Экранирование кабелей связи

Наиболее радикальным средством защиты коаксиальных и симметричных кабельных цепей от помех является их экраниро­вание. По конструкции и принципу действия различают экраны, защищающие от внешних помех и от внутренних (взаимных) по­мех. Для защиты от внешних помех кабель поверх сердечника покрывается металлическими оболочками. Они, как правило, имеют сплошную цилиндрическую конструкцию и выполняются из свинца, алюминия или стали (рисунок 9.16). Известны также конструкции двухслойных экранирующих оболочек типа алюминий—свинец, алюминий—сталь и др. Применяются также экраны лен­точного типа преимущественно из алюминиевых, медных, сталь­ных лент, накладываемых спирально или продольно вдоль кабе­ля, и оплеточные экраны преимущественно из плоских и круглых проволок.

Экраны, защищающие от взаимных помех, являются состав­ным элементом самого кабельного сердечника. В этом случае це­пи с высоким уровнем передачи размещаются в экране и обес­печивается возможность организации высокочастотной связи по однокабельной системе (прокладывается один кабель). При однокабельной связи экраны электрически делят цепи прямого и об­ратного направлений и исключают взаимные помехи.

Рисунок 9.16 – Металлические оболочки-экраны кабелей связи:

а) сплошные; б) ленточные; в) оплеточные

В коаксиальных кабелях для обеспечения требуемых норм по­мехозащищенности при однокабельной связи внешний проводник выполняется биметаллическим (медь—сталь).

В радиочастотных кабелях антенно-фидерного назначения при­меняются экраны гибкой конструкции типа оплетки из медных или стальных проволок.

Электромагнитостатический режим характеризует стационар­ные и статические поля и распространяется на диапазон частот до 4 кГц. В этой частотной области экраны действуют на прин­ципе замыкания соответствующих полей вследствие повышенной электро- и магнитопроводности металлов. В данном случае для расчета экранов могут быть использованы уравнения Максвелла в стационарном режиме rotН=σЕ и rotЕ=0.

Электростатическое и магнитостатическое экранирования име­ют принципиальное различие.

Электростатическое экранирование обеспечивает экранирую­щий эффект, равный бесконечности при постоянном поле (f=0), который с ростом частоты уменьшается. Это обусловлено частот­ной зависимостью волнового сопротивления диэлектрика относи­тельно электрического поля Z_Д^Е= l/iωεr_э и природой экраниро­вания статического электрического поля.

Магнитостатическое экранирование основано на замыкании магнитного поля в толще экрана, происходящее вследствие его повышенной магнитопроводимости.