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Câbles et systèmes de raccordement avec protection

Compatibilité électromagnétique dans les applications industrielles


Dans l'usine intelligente, des puissances électriques élevées et de plus en plus de données sont transmises dans un espace restreint. Le risque de perturbations électromagnétiques augmente. Un connecteur enfichable mal blindé peut paralyser toute une production. Il n'est donc pas étonnant que l'industrie des solutions compatibles électromagnétiques soit en hausse – actuellement sept pour cent par an dans le monde. La compatibilité électromagnétique optimale (en abrégé, CEM) nécessite une bonne compréhension du système et le choix des bons composants. Les utilisateurs obtiennent les deux chez LAPP .

Comment fonctionne la CEM ?


Une perturbation électromagnétique provient toujours d'une source d'interférence. Il peut s'agir d'un équipement qui achemine un courant important, comme par exemple un moteur à commande de fréquence ou un câble.


La source des interférences se situe en face d'un équipement perturbé, appelé capteur de perturbations. Il peut par exemple s'agir d'un capteur ou d'un câble de données.


Le mécanisme de couplage situé entre les deux est à l'origine des interférences. On distingue ici quatre types de raccordement différents :

  1. Couplage galvanique: La source de perturbations et le capteur de perturbations sont reliés entre eux, par exemple par un conducteur de mise à la terre commun. Un courant de perturbation acheminé par le conducteur commun de mise à la terre provoque des interférences électromagnétiques.
  2. Couplage capacitif: La source de perturbations et le capteur de perturbations sont proches, mais pas physiquement reliés les uns aux autres. Dans le cas du couplage capacitif, les interférences électromagnétiques (CEM) proviennent du champ électrique.
  3. Couplage inductif: Même dans le cas du couplage inductif, la source de perturbations et le capteur de perturbations sont proches, mais ne sont pas reliés l'un à l'autre. Cependant, la perturbation est causée ici par le champ magnétique.
  4. Couplage des rayonnements: En règle générale, le couplage des rayonnements se produit lorsque la source de perturbations et le capteur de perturbations sont très éloignés l'un de l'autre et que les conducteurs agissent en fin de compte comme antennes, provoquant ainsi les perturbations par rayonnement électromagnétique.

Dans la pratique, il s'agit généralement d'un mélange de ces 4 mécanismes de couplage, qui doivent être éliminés en faisant par exemple appel à des câbles blindés.

Whitepaper EMC

Dans ce livre blanc, les experts de LAPP répondent aux questions les plus importantes sur le thème de la compatibilité électromagnétique :

  • Comment se produisent les interférences électromagnétiques et où se trouvent les points névralgiques ?
  • Comment peut-on se protéger contre de telles interférences ?
  • Quels câbles et connecteurs sont adaptés ?
  • Que faut-il prendre en compte lors de l'installation ?
  • Quels sont les avantages de la technologie zeroCM® ?
  • Comment LAPP aide-t-il ses clients à optimiser leur CEM ?
Continuer
Contrôle compatibilité électromagnétique avec le Health Check Service de LAPP

Qu'est-ce que la directive CEM ?


Dans la directive CEM 2014/30/UE, article 3, la compatibilité électromagnétique est définie comme : 


« [...] la capacité d'un équipement de fonctionner de manière satisfaisante dans son environnement électromagnétique sans provoquer de perturbations électromagnétiques (CEM) qui seraient inacceptables pour d'autres équipements présents dans cet environnement. »


Selon cette définition, la compatibilité électromagnétique a deux aspects essentiels :

  • L'équipement ne doit pas provoquer de perturbations électromagnétiques.
  • L'équipement ne doit pas être perturbé électromagnétiquement par son environnement.

Directive compatibilité électromagnétique du PNO

Nous recommandons la directive compatibilité électromagnétique du PNO pour une conception conforme CEM de votre communication de données.
Voir la directive

Vous assurez ainsi une bonne compatibilité électromagnétique


Les câbles conducteurs d'énergie peuvent être blindés de différentes manières :

  • Tresse en cuivre étamé entre les conducteurs et la gaine. Le taux de recouvrement et l'angle de tresse influencent l'efficacité de la barrière. Exemple : ÖLFLEX® SERVO 719 CY.
  • Rubanage à fils de cuivre. En particulier pour les câbles mobiles en robotique, qui doivent résister à la torsion. Exemple : ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
  • Film plastique aluminium laminé enroulé autour des conducteurs individuels ou de tous les conducteurs. Souvent associé à un blindage tressé.

Sont généralement exécutés blindés. Le câblage est généralement effectué sous forme de paire torsadée Twisted Pair, ce qui annule les effets de terrain dans les paires de conducteurs. De plus, ces câbles sont dotés d'un blindage par film au-dessus des conducteurs et d'un blindage tressé au-dessus. Les experts de LAPP vous conseillent lors du choix. 
Les connecteurs CEM EPIC® apportent un blindage à 360 degrés et un raccord de blindage résistant aux vibrations. Les presse-étoupes de la série SKINTOP® BRUSH assurent un montage facile et une compatibilité électromagnétique maximale.  
Les systèmes de connecteurs LAPP ont l'avantage d'utiliser tous les types de concepts de raccordement de blindage mentionnés ci-dessus. Très souvent, les presse-étoupes CEM sont déjà intégrés dans le connecteur enfichable, offrent la possibilité de raccorder une gaine de protection et permettent le contact du blindage du câble avec le contact de travail ou le contact PE du système de connecteur enfichable. Un connecteur rectangulaire possède un presse-étoupe SKINTOP® MS-M BRUSH intégré. Les EPIC® ULTRA H-A3 et EPIC® ULTRA H-B6-24 sont donc faciles à assembler et sont conçus pour une large plage de serrage des câbles avec des câbles blindés. Si vous avez besoin d'une construction peu encombrante, par exemple pour une utilisation dans les servomoteurs, actionneurs et capteurs, nous vous recommandons toutefois les connecteurs circulaires POWER et SIGNAL de LAPP. Ceux-ci sont équipés d'un presse-étoupe CEM spécialement adapté pour les câbles servo et les câbles de données.
Il est important d'obtenir des composants de haute qualité pour la communication industrielle d'un seul fournisseur, par exemple des câbles de raccordement et des switchs.   LAPP propose un service de contrôle de santé qui vérifie le câblage dans une usine ou dans des installations individuelles en accordant une attention particulière à la compatibilité électromagnétique.  
Une bonne mise à la terre est fondamentale pour la compatibilité électromagnétique, sinon le blindage n'aura aucun effet. Les câbles de données doivent toujours être reliés à la mise à la terre aux deux extrémités.  

Lors du montage, il faut veiller à ce que le blindage soit toujours à la surface et posé tout autour dans un boîtier aux deux extrémités du câble. Le système Fast Connect évite les erreurs lors de l'assemblage et permet de gagner du temps.


C'est encore plus facile avec ÖLFLEX® CONNECT : ici, tous les câbles sont déjà assemblés et de la bonne longueur, il suffit de les enficher.

Comment sont construits les câbles de raccordement et câbles de commande blindés ?


En principe, il existe quatre types de blindage différents pour les câbles de raccordement et câbles de commande. Trois de ces types de blindage sont particulièrement adaptés à une utilisation avec protection CEM:

ÖLFLEX® SERVO 719 CY

Tresse en cuivre étamé


Une méthode courante de blindage des câbles consiste à utiliser des tresses en cuivre entre les conducteurs et les gaines. Avec un taux de recouvrement d'environ 80 pour cent, la tresse en cuivre forme une barrière efficace contre les champs électromagnétiques. Ces câbles et conducteurs se distinguent par l'abréviation « C » dans la désignation du produit LAPP, par ex. ÖLFLEX® Classic 110 CY ou ÖLFLEX® Servo 719 CY. Les tresses en cuivre peuvent être tressées de différentes manières, l'un des paramètres décisifs est l'angle de tresse. Dans les applications hautement dynamiques, par exemple la pose du câble dans une chaîne porte-câbles, le brin de cuivre est placé autour des conducteurs à un angle plus important, de sorte à faire un tour à 360 degrés sur une distance plus courte autour des conducteurs. Dans le cas de câbles pour applications robotiques qui doivent supporter des millions de torsions, les tresses ne sont pas idéales car elles se desserrent au fil du temps.

ÖLFLEX® SERVO 719 CY
ÖLFLEX® ROBOT 900 DP

Rubanage en brins de cuivre


On utilise souvent un rubanage à brins de cuivre pour les câbles mobiles en robotique, qui exigent un blindage résistant à la torsion. Les brins de cuivre d'une enveloppe étant tous disposés parallèlement, il n'y a aucun problème de torsion du câble. La protection contre les interférences électromagnétiques des câbles enrobés est en revanche souvent moins bonne, car les brins de blindage ne se chevauchent pas. Ces câbles et conducteurs se distinguent par l'abréviation « D » dans la désignation du produit LAPP, par ex. . ÖLFLEX® Robot 900 DP. 

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

Film plastique aluminium laminé


Les conducteurs individuels ou tous les conducteurs du câble peuvent être enveloppés dans un film plastique laminé à aluminium. Le blindage par film plastique protège vos câbles et conducteurs, en particulier à hautes fréquences. Souvent, les câbles possèdent également plusieurs types de blindage, par ex. le ÖLFLEX® SERVO 2XSLCH-J avec film plastique aluminium laminé et tresse en cuivre étamé. 

ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB

Comment sont construits les câbles de données blindés ?


Pour les câbles de transmission de données, il existe en principe les mêmes types de blindage que pour les câbles de raccordement et câbles de commande. Pour les câbles de transmission de données avec protection de compatibilité électromagnétique, d'autres abréviations sont toutefois courantes dans les désignations des produits :

  • Tresse en cuivre étamé: « S » (Screened)
  • Film plastique aluminium laminé: « F » (Foiled)

De plus, les câbles de données présentent deux particularités en ce qui concerne leur type de blindage pour la protection de compatibilité électromagnétique :

Non blindé


Les transmissions de données sont particulièrement sujettes à des interférences, raison pour laquelle les câbles de données sont généralement toujours blindés. Pour certains domaines d'application pour la transmission de signal, il existe des câbles de données non blindés spécialement marqués par l'abréviation « U » (Unscreened - non blindé), comme par exemple le câble réseau Cat.6ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, le câble EthernetETHERLINE LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24  Cat.5e ou UNITRONIC® BUS ASI nos câbles pour systèmes de réseau sur le terrain.

ETHERLINE® Cat. 6A FD FC

Paire torsadée


Un autre type de construction pour les câbles de données sont les câbles de paires torsadées. Les paires de données individuelles sont torsadées. La torsion garantit l'annulation réciproque des effets de terrain. Ces câbles se reconnaissent à l'abréviation « TP » (Twisted Pair).

Le câble ETHERLINE Cat 6a H 4x2xAWG22/1 SF/UTP signifie par exemple : ScreenedFoiled/UnscreenedTwistedPair. Ce câble réseau est blindé avec une tresse de fils et un film plastique aluminium laminé sous-jacent autour de tous les conducteurs (Screened/Foiled). Les paires de conducteurs sont torsadées par paires et ne sont pas équipées d'un blindage supplémentaire des paires de conducteurs (UnscreenedTwistedPair).

Pourquoi les connecteurs sont-ils importants pour la protection CEM ?


Chaque système n'est aussi bon que son point le plus faible. Les systèmes de connecteurs LAPP ont l'avantage d'utiliser tous les types de concepts de raccordement de blindage mentionnés ci-dessus. Très souvent, les presse-étoupes CEM sont déjà intégrés dans le connecteur, offrent la possibilité de raccorder une gaine de protection et permettent le contact du blindage de câble avec le contact de travail ou PE du système de connecteur.

 
Le boîtier standard est revêtu de poudre avec un joint d’étanchéité non conducteur entre les parties du boîtier, ce qui les isolent les unes des autres. Les connecteurs CEM EPIC® vous offrent un blindage à 360 degrés et un raccord de blindage résistant aux vibrations. Les connecteurs CEM sont reconnaissables à la surface conductrice métallique, généralement nickelée. Les garnitures d'étanchéité sont disposées de manière à ce que les deux parties du boîtier pressées ou vissées entretiennent un contact à faible résistance avec le métal sur le métal. Le même principe s'applique au presse-étoupe et à la paroi de montage.


Les connecteurs rectangulaires possèdent un presse-étoupe SKINTOP® MS-M BRUSH intégré. Les EPIC® ULTRA H-A3 et EPIC® ULTRA H-B6-24 sont donc faciles à assembler et sont conçus pour une large plage de serrage des câbles avec des câbles blindés. 

Si vous avez besoin d'une construction peu encombrante, par exemple pour une utilisation dans les servomoteurs, actionneurs et capteurs, nous vous recommandons toutefois les connecteurs circulaires POWER et SIGNAL de LAPP. Ceux-ci sont équipés d'un presse-étoupe CEM spécialement adapté pour les câbles servo et câbles de données. 

Une étape importante pour la CEM : la technologie zeroCM® de LAPP 


La technologie zeroCM® de LAPP contribue de manière décisive à l'amélioration de la compatibilité électromagnétique dans les machines et les installations. La nouvelle conception de câble brevetée avec une construction de faisceau à faible capacité avec conducteur MALT opposé atteint une symétrie électrique à cent pour cent et améliore la compatibilité électromagnétique. Le premier produit est ÖLFLEX® SERVO zeroCM.  

La technologie zeroCM représente une nouvelle solution compatibilité électromagnétique innovante.

Toujours protégé CEM avec le service LAPP 


On ne voit pas les interférences électromagnétiques, ce qui les rend tellement trompeuses. Il faut beaucoup d'expérience pour les repérer, si possible avant qu'elles ne fassent des dégâts. LAPP propose une offre globale pour aider les clients :

  • 60 ans de recherche et développement sur le thème de la compatibilité électromagnétique
  • Plus que de nombreux experts et expertes spécialisés possédant une expertise CEM
  • Une gamme de solutions de câblage et de raccordement optimisées en CEM
  • zeroCM® : une étape importante pour les câbles optimisés en matière de compatibilité électromagnétique
  • Toujours en conformité avec toutes les normes et standards actuels, dans toutes les industries du monde
  • Le service Health Check identifie et élimine les sources de rayonnement électromagnétique

Vos avantages en tant que client 


  • Les pannes et défaillances sont évitées
  • Vous obtenez un maximum d'efficacité et de qualité dans la production
  • Vous évitez les travaux de retouche, la recherche d'erreurs et les coûts de réparation
  • Vous n'avez pas à vous soucier de l'adaptation aux nouvelles règles et normes

La gamme de LAPP


Guide d'application

Choix de produits par application
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Comment les câbles et les câbles non blindés peuvent-ils être blindés CEM par la suite ?


Si, pour des raisons diverses, le remplacement d'un câble non blindé dans le système n'est pas possible ou si des connecteurs ou des câbles ne doivent être blindés de manière compatible électromagnétique que dans des sections partielles du système, il est possible, en plus de nos gaines de protection SILVYN ®, d'équiper les câbles de tresses de cuivre disponibles séparément (copper braids) ou d'enrouler les câbles avec le ruban de blindage 3M Scotch 1183 . 


Pour que ces systèmes puissent être mis à la terre de manière fiable, il est préférable de miser sur nos connecteurs en une ou deux parties SHIELD-KON® pour le raccordement de la tresse en cuivre à une paroi de boîtier mise à la terre ou d'autres points de raccordement mis à la terre. 

Comment peut-on améliorer la protection CEM ?


Pour un blindage optimal, les câbles peuvent être équipés d'un double blindage ou être posés dans un tuyau en cuivre ou en acier. D'un point de vue CEM, ces blindages sont totalement étanches. Nos gaines de protection métalliques enroulées en spirale SILVYN® avec tresse en cuivre, comme par exemple l'EMC AS-CU, vous offrent une protection CEM complète et une souplesse exceptionnelle par rapport à un tuyau. Elle convient aux environnements particulièrement difficiles avec des exigences électromagnétiques élevées. Notre presse-étoupe SILVYN® MSK-M BRUSH avec protection CEM et anti-traction intégrée complète votre système blindé CEM pour finir.

Existe-t-il des câbles de raccordement, de commande et de transmission de données pré-assemblés avec blindage CEM ?


Une mauvaise compatibilité électromagnétique est souvent la cause des erreurs de montage. Dans notre secteur, il a longtemps été normal d'acheter les câbles et les connecteurs séparément et de les raccorder uniquement lors de l'installation dans la machine ou l'installation de production, la fameuse « confection ». 


Une plus grande souplesse se heurte à plusieurs inconvénients : la qualité de fabrication laisse souvent à désirer. Par exemple parce que le monteur coupe trop profondément lors du dénudage et endommage l'isolant de l'âme, ou que le blindage ne se connecte pas entièrement au boîtier du connecteur, provoquant ainsi des problèmes de compatibilité électromagnétique. 


C'est pourquoi la tendance est aux câbles assemblés, que nous commercialisons chez LAPP sous le nom d'ÖLFLEX® CONNECT. Le câble et le connecteur sont déjà connectés d'usine, les clients reçoivent même des chaînes porte-câbles équipées de câbles et de gaines, et LAPP prend également en charge l'ingénierie. Le client a ainsi la garantie d'obtenir toujours une qualité optimale d'un seul fournisseur et peut de plus se concentrer sur son propre travail, à savoir la construction de la machine.