מהו כבל מסוכך ומדוע שכבת המיגון כה חשובה?

כבל מסוכך, כפי ששמו מרמז, הוא כבל בעל יכולת נגד הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות, הנוצר בצורת כבל תמסורת עם שכבת מיגון. מה שנקרא "מיגון" על מבנה הכבל הוא גם אמצעי לשיפור פיזור השדות החשמליים. מוליך הכבל מורכב ממספר גדילי חוט, אשר קל ליצור פער אוויר בינו לבין שכבת הבידוד, ומשטח המוליך אינו חלק, מה שיגרום לריכוז השדה החשמלי.

1. שכבת מיגון כבלים
(1). יש להוסיף שכבת מגן של חומר מוליך למחצה על פני המוליך, אשר נמצאת בפוטנציאל שווה ערך למוליך המוגן ובמגע טוב עם שכבת הבידוד, על מנת למנוע פריקה חלקית בין המוליך לשכבת הבידוד. שכבת מגן זו ידועה גם כשכבת המיגון הפנימית. ייתכנו גם פערים במגע בין פני הבידוד לבין המעטפת, וכאשר הכבל כפוף, פני הבידוד של כבל נייר השמן עלולים לגרום בקלות לסדקים, שהם גורמים הגורמים לפריקה חלקית.

(2). הוסיפו שכבת מיגון מחומר מוליך למחצה על פני שכבת הבידוד, אשר תהיה במגע טוב עם שכבת הבידוד המוגנת ופוטנציאל שווה למעטפת המתכת, על מנת למנוע פריקה חלקית בין שכבת הבידוד למעטפת.

על מנת להוליך את הליבה באופן שווה ולבודד את השדה החשמלי, כבלי חשמל במתח בינוני וגבוה של 6 קילו-וולט ומעלה כוללים בדרך כלל שכבת מגן מוליך ושכבת מגן מבודדת, ולחלק מהכבלים במתח נמוך אין שכבת מגן. ישנם שני סוגים של שכבות מגן: מגן מוליך למחצה ומגן מתכתי.

2. כבל מסוכך
שכבת המיגון של כבל זה קלועה לרוב לרשת של חוטי מתכת או סרט מתכת, וקיימות מגוון דרכים שונות למיגון יחיד ומיגון מרובה. מגן יחיד מתייחס לרשת מגן אחת או סרט מגן, שיכול לעטוף חוט אחד או יותר. מצב המיגון הרב-שכבתי הוא ריבוי רשתות מיגון, וסרט המיגון נמצא בכבל אחד. חלקן משמשות לבידוד הפרעות אלקטרומגנטיות בין חוטים, וחלקן מיגון דו-שכבתי המשמש לחיזוק אפקט המיגון. מנגנון המיגון הוא הארקת שכבת המיגון כדי לבודד את מתח ההפרעה המושרה של החוט החיצוני.

(1). מגן מוליך למחצה
שכבת מגן חצי-מוליכה מסודרת בדרך כלל על פני השטח החיצוניים של ליבת החוט המוליך ועל פני השטח החיצוניים של שכבת הבידוד, הנקראת בהתאמה שכבת המיגון הפנימית למחצה-מוליכה ושכבת המיגון החיצונית למחצה-מוליכה. שכבת המיגון למחצה-מוליכה מורכבת מחומר מוליך למחצה בעל התנגדות נמוכה מאוד ועובי דק. שכבת המיגון הפנימית למחצה-מוליכה נועדה לאזן את השדה החשמלי על פני השטח החיצוניים של ליבת המוליך ולמנוע פריקה חלקית של המוליך והבידוד עקב פני השטח הלא אחידים של המוליך ופער האוויר הנגרם על ידי הליבה השזורה. המגן החיצוני למחצה-מוליכה נמצא במגע טוב עם פני השטח החיצוניים של שכבת הבידוד, והוא שווה פוטנציאל עם מעטפת המתכת כדי למנוע פריקה חלקית עם מעטפת המתכת עקב פגמים כגון סדקים על פני השטח של בידוד הכבל.

(2). מגן מתכת
עבור כבלי חשמל במתח בינוני ונמוך ללא מעטפות מתכת, בנוסף להנחת שכבת מגן מוליכה למחצה, יש להוסיף גם שכבת מגן מתכתית. שכבת המגן המתכתית עטופה בדרך כלל ב...סרט נחושתאו חוט נחושת, אשר ממלא בעיקר את תפקיד המיגון של השדה החשמלי.

מכיוון שהזרם דרך כבל החשמל גדול יחסית, ייווצר שדה מגנטי סביב הזרם, על מנת לא להשפיע על רכיבים אחרים, כך ששכבת המיגון יכולה להגן על שדה אלקטרומגנטי זה בכבל. בנוסף, שכבת המיגון של הכבל יכולה למלא תפקיד מסוים בהגנה מפני הארקה. אם ליבת הכבל פגומה, הזרם הדולף יכול לזרום לאורך זרימת המיגון הלמינרית, כגון רשת ההארקה, ולמלא תפקיד בהגנה על הבטיחות. ניתן לראות שתפקידה של שכבת המיגון של הכבל עדיין גדול מאוד.