Korumalı kablo, bir iletkenin etrafına sarılmış bir iletkendir. Çevredeki iletken, tipik olarak örgülü bakır örgü veya bakır folyo (alüminyum) olarak adlandırılır. Kalkanın topraklanması gerekir ve harici parazit sinyallerinin yere yönlendirilmesine izin verir. Bu, parazit sinyallerinin iç tabakaya girmesini önlerken sinyal kaybını da azaltır.
Yapı: (Sıradan) Yalıtım Katmanı + Kalkan + İletken; (Gelişmiş) Yalıtım Katmanı + Kalkan + Sinyal İletken + Kalkan Yer İletkisi.
Korumalı kablo seçerken, kalkan toprak iletkeninin yalıtım tabakasının iletken olduğunu ve kalkanla (belirli bir dirence sahip) süreklilik sağlayabileceğini unutmayın.
Korumalı kablolama Avrupa'da ortaya çıktı. Standart bir korsansız kablolama sistemine metalik bir kalkan ekler. Elektromanyetik girişim ve radyasyonu önlemek için metalik kalkanın yansımasını, emilimini ve cilt etkisini kullanır. Bu sistem, bükülmüş çift kablolamanın dengeli doğasını, kalkanın ekranlama özellikleriyle birleştirerek mükemmel elektromanyetik uyumluluk (EMC) özelliklerine neden olur.
EMC, elektronik ekipman veya ağ sistemlerinin elektromanyetik girişimlere direnme ve aynı zamanda aşırı elektromanyetik radyasyonu önleme yeteneğini ifade eder. Başka bir deyişle, cihaz veya ağ sistemi, nispeten sert bir elektromanyetik ortamda normal şekilde çalışabilmeli ve aynı zamanda yakındaki diğer cihazların ve ağların normal çalışmasına müdahale eden aşırı elektromanyetik radyasyonu önleyebilmelidir.
U/UTP (korumasız) kablonun denge özellikleri sadece bileşenlerin kendilerinin (bükülmüş çiftler gibi) kalitesi ile belirlenmez, aynı zamanda çevredeki ortamdan da etkilenir. Bunun nedeni, çevreleyen metal, gizli "topraklama" ve inşaat sırasında çekme ve bükülmenin U/UTP (korumasız) kablonun dengesini bozabilmesi ve böylece EMC performansını azaltabilmesidir.
Bu nedenle, tutarlı bir denge elde etmek için sadece bir çözüm vardır: Tüm çekirdekleri topraklamak için ek bir alüminyum folyo tabakası ekleyin. Bu alüminyum folyo, kırılgan bükülmüş çift çekirdekler için ek koruma sağlar ve yapay olarak U/UTP (korumasız) kablo için dengeli bir ortam oluşturur ve şimdi korumalı kablo dediğimiz şeyle sonuçlanır.
Korumalı kablonun ekranlama prensibi, bükülmüş çift kablonun dengeli iptal prensibinden farklıdır. Korumalı kablo, dört bükülmüş çift çifti etrafında bir veya iki kat alüminyum folyo kullanır. Bu, metalin elektromanyetik dalgaların yansımasını ve emilimini ve cilt etkisini kullanır (cilt etkisi, bir iletkenin kesitindeki akım dağılımının frekans arttıkça iletkenin yüzeyine doğru eğilimi gösterir. Daha yüksek frekanslar, daha yüksek frekansların elektromanyetik dalgaların penetrasyonunu azalttığı anlamına gelir). Bu, harici elektromanyetik girişimin kabloya girmesini etkili bir şekilde önler ve aynı zamanda iç sinyallerin diğer cihazları yaymasını ve bozmasını önler.
Deneyler, 5MHz'i aşan frekanslara sahip elektromanyetik dalgaların sadece 38μm kalınlığında alüminyum folyoya nüfuz edebileceğini göstermiştir. Koruma tabakası 38μm'den daha kalınsa, kabloya nüfuz edebilen elektromanyetik parazit frekansları öncelikle 5MHz'in altında olacaktır. Twisted-Pair kablosunun dengeli iptal prensibi, 5MHz'in altındaki düşük frekanslı paraziti etkili bir şekilde iptal eder.
Kablolamanın en eski tanımı, korumasız kabloları (UTP) ve korumalı kabloları (STP) sınıflandırır. Daha sonra, teknolojik gelişmeler ve değişen işlem teknolojileri ile çeşitli koruma tipleri ortaya çıktı: 1. F/UTP folyo ekranlı kablo: tek katmanlı bir alüminyum folyo koruma yapısı. 2. Folyo ve örgü ekranlı kablo: Alüminyum folyo ve bakır örgünün çift katmanlı korunması. A) SF/UTP: Hem alüminyum folyo hem de bakır örgü dört çiftin dış katmanlarına sarılır. B) S/FTP (PIMF): Her çift alüminyum folyo ile korunur, ayrıca dört çiftin dış katmanlarına sarılmış bir bakır örgü ile korunur. PIMF = Metal folyo çift.
Korumalı kablo, koruma sistemi aracılığıyla sinyal iletim bütünlüğünü sağlayarak öncelikle harici parazitlere karşı korur. Korumalı bir kablolama sistemi, iletilen verileri harici elektromanyetik parazitten (EMI) ve radyo frekansı girişiminden (RFI) korur. Elektromanyetik parazit (EMI) öncelikle düşük frekanslı parazittir, motorlar, floresan ışıklar ve enerji hatları yaygın kaynaklardır. Radyo frekansı paraziti (RFI), radyo, televizyon yayınları, radar ve diğer kablosuz iletişim dahil olmak üzere radyo frekansı paraziti olmak üzere yüksek frekanslı parazittir.
EMI koruması için, tipik olarak metal örgü koruması olan örgülü koruma, düşük kritik direnci nedeniyle en etkili olanıdır. RFI için metal folyo koruması en etkilidir, çünkü metal örgü kalkan tarafından oluşturulan boşluklar yüksek frekanslı sinyallerin serbestçe geçmesine izin verir. Karışık yüksek ve düşük frekanslı parazit alanları için, çift korumalı kablo (S/FTP) olarak bilinen birleşik metal folyo ve metal ağın kombine bir koruma yöntemi kullanılır. Bu, metal örgü kalkanının düşük frekanslı parazitlere karşı korunmasını sağlarken, metal folyo kalkan yüksek frekanslı parazit için uygundur.
IBM ACS korumalı kablolarındaki alüminyum folyo ekranlama tabakası, katman başına 50-62μm kalınlığındadır ve daha eksiksiz bir ekranlama etkisi sağlar. Ayrıca, tek bir ekranlama katmanının kullanımı kurulumu basitleştirir ve kurulum sırasında hasar riskini azaltır. Ayrıca, alüminyum folyo kalınlığı daha fazla hasara dayanabilir, böylece kullanıcılara daha yüksek kaliteli iletim performansı sağlayabilir.
Korumalı kablo bağlantı yöntemi:
Korumalı kablonun bir ucu topraklanırken, diğer uç yüzer.
Sinyal kabloları uzun mesafeler kat ettiğinde, her iki uçta veya kalem çizgisinden akan akımdaki farklı topraklama dirençleri iki noktada farklı topraklama potansiyellerine yol açabilir. Bu durumda, her iki ucu da topraklanmışsa, akım kalkan katmanından akar ve potansiyel olarak sinyale müdahale eder. Bu nedenle, bir seferde bir ucu topraklamak, diğer ucu yüzer bırakırken, genellikle bu paraziti önlemek için kullanılır.
Kalkanın her iki ucunun topraklanması daha iyi bir ekranlama sağlar, ancak sinyal bozulması artacaktır.
İki kalkan katmanının karşılıklı olarak yalıtılması ve izole edilmesi gerektiğini unutmayın! Eğer değilse, yine de tek bir kalkan olarak kabul edilmelidir!
En dışarısının her iki ucunun topraklanması, sokulan potansiyel farkın akımı indüklemesi, kaynak manyetik alan mukavemetini azaltan manyetik akıyı üretmesi, böylece dış kalkanı olmadan indüklenen voltajı iptal etmesidir.
Bununla birlikte, en içteki kalkanın bir ucunun topraklanması sadece genel ESD koruması için kullanılır, çünkü potansiyel bir fark yoktur. Aşağıdaki özellikler en iyi kanıtları sunar!
İlkeler aşağıdaki gibidir:
1. Tek katmanlı ekranlama, bir ucu topraklanmış, potansiyel fark yaratmaz ve genellikle ESD koruması için kullanılır.
2. Çift katmanlı ekranlama, en dış kalkanın her iki ucu topraklanmış ve iç kalkanın bir ucu aynı potansiyele topraklanmıştır. Bu durumda, potansiyel fark, dış kalkandaki akımı indükler, kaynak manyetik alan mukavemetini azaltan manyetik akı üretir, böylece dış kalkan olmadan indüklenen voltajı iptal eder.
ESD müdahalesini önlemek için, kalkanın tek veya çift katmanlı olup olmadığına bakılmaksızın tek noktalı topraklama esastır. Bunun nedeni, tek noktalı topraklamanın ESD'yi en hızlı boşaltmasıdır.
Aşağıdaki iki durum hariç tutulmuştur:
1. Güçlü harici akım paraziti vardır ve tek noktalı topraklama en hızlı statik deşarjı garanti edemez.
Topraklama teli, en hızlı statik deşarjı sağlayan büyük bir kesit alanına sahipse, tek noktalı topraklama da gereklidir. Tabii ki, bu durumda, çift ekranlama gereksizdir.
Aksi takdirde, çift ekranlama gereklidir. Dış kalkan, öncelikle parazit yoğunluğunu azaltmak, ortadan kaldırmak içindir. Bu durumda, birden fazla topraklama noktası gereklidir. Müdahaleyi tamamen ortadan kaldırmasa da, mümkün olduğunca çabuk azaltılmalıdır. Bunu başarmak için, birden fazla topraklama noktası en iyi seçenektir.
Örneğin, bir işletmedeki kablo tepsisi aslında, parazit kaynağının yoğunluğunu azaltmak için ilk savunma hattı olarak birden fazla noktaya topraklanması gereken dış kalkan katmanıdır.
İç Kalkan Katmanı (aslında, insanlar çift katmanlı kablo almazlar; genel olarak, dış katman kablo tepsisidir ve iç tabaka, korumalı kablonun korunma tabakasıdır), dış yoğunluk azaltılmış ve iç tabakanın amacı mümkün olduğunca hızlı bir şekilde boşaltma ve ortadan kaldırmaktır.
2. Dış elektrik şoku ve yıldırım koruması gibi güvenlik gereksinimleri. Bu durumda, iki koruma katmanı gereklidir. Dış katman paraziti ortadan kaldırmak için kullanılmaz; Güvenlik nedeniyle. Kişisel ve ekipman güvenliğini sağlamak için birden fazla noktaya topraklanmalıdır. İç tabaka paraziti önlemek için kullanılır, bu nedenle tek bir noktada topraklanmalıdır.
Korumalı bir kablonun koruma tabakası öncelikle bakır ve alüminyum gibi manyetik olmayan malzemelerden yapılmıştır. Kalınlığı çok incedir, çalışma frekansındaki metalin cilt derinliğinden çok daha azdır. Koruyucu etkisi öncelikle metalin kendisi tarafından elektrik ve manyetik alanların yansıması veya emiliminden değil, daha ziyade kalkan tabakasının topraklanmasından kaynaklanmaktadır. Farklı topraklama yöntemleri, ekranlama etkinliğini doğrudan etkiler. Elektrik ve manyetik alan ekranlama katmanları için farklı topraklama yöntemleri kullanılır. Topraklanmamış, tek uçlu veya çift uçlu topraklama kullanılabilir.