• 044 593-9818
  • 067 231-3570; 097 439-6335
  • Киев, ул.Автопарковая, 7 (М. Бориспольская)
02/01/2019
автор

Промышленные цеха, производственный конвейер или исследовательский центр – не важно, очень сильно нагружены всевозможными электрическими приборами, аппаратами, машинами. Активное использование электрики для питания и управления обычно приводит к созданию электрически шумной среды. Вокруг проводов и кабеля образуются электромагнитные волны, которые мешают передачи сигналов датчик или передачи команд. Такой невидимый и неслышимый для человека электрический шум, излучаемый или проводимый, как электромагнитные помехи (ЭМП), также называемые EMI или электромагнитные импульсы, могут вмешиваться в работу систем и серьезно нарушить правильную работу другого оборудования. 

Если наружная изоляция кабеля защищает его от механических повреждений и истирания, а также от химического и физического воздействия влаги и разливов химических веществ, масел, то для электромагнитной энергии изоляция абсолютно прозрачна и не дает защиты. 

Таким образом становится ясным тезис, что для защиты от ЭМИ воздействия кабеля на другие электрические системы и защиты от электромагнитного воздействия на кабели экранирование последних необходимо, чтобы бороться с эффектами EMI.  Кабели сами могут быть основным источником передачи для EMI. Он может быть и как источник, и как приемник. Когда кабель выступает в роли источника шума, он либо проводит шум к другому оборудованию, либо действует как антенна, которая излучает электромагнитный шум. Если кабель выступает в роли приемника, он принимает на себя имеющееся электромагнитное излучение, производимое другими источниками EMI-помех. Экран кабеля работает для обоих случаев.

В таблице указываются общие рекомендации относительно областей, в которых рекомендуется использование экранированных кабелей в связи с тем, что в них обязательно возникает повышенный обобщенный уровень шума. Стоит обратить внимание на переключение тяжелых нагрузок, индуктивные нагреватели, большие трансформаторы. Все они могут производить высокие уровни как проводимых, так и излучаемых электромагнитных помех. Когда сигнальные и контрольные кабели располагают рядом с силовым, также возникает EMI-помеха. Близкое расположение позволяет шуму линии силовых электропередач соединиться с сигнальными линиями.

Уровень шума

 

Источник шума

 

Типичные местоположения

Сильные

 

электролитические процессы, тяжелые двигатели, генераторы,

 трансформаторы, индукционный нагрев, реле управления,

 ЛЭП и провода управления в непосредственной близости

 

Тяжелые перерабатывающие заводы, такие как переработка металлов, мельницы и литейные заводы

Средняя

 

проводка возле средних двигателей, реле управления

 

Средние производственные предприятия

Низкая

 

проводка, расположенная вдали от линий электропередач, двигателей; моторы <5 л.с .;  без индукционный нагрев, управления и питания расположены  рядом

 

Складские помещения, лаборатории, офисы и легкие сборочные операции

Основной способ защититься от воздействия электромагнитных помех – экранирование кабеля.  Электромагнитный щит закрывает внутренние сигнальные или силовые проводники. Такой ЭМ-щит взаимодействует на EMI одним из двух или сразу двумя способами. 

  • Отражение EMI-энергии. 
  • Улавливает EMI-шум и сливает его на землю. 

В любом случае, EMI не достигает проводников.  Безусловно, некоторое количество энергии помех все же проникает через экран. Но оставшийся уровень помехи настолько ослаблен, что является безопасным для системы и не вызывает ошибок в работе оборудования.

Экранируют кабель в различной степени плотности экрана, и его материала. Это важно, чтобы достичь различной и необходимой степени эффективности, для разной ЭМ среды применения, от самого экранирования и цены продукта. Другими словами, плотность экранного покрытия и материал зависит от 2-х основных факторов - сама электрическая среда, в которой применяется силовой кабель питания или управления; цена, которую придется заплатить за экранированный кабель - зачем платить больше за экранирование, чем это нужно? Конечно, еще важны еще и такие параметры, как собственно наружный диаметр кабеля, насколько он больше весит и какого класса гибкости он получится.

Неэкранированный кабель для промышленного применения обычно используется в контролируемой среде, например, располагают внутри металлического электрошкафа или прокладывают в кабелепроводах, где он защищен от внешнего электромагнитного влияния помех.  Металлический корпус электрического щита хорошо экранирует электрику внутри. Щит будет отражать часть энергии помех, часть проводить к земле и в итоге проникнет внутрь совершенно немного помехи.

 Для экранирования кабеля обычно используются два типа:

  • Фольга,
  • Оплетка - проволочная сетка или чулок из медной или стальной тонкой проволоки.

Для экрана из фольги используют тонкий алюминиевый слой, который наносят для прочности к так называемому носителю, например, полиэстер. Такой экран обеспечивает 100% покрытие проводников. Но он тонкий и это затрудняет работу, особенно при подключении разъемов.

Обычно вместо того, чтобы пытаться заземлить весь экран, провод утечки используется для завершения и заземляют на щит. Медная или стальная сетка обеспечивает низкое сопротивление путь к земле и намного проще завершить путем обжима или пайки при подключении разъемов.  Но экраны, которые сплетены из проволоки не обеспечат 100% покрытие проводников.  В плетёнке остаются небольшие пробелы.  Используя разную степень плотности плетения чулка, обеспечивают от 70% до 95% охват.  Когда кабель неподвижен, обычно является достаточным до 70%-плотности сетки. 

На самом деле, повысить эффективность экранирования за счет более высокого процента плотности сетки не всегда можно существенно достичь.  Это связано с тем, что медь имеет более высокую проводимость, чем у алюминия. Также сетка имеет большую массу для проведения шума, и она более эффективна в качестве экрана. Но использование плетенного экрана существенно добавляет наружный диаметр кабеля. Да и цена возрастает.  

Для среды с интенсивным электромагнитным шумом используется одновременно несколько экранирующих слоев.  Преимущественно используются фольга + тесьма.  В многожильных кабелях отдельные пары одеваются в экран из фольги. Так обеспечивается защита от перекрестных помех между парами.  Между тем, весь кабель экранируется фольгой или тесьмой, или обеими экранами одновременно.  Иногда встречается кабель с двумя слоями фольги или оплетки. Каждый вид экрана поддерживает другой. Таким образом, преодолеваются ограничения одного за счет своих собственных, компенсируя сильной стороной.  Это представляет эффективность экранирования и превосходит любой односторонний подход. Повышение производительности конструкции является уникальная тройная лента из алюминия / полиэстера / алюминиевой фольги.  Эта лента увеличивает эффективность экрана благодаря снижению его сопротивления и контакту с заземляющим проводом для упрощения быстрого и надежного заземления. 

На практике задача экрана состоит в том, чтобы заземлить любой шум, который он поднял. Важность этой задачи переоценить невозможно, в противном случае последствия могут нести за собой малоэффективное экранирование. Экран кабеля и его заземление обязаны гарантировать низкоомный путь к земле.  Кабель в экране, который не имеет заземления, работает не эффективно.  Любые сбои в пути отведения помех могут повысить сопротивление и, таким образом, аннулировать эффект экранирования.

 Практическое советы для эффективного экранирования

  1. Убедитесь, что у вас экранированный кабель, который имеет достаточное экранирование для нужд оборудования.  В умеренно шумной среде, фольга сама по себе может обеспечить адекватную защиту.  Для более шумной окружающий среды, рассматривайте оплетки или комбинации фольги и оплетки.
  2. Используйте кабель, подходящий для применения.  Кабели, которые испытывают многократное изгибание, обычно используют спирально намотанный экран, а не оплетка.  Избегайте экранирования только фольги на гибких кабелях, так как непрерывное сгибание может порвать фольгу.
  3. Убедитесь, что оборудование, к которому подключен кабель, правильно заземлено.  Использовать землю заземления, где это возможно, и проверьте соединение между точкой заземления и оборудования.  Устранение шума зависит от низкого сопротивления пути к земле.
  4. Большинство конструкций разъемов допускают полное закрытие экрана на 360 °.  Убедитесь, что разъем предлагает эффективность экранирования, равную эффективности кабеля.  Например, многие распространенные соединители предлагаются с металлическим покрытием из пластмассовой, литой цинковой или алюминиевой задней оболочки.  Необходимо избежать как переоценки, так и недооценки, и бедность экранирования.
  5. Заземлите кабель на одном конце.  Это исключает возможность возникновения помех в контурах заземления. Экранированная система хороша только так, как ее самый слабый компонент.  Качественный кабель ничего не даст при некачественном разъеме или соединении.  Точно так же, как отличный разъем не может ничего сделать для улучшения плохого кабеля.

 


enlightened

Напомним, что интернет-портал ELMAR компании АСТ-Светотехника, которая является официальным партнером таких всемирно известных электротехнических компаний, как: LAPP KABEL, Philips, Osram-Ledvance, Legrand, ABB, Schneider Electric и др. Покупая продукцию под этими брендами, АСТ-Светотехника гарантирует, что покупатель защищен от покупки фальсификата и воспользовавшись нашими услугами, будет обладателем исключительно аутентичного электротехнического продукта. Заказать и купить кабель, провод, светодиодные лампы, в том числе и светодиодные филаментные лампы, а также лед-светильники, низковольтное оборудование и другую продукцию можно по телефонам: (044)593-9818 или +38 (097) 439-6335

 

 

Комментарии

Сообщения не найдены

Новое сообщение