Надійний як ÖLFLEX®, сумісний як SKINTOP®

Мета вимірювання електромагнітної сумісності (ЕМС)

Шляхом проведення вимірювання, ми хотіли би довести, що при використанні екранованого кабелю ÖLFLEX® та сумісного з екраном кабельного ввода SKINTOP®, можна здійснити досконалий захист від електромагнітних завад, та забезпечити безперебійну роботу сучасних систем автоматизації, двигунів великої потужності, перетворювачів частоти, тощо.

Теорія щодо існування електромагнітних завад

Електродвигуни, прилади управління, зварювальні апарати в промислових умовах можуть створювати електромагнітні завади. Особливі проблеми виникають при застосуванні великих довжин кабелю для передачі електроенергії або даних на далекі відстані між окремими компонентами. Запобігання подібних проблем вимагає відповідних заходів.

Спричинені антенним ефектом кабелів, види радіо завад можуть спотворювати сигнали (наприклад, сигнал від температурного датчика або датчика обертання). Як результат виникають функціональні порушення підключених приладів – від неправильних показань приладів до поломки всієї виробничої лінії. І навпаки сам кабель може бути джерелом електромагнітних завад, див. мал. 1. Ефективними заходами щодо захисту від електромагнітних завад є монтаж компонентів в заземлені розподільчі шафи при одночасному застосуванні екранованих кабелів. На практиці місце вводу кабелю в розподільну шафу є найслабшим місцем усієї лінії. Поганий контакт між екраном кабелю і металевим корпусом часто знижує ефективність електромагнітного захисту. Саме в таких випадках застосування кабельних вводів SKINTOP® і SKINDICHT® від компанії Lapp Group є найдоцільнішим. Окрім легкості у використанні SKINTOP® MS-SC-M і SKINTOP® MS-M BRUSH притаманні також чудові властивості електромагнітної сумісності (ЕМС). Кабельні вводи дозволяють з легкістю фіксувати кабелі різних конструкцій та розмірів.

Мал. 1 Навіщо захищатися від електромагнітного впливу (ЕМВ)?

Поняття екранування

Оскільки завади виникають в основному в промисловому середовищі, то необхідно принципово розрізняти величини завад пов'язані з кабелем і з оточуючими електромагнітними полями. Паразитні випромінювання, наприклад, від монтажної плати або навпаки, що впливають на неї, можна ефективно знизити за допомогою монтажу електричних і електронних вузлів в закритих металевих корпусах, таких як розподільні шафи. Розподільча шафа без отворів являє собою «клітку Фарадея», яка забезпечує ефективний захист від електромагнітних завад. На практиці, як правило, такий вид екранування пов'язаний з великими витратами і для рухливих деталей машин та важко реалізовується. Альтернативою у такому випадку є екранований кабель, якість екранування якого залежить від конструкції і щільності мідного плетіння. Окрім того, має бути забезпечений ідеальний контакт екрану кабелю і стінки корпусу за допомогою кріплення підходящих механічних елементів, щоб запобігти проникненню завад по екрану.

Вимоги на практиці

З точки зору електромагнітної сумісності пред'являється ряд вимог до ідеального контакту:

З'єднання між екраном кабелю і потенціалом корпусу повинно бути виконано з низьким опором, тобто  мати більшу площу контакту. Ідеальний варіант - екран кабелю разом зі стінкою корпуса створює замкнуте з'єднання і є продовженням корпуса без будь-яких розривів.

З'єднання має бути з низькою індуктивністю. Це означає, що екран кабелю повинен бути з'єднаний по найкоротшому шляху і з найбільш можливо сумісною площею зі стінкою корпусу. Необхідно вибрати такий контакт, який повністю охоплює внутрішній провідник. Найчастіше закріплюють екран таким чином, спочатку заводять кабель у корпус і закріплюють екран де-небудь всередині корпусу, хоча найчастіше потім екрановане плетіння подовжують тонким мідним дротом і ефективне екранування при цьому стає неможливим.

Те, що цінується на практиці – простота у виконанні та легкість у використанні. Монтаж має виконуватись без проблем кваліфікованими фахівцями.

Широкий асортимент від LappGroup: SKINTOP® та SKINDICHT®

Кабельні вводи SKINTOP® і SKINDICHT® в додаток до бездоганного механічного контакту гарантують ще й з'єднання з низьким омічним опором та низькою індуктивністю. Для максимально простого монтажу кабельні вводи поставляються різних розмірів і типів:

SKINTOP® MS-M BRUSH кабельний ввод, круговий контакт з екраном у 360° здійснюється за допомогою ЕМС-щітки.

SKINDICHT® SHVE-M - кабельний ввод, екран кабелю затискається між заземлюючою гільзою і ущільнювальним конусом і забезпечує, таким чином, круговий контакт з великою площею;

SKINTOP® MS-SC-M - кабельний ввод, контакт з екраном здійснюється за допомогою контактних пружин, розташованих циліндрично;

SKINDICHT® SM-PE-M – контргайка, в поєднанні з кабельними вводами для екранованого кабелю, забезпечує оптимальний контакт зі стінкою корпусу, завдяки прорізки кромки ізолюючого шару.

Для наочності ця стаття фокусує увагу на кабельних вводах типу SKINTOP® MS-SC-M. Багато типорозмірів доводять чудові властивості екранування. Конструкція кабельних вводів не визначається стандартами, тому нижче наводиться один з можливих методів вимірювання опору витоку та розрахункузатухання.

Вимірювання опору витоку та розрахунок затухання

Характерною величиною для оцінки якості з'єднання кабелю зі стінкою корпусу є визначення опору витоку RA через частоту. Воно роз'яснює, наскільки добре завади, які знаходяться на екрані, відводяться на поверхню заземлення (наприклад, на стінку розподільної шафи)

Для розрахунку коефіцієнта затухання від впливу екрану кабелю, розраховується затухання внаслідок витоку: воно визначається співвідношенням напруги на опорі витоку до максимальної напруги в 50-ти Омній еталонній системі, отримуємо при цьому затухання внаслідок витоку:

аА (в дБ) = 20 log (2RA / (2RA + 50 Ом))

Результати та аналіз вимірювання

Дослідження були проведені на кабельних вводах SKINTOP® MS-SC-M з різним діапазоном затиску у комбінації з екранованим кабелем марки ÖLFLEX® CLASSIC CY з зовнішнім діаметром від 6,0 до 22 мм.

Щоб визначити опір витоку, кабельні вводи були змонтовані згідно мал. 2 на відрізках кабелю приблизно 10 см завдовжки. Майже всі кабельні вводи показали на частоті 10 МГц опір витоку менше 1 Ом. Звідси виходить показник затухання від 30 до 50 Дб (в 50-ти Ом еталонній системі). Навіть аж до високих частот можуть бути реалізовані низько омні опори витоку або великі затухання внаслідок витоку. Результати вимірювань підтверджують передбачувані оптимальні ЕМС характеристики.

Висновок

Таким чином, ми довели, що в поєднанні з надійним екранованим кабелем OLFLEX® та сумісним кабельним вводом SKINTOP® можна не тільки здійснити досконалий захист від електромагнітних завад,  а також зменшити перегрів підшипників в серводвигунах за рахунок відведення струмів витоку, які знаходяться на екрані, через поверхню заземлення, тим самим збільшити термін експлуатації коштовного обладнання.