Экранирование кабеля: фольга, оплётка или оба слоя
Экран — то, чем чаще всего пытаются сэкономить и что чаще всего приходится переделывать. Выбор между фольгой и оплёткой определяется не ценой, а тем, от какой помехи и в каком диапазоне частот защищаются.
Фольга
Фольговый экран — тонкий слой алюминия, обычно на подложке из полиэстера для прочности. Главное достоинство — полное, 100 % покрытие жил: в экране нет отверстий, через которые проникает электрическое поле.
Слабое место — высокое сопротивление самого экрана. Толщина фольги мала, и на низких частотах, а также по магнитной составляющей она работает заметно хуже оплётки. Кроме того, фольга менее стойка к многократным изгибам.
Оплётка
Оплётка — плетёная сетка из медных проволок, голых или лужёных. Покрытие у неё принципиально неполное: типично 70–95 %, между проволоками остаются ромбовидные просветы. Эффективность экранирования при этом составляет порядка 40–80 дБ.
Зато у оплётки низкое сопротивление по постоянному току — она хорошо отводит наведённые токи и работает по магнитной составляющей и на низких частотах. Оплётка механически прочна и держит многократный изгиб, поэтому это стандартное решение для промышленности и транспорта.
Сопротивление передачи — чем на самом деле мерят экран
Процент покрытия — характеристика геометрии, а не защиты. Показатель, по которому экраны сравнивают инженерно, — сопротивление передачи ZT, измеряемое в Ом на метр: чем оно ниже, тем меньше помеха проникает через экран.
Важно, что этот параметр зависит от частоты. Типовой кабель с комбинированным экраном «фольга + оплётка» имеет ZT ниже 10 мОм/м на частоте 1 МГц, но выше 100 МГц значение поднимается до сотен мОм/м. Поэтому «экранированный кабель» без указания рабочего диапазона — характеристика неполная.
Комбинированный экран
Фольга и оплётка закрывают разные слабые места, поэтому их сочетают: фольга даёт полное покрытие по электрическому полю, оплётка — низкое сопротивление по магнитной составляющей и на низких частотах. Комбинация «фольга + оплётка» даёт эффективность экранирования порядка 60–100 дБ и лучший результат в широкой полосе.
Для ответственных применений в условиях сильных помех ориентир такой: оплётка из лужёной меди с покрытием не менее 85 % плюс алюмо-лавсановая фольга. Это сочетание соответствует требованиям MIL-DTL-27500 и классу 3 по IPC/WHMA-A-620.
Чем платят за экран
Экран не бесплатен, и выбор всегда компромисс. Помимо стоимости кабеля растут диаметр и масса сборки, а гибкость падает — при плотной укладке и малых радиусах изгиба это может оказаться решающим ограничением.
Отдельный момент: экран работает только при правильном подключении на разъёме. Оборванный или подключённый «хвостиком» экран сводит на нет разницу между дорогим и дешёвым кабелем — это уже вопрос технологии сборки, а не выбора кабеля.
Как это устроено у нас
ООО «ЗЭП «ФРАКСИС» изготавливает сборки с фольговым, оплёточным и комбинированным экраном. Тип экрана подбирается под диапазон рабочих частот и помеховую обстановку на объекте, способ заделки экрана на разъёме фиксируется в техническом задании.