В данной статье мы постараемся предоставить наиболее объективные и исчерпывающие ответы о назначении дополнительных конструктивных элементов в кабелях серии ТЕХНОКСБ®.

Кабели ТЕХНОКСБГ предназначены для прокладки и передачи цифровых и аналоговых сигналов в системах противопожарной защиты, гражданской и промышленной безопасности. Они используются для обеспечения безопасности людей и функционирования систем промышленной автоматики АСУ ТП, работающих по различным протоколам связи, включая RS-485, ProfiBus, Fieldbus Foundation и другие.

Кабели ТЕХНОКСБ® применяются на объектах повышенной пожарной опасности, таких как предприятия нефтегазового комплекса, химической и металлургической промышленности, метрополитен, суда и другие.

Перейти в каталог продукции ТЕХНОКСБ

Кабели применяются для групповой прокладки, в том числе для эксплуатации в составе кабельных линий и электропроводках, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени.

Перейти в каталог ОКЛ

Для ответа на вопрос о назначении дополнительной внутренней оболочки под экраном, а также назначение экрана и дренажного проводника в конструкции, ознакомимся с общими требования к кабелю для передачи данных по интерфейсу RS-485:

RS-485 (EIA-485) — это симметричный (дифференциальный) интерфейс для дальней связи в зашумленных условиях, поэтому кабель должен соответствовать следующим базовым критериям:

• Витая пара: сигнальные проводники (A+ и B-) должны быть скручены в пару с постоянным шагом скрутки, что является главным механизм борьбы с низкочастотными магнитными помехами. Скрутка в пару гарантирует, что оба провода находятся в одинаковых условиях относительно внешней помехи, и наведенные напряжения гасятся в приемнике.
• Волновое сопротивление: рекомендуемое волновое сопротивление кабеля — 120 Ом (диапазон 100–130 Ом). Это необходимо для согласования с оконечными резисторами (терминаторами), которые также имеют номинал 120 Ом. Несогласованность импеданса приводит к отражениям сигнала и ошибкам передачи.
• Низкая погонная емкость: один из ключевых параметров, ограничивающих максимальную длину линии и скорость передачи, которая измеряется в пФ/м.
• Экран: для защиты от электрических помех высокой интенсивности и обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС).

Особое влияние экрана на емкость и помехозащищенность

Здесь мы подходим к самой сути вашего вопроса, где конструкция экрана, наличие дополнительной внутренней оболочки кабеля критически важна.

1. Влияние на погонную емкость (C/L)

Экран, особенно если он расположен близко к жилам витой пары, существенно увеличивает погонную емкость кабеля и согласно физике процесса, электрическое поле между проводниками A+ и B- также замыкается и на экран, что добавляет дополнительную составляющую к общей емкости линии.

Почему это плохо? Емкость линии — это главный ограничивающий фактор для максимальной скорости передачи и длины сегмента, где емкость рассчитывается по формуле: постоянная времени RC-цепи, образованной выходным сопротивлением драйвера и емкостью линии, определяет время нарастания и спада импульса. Чем выше емкость, тем более "завалены" фронты импульсов и, следовательно, высокая погонная емкость приводит к искажению сигнала, ограничению максимальной скорости передачи (бит/с) и максимальной длины кабеля. Для длинных линий (более 100-200 м.) и на высоких скоростях (>500 кбит/с) этот параметр становится критическим.

Чтобы минимизировать влияние на погонную емкость в конструкции кабеля марки ТЕХНОКСБГ применяется внутренняя оболочка, где экран не плотно прилегает к паре, а накладывается поверх внутренней дополнительной оболочки. Данная конструкция кабеля увеличивает расстояние между экраном и жилами, что согласно формуле емкости плоского конденсатора (C = εS/d), уменьшает емкость.

Вывод: при выборе кабеля для высокоскоростных или длинных линий нужно выбирать конструкцию не просто с экраном, а с низкой погонной емкостью (например, <60 пФ/м, а лучше 40-50 пФ/м).

2. Влияние на помехозащищенность

Здесь экран играет исключительно положительную роль, но при условии его правильного заземления:

• Механизм защиты: экран работает как защитный барьер от внешних электрических полей и электромагнитных помех (радиочастотные помехи, работа мощного оборудования). Он выступает в роли клетки Фарадея, принимая на себя наводки и отводя их на землю, не позволяя им достичь сигнальных проводников.
• Защита от излучения: экран также предотвращает излучение помех от самой RS-485 линии на окружающее оборудование, что важно для соответствия стандартам ЭМС.

Ключевое правило: экран должен быть заземлен только в одной точке всей сети, как правило, в месте расположения источника питания или главного контроллера. Заземление экрана в двух и более точках приводит к протеканию выравнивающих токов по экрану, что само по себе становится источником сильных помех, которые наводятся на витую пару внутри. В связи с этим рекомендуем использовать кабель именно с комбинированным экраном из алюмолавсановой ленты и оплетки медной луженой жилой с контактным дренажным проводником парной скрутки серии ТЕХНОКСБГ и его производными (бронированные, маслобензостойкие, хладостойкие, с индексами FRLS, FRHF и FRLSLTx, что обеспечивает как симметрию линии связи, так и повышение устойчивости к электромагнитным помехам. Экран присоединяется к общей сигнальной цепи у всех модулей и если модули питаются от разных источников питания, тогда дренажный проводник может не использоваться. В противном случае экран кабеля нужно заземлить лишь в одной точке. Экран не должен быть подключен или находиться в контакте с любыми другими частями разъемов. Наличие дренажной жилы между экранами упрощает соединение при монтаже.

В зависимости от системы передачи данных осуществляется подбор конструкции кабеля.

Подведем итог, где одним из основных требований к выбору кабеля можно выделить:

- Кабель: на основе витой пары.

- Волновое сопротивление: 120 Ом.

- Погонная емкость: для передачи данных со скоростью до 500 кбит/с и длиной до 500 м. подойдет кабель с емкостью 60-80 пФ/м. Для более высоких скоростей и длин необходимо подбирать кабель с емкостью 40-50 пФ/м.

- Экран: рекомендуется применять комбинированные экраны, особенно где необходимо для промышленных объектов.

- Поперечное сечение проводников: зависит от длины линии. Для длинных линий (> 1000м) используйте кабель с большим сечением (например, 0,5-0,75 мм²) для уменьшения затухания сигнала.

Где особенно важен правильный выбор экрана?

• Промышленные цеха с мощным оборудованием (частотные приводы, двигатели, сварочные аппараты).
• Энергетические объекты (подстанции, генераторные).
• Внешняя прокладка кабеля, особенно рядом с ЛЭП или в грунте.
• Высокоскоростные сети (например, на базе Profibus DP или других протоколов, работающих на скоростях 10 Мбит/с и выше).

Мы предлагаем широкий выбор решений, соответствующих вашим требованиям.

Мы подробно расскажем о требованиях к кабелям для различных интерфейсов. Напишите свой вопрос на sale@spkb.ru или позвоните по телефону: +7 (495) 505-68-50.