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[同轴电缆 ] 你还在忍受着电磁噪声的干扰而无可奈何?这种电缆为你保驾护航!

P: 2019-09-18 16:10:27

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工业应用现场的电磁噪声环境往往十分复杂,电磁噪声的辐射或传导(EMI)可能会严重干扰机电设备的正常工作。而在这个过程中,电磁噪声传播的一类重要载体,就是产线设备中使用的各种电缆。它们中有些是噪声源,有些则是受扰对象。作为噪声源,电缆会像无线电发射天线那样,将噪声传播到周边的线路和设备;作为受扰对象,电缆会像接收天线一样,吸收来自其他辐射源的噪声干扰。

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要对抗电气线路上的电磁噪声干扰,一种非常重要的方式,就是使用带有屏蔽的线缆。

屏蔽电缆是由公共导电层包裹着一根或多根(相互绝缘的)导线的电缆。 这个公共导电层即是线缆的屏蔽层,它一般由铜(或其他金属,如铝)的编织股线、铜带的非编织螺旋绕线或导电聚合物层构成。

屏蔽层内部可以包裹信号或动力导线,通过两种方式起到防止电磁噪声干扰的作用。

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一方面,它能够单纯的作为隔离层反射噪声能量;

另一方面,它可以吸收噪声并将其传导到大地(Ground),成为噪声信号的返回路径。

并且在任何一种情况下,电磁噪声都不会直接传递到线路导体。 尽管有时噪声能量仍然有可能穿过屏蔽层,但是通常已经有了很大程度的衰减,很难造成干扰影响。 因此,无论线缆本身是干扰源还是受扰对象,为其使用屏蔽都将是非常有效的。

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一般电缆的屏蔽会有两种类型:金属箔和编织网。

金属箔屏蔽层通常使用一层薄薄的铝,附着在如聚酯材料的载体上,以增加强度使其更坚固。金属箔能够为导线提供 100% 的包裹覆盖,有着比较好的屏蔽性能。但同时因为它很薄,使用起来比较困难,尤其是在将其接入连接器时。因此,通常情况下是不会将整个金属箔屏蔽层都接地的,而是会使用排扰线来连接屏蔽层。

编织网屏蔽通常由裸铜线或镀锡铜线编织而成。它为电磁噪声提供了一个低阻抗的接地路径,并且在使用连接器时可以通过压接或焊接的方式对接,十分方便。

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编织网屏蔽并不能提供 100% 的覆盖率,因为他们在导线表面的覆盖总会有些细小的缝隙。根据编织的紧密程度,编织网通常能够提供 70% ~ 95%的覆盖率。不过一般来说,对于固定敷设的电缆,70% 的屏蔽覆盖就已经足够了。

事实上,尽管金属箔有着较高的屏蔽覆盖率,但这并不意味着它的屏蔽效果就更出色。原因在于,铜有着比铝更强的导电性,这使得编织网能够更好的传导电磁噪声。因此作为屏蔽层,编织网往往有着更好的屏蔽效果。当然,不难看出,它也在一定程度上增加了电缆的尺寸和成本。

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最后给大家总结几点关于线缆屏蔽的实用建议:

1. 确保电缆具有足够的屏蔽以满足应用需求。在普通的电磁干扰环境中,单独使用金属箔应该就能够提供足够的噪声保护;而在比较恶劣的噪声环境中,就有必要考虑使用同时组合了编织网和金属箔的屏蔽电缆;

2. 基于特定的应用环境,使用合适的屏蔽电缆。例如:在使用过程中需要反复弯曲的电缆,通常会使用螺旋缠绕的屏蔽层而不光是编织网;同时,柔性电缆也往往会尽量避免仅使用金属箔屏蔽,因为电缆的连续弯曲有可能会撕裂箔层;

3. 确保电缆所连接设备的有效接地。尽可能使用大地,并检查接地点与设备之间的连接;电磁噪声的消除取决于其接地路径的低阻抗;

4. 很多设备和连接器的设计允许 360°全方位的屏蔽连接,须确保其与电缆屏蔽层之间可靠接合。

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