений, но очень распространенным является использование экранированных кабелей, которые, похоже, используются только в кабелях связи.Мы рассмотрим причину и аппаратное обеспечение этого простого типа оборудования.

 

Что такое экранирование?

Вы когда-нибудь заходили в здание со стенами из листового металла или крышей, и ваш мобильный телефон сразу же терял связь? Это также распространено в новом строительстве, где многие здания построены со стальными балками и металлическими стойками в стенах.

Причина, по которой здания блокируют сигнал сотовой связи, заключается в том, что эти сигналы представляют собой не что иное, как электромагнитные (ЭМ) колебания в радиочастотном диапазоне, несущие информацию.Металл между источником ЭМ и сотовым телефоном поглощает радиочастотный сигнал, создавая небольшое напряжение на стене, но не позволяя ему достичь вас. Если этот металл заземлен, то сигнал также бесполезно передается на землю.

В случае приема сотовой связи блокировка сигнала была плохим побочным эффектом. Но если этот РЧ-сигнал вреден, то заблокированный сигнал будет преимуществом. Эта концепция называется «клетка Фарадея», когда вы проектируете полностью металлический корпус, чтобы блокировать все внешние радиочастотные помехи.Чем плотнее металл вокруг вас, тем лучше защита. Иногда тонкая металлическая сетка или сетка обеспечивают достаточную защиту, но иногда единственным надежным решением является полностью закрытая металлическая стена.

Теперь, если мы применим ту же концепцию к проводу, мы увидим, что было бы полезно попытаться построить небольшую клетку Фарадея вокруг провода. Если считать цифровую связь по проводу похожей на антенну сотового телефона, она будет улавливать любые помехи от находящихся поблизости источников радиочастот. Промышленные устройства мощные и находятся в непосредственной близости от кабелей.

Если мы окружим кабель проволочной сеткой, это обеспечит хорошую защиту. Но лучше всего подойдет прочная толстая металлическая оболочка. Если один или оба конца кабеля заземлены, то сигнал будет безвредно блокироваться и рассеиваться до ближайшего заземляющего проводника.

 

Методы экранирования

Существует несколько вариантов экранирования кабелей, и все они довольно распространены. Возможно, вы не видели экран, но вполне вероятно, что он присутствовал во многих кабелях, с которыми вы работали в прошлом.

Наиболее распространенным является тонкая металлическая фольга или лента, полностью обернутая вокруг длины кабеля, прямо под изоляционной оболочкой (см. рис. 1). Внешне это ничем не отличается, но концы кабеля обычно металлические. Это поддавка в кабеле Ethernet любой категории — если концевой разъем заключен в металл, это почти наверняка экранированный кабель. Если бы вы сняли пластиковую оболочку, вы бы увидели тонкий слой алюминиевой фольги.

 

Рис. 1.Витая пара проводов с экраном из зеленой фольги, обернутым вокруг кабеля для предотвращения помех. Скручивание проводов помогает дополнительно уменьшить внутренние емкостные помехи между проводами.

 

Иногда экранирование не такое плотное и может иметь форму сетки. Точно так же, если бы вы могли снять пластиковую или резиновую оболочку, вы бы увидели тканый металлический слой, добавляющий защиту, но также и некоторую жесткость.

Коаксиальный кабель, что означает «коаксиальный», состоит из одного или двух металлических носителей сигнала в середине изоляционной жилы, затем обернутых тканым экраном и, наконец, покрытых внешней оболочкой из резины или ПВХ.В этом случае металлический экран обеспечивает не только снижение шума, но и опорное заземление для сигнала, что делает эти кабели идеальными для радио, аудио и других однонаправленных сигналов.

У любого обновления всегда есть несколько недостатков, и в данном случае недостатки — это дополнительная стоимость специальных экранированных кабелей и дополнительная потеря гибкости из-за жесткого металлического слоя внутри кабелей. Но это небольшие жертвы за надежную высокоскоростную связь.

 

Экран

защищает от электромагнитных помех

Экранирование защищает от нежелательных помех от внешних электромагнитных источников. Эти экраны могут быть сплошными или ткаными, как правило, прямо под внешней оболочкой кабеля, обеспечивая небольшую клетку Фарадея для поглощения и блокировки нежелательных сигналов помех.

THVD2450: Shield As Ground — Интерфейсный форум — Интерфейс

Hi Mark,

Я также внесу свой вклад в обсуждение и расширю некоторые из тем, упомянутых Эриком, потому что эта тема несколько серая, и ответ будет варьироваться в зависимости от приложения.На самом деле не существует одного правильного способа реализовать это для всех приложений, и я постараюсь предложить некоторую информацию на более глубоком уровне, которая может оказаться полезной в других приложениях, с которыми вы можете столкнуться.

Во-первых, можно ли использовать щит в качестве земли?

В целом да, но следует учитывать некоторые оговорки. Во-первых, вы назвали это проводом экрана, что я интерпретирую скорее как экран, чем провод. Я бы рассматривал провод по линиям любого обычного проводника. В кабелях используются различные типы заземления.Экраны из фольги лучше с точки зрения защиты от электромагнитных помех, если предположить, что кабель не будет постоянно изгибаться, что со временем может ослабить и разорвать экран из фольги. Подключение экрана из фольги к разъемам также может быть затруднено, и иногда к кабелю добавляется дренажный провод, который представляет собой провод без покрытия, находящийся в физическом контакте с экраном, что упрощает электрические соединения с экраном из фольги. В зависимости от частотного содержания эти заземляющие провода могут становиться индуктивными, образовывать токовую петлю и сами излучать электромагнитные помехи.Важно, чтобы они были как можно короче внутри разъема, и желательно, чтобы весь экран из фольги был подключен к разъемам, которые проводят этот экран через разъем на печатную плату. Некоторые экраны из фольги могут быть очень тонкими, и в некоторых приложениях способность фольги по току быть важным фактором, если это единственное заземляющее соединение в кабеле.

Плетеные провода также широко используются в качестве экрана, но они не так эффективны, как фольга, и могут иметь небольшие зазоры между плетеными проводами для проникновения излучения в кабель или выхода из него.Но если они используются, они также должны быть подключены как можно ближе к печатной плате. Заземляющий провод может быть включен или не включен в кабель с этим типом экранирования, но действуют те же факторы, что и в случае с фольгой.

Если используется заземляющий провод, он подходит только для аналоговых приложений с низкими частотами. Эти заземляющие провода не обеспечивают хорошего заземления для высокоскоростных цифровых сигналов. Ваше приложение RS-485, скорее всего, не считается высокоскоростным цифровым приложением, но есть некоторые системы с довольно высокими скоростями передачи данных и сигналами с высокой скоростью нарастания, которые ведут себя намного больше как высокоскоростной цифровой сигнал, чем как низкочастотный аналоговый. сигнал.Использование разъема с металлической оболочкой, обеспечивающего полное соединение с экраном кабеля, может потребоваться для высокоскоростных приложений.

Эрик упомянул об использовании токов контура заземления. Подход, заключающийся в низкоомном соединении между экраном и шасси или платой оборудования только на одном конце и с более высоким импедансом на другом, подходит только для низкоскоростных приложений. Высокоскоростные приложения чувствительны к более высоким частотам, и заземляющий экран должен иметь низкий импеданс на обоих концах для частотного диапазона, в котором он работает как экран.Это также известно как полное сопротивление передачи по земле. Поскольку импеданс чувствителен к соотношению емкости и индуктивности в системе, этот импеданс будет меняться в зависимости от частоты. Если экран имеет соединение с низким импедансом только на одном конце, обратный ток увидит индуктивное заземление и будет плохим экраном для более высоких частот. Если между системами создается несколько путей заземления, таких как выделенный заземляющий провод внутри кабеля, а также заземляющий экран с более высоким импедансом, будет сформирован контур заземления, что создаст больше проблем.Часть тока будет протекать через заземляющий проводник с низким импедансом, а часть — через экран с более высоким импедансом. Это может создать токовую петлю, которая может вызвать попадание низкочастотного шума в сигналы и быть обнаруженной системой, и этого следует избегать. Если экран является вашим единственным заземляющим соединением, то использовать его в качестве заземления можно. Однако есть еще один провод заземления, тут нужно быть осторожным, чтобы не образовалась петля.

Однако есть веская причина для реализации соединения с низким импедансом на одном конце и соединения с более высоким импедансом или RC-соединения на другом конце для низкоскоростных приложений.Большая часть энергии ближнего поля вокруг проводников находится в режиме электрического поля, а не в режиме магнитного поля для низкоскоростных схем с высоким импедансом. Экран действует как клетка Фарадея, окружающая проводники, предотвращая вход или выход электрических полей через экран, и требует только одного заземления.

Однако для высокоскоростных приложений с низкоимпедансной схемой большая часть энергии ближнего поля вокруг сигнальных проводников находится в режиме магнитного поля, и в этом приложении будет работать только магнитный экран.Магнитная связь создает высокочастотные токи, которые циркулируют в экране и перемещаются относительно тока сигнала, действуя как противодействующая сила. Это помогает нейтрализовать магнитные поля, чтобы обеспечить эффект магнитного экранирования. Но для этого требуется соединение с низким импедансом на обоих концах экрана, чтобы токи экрана могли легко входить и выходить из кабеля.

Замечу также, что высокочастотная система не только обнаруживается с высокой скоростью передачи данных, но и является продуктом времени нарастания и спада сигнала.Высокочастотный контент необходим для создания высокой скорости нарастания сигнала переключения. Если сигнал имеет высокую скорость нарастания, его можно считать высокоскоростным сигналом, даже если он используется для медленной скорости передачи данных.

Ваш вопрос подразумевает низкочастотное приложение с одним заземляющим экраном на одном конце. Если вы хотите реализовать этот тип соединения, вы должны использовать как резистор, так и конденсатор, а не просто конденсатор. Использование только конденсатора будет действовать как блок постоянного тока для потока постоянного тока между двумя системами, и на самом деле вам нужно пропускать постоянный ток и фильтровать высокочастотный контент.Использование резистора и конденсатора позволяет пропускать постоянный ток через резистор и поглощать высокие частоты в конденсаторе.

Есть еще один аспект, который может иметь или не иметь отношение к вашему приложению, о котором я хотел бы упомянуть в этом информационном посте. Это к вопросу о том, сколько сигналов содержится в шилде. Вы упомянули, что используете экранированную витую пару. Это может быть кабель с одной экранированной витой парой, кабель с несколькими экранированными витыми парами или кабель с несколькими витыми парами, которые содержатся в общем экране для всего кабеля.В идеале экран из фольги, полностью соединенный с обоих концов, образует идеально симметричный экран и ничего не излучает. Это предотвращает перекрестные помехи между несколькими кабелями с экранированной витой парой.

Однако, если несколько проводов в пределах общего экрана могут страдать от перекрестных помех из-за общего между ними общего заземления, если не напрямую. Шум, попадающий на землю от одного сигнального проводника, может косвенно индуцировать ток в другом проводнике через заземляющее соединение.Здесь, я думаю, вы думаете, что использовать экран в качестве заземления — плохая идея. В этом отношении вы правы, но есть и другие факторы, о которых я упоминал ранее. В идеале у вас должны быть индивидуально экранированные витые пары либо с одной парой на кабель, как это принято в RS-485, либо с несколькими индивидуально экранированными парами.

 

Я знаю, что было много информации на довольно высоком уровне, которая может иметь или не иметь отношение к вашему приложению в зависимости от частотного содержания.Но я надеюсь, что это было информативно.

С уважением,

Джонатан

Как выбрать экранирование кабеля для обеспечения электромагнитной совместимости 3

Часть 3. Общие сведения о свойствах экрана кабеля

Вам необходимо выбрать кабельный экран, обеспечивающий достаточное затухание для выполнения работы, без чрезмерного проектирования и добавления ненужных затрат и сложности. Однако, прежде чем выбрать щит, убедитесь, что вы понимаете разницу между свойствами щита и его эффективностью.

В части 3 этой серии из четырех статей рассматриваются внутренние свойства экрана.

Эффективность экранирования не является свойством щита

Инженеры обычно думают о экранах кабелей с точки зрения эффективности экранирования. Это удобный способ сравнить один щит с другим. В конце концов, щит, который обеспечивает большую эффективность защиты, является лучшим щитом, верно?

Не всегда.

Эффективность экранирования (SE) Определено

Cable SE — это отношение напряженности электрического или магнитного поля с установленным экраном и без него.Возможно, более интуитивно, SE можно рассматривать как затухание, которое обеспечивает экран.

Яблоки и апельсины

Сравнение SE двух разных кабелей допустимо только в том случае, если установка и схема идентичны. Они должны иметь одинаковую длину, одинаковую высоту над землей и одинаковые методы подключения, а схемы, подключенные к проводам на каждом конце кабеля, должны иметь одинаковый импеданс для обоих. Иначе вы образно сравниваете яблоки и апельсины. SE двух экранов сравним, только конфигурация кабелей идентична.

Даже для одного и того же экрана SE изменяется при изменении настройки или импеданса. Экран, который имеет SE 80 дБ на частоте 1 МГц при измерении с оконечными цепями 100 кОм, может иметь только 50 дБ SE при измерении с концевыми цепями 50 Ом. Это связано с тем, что эффективность экранирования не является внутренним свойством экрана, а зависит от приложения.

Свойства внутреннего экрана кабеля

Кабельные экраны

обладают двумя неотъемлемыми свойствами: передаточным сопротивлением и передаточным сопротивлением.

Низкий импеданс передачи соответствует высокой эффективности экранирования, а низкий коэффициент проводимости передачи соответствует высокой эффективности экранирования. В отличие от эффективности экранирования, импеданс передачи и проводимость передачи не зависят от конфигурации, поэтому их можно использовать для сравнения производительности одного экрана с другим, не зная конечного использования.

Сопротивление передачи экрана

По определению, передаточное сопротивление — это напряжение на единицу длины, индуцированное на проводах внутри экрана кабеля током, протекающим по экрану кабеля.

Например, если по экрану 3-метрового кабеля протекает ток 1 ампер, а на проводах внутри экрана индуцируется напряжение 60 мВ, передаточное сопротивление экрана составляет 20 мОм/м. Если вместо этого экран имеет передаточный импеданс 30 мОм/м, в проводах индуцируется 90 мВ, когда на экран течет 1 ампер.

Полное сопротивление передачи зависит от частоты. На очень низких частотах передаточный импеданс равен сопротивлению экрана постоянному току. По мере увеличения частоты передаточный импеданс имеет тенденцию к уменьшению для сплошных экранов и к увеличению для экранов, которые не являются сплошными.

Давайте рассмотрим несколько примеров. Для каждого экран имеет диаметр 5 мм, толщину 127 мкм и изготовлен из меди.

Прочный экран

По мере увеличения частоты глубина скин-слоя уменьшается, и ток скапливается ближе к внешней поверхности экрана. Провода внутри экрана подвергаются более низким уровням поля, и это более низкое воздействие соответствует более низкому импедансу передачи. Эффективность экранирования сплошного экрана увеличивается с увеличением частоты.

Экраны кабелей

, изготовленные из металлизированной диэлектрической подложки, такой как майлар, обладают экранирующими свойствами, приближающимися к тонким сплошным экранам.Экраны из фольги обычно имеют металлизацию всего в несколько микрон и, следовательно, имеют относительно высокий передаточный импеданс и низкую эффективность экранирования на низких частотах. По мере увеличения частоты характеристики экранов из фольги имеют тенденцию к улучшению и могут приближаться к сплошному экрану на очень высоких частотах.

Плетеный экран

Экраны кабелей

из плетеной проволоки ведут себя как сплошные экраны на низких частотах. Импеданс передачи экрана постоянен, затем начинает уменьшаться из-за скин-эффекта.Однако утечка через отверстия, созданные плетеными нитями, становится очевидной для большинства плетеных экранов в диапазоне примерно от 1 МГц до 10 МГц. На высоких частотах утечка через апертуру становится больше, а полное сопротивление перехода через экран неуклонно растет с увеличением частоты.

Экран из металлической ленты

Передаточное сопротивление ленты из металлизированной ткани и ленты из металлической фольги, намотанной по спирали вокруг кабеля, относительно низкое на низких частотах.Однако по мере увеличения частоты становится заметной утечка через зазор, созданный липкой лентой. Проводящий клей улучшает импеданс передачи средних частот, но его удельное сопротивление обычно на несколько порядков выше, чем у поверхностного металла. На высоких частотах емкость между перекрывающимися частями витков имеет тенденцию стабилизировать передаточный импеданс. Экраны из металлических лент обеспечивают меньшую эффективность экранирования высоких частот, чем сплошные экраны или экраны из фольги, но гораздо большую, чем экраны из оплетки.

Допуск передачи экрана

Передаточная проводимость определяется как отношение тока, индуцированного на единицу длины проводов внутри экрана кабеля, к напряжению, присутствующему на экране кабеля.

Адмиттанс передачи экрана — это свойство емкостной связи экрана, пропорциональное емкости между экраном и проводами внутри экрана. Для экранов кабелей, которые заземлены с обоих концов, передаточная проводимость гораздо менее значима, чем передаточный импеданс, поскольку индуцированное напряжение экрана относительно низкое.Для экранов, которые заземлены с одного конца, наведенное экранное напряжение может быть значительным, и для этих экранов более важна передаточная проводимость.

Как и передаточное сопротивление, передаточная проводимость изменяется в зависимости от частоты. На низких частотах проводимость передачи обычно очень низкая, но имеет тенденцию к увеличению с увеличением частоты. По сравнению с индуцированными эффектами передаточного импеданса, эффекты передаточной проводимости менее значительны для большинства экранированных кабелей.

В предстоящих сообщениях

Эта статья является третьей из четырех статей, посвященных экранированию кабелей с точки зрения электромагнитной совместимости.В следующей статье этой серии мы используем внутренние свойства экрана для расчета эффективности экранирования.

Часть 1. Введение
Часть 2. Какое экранирование вам нужно?
Часть 3. Как рассчитать свойства экрана
Часть 4. Как правильно оценить эффективность экрана

.