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

Метод защиты	Преимущества	Недостатки	Применимость
Бронированный кабель	Высокая механическая прочность, долговечность (свыше 25 лет в грунте), защита от грызунов, встроенный экран, возможность прямого заглубления.	Высокая стоимость, большой вес и радиус изгиба, сложность монтажа, необходимость заземления.	Постоянные магистральные линии, сложные условия.
Кабель в HDPE-трубе	Защита от влаги и умеренных механических воздействий, возможность замены кабеля без раскопок, меньшая стоимость кабеля.	Не защищает от грызунов, которые могут прогрызть трубу, требует дополнительных земляных работ для укладки трубы, не обеспечивает экранирования.	Временные линии, линии в кабельной канализации.
Волоконно-оптический кабель с броней	Нечувствительность к электромагнитным помехам, огромная пропускная способность, большая длина регенерационного участка.	Высокая стоимость активного оборудования и монтажа (сварка), необходимость преобразования сигнала.	Магистральные каналы большой протяженности и скорости.

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.