Was ist ein abgeschirmtes Kabel?

Abgeschirmtes Kabel ist ein elektrisches Kabel, bei dem der Leiter und seine umgebende Isolierschicht von einer oder mehreren leitfähigen Abschirmungen umgeben sind. Diese bestehen in der Regel aus Metallfolie oder Drahtgeflecht. Ein Schutzmantel bildet typischerweise eine äußere Schicht. Dadurch werden die vom Kabel emittierten und empfangenen elektromagnetischen Störungen (EMI) minimiert.

Stromkabel können in einer Umgebung eine Hauptquelle von EMI sein. Diese können als Antennen beim Senden von Störungen oder als Empfänger beim Erfassen und Weiterleiten von Störungen an andere Geräte fungieren. Der EMI-Pegel ergibt sich aus dem Leistungsbedarf aller in Betrieb befindlichen elektrischen Geräte. Eine Fabrikhalle hat typischerweise einen Umgebungs-EMI-Pegel, der höher ist als der eines Büros oder einer Wohnung. Der Grad der Abschirmung, der zur Minderung von Interferenzen erforderlich ist, variiert entsprechend.

In Signalkabeln wurde EMI zuerst als Hochfrequenzstörung (RFI) erkannt. Der Effekt wird allgemein als Rauschen bezeichnet. Koaxialkabel ist eine bekannte Version von abgeschirmten Kabeln, die häufig in der Hochfrequenzübertragung, Kabelfernsehverteilung und Computernetzwerken verwendet werden. Sicherheitssysteme in Bereichen mit erhöhter EMI verwenden abgeschirmte Kabel, um Fehlalarme zu vermeiden.

Die Abschirmung kann EMI auf zwei Arten mindern. Es kann die Interferenz reflektieren oder die Interferenz zur Erde leiten. Die EMI wird entweder negiert oder in ihrer Leistung so reduziert, dass sie keine merkliche Wirkung auf den Leiter hat.
Der Grad der Abschirmung im Kabel hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen hauptsächlich die Umgebungs-EMI in einer bestimmten Umgebung gehört. Die Kosten und der erforderliche Durchmesser sowie das Gewicht und die Flexibilität des Kabels sind weitere Faktoren. Ein ungeschirmtes Kabel kann für die Verwendung in einer industriellen Umgebung akzeptabel sein, wenn die unmittelbare Umgebung streng kontrolliert werden kann.

Die beiden am häufigsten verwendeten Schirmungsarten sind Metallfolie und Drahtgeflecht. Bei der Folienabschirmung wird eine dünne Aluminium- oder Kupferschicht verwendet, die von einem Polyester-Liner unterstützt wird, um die Festigkeit zu erhöhen. Diese Technik bietet eine ausgezeichnete Abdeckung für die Leiter, obwohl die Folie ziemlich zerbrechlich ist. Das Anbringen eines Steckers und die Erdung können sich als schwierig erweisen. Ein Erdungsdraht, bei dem es sich um einen nicht isolierten Draht handelt, wird manchmal verwendet, um eine Folienabschirmung abzuschließen und zu erden.

Ein Schirmgeflecht ist ein aus Kupferdraht gewebtes Geflecht. Dies bietet keine so effektive Abdeckung wie eine Folie. Die Leitfähigkeit von Kupfer und die größere Masse des Drahtgeflechts wirken zusammen, um das Geflecht zu einer effektiven Wahl zu machen. Es ist auch viel einfacher, einen Stecker anzubringen und an Masse zu terminieren. Diese Art von Kabel ist teurer als Folie und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Größen-, Gewichts- und Flexibilitätsproblemen.
In Bereichen mit extrem hoher EMI wurde ein Ansatz mit doppelter Abschirmung verwendet. Das abgeschirmte Kabel hat einen inneren Folienschirm und eine äußere Lage aus geflochtenem Kupfer. Dieser Ansatz nutzt die größere Folienabdeckung und die überlegene Leitfähigkeit des Kupfergeflechts.