Az elmúlt három cikkben áttekintettük, hogy milyen módon alakítják ki a kábelek elektromos vezető ereit és milyen ér- és köpenyszigetelések kerülhetnek erre, valamint szó esett ezek gyártási technológiájáról is.
Végezetül a kábelek páncélozásával és árnyékolásával foglalkozunk.

Kábel Páncélozás

A kábel páncélozás többnyire az utolsó szigetelő réteg azaz a kábel köpenye alatt helyezkedik el. Anyagát tekintve szinte majdnem minden esetben galvanizált acél. Kialakítás szempontjából pedig lehet acélszalag, vagy acélhuzal, esetleg ezek kombinációja. Acélhuzal esetében a huzal profilja lehet kör szelvényű, illetve téglalap.

Milyen esetek indokolják a páncélozás kialakítását a kábelben?
A kábel páncélozás alapvetően a kábel mechanikai védelmét szolgálja. A kábel "élete" során az egyik legnagyobb igénybevételre a fektetéskor számíthatunk (rögzített elhelyezésű kábelnél), ahol a húzásnak és hajlításnak van a kábel kitéve. Ezek a fektetéskor fellépő igénybevételek lehetnek olyan nagyok is, hogy a kábel páncélozását húzó igénybevételre méretezik. Miért van erre szükség? Egy példán keresztül megvilágítom.
Vegyük azt a problémát, amikor egy folyó fenekén keresztirányba kell elhelyezni a kábel. Annak érdekében, hogy a kábel teljes biztonságban legyen a hajóktól és az esetleges kotrástól, a mederbe még egy árkot is készítenek, hogy az elhelyezett kábel ne közvetlenül a meder fenekén legyen. A folyó sodrása miatt a kábel fektetését célszerű úgy megoldani, hogy egy acélkötél segítségével áthúzzák a meder alján. Egy nagy keresztmetszetű és súlyú kábel esetében a húzás során nagy erők ébredhetnek, melyet páncélozás hiányában az ereknek, és a szigetelésnek kellene elviselnie. Így viszont egy megfelelően kialakított huzalpáncél felveszi ezen terheléseket, elkerülve a sérüléseket a kábel fektetésénél. Hasonló az eset, egy bánya függőleges aknájába belógatott kábelnél, csak ott üzem közben, folyamatosan kell a terhelést felvennie a páncélozásnak.

Másik eset, amikor a már lefektetett kábelt érhetik külső hatások. Pl.: rágcsáló veszély! A kábelek köpeny anyaga tartalmaz olyan adalékokat, melyeket a rágcsálók nem szeretnek, viszont ha biztosra akarunk menni, fektessünk páncélozott kábelt. A rágcsálók csak a külső köpenyt tudják átrágni. Ezzel a szigetelési hiánnyal a kábel még megfelelően fog működni, hiszen a tervezéskor figyelembe lett véve ez a lehetőség is.
Utólagos feltárás esetén (földben) a kábelt az elvágás (átvágás) veszélye fenyegeti. A páncélozás ebben az esetben is megvédheti a kábelt a sérüléstől, a munkásokat az áramütéstől, de sajnos itt könnyedén ki lehet fejteni akkora erőt (csákánnyal, markoló géppel) ami ellen a kábel páncélozása sem segít.

Ezek voltak az alapesetek amikor többnyire betervezik a páncélozott kábelt. Természetesen számos más helyen is alkalmazhatják, mint például a robbanásveszélyes területeken ahol a szabvány előírása kötelez.
Hazánkban a legelterjedtebb páncélozott kábel az SZRMKVM-J (MSZ szerint) ennek egyenértékű változata az NYBY-J (VDE szerint). Ez a kábel szintén a legtöbbet használt páncélozással van ellátva, mely kb. 0,2mm vastag galvanizált két rétegben tekercselt acélszalagból áll, melyek 100%-ban lefedik a kábel belső részét. Ennek a páncélozásnak a jele VDE szerint: "B" (1.ábra)

Kábel - "B" jelű páncélozás tulajdonságai:
- a páncélozás alatti kábel minimális átmérője 8mm
- védelmet biztosít nyomás és ütés ellen
- védelmet biztosít a rágcsálók ellen
- könnyű
- alacsony frekvencián indukciós védelmet biztosít
- hosszirányú terhelés esetén megnyúlik
- a tekercselés jellege miatt még közepesen hajlítható

A páncélozott kábel veszít a hajlékonyságából. A kábelek felépítésénél láttuk (előző cikkekben) hogy a hajlékonyságot a szerkezetek sodrásával őrzik meg. Mivel a "B" jelű páncélozás ennek megfelel (sodrott) így a kábel hajlítható marad, bár a széles acélszalag "megteszi hatását", csökkenti a hajlékonyságot. A páncélozás tekercselt kivitele miatt hosszirányú erők felvételére a kábel nem alkalmas. Mint az ábrán látható a páncél alatt egy kitöltő réteg van, mely vagy extrudált (mint az ábrán), vagy a költség megtakarítása miatt egyszerűen egy tekercselt műanyag szalaggal helyettesítik. Erre azért van szükség, hogy a kábel mozgatásakor a páncél még véletlenül se sértse meg az erek szigetelését.
Jellemző, hogy csak a rögzített elhelyezésű kábeleket páncélozzák. Esetenként azonban szükség lehet hajlékony szerkezetek védelmére is. Ilyen kábel az YSLYQY mely egy "Q" jelű (VDE szerint) páncélozással van ellátva. A páncélozás hajlékonyságát azzal biztosítják, hogy vékony acélhuzalokat szőnek össze.

Kábel - "Q" jelű páncélozás (2.ábra) tulajdonságai:

- jó mechanikai védelem
- húzásnak is ellenáll
- elvisel kis hajlítási sugarat is

A hajlékony kábelek páncélozása és azok alkalmazása nem mondható elterjedtnek. Azon területeken ahol a kábelt tapossák, autók, gépek járhatnak rajtuk, nagy súlyú darabok eshetnek rá, mint például az építkezéseken nem a kábel páncélozása a megoldás. Az ilyen igénybevételek előbb-utóbb tönkreteszik a legjobb páncélt is. Ilyenkor a műanyag vagy acél védőcső alkalmazása célszerű vagy a kábelt ott kell vezetni ahol ilyen hatások nem érhetik.

Az esetek többségében a "B" és "Q" típusú páncélozásokat alkalmazzák. Amennyiben nagyobb húzóerőt kell a kábelnek elviselnie akkor a "Z" "R" vagy "FG" típust alkalmazzák. Ezek speciális kialakítások, ritkán lehet velük találkozni mivel többnyire az egyedileg gyártott kábelekbe építik be a gyártók a megrendelő kérésére.

Kábel - "Z" jelű páncélozás (3.ábra) tulajdonságai:

hasonlóak a tulajdonságai a "Q" jelű kábel páncélozáshoz, de nagyobb húzóerőt visel el, hajlíthatósága viszont kisebb
kialakítás: galvanizált lapos acél szövet

Kábel - "R" jelű páncélozás (4.ábra) tulajdonságai:

- kialakítás: galvanizált körszelvényű acél sodrat 90%-os fedettséget biztosít
- jó mechanikai védelem
- jól viseli a húzó irányú erőket
- védelmet biztosít a rágcsálók ellen
- jól hajlítható

Kábel - "F" jelű páncélozás:

megegyezik az "R" jelűvel csak itt a lapos acélhuzalt alkalmaznak

Kábel - "G" jelű (vagy "FG" jelű) páncélozás (5.ábra) tulajdonságai:

kialakítás: galvanizált lapos acél sodrat acél szalag lekötéssel
hajlíthatósága korlátozott

Különleges esetekben a páncélozást még megerősítik alumínium vagy ólom köpennyel is, de ezek a szerkezetek ritkán használt speciális kialakítások, melyeket csak egyedi tervezésre (rendelésre) készítenek.

Kábel árnyékolása

Míg a páncélozás a mechanikai védelmet látja el, addig az árnyékolás a különféle villamos és mágneses erőtereket választja szét. Ezt a feladatot réz és alumínium alkalmazásával illetve ezek együttes felhasználásával oldják meg. Az árnyékolások szerkezete sok esetben hasonlít a páncélozások kialakítására. Ez is az oka annak, hogy egyszerre foglalkozom velük.

Kábel árnyékolása alumíniummal laminált szintetikus fóliával

Ezt a fajta árnyékolást előszeretettel alkalmazzák telefonkábelekben, adatátviteli kábelekben (pl.: J-Y(St)Y). A fóliát az árnyékolandó vezeték kötegre tekercselik, mely alatt egy ónozott szigeteletlen réz huzal is elhelyezkedik. Ez a huzal villamos kontaktusban van az alufóliával. Erre azért van szükség, hogy az árnyékolást be lehessen kötni. (6.ábra) A fólia 100%-ban lefedi a vezeték köteget.

Kábel réz huzal árnyékolása

A legelterjedtebb árnyékolási mód. Kialakítási módjától függően 20-90%-os fedettséget szoktak vele létrehozni. Alkalmazzák ónozva is. A koax kábeleknél szövött kivitelben kerül a kábelbe. (7.ábra)

Erősáramú kábelek esetén jelentősen kisebb fedettséget kell elérni, ezért nem szövik rá a kábelre a huzalokat, hanem csak körkörösen rásodorják, esetleg egy keresztirányú rézszalaggal lekötik. (8.ábra) A huzalok átmérője is nagyobb, mivel míg a koax kábelnél nem kell az árnyékolásnak jelentősebb áramokat szállítania, addig egy erősáramú kábel esetében ezt akár méretezni is kell.

Kábel árnyékolása alumínium fólia + ónozott réz szövettel

Ez a megoldás is elsősorban a koax kábelekre jellemző kialakítás a még nagyobb árnyékolás elérése érdekében. Ez a hétköznapi szóhasználattal élve "kétszeresen árnyékolt" kábel. (9.ábra) Vannak esetek, ahol háromszoros árnyékolást alkalmaznak, ott az alumínium fólia mellett két réteg réz szövet van.
Az ilyen árnyékolás kialakításoknál fontos, hogy a réz árnyékolás feltétlenül ónozott legyen. Ellenkező esetben a réz közvetlenül érintkezik az alumínium fóliával ami mint tudjuk egy kis pára hatására korróziót indít el a kábelben. 2000- 2003 környékén ilyen ónozatlan árnyékolású kábeleket kilométer számra adták el az országban. Szerencsére napjainkban (2005) nem találkoztam ilyen konstrukciókkal.

Kábel réz szalag árnyékolása

Az árnyékolás kialakításának módja hasonló, esetenként megegyező a "B" jelű szalagpáncél kialakításával. A különbség, hogy itt réz szalagot tekercselnek a kábelre. Ezzel a módszerrel viszonylag ritkán lehet találkozni, elsősorban középfeszültségű kábeleknél alkalmazzák, de ott is ritkán.

Itt az árnyékolásnál szeretnék még megemlíteni három struktúrát, mely szorosan kapcsolódok ehhez a témához. Elsősorban az adatátviteli kábelekre jellemző, hogy az ereket pontosan meghatározott módon sodorják, és számtalan esetben nem csak a teljes kábel árnyékolják, hanem egyedileg az érpárokat vagy érhármasokat esetleg az érnégyeseket is. Ez a három kialakítás, alapesetnek tekinthető, és rövidített nevükkel lehet hogy már találkozott az olvasó.

Ezek a következők: (10.ábra)
PIMF = Pair In Metal Foil (páronként fém fóliával árnyékolva)
TIMF = Triple In Metal Foil (hármasával fém fóliával árnyékolva)
QIMF = Quad In Metal Foil (négyesével fém fóliával árnyékolva)

A hazai felhasználásban az olvasó leghamarabb az RS-2YCY PIMF 2x2x0,5 -el találkozhat. Tehát ha ilyen jelöléssel (PIMF) találkozunk akkor tudnunk kell, hogy az érpárok is árnyékolva vannak.

2005 december Fábián János