ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

80 СТА 1/2008 www.cta.ru Flamarrest ® . Этот компаунд характери- зуется плохой воспламеняемостью и малым выделением дыма, он в пять раз более гибкий, чем полимерный мате- риал PVDF. Кабели в оболочке Flamarrest ® недороги и просты в мон- таже. В широкий перечень оригиналь- ных компаундов для оболочек, запа- тентованных Belden, также входят Tefzel™, Halar™, Solef™ (все на основе фторопласта), Datalene ® (пенополи- этилен), Haloarrest™ (негорючий безга- логенный материал). Свойства упомянутых в этом разделе материалов для внутренней изоляции и оболочек кабелей приведены в табл. 1. Э КРАНИРОВАНИЕ Способ экранирования электричес- кого поля был предложен Майклом Фарадеем, который в 1836 году изобрёл свою знаменитую клетку. Принцип ра- боты клетки Фарадея очень простой (рис. 7): при попадании замкнутой электропроводящей оболочки в элек- трическое поле её свободные электро- ны начинают двигаться под воздейст- вием поля. В результате противопо- ложные стороны клетки приобретают заряды, поле которых компенсирует внешнее поле. Строго говоря, клетка Фарадея защищает только от электри- ческого поля. Статическое магнитное поле будет проникать вовнутрь. Но электромагнитная волна (в том числе волна от помех и наводок) образована изза непрерывного взаимопорожде- ния двух изменяющихся полей – элек- трического и магнитного. Этот процесс описывается уравнениями Максвелла. Изменяющееся электрическое поле создаёт изменяющееся магнитное, ко- торое, в свою очередь, создаёт изме- няющееся электрическое. Поэтому ес- ли с помощью клетки Фарадея блоки- руется изменяющееся электрическое поле, то изменяющееся магнитное по- ле генерироваться тоже не будет. Однако в области высоких частот действие такого эк- рана основано на отражении элек- тромагнитных волн от поверхности эк- рана и затухании высокочастотной энергии в его толще вследствие тепло- вых потерь на вихревые токи. Поэтому способность клетки Фарадея экрани- ровать электромагнитное излучение определяется толщиной материала, из которого она изготовлена, глубиной поверхностного эффекта, соотноше- нием размеров проёмов в ней с длиной волны внешнего излучения. Поверхностный эффект – это из- вестный из физики эффект вытесне- ния токов высокой частоты к поверх- ности проводника, приводящий к тому, что на высоких частотах реально рабо- тает только очень тонкий слой поверх- ности, а внутри проводника ток отсут- ствует вовсе. Идея биметаллических проводников основана на поверхност- ном эффекте и состоит в том, что доро- гой высокопроводящий металл (на- пример, медь) используется только для тонкого покрытия, а сам проводник изготовлен из прочной и дешёвой ста- ли. Соответственно, качество поверх- ности и степень её окисления опреде- ляют электрические параметры про- водников с током на высоких частотах. Понятно, что для экранирования ка- беля необходимо создать клетку Фара- дея с хорошо проводящей поверхно- стью по всей длине экранируемых про- водников. Вопрос только в том, как её изготовить максимально технологич- но, с минимумом затрат материалов, энергии, времени и рабочей силы. Экран Beldfoil ® Компания Belden разработала и за- патентовала простой и эффективный способ экранирования кабеля на осно- ве слоя фольги, нанесённого на плёнку из полиэстера («полиэфирный сэн- двич»). Способ получил название Beldfoil ® (рис. 8). С помощью технологии Beldfoil ® компания Belden «убивает сразу двух зайцев»: вопервых, добивается гибко- сти и, что немаловажно, износостой- кости экрана благодаря отличным ме- ханическим свойствам полиэстера, а вовторых, обеспечивает идеальное ка- чество его поверхности на протяжении всего срока службы кабеля, поскольку доступ кислорода воздуха к ней исклю- чён. Кабель с экраном Beldfoil ® обяза- тельно имеет медный лужёный дре- нажный провод, хорошо контактирую- щий с фольгой по всей длине кабеля. Дренажный провод позволяет легко за- землить экран и снять шумы и навод- ки, индуцированные в нём вследствие антенного эффекта. Замыкающая складка Технология Beldfoil ® , как и всё в этом мире, имеет и свои недостатки. В классической реализации Beldfoil ® клетка Фарадея получается незамкну- той, со щелью, хотя и очень узкой, в доли миллиметра. Тем не менее такая щель по всей длине кабеля существен- но ухудшает параметры экранирования на высоких и сверхвысоких частотах вследствие «щелевого» эффекта. Компания Belden предложила про- стое и красивое решение, добавив до- полнительную складку при оборачива- нии проводников «полиэфирным сэн- двичем». Эта складка надёжно замыка- ет экран по всей длине, устраняя «ще- В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 7. Принцип компенсации воздействия внешнего поля в клетке Фарадея Рис. 8. Технология Beldfoil® (оранжевым цветом показана фольга, синим — изолирующая полимерная плёнка) Рис. 9. Замыкающая складка