Czech Republic
 
en
cs
 
Czech Republic
 
en
cs
 

Stíněné kabely a kabelové systémy

S ochranou EMC v průmyslových odvětvích


V chytrých továrnách se ve stísněných prostorech přenáší vysoké množství elektrické energie a čím dál tím větší množství dat. To zvyšuje riziko elektromagnetického rušení – stačí, aby byl jeden konektor špatně stíněný a už může dojít k ochromení celého výrobního procesu. Není tedy divu, že průmysl pro řešení elektromagnetické kompatibility roste – v současné době roste celosvětově o sedm procent ročně. Optimální elektromagnetická kompatibilita (krátce EMC) vyžaduje dobrou znalost systému a výběr správných komponent. U společnosti najdou uživatelé obojí.

Jak funguje EMC?


Elektromagnetické rušení vždy vychází ze zdroje rušení. Může to být součást zařízení, která přenáší velký proud, jako je například frekvenčně řízený motor nebo kabel.

Proti zdroji rušení stojí rušené zařízení, takzvaný přijímač rušení. Přijímačem rušení ​​může být například senzor nebo datový kabel.


Vazebný mechanismus přítomný mezi nimi způsobuje rušení. Rozlišujeme čtyři různé typy vazby:

  1. Vodivé spojení: Zdroj rušení a zdroj rušení jsou vzájemně propojeny, například společným uzemňovacím vodičem. Rušivý proud procházející společným uzemňovacím vodičem způsobuje elektromagnetické rušení.
  2. Kapacitní spojka: Zdroj rušení a zdroj rušení jsou blízko sebe, ale nejsou fyzicky propojeny. U kapacitní vazby je elektromagnetické rušení (EMS) způsobeno elektrickým polem.
  3. Induktivní vazba: I při induktivní vazbě jsou zdroj rušení a přijímač rušení blízko sebe a nejsou navzájem propojeny. Toto rušení je však způsobeno magnetickým polem.
  4. Radiační vazba: K radiační vazbě obvykle dochází, když jsou zdroj rušení a přijímač rušení od sebe vzdálené a vodiče nakonec fungují jako antény a způsobují rušení elektromagnetickým zářením.

V praxi je obvykle nutné eliminovat směs těchto 4 vazebních mechanismů, například použitím stíněných kabelů.

Bílá kniha o EMC

V této bílé knize odpovídají odborníci ze společnosti LAPP na nejdůležitější otázky týkající se elektromagnetické kompatibility: 

  • Jak dochází k elektromagnetickému rušení a kde se nacházejí slabá místa? 
  • Jak se proti takovémuto rušení můžete chránit?
  • Které kabely a konektory jsou k tomu vhodné? 
  • Co je třeba vzít v úvahu při instalaci?
  • Jaké jsou výhody technologie zeroCM®? 
  • Jak pomáhá společnost LAPP svým zákazníkům při optimalizaci elektromagnetické kompatibility? 
Stáhnout nyní
Kontrola elektromagnetické kompatibility pomocí Health Check Service od společnosti LAPP

Co je směrnice EMC?


Ve směrnici EMC 2014/30/EU, článek 3, je elektromagnetická kompatibilita definována jako:


"[...]Elektromagnetickou kompatibilitou se rozumí schopnost zařízení uspokojivě fungovat ve svém elektromagnetickém prostředí, aniž by způsobovalo nepřípustné elektromagnetické rušení jiného zařízení v tomto prostředí."


Podle této definice má EMC dva hlavní aspekty:

  • Zařízení by nemělo způsobovat žádné elektromagnetické rušení.
  • Zařízení by nemělo být elektromagneticky rušeno okolním prostředím.

Směrnice PNO emc

Pro návrh Vaší datové komunikace v souladu s EMC doporučujeme použít směrnici organizace PNO o elektromagnetické kompatibilitě.
K pokynu

Jak zajistit dobrou EMC


Kabely přenášející energii mohou mít různé typy stínění:
  • Pocínované měděné stínicí opletení mezi žilami a pláštěm. Stupeň pokrytí a úhel opletení ovlivňují účinnost bariéry. Příklad: ÖLFLEX® SERVO 719 CY. 
  • Ovinutí měděnými dráty. Speciálně pro pohyblivé kabely v robotice, které musí odolávat torznímu namáhání. Příklad: ÖLFLEX® ROBOT 900 DP. 
  • Hliníkem kašírovaná plastová fólie, která je ovinuta kolem jednotlivých nebo všech žil. a to často v kombinaci se stínicím opletením.  

Tyto kabely jsou obvykle stíněné. Běžně se splétají jako kroucené páry, čímž se odstraní účinky pole v párech vodičů. Kromě toho mají tyto kabely na žilách fóliové stínění a navíc i stínicí opletení. Odborníci ze společnosti LAPP Vám poradí, jak správně vybrat. 
EMC konektory EPIC® zahrnují 360° stínění a připojení stínění odolné proti vibracím. Kabelové vývodky z řady SKINTOP® BRUSH zajišťují snadnou montáž a maximální elektromagnetickou kompatibilitu.
Výhodou konektorových systémů LAPP je použití všech výše uvedených koncepcí pro připojení stínění. Kabelové vývodky pro EMC jsou velmi často již integrované do konektoru, nabízejí možnost připojení ochranné hadice a umožňují kontakt stínění kabelu s pracovním nebo PE kontaktem systému konektoru. Hranaté konektory mají zabudovanou kabelovou vývodku SKINTOP® MS-M BRUSH. EPIC® ULTRA H-A3 a EPIC® ULTRA H-B6-24 se proto snadno montují a jsou navrženy pro velký rozsah sevření stíněných kabelů. Pokud potřebujete prostorově úspornou konstrukci např. pro použití v servopohonech, akčních členech a snímačích, doporučujeme kulaté konektory POWER a SIGNAL od společnosti LAPP. Ty jsou vybaveny speciálně navrženou kabelovou vývodkou EMC pro servokabely a datové kabely.
Důležité jsou vysoce kvalitní komponenty pro průmyslovou komunikaci od jednoho dodavatele, jako jsou patch kabely a switche.  LAPP nabízí službu Health Check Service ve výrobním závodě nebo v jednotlivých systémech, přičemž věnuje zvláštní pozornost elektromagnetické kompatibilitě (EMC).
Dobré uzemnění je pro EMC zásadní, jinak nebude mít stínění žádný účinek. Datový kabel by měl být vždy připojen k uzemnění na obou koncích.

Při montáži je důležité zajistit, aby stínění vždy pokrývalo celý povrch a v pouzdře by mělo být pokryto po celém jeho obvodu – a to na obou koncích kabelu. Systém Fast Connect zabraňuje chybám při montáži a šetří čas.


S řešením ÖLFLEX® CONNECT je to ještě jednodušší: všechny kabely jsou konfekcionovány ve správných délkách, stačí je jen zapojit.

Jak jsou konstruovány stíněné připojovací a ovládací kabely?


V zásadě existují u připojovacích a ovládacích kabelů čtyři různé typy stínění. Tři z těchto štítů jsou obzvláště vhodné pro použití s ochranou EMC:

ÖLFLEX® SERVO 719 CY

Pocínovaný měděný oplet


Běžnou metodou stínění kabelů je použití měděného opletení mezi vodiči a pláštěm. Se stupněm pokrytí kolem 80 procent tvoří měděné stínicí opletení účinnou bariéru proti elektromagnetickým polím. Takové kabely poznáte v názvu produktů LAPP podle zkratky „C“, např. ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY nebo ÖLFLEX® SERVO 719 CY. Měděné opletení lze splétat různými způsoby, jedním z rozhodujících parametrů je při tom úhel opletení. Ve vysoce dynamických aplikacích, jako je uložení kabelu do vlečného řetězu, je měděný drát veden kolem žil pod strmějším úhlem, takže dosáhne úplného otočení o 360 stupňů kolem žil na kratší vzdálenost. Opletení není ideální pro kabely u robotů, které musí vydržet miliony cyklů kroucení, protože se v nich časem vytvoří mezery.

ÖLFLEX® SERVO 719 CY
ÖLFLEX® ROBOT 900 DP

Ovinutí měděnými dráty


U pohyblivých kabelů v robotice, kde stínění musí odolávat torzi, se často používá ovinutí měděnými dráty. Vzhledem k tomu, že měděné dráty jsou při ovinutí uspořádány paralelně, nedochází k problémům při kroucení kabelu. Na druhou stranu, ochrana před elektromagnetickým rušením je u ovinutých kabelů často horší, protože dráty stínění se nepřekrývají. Takové kabely poznáte v názvu produktů LAPP podle zkratky „D“, např. ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.

ÖLFLEX® ROBOT 900 DP
ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB

Hliníkem laminovaná plastová fólie


Jednotlivé žíly nebo všechny žíly v kabelu mohou být ovinuty hliníkem laminovanou plastovou fólií. Stínění kašírovanou plastovou fólií chrání Vaše kabely zejména při vyšších frekvencích. Kabely mají často několik typů stínění, např. ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB s hliníkem kašírovanou plastovou fólii a s pocínovaným měděným opletením.

ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB

Jak jsou konstruovány stíněné datové kabely?


V zásadě se pro datové linky používají stejné typy stínění jako pro připojovací a řídicí vedení, ale v názvech produktů pro datové linky s ochranou EMC jsou běžné další zkratky:

  • Pocínované měděné stínicí opletení: „S“ (stíněné)
  • Hliníkem kašírovaná plastová fólie: „F“ (s fólií)

Kromě toho existují dvě speciální funkce datových linek s ohledem na jejich typ stínění pro ochranu EMC:

Nestíněné


Datové přenosy jsou obzvláště citlivé na rušení, a proto jsou datové linky obvykle vždy stíněné. Pro určité oblasti použití při přenosu signálů existují nestíněné datové kabely speciálně označené zkratkou „U“, jako např. ethernetový kabel Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, ethernetový kabel Cat.5e ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 nebo naše kabely UNITRONIC® BUS ASI pro síťové systémy v terénu.

ETHERLINE® Cat. 6A FD FC

Stočený pár


Dalším konstrukčním typem datového kabelu je kroucená dvojlinka. Zde jsou jednotlivé datové páry zkroucené. Zkroucení zajišťuje, že se účinky polí navzájem kompenzují. Tyto kabely lze identifikovat zkratkou „TP“ (Twisted Pair - kroucená dvojlinka) Například ETHERLINE® Cat. Kabel 6A FD FC je rozdělen takto:

Stíněný/nestíněný zkroucený pár. Tento síťový kabel je stíněný kolem všech vodičů drátěným pletivem a podkladovou hliníkovou laminovanou plastovou fólií (stíněný / foliovaný). Páry vodičů jsou zkroucené v párech a nejsou vybaveny dodatečným stíněním párů vodičů (UnscreenedTwistedPair).

Proč jsou konektory důležité pro EMC ochranu?


Každý systém je jen tak dobrý jako jeho nejslabší místo. Výhodou konektorových systémů LAPP je použití všech výše uvedených koncepcí pro připojení stínění. EMC kabelové vývodky jsou velmi často již integrované do konektoru, nabízejí možnost připojení ochranné hadice a umožňují kontakt stínění kabelu s pracovním nebo PE kontaktem systému konektoru.


Standardní pouzdro je opatřeno práškovým nástřikem a nevodivým těsněním mezi částmi pouzdra, které se tím vzájemně izolují. EMC konektory EPIC® Vám nabízí 360° stínění a připojení stínění odolné proti vibracím. Konektory EMC lze identifikovat podle jejich kovově vodivého, obvykle poniklovaného povrchu. Těsnění jsou navržena tak, že obě části pouzdra přitlačené nebo přišroubované k sobě vytvářejí nízkoohmový kontakt kovu na kov. Stejný princip platí jak pro kabelové vývodky, tak pro montážní stěnu.


Hranaté konektory mají integrovanou kabelovou vývodku SKINTOP® MS-M BRUSH. EPIC® ULTRA H-A3 a EPIC® ULTRA H-B6-24 se proto snadno montují a jsou navrženy pro velký rozsah sevření stíněných kabelů.

Pokud potřebujete prostorově úspornou konstrukci např. pro použití v servopohonech, akčních členech a snímačích, doporučujeme kulaté konektory POWER a SIGNAL od společnosti LAPP. Ty jsou vybaveny speciálně navrženou kabelovou vývodkou EMC pro servokabely a datové kabely.

Milník v oblasti elektromagnetické kompatibility: technologie zeroCM® od společnosti LAPP 


Technologie zeroCM® od společnosti LAPP přispívá zásadním způsobem ke zlepšení elektromagnetické kompatibility ve strojích a systémech. Tato nová a patentovaná konstrukce kabelu s nízkokapacitní konstrukcí svazku s ochranným vodičem vedeným v opačném směru dosahuje stoprocentní elektrickou symetrii a zlepšuje elektromagnetickou kompatibilitu. Prvním výrobkem je ÖLFLEX® SERVO zeroCM.

Technologie zeroCM představuje nové, inovativní řešení EMC.

Neustálá ochrana z hlediska EMC se službou od společnosti LAPP 


Elektromagnetické rušení není vidět, a právě proto je tak zrádné. Aby ho bylo možné odhalit, je zapotřebí hodně zkušeností, a mělo by k tomu dojít dříve, než způsobí jakékoliv škody. Společnost LAPP nabízí rozsáhlý sortiment produktů pro podporu zákazníků:

  • 60 let výzkumu a vývoje v oblasti elektromagnetické kompatibility 
  • Celá řada odborníků se znalostmi v oblasti EMC 
  • Portfolio obsahující řešení pro kabely a jejich připojení, která jsou optimalizována z hlediska EMC
  • zeroCM®: milník v oblasti kabelů optimalizovaných z hlediska EMC
  • Vždy v souladu se všemi aktuálními směrnicemi a normami, a to ve všech průmyslových odvětvích po celém světě
  • Služba Health Check Service identifikuje a eliminuje zdroje elektromagnetického rušení

Jaký z toho budete mít prospěch jako zákazník?


  • Zabráníte závadám a poruchám
  • Dosáhnete maximální efektivity a kvality ve výrobě
  • Vyhnete se časově náročnému přepracovávání, řešení problémů a nákladům na opravy
  • Nemusíte si dělat starosti s přizpůsobováním se novým předpisům a normám

Portfolio společnosti LAPP


Použití (aplikace)

Výběr produktu podle použití (aplikace)
Další

Jak mohou být nestíněné kabely následně stíněny EMC?


Pokud v systému není z různých důvodů možné použít nestíněný kabel nebo pokud je třeba kabely elektromagneticky stínit pouze v určitých úsecích systému, lze ochranné hadice LAPP vybavit také našimi trubkami SILVYN® s měděným opletením nebo omotat stínicí páskou 3M Scotch 1183.


Pro tyto systémy nabízí společnost LAPP jedno- a dvoudílné stínicí připojení pro připojení měděného opletení ke stěně skříně nebo připojovací kontakt pro provlečení smyčky stíněním kabelu.

Jak lze dále zlepšit ochranu EMC?


Pro optimální stínicí efekt mohou být kabely opatřeny dvojitým stíněním, nebo mohou být uloženy v měděné nebo ocelové trubce. Z hlediska EMC jsou tato stínění zcela utěsněná. LAPP SILVYN® vám nabízí optimální ochranu EMC. EMC ochranná hadice AS-CU od výrobní značky SILVYN® je kovová ochranná hadice s měděným stínicím opletením, a proto je vhodná do obzvláště náročného prostředí s vysokými elektromagnetickými požadavky. Hadicové šroubení SILVYN® MSK-M BRUSH s ochranou EMC a integrovaným odlehčením tahu doplní váš systém stíněný v souladu s EMC.

Existují konfekcionované připojovací, ovládací a datové kabely se stíněním EMC?


Špatná elektromagnetická kompatibilita (EMC) je často příčinou chyb při montáži. V průmyslu bylo dlouhou dobu obvyklé nakupovat kabely a konektory samostatně a připojovat je až při instalaci do stroje nebo výrobního zařízení.


Větší flexibilita má určité nevýhody: kvalita zpracování je bohužel často nízká. Může to být například proto, že montér při odplášťování zařízne příliš hluboko a poškodí tak izolaci žil nebo připojí stínění k pouzdru konektoru pouze v určitých bodech, a vytvoří tak problémy s EMC.


Současné trendy tak spíše diktují přechod ke konfekcionovaným kabelům, které ve společnosti LAPP prodáváme pod názvem ÖLFLEX® CONNECT. Kabel a zástrčka jsou již připojeny z výroby. Zákazníci dokonce dostanou vlečné řetězy, které jsou naplněné kabely a hadicemi, přičemž se společnost LAPP postará také o inženýrské činnosti. Zákazník má záruku, že vždy získá tu nejlepší kvalitu z jednoho zdroje, a může se tak soustředit na svou skutečnou práci, konkrétně na stavbu stroje.