Кабели коаксиальные комбинированные

Кабели коаксиальные комбинированные: конструкция, стандарты и применение

Коаксиальный комбинированный кабель представляет собой сложную многокомпонентную конструкцию, объединяющую в общей оболочке один или несколько коаксиальных элементов (обычно для передачи высокочастотных сигналов, видео или данных) и силовые токопроводящие жилы. Основное назначение такого кабеля – одновременная передача электроэнергии и информационного сигнала по единому тракту, что существенно упрощает проектирование, монтаж и снижает общую стоимость системы, особенно в условиях, где критична минимизация количества прокладываемых кабелей.

Конструктивные элементы и материалы

Конструкция комбинированного кабеля является многослойной и строго регламентированной. Каждый слой выполняет конкретную электромагнитную и механическую функцию.

• Центральный проводник коаксиального элемента: Изготавливается из медной или омедненной стальной проволоки, может быть однопроволочным (solid) или многопроволочным (stranded). Диаметр проводника определяет волновое сопротивление и затухание сигнала.
• Изоляция коаксиального элемента (диэлектрик): Обычно выполняется из вспененного полиэтилена (Foamed Polyethylene) с высокой степенью однородности, что обеспечивает стабильное волновое сопротивление 75 Ом (стандарт для видеосистем) или 50 Ом (для некоторых систем связи). Реже применяется сплошной полиэтилен.
• Экран коаксиального элемента: Критически важный слой для защиты сигнала от внешних электромагнитных помех и предотвращения излучения. Чаще всего используется комбинация алюмополимерной ленты (AL/PET) и оплетки из луженой медной проволоки. Соотношение покрытия оплетки (например, 96%) напрямую влияет на эффективность экранирования.
• Силовые жилы: Располагаются вокруг или параллельно коаксиальному элементу. Изготавливаются из меди, класс гибкости обычно 1 или 2 по ГОСТ или IEC 60228. Сечение жил выбирается исходя из потребляемой мощности удаленного оборудования (камер, поворотных устройств, усилителей). Изоляция жил – ПВХ или полиэтилен.
• Разделительный слой и заполнитель: Применяется для придания кабелю круглой формы, фиксации элементов конструкции и дополнительной механической защиты.
• Общая внешняя оболочка: Защищает весь пакет от механических повреждений, влаги, ультрафиолета и химических воздействий. Материал – поливинилхлорид (ПВХ) для внутренней прокладки, светостабилизированный полиэтилен (PE) для наружной, либо полиуретан (PUR) для условий с повышенными механическими нагрузками.

Ключевые технические параметры и стандарты

Выбор комбинированного кабеля осуществляется на основе комплексного анализа параметров обеих его составляющих.

Параметры коаксиальной части:

• Волновое сопротивление: 75 Ом ± 3 Ом (стандарт для систем видеонаблюдения, телевещания).
• Погонное затухание: Измеряется в дБ/100м на конкретных частотах. Зависит от качества диэлектрика и диаметра центральной жилы. Чем ниже затухание, тем на большее расстояние можно передать сигнал без потерь.
• Эффективность экранирования: Выражается в дБ. Определяет способность кабеля противостоять внешним помехам. Для профессиональных систем требуется не менее 90 дБ.
• Емкость: Измеряется в пФ/м. Влияет на качество передачи сигналов переменного тока.

Параметры силовой части:

• Номинальное напряжение: Как правило, 300/500 В.
• Сечение и количество токопроводящих жил: Наиболее распространены кабели с 2 или 4 силовыми жилами сечением от 0.75 до 2.5 мм².
• Материал и конструкция жил.

Общие параметры:

• Минимальный радиус изгиба: Обычно 8-10 внешних диаметров кабеля.
• Диапазон рабочих температур: От -40°C до +70°C для наружного исполнения.
• Стандарты: Производство ориентируется на международные стандарты IEC 61196 (коаксиальные кабели), IEC 60228 (токопроводящие жилы), а также национальные стандарты (ГОСТ 22498-77 для коаксиальных кабелей, ГОСТ 31996-2012 для силовых кабелей с ПВХ изоляцией).

Таблица: Примеры типов комбинированных кабелей и их применение

Тип кабеля (пример)	Конструкция	Основные параметры	Типичное применение
КВК-2П 2×0.75	1 коакс. 75 Ом, 2 силовые жилы, экран: фольга+оплетка, оболочка ПВХ.	Сечение жил: 0.75 мм², затухание (1000 МГц): ~22 дБ/100м.	Внутренние системы видеонаблюдения с питанием камер по отдельным проводам на короткие расстояния.
КВК-Пт 2×1.0	1 коакс. 75 Ом, 2 силовые жилы, экран: фольга+оплетка, оболочка из светостаб. ПЭ.	Сечение: 1.0 мм², стойкость к УФ, температура -60…+70°C.	Уличные системы видеонаблюдения, питание поворотных устройств (PTZ).
Кабель комбинированный 4-жильный	1 коакс. 75 Ом, 4 силовые жилы, усиленный экран, оболочка ПВХ/ПЭ.	Сечение: 1.5 мм², 4 жилы для раздельного питания и управления.	Системы с камерами, требующими отдельного питания, управления антивандальным кожухом, обогревом и т.д.

Области применения и особенности монтажа

Основная сфера применения – системы безопасности и видеонаблюдения (CCTV). Кабель обеспечивает передачу видеосигнала от аналоговых (CVBS), HD-аналоговых (TVI, AHD, CVI) или сетевых (IP) камер, использующих коаксиальную технологию (например, HD over Coax), и одновременную подачу постоянного напряжения 12/24 В к камере. Также применяется в системах связи, вещания и телеметрии для питания удаленных усилителей или антенн.

Особенности монтажа и проектирования:

• Расчет падения напряжения: При большой длине линии (более 50-70 м) необходимо рассчитывать падение напряжения на силовых жилах, чтобы обеспечить камеру питанием в пределах допуска (+/-10% от номинала). Используется формула: ΔU = 2 I R
• L, где I – ток потребления, R – удельное сопротивление жилы, L – длина линии.
• Защита от помех: Несмотря на экранирование, рекомендуется прокладывать комбинированный кабель на расстоянии не менее 30-50 см от силовых линий высокого напряжения (>380В).
• Защита от наводок и КЗ: В начале линии (от блока питания) обязательно устанавливается автоматический выключатель или предохранитель, рассчитанный на суммарный ток потребления всех камер в линии.
• Герметизация: При наружной прокладке и вводе в кожух камеры необходимо использовать термоусаживаемые трубки или влагозащитные разъемы для предотвращения окисления контактов.
• Заземление: Экран коаксиального кабеля должен быть заземлен только с одной стороны (обычно со стороны регистратора или источника питания) для исключения образования контура заземления и наводок.

Сравнение с альтернативными решениями

• Против раздельной прокладки коаксиального и силового кабеля: Комбинированный кабель снижает затраты на кабель-каналы, трубы, время монтажа. Упрощается логистика и документирование трасс.
• Против витой пары (UTP/FTP) с PoE: Коаксиальный комбинированный кабель для аналоговых систем часто дешевле в реализации, чем переход на IP-камеры с PoE-коммутаторами. Он менее чувствителен к некоторым типам помех и не требует активного сетевого оборудования в каждой точке. Однако проигрывает в дистанции передачи данных без повторителей и в интеграции с IT-инфраструктурой.
• Против оптического кабеля: Оптика незаменима на сверхдальних расстояниях и в условиях сверхсильных электромагнитных помех. Однако требует дорогостоящего активного оборудования для преобразования сигнала (медиаконвертеры), а также отдельного силового кабеля для питания удаленного оборудования, что нивелирует преимущества комбинированного решения для небольших и средних проектов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно выбрать сечение силовых жил в комбинированном кабеле?

Сечение выбирается на основе расчета падения напряжения. Необходимо знать: максимальный ток потребления камеры (I) в Амперах, длину линии (L) в метрах, номинальное напряжение питания (Uном, например 12В) и допустимое падение напряжения (ΔUдоп, обычно 1.2В для 12В). Удельное сопротивление меди (ρ) ~0.018 Оммм²/м. Формула для приближенного расчета минимального сечения (S) одной жилы двухжильного кабеля: S = (2 ρ L I) / ΔUдоп. Для линий длиной до 50 м часто достаточно 0.75 мм², от 50 до 100 м – 1.0-1.5 мм², свыше 100 м – требуется индивидуальный расчет и, возможно, повышение номинального напряжения питания с последующим снижением у камеры.

Можно ли передавать по такому кабелю сигнал для IP-камеры?

Нет, напрямую – нельзя. Коаксиальный элемент кабеля рассчитан на передачу высокочастотного аналогового или цифрового сигнала стандарта HD over Coax. Для передачи Ethernet-сигнала (IP) требуется витая пара. Однако существуют гибридные решения – комбинированные кабели, содержащие витую пару (например, категории 5e) и силовые жилы. Также существуют пассивные и активные преобразователи (баллуны), которые позволяют передавать IP-трафик по коаксиальному кабелю с использованием технологий типа EoC (Ethernet over Coax), но это специализированные и не всегда универсальные решения.

Какой тип экранирования является достаточным для промышленных условий?

Для условий с высоким уровнем электромагнитных помех (промышленные цеха, объекты энергетики, рядом с мощными радиостанциями) следует выбирать кабель с максимально эффективным экраном. Оптимальной является конструкция: алюмополимерная лента (фольга) + оплетка из луженой меди с плотностью покрытия не менее 95-97%. В особо тяжелых условиях могут применяться кабели с двойной оплеткой или дополнительным экраном из стальной ленты. Эффективность экранирования должна быть не ниже 100-110 дБ.

Как осуществляется монтаж соединений и разветвлений?

Для соединения коаксиальной части используются стандартные разъемы типа BNC (обжимные, под пайку или винтовые). Силовые жилы соединяются через клеммные коробки с барьерными клеммниками или через прокалывающие зажимы, обеспечивающие герметичность. Категорически не рекомендуется скручивать и изолировать жилы изолентой, особенно для наружной прокладки. При необходимости разветвления сигнала (на несколько регистраторов) используются пассивные или активые T-образные разветвители (сплиттеры), но при этом необходимо учитывать возникающее затухание сигнала.

Существуют ли нормативы на максимальную длину прокладки?

Прямых нормативов нет, но длина ограничивается двумя факторами: 1) Затуханием видеосигнала. Для аналогового видео стандартного разрешения (CVBS) приемлемое качество обычно сохраняется на дистанции до 300-500 м при использовании кабеля с диаметром центральной жилы от 1.0 мм. Для HD-сигналов (TVI, AHD) максимальная дистанция без усилителей, как правило, не превышает 300 м. 2) Падением напряжения питания. Именно этот фактор чаще всего становится лимитирующим. При использовании стандартного блока питания 12В и камеры с потреблением 0.5А, даже с кабелем 1.5 мм², дистанция редко превышает 150-200 м без применения дополнительных мер (повышения напряжения, локального преобразования).

Заключение

Коаксиальный комбинированный кабель остается технически и экономически обоснованным решением для построения аналоговых и HD-аналоговых систем видеонаблюдения, а также других систем передачи сигнала с дистанционным питанием. Его корректное применение требует комплексного учета электрических, частотных и механических параметров. Правильный выбор типа кабеля, сечения силовых жил, соблюдение норм монтажа и заземления являются обязательными условиями для создания стабильной и долговечной системы. При проектировании новых объектов необходимо также учитывать тенденцию к цифровизации и оценивать целесообразность использования решений на основе витой пары и оптического волокна, выбирая технологию, оптимальную по критериям «стоимость — функциональность — надежность».