Кабели витая пара бронированные

Кабели витая пара бронированные: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Бронированные кабели витая пара представляют собой специализированный класс кабелей для передачи данных, конструкция которых предусматривает наличие дополнительного защитного слоя (брони) для обеспечения механической прочности, защиты от грызунов, повышенных нагрузок и агрессивных условий внешней среды. Они являются критически важным решением для построения отказоустойчивых и долговечных структурированных кабельных систем (СКС) вне помещений и в сложных инженерных средах.

Конструкция бронированного кабеля витая пара

Конструкция является многослойной и включает в себя как стандартные для витой пары элементы, так и уникальные защитные компоненты. Базовая структура, от центра к периферии, выглядит следующим образом:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из монолитной медной проволоки (для стационарной прокладки) или многопроволочной меди (для подвижных соединений). Диаметр жилы, как правило, 22-24 AWG (0.50-0.65 мм).
• Изоляция жилы: Выполняется из твердого полиэтилена (HDPE), полипропилена (PP) или вспененного полиэтилена для снижения диэлектрических потерь. Цветовая маркировка изоляции соответствует стандарту TIA/EIA-568.
• Скрутка (витая пара): Изолированные жилы скручиваются попарно с определенным шагом для минимизации перекрестных наводок (NEXT, FEXT). В кабеле может быть 4 пары (Cat.5e/6/6A) или более (25-парные кабели для магистралей).
• Разделительный элемент (опционально): В кабелях категорий 6 и выше часто используется крестообразный или продольный разделитель (спайдер), который жестко фиксирует пары относительно друг друга, улучшая параметры затухания и переходного затухания.
• Внутренняя оболочка (Internal Jacket): Первый слой полимерной оболочки (обычно из ПВХ или полиэтилена), который объединяет все пары или пучки пар в единый сердечник. Служит основой для наложения брони.
• Бронирующий слой: Ключевой защитный элемент. Существует два основных типа:
  • Стальная гофрированная лента (Corrugated Steel Tape, CST): Лента толщиной 0.1-0.2 мм, которая накладывается продольно с перекрытием и гофрируется для придания гибкости. Обеспечивает защиту от радиальных нагрузок (сдавливание) и прокусов грызунов. Чаще имеет цинковое покрытие для защиты от коррозии.
  • Оплетка из стальных оцинкованных проволок (Steel Wire Armour, SWA): Плетеная оболочка из тонких стальных проволок. Обеспечивает высокую защиту от растягивающих усилий и ударных воздействий. Более гибкая, но менее защищенная от точечных прокусов, чем гофролента.

  В некоторых исполнениях используется комбинированная броня: алюминиевая фольга + оплетка.

• Дренажный проводник (Drain Wire): Медный проводник в контакте с металлической броней. Служит для заземления брони и экрана (при его наличии), а также для отвода статических зарядов.
• Внешняя оболочка (Outer Jacket): Защищает броню от коррозии и определяет область применения кабеля. Изготавливается из полиэтилена (PE) для наружной прокладки, так как он устойчив к ультрафиолету, влаге и температурным перепадам. Для помещений может использоваться оболочка из ПВХ или LSZH (Low Smoke Zero Halogen) для снижения дымо- и газообразования при пожаре.

Классификация и типы бронированных кабелей

Бронированные кабели классифицируются по нескольким ключевым признакам, что отражено в их маркировке.

По типу экранирования и бронирования:

• U/UTP (неэкранированный) + броня: Внутренние пары не имеют индивидуального экранирования. Броня выполняет исключительно механическую функцию, но при заземлении может создавать некоторый электромагнитный экран.
• F/UTP (фольгированный) + броня: Под броней находится общий экран из алюминиевой фольги вокруг всех пар. Это наиболее распространенный тип для защиты от внешних EMI/RFI помех.
• S/FTP (экранированный/фольгированный) + броня: Каждая витая пара экранирована фольгой, плюс имеется общий экран из медной оплетки под броней. Максимальная защита от внешних и внутренних перекрестных помех. Обозначается также как PiMF (Pairs in Metal Foil).

По материалу и типу брони:

• Кабель с ленточной броней (Tape Armoured, TA): Обозначается как «CST» или «ATA» (Aluminium Tape Armoured).

Кабель с проволочной броней (Wire Armoured, WA): Обозначается как «SWA» (Steel Wire Armoured).

По категории (полосе частот):

• Cat.5e: До 100 МГц, для сетей 1 Гбит/с. В бронированном исполнении используется реже, в основном для старых инсталляций.
• Cat.6: До 250 МГц, для сетей 1 Гбит/с и 10 Гбит/с на ограниченной дистанции (до 55 м). Широко распространен.
• Cat.6A: До 500 МГц, для сетей 10GBASE-T на дистанции до 100 метров. Наиболее востребованная категория для новых проектов, часто имеет конструкцию S/FTP.
• Cat.7/7A и Cat.8: До 600-2000 МГц. Имеют экранирование каждой пары (S/FTP) и общий экран. Используются в центрах обработки данных и для коротких высокоскоростных соединений. Бронированные версии встречаются реже из-за сложности конструкции.

Области применения

Бронированные кабели применяются там, где стандартные кабели в ПВХ или LSZH-оболочке не обеспечивают необходимой надежности и срока службы:

• Прокладка в грунте (прямое заглубление): Основная сфера применения. Броня защищает от давления грунта, камней, действий грызунов (кротов, крыс) и случайных повреждений при земляных работах.
• Прокладка в кабельной канализации, коллекторах и тоннелях: Защита от возможных обвалов, конденсата, механических нагрузок при обслуживании.
• Прокладка по воздуху (воздушные линии связи): При подвесе на тросах или опорах броня, особенно проволочная (SWA), воспринимает механическое напряжение и ветровые нагрузки.
• Промышленные объекты: Цеха с высокой вибрацией, риском падения объектов, наличием грызунов или агрессивных сред.
• Объекты транспортной инфраструктуры: Прокладка вдоль железнодорожных путей, в метро, на мостах, где присутствуют сильные вибрации и блуждающие токи.
• Военные и специальные объекты: Требования к повышенной защите от физического проникновения и помех.

Стандарты и нормативная база

Производство и применение бронированных кабелей регламентируется международными и национальными стандартами:

• Международные: ISO/IEC 11801 (СКС), серия стандартов МЭК 61156 (многопарные кабели).
• Европейские: EN 50288 (многожильные кабели для цифровой связи), EN 50173 (СКС).
• Отраслевые (ТЛГ, энергетика): ГОСТ Р 54429-2011 (кабели с пластмассовой изоляцией, аналог ВВГ, но не для витой пары). Для витой пары часто используются ТУ производителей, разработанные с учетом требований к бронированию из ГОСТ 7006-72 (Защитные оболочки кабелей).
• По пожарной безопасности: Для прокладки внутри помещений обязательны требования по распространению пламени (ГОСТ Р 53315, IEC 60332) и по выделению дыма/галогенов (IEC 61034, IEC 60754). Кабели с оболочкой из PE для внутренней прокладки не применяются.

Ключевые технические характеристики

Параметр	Типичные значения / Описание	Примечание
Волновое сопротивление	100 ±15 Ом (для 1-500 МГц)	Измеряется для пары. Критичный параметр для согласования линии.
Затухание (Insertion Loss)	Зависит от категории и частоты. Например, для Cat.6A на 500 МГц: ~22 дБ/100м	Определяет максимальную длину сегмента.
Переходное затухание на ближнем конце (NEXT)	Для Cat.6A на 500 МГц: > 39 дБ	Характеризует защищенность от внутренних перекрестных помех.
Защита от внешних помех (Immunity to EMI)	До 80-100 дБ для конструкций S/FTP	Обеспечивается комбинацией экранов и брони.
Минимальный радиус изгиба	8-12 внешних диаметров кабеля (для ленточной брони), 10-15 диаметров (для проволочной)	Нарушение ведет к необратимому повреждению изоляции и экранов.
Рабочий температурный диапазон	От -60°C до +70°C (для оболочки из PE)	Позволяет прокладку в условиях умеренного и холодного климата.
Сопротивление брони растеканию тока (для SWA)	~ 2.5 Ом/км	Важно для расчета системы заземления.

Особенности монтажа и заземления

Монтаж бронированных кабелей требует специальных навыков и инструментов. Процесс включает несколько ключевых этапов:

1. Подготовка кабеля: Аккуратная отрезка с помощью ножовки по металлу или болтореза. Резка кусачками недопустима, так как деформирует броню и жилы.
2. Снятие внешней оболочки и брони: Используется специализированный инструмент для продольного разрезания оболочки (стриппер). После снятия оболочки на необходимую длину, броневой слой (лента или проволока) аккуратно отрезается и удаляется. Дренажный проводник оставляется.
3. Заземление брони: Это обязательная и критически важная операция. Броня должна быть заземлена с двух сторон кабеля для обеспечения электробезопасности (защита от пробоя фазы на броню) и эффективного экранирования. Для этого используются:
   • Специальные заземляющие бандажи или наконечники, которые механически и электрически соединяют броню с дренажным проводником и защитным проводником PE заземляющей системы.
   • Кабельные муфты или боксы с клеммами заземления.

   Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ (глава 1.7).

4. Разделка и оконцевание жил: После снятия внутренней оболочки пары расплетаются на минимально необходимую длину (не более 12-13 мм для разъемов 8P8C) и оконцовываются в соответствии со схемой T568A или T568B в экранированных розетках или патч-панелях. Экран (фольга и/или оплетка) также должен быть подключен к экранирующему контакту разъема.
5. Прокладка: При прокладке в грунте кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, после засыпается песком и защищается сигнальной лентой. При подвесе необходимо использовать диэлектрические тросы и бандажи, не повреждающие оболочку.

Сравнение с альтернативными решениями

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель с ленточной (CST) и проволочной (SWA) броней?

Ленточная броня (CST) обеспечивает лучшую защиту от радиального давления и точечных прокусов (грызуны), но менее гибкая и хуже выдерживает растяжение. Проволочная броня (SWA) лучше работает на растяжение и изгиб, но может быть уязвима для острых зубов грызунов. Выбор зависит от преобладающего типа нагрузки: для прямого заглубления чаще выбирают CST, для подвеса и участков с растяжением — SWA.

Обязательно ли заземлять броню с двух сторон?

Да, это обязательное требование правил устройства электроустановок (ПУЭ) для обеспечения электробезопасности. При пробое силового кабеля, проложенного рядом, на броне может возникнуть опасный потенциал. Двустороннее заземление обеспечивает стекание тока в землю и срабатывание защитных аппаратов. Для целей экранирования также требуется заземление с двух сторон для формирования замкнутого экрана.

Можно ли использовать бронированный кабель внутри здания?

Да, но с серьезными ограничениями. Внутри зданий можно прокладывать только участки кабеля, ведущие от точки ввода до первого кроссового шкафа/стойки. При этом на участке внутри здания оболочка из полиэтилена (PE) должна быть заменена на не поддерживающую горение (ПВХ или LSZH). На практике это часто решается использованием переходной муфты в точке ввода, где бронированный кабель с PE-оболочкой соединяется с внутренним кабелем (LSZH).

Какой категории выбрать бронированный кабель для новой магистрали?

Рекомендуется выбирать кабель категории не ниже 6А (Cat.6A). Это обеспечит поддержку скорости 10 Гбит/с на дистанции до 100 метров и заложит запас пропускной способности на 10-15 лет. Для ответвлений или коротких линий может быть достаточно Cat.6, но разница в стоимости материалов не столь значительна по сравнению с работами по прокладке, чтобы экономить на категории.

Как проверить целостность экрана и брони после монтажа?

Целостность металлических элементов защиты проверяется измерением сопротивления между броней/экраном и точкой заземления. Сопротивление должно быть низким (единицы Ом) и не должно отличаться на двух концах более чем на 10-15%. Также проводится тест на обрыв и короткое замыкание жил с помощью кабельного тестера (например, Fluke DSX). Для сертифицированных инсталляций обязателен полный набор измерений в соответствии с ISO/IEC 11801 и TIA-568.

Как соединить два отрезка бронированного кабеля в полевых условиях?

Для этого используются специализированные герметичные соединительные муфты для кабелей связи. Процесс включает: заземление брони с двух сторон, сращивание пар с помощью модульных соединителей или пайки с соблюдением цветовой схемы, восстановление экранирования и изоляции, и размещение всего соединения в защитной муфте, заполняемой гелем или герметиком. Работа требует высокой квалификации, и по возможности следует избегать сращиваний, используя цельный кусок кабеля.

В чем разница между бронированным и «армированным» кабелем?

Это принципиально разные понятия. «Армирование» обычно относится к наличию в оболочке кабеля (часто силового ВВГ) синтетических нитей (кевлара, стекловолокна) для повышения стойкости к растяжению. Броня же представляет собой сплошной металлический слой (ленту или оплетку), который обеспечивает защиту от проникновения, сдавливания и является частью системы заземления. Армированный кабель не может заменить бронированный для прокладки в грунте.