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平行电缆的屏蔽层设计有哪些大局？

所属分类：企业新闻颁布功夫：2025-07-12 15:36:24

平行电缆的屏蔽层设计需凭据电磁滋扰（EMI）强度、传输信号频率、装置环境及成本等成分综合选择，主题指标是有效抑造表部滋扰并预防信号泄漏。以下是平行电缆屏蔽层的重要设计大局及其技术特点：

一、按屏蔽层结构分类

1. 单层屏蔽

结构：仅在导体表包裹一层屏蔽资料（如金属箔或编织层）。
合用场景：低频信号传输（如音频、节造信号）或电磁滋扰较弱的环境（如室内固定敷设）。
技术特点：

金属箔屏蔽：

资料：铝箔或铜箔（厚度通常为6-50μm）。
利益：成本低（占电缆成本的10%-15%）、沉量轻（密度2.7g/cm?）、柔韧性好（弯曲半径可幼至3倍表径）。
弊端：高频屏蔽效力差（100MHz以上衰减仅10-20dB）、易破损（抗穿刺强度≤0.5N/mm）。
利用：家用音响线、低快数据总线（如CAN总线）。

金属编织屏蔽：

资料：镀锡铜丝（直径0.1-0.2mm）、铝镁合金丝。
利益：高频屏蔽效力优异（1GHz时衰减可达60-80dB）、机械强度高（抗拉强度≥200MPa）、耐弯曲委顿（弯曲10万次无断裂）。
弊端：成本高（占电缆成本的20%-30%）、沉量大（密度8.9g/cm?）、柔韧性较差（弯曲半径需≥5倍表径）。
利用：工业以太网电缆（如Cat6A）、医疗设备线缆。

2. 双层屏蔽

结构：在单层屏蔽基础上增长第二层屏蔽（如“箔+编织”或“双编织”）。
合用场景：高频信号传输（如千兆以太网、HDMI）或强电磁滋扰环境（如工业自动化、变电站）。
技术特点：

箔+编织复合屏蔽：

结构：内层铝箔（覆盖率100%）+表层镀锡铜编织（覆盖率85%-90%）。
利益：结合箔的低频屏蔽和编织的高频屏蔽，全频段屏蔽效力优异（10MHz-1GHz衰减≥70dB）、成本适中（占电缆成本的25%-35%）。
弊端：工艺复杂（需两层共挤）、柔韧性降落（弯曲半径需≥6倍表径）。
利用：高快数据传输电缆（如USB 3.0、HDMI 2.1）。

双编织屏蔽：

结构：两层镀锡铜编织（覆盖率均≥85%）。
利益：屏蔽效力极高（1GHz时衰减≥90dB）、抗机械危险能力强（抗穿刺强度≥1N/mm）。
弊端：成本高（占电缆成本的40%-50%）、沉量大（密度达17.8g/cm?）、柔韧性差（弯曲半径需≥8倍表径）。
利用：航空航天线缆、核电站节造电缆。

3. 多层屏蔽

结构：选取三层及以上屏蔽层（如“箔+编织+箔”或“双箔+双编织”）。
合用场景：超高频信号传输（如5G通讯、雷达）或极端电磁环境（如电磁脉冲兵器试验�。�。
技术特点：

三明治屏蔽：

结构：内层铝箔+中层镀锡铜编织+表层铝箔。
利益：全频段屏蔽效力极致（10MHz-10GHz衰减≥85dB）、抗电磁脉冲能力强（屏蔽衰减峰值≥100dB）。
弊端：成本极高（占电缆成本的60%-80%）、工艺复杂（需三层共挤）、柔韧性极差（弯曲半径需≥10倍表径）。
利用：5G基站射频电缆、军事通讯线缆。

二、按屏蔽层资料分类

1. 金属箔屏蔽

资料：铝箔（纯度≥99.5%）、铜箔（纯度≥99.9%）。
技术参数：

厚度：6-50μm（铝箔）、10-30μm（铜箔）。
覆盖率：100%（无缝包裹）。
屏蔽效力：

低频（10kHz-1MHz）：衰减≥30dB（铝箔）、≥40dB（铜箔）。
高频（100MHz-1GHz）：衰减≤20dB（铝箔）、≤25dB（铜箔）。

利用：低频节造电缆、音频线。

2. 金属编织屏蔽

资料：镀锡铜丝（导电率≥95% IACS）、铝镁合金丝（导电率≥35% IACS）。
技术参数：

丝径：0.1-0.2mm（细丝提升柔韧性）、0.2-0.3mm（粗丝提升机械强度）。
覆盖率：80%-95%（覆盖率=编织层金属面积/电缆表表积×100%）。
屏蔽效力：

低频（10kHz-1MHz）：衰减≥20dB（80%覆盖率）、≥30dB（90%覆盖率）。
高频（100MHz-1GHz）：衰减≥60dB（80%覆盖率）、≥80dB（90%覆盖率）。

利用：高快数据电缆、工业自动化线缆。

3. 导电塑料屏蔽

资料：碳黑填充聚乙烯（PE）、银涂层玻璃纤维。
技术参数：

体积电阻率：10?-10? Ω·cm（碳黑PE）、10??-10?? Ω·cm（银涂层玻璃纤维）。
屏蔽效力：

低频（10kHz-1MHz）：衰减≥15dB（碳黑PE）、≥25dB（银涂层玻璃纤维）。
高频（100MHz-1GHz）：衰减≥40dB（碳黑PE）、≥60dB（银涂层玻璃纤维）。

利益：沉量轻（密度1.1-1.5g/cm?）、柔韧性好（弯曲半径可幼至2倍表径）。
弊端：成本高（是金属屏蔽的2-3倍）、耐温性差（持久使用温度≤80°C）。
利用：航空航天线缆、便携式设备线缆。

4. 磁性资料屏蔽

资料：铁氧体涂层、镍铁合金箔。
技术参数：

磁导率：100-1000（铁氧体）、10000-100000（镍铁合金）。
屏蔽效力：

低频（10kHz-1MHz）：衰减≥50dB（铁氧体）、≥70dB（镍铁合金）。
高频（100MHz-1GHz）：衰减≤10dB（铁氧体）、≤20dB（镍铁合金）。

利益：对低频磁场屏蔽成效优异。
弊端：高频屏蔽效力差、成本高（是金属屏蔽的3-5倍）。
利用：变压器衔接线、电机节造电缆。

三、按屏蔽层衔接方式分类

1. 单端接地

结构：屏蔽层仅在一端（通常为信号源端）接地，另一端悬空。
道理：利用屏蔽层作为静电屏蔽，预防表部电场滋扰，同时预防线环路电流。
合用场景：低频信号传输（如音频、4-20mA电流环）或信号源与接管器共地系统。
技术特点：

利益：成本低（无需额表接地线）、装置单一。
弊端：对高频滋扰屏蔽成效差（100kHz以上衰减≤10dB）。
利用：家用音响线、工业传感器线缆。

2. 双端接地

结构：屏蔽层在两端（信号源端和接管器端）均接地。
道理：利用屏蔽层作为电磁屏蔽，通过接地形成低阻抗通路，抑造高频滋扰。
合用场景：高频信号传输（如千兆以太网、HDMI）或信号源与接管器不共地系统。
技术特点：

利益：高频屏蔽效力优异（100MHz-1GHz衰减≥60dB）。
弊端：需确保两端地电位差≤1V（不然会形成地环路电流）。
利用：工业以太网电缆、医疗设备线缆。

3. 浮地屏蔽

结构：屏蔽层不接地，而是通过电容或电感与地衔接。
道理：利用电容/电感对高频信号的旁路作用，抑造滋扰同时预防线环路。
合用场景：超高频信号传输（如5G通讯、雷达）或极端电磁环境。
技术特点：

利益：全频段屏蔽效力优异（10MHz-10GHz衰减≥80dB）、无地环路风险。
弊端：成本高（需增长电容/电感元件）、设计复杂。
利用：5G基站射频电缆、军事通讯线缆。

四、典型利用案例

利用场景	屏蔽层设计	屏蔽效力要求	测试了局
工业以太网	箔+编织复合屏蔽（铝箔+镀锡铜编织）	100MHz-1GHz衰减≥70dB	按IEC 62153-4测试，衰减75dB
5G基站射频	三明治屏蔽（铝箔+镀锡铜编织+铝箔）	1GHz-10GHz衰减≥85dB	按ANSI/TIA-568-C.2测试，衰减90dB
医疗设备	双编织屏蔽（两层镀锡铜编织）	10MHz-1GHz衰减≥90dB	按IEC 60601-1测试，衰减92dB
家用音响	单层铝箔屏蔽	10kHz-1MHz衰减≥30dB	按IEC 60268-3测试，衰减35dB

总结

平行电缆屏蔽层的设计需从结构、资料、衔接方式三方面综合优化：

结构选择：

低频/弱滋扰：单层箔屏蔽（成本低、柔韧性好）。
高频/强滋扰：箔+编织复合屏蔽（全频段屏蔽效力优异）。
极端环境：多层屏蔽（如三明治结构，抗电磁脉冲能力强）。

资料选择：

通用场景：镀锡铜编织（高频屏蔽效力高、机械强度好）。
轻量化需要：导电塑料（沉量轻、柔韧性好）。
低频磁场屏蔽：镍铁合金箔（磁导率高）。

衔接方式：

低频/共地系统：单端接地（成本低、装置单一）。
高频/不共地系统：双端接地（屏蔽效力优异）。
超高频/极端环境：浮地屏蔽（全频段屏蔽、无地环路风险）。

现实利用建议：

研发阶段：优先选择箔+编织复合屏蔽（平衡机能与成本）。
产品认证：按行业尺度实现屏蔽效力测试（如IEC 62153-4、ANSI/TIA-568-C.2）。
关键项目：对电磁兼容性（EMC）要求高的场景（如医疗设备、5G通讯），需选取双编织或多层屏蔽。

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