Jak vybrat správnou kabelovou průchodku EMC

Jediná nesprávně zvolená kabelová průchodka EMC může ohrozit celý systém průmyslové automatizace, což vede k nákladným prostojům a bezpečnostním rizikům. Vzhledem k tomu, že elektromagnetické rušení se v moderním průmyslovém prostředí stává stále problematičtějším, je výběr správné kabelové průchodky EMC důležitější než kdy dříve.

Kabelové průchodky EMC poskytují ochranu proti elektromagnetické kompatibilitě vytvořením bezpečného elektrického spojení mezi stíněním kabelu a krytem zařízení. Tato komplexní příručka vás provede základními kritérii výběru, možnostmi materiálů a instalačními aspekty, abyste si mohli vybrat správnou kabelovou průchodku EMC pro vaši konkrétní aplikaci.

Co jsou kabelové průchodky EMC a proč jsou důležité

Pochopení elektromagnetické kompatibility

EMC Zkratka EMC znamená elektromagnetickou kompatibilitu, zatímco EMI označuje elektromagnetické rušení. Podle směrnic EU je EMC definována jako omezení elektromagnetických emisí zařízení, aby se zajistilo, že zařízení neruší rádiové a telekomunikační nebo jiné zařízení a že zůstanou imunní vůči rušení.

Elektronické součástky v průmyslovém prostředí jsou stále citlivější na elektromagnetické rušení, přičemž četnost výskytu rušení neustále roste. To vytváří kritickou potřebu řádné ochrany EMC v celých elektrických instalacích.

Role kabelových průchodek EMC v ochraně systému

Kabelové vývodky EMC Chrání elektrická zařízení před elektromagnetickým rušením a plní klíčovou funkci v ochraně EMC v kritických přechodech do skříní. Kabelová průchodka odklání elektromagnetické vlny přes povrch skříně podle principu Faradayovy klece.

Zde je návod, jak fungují kabelové průchodky EMC:

• Stínění kontinuityRealizují elektromagnetické spojení mezi pláštěm kabelu a elektrickým uzemněním pouzdra, čímž vytvářejí uzavřenou Faradayovu klec.
• Řízení rušeníKdyž izolované kabely vstoupí do kabelové průchodky EMC, kovové kontaktní komponenty se spojí s kovovou izolační sítí kabelu a směrují elektromagnetické rušivé vlny do uzemňovacího vodiče.
• Ochrana systémuKabelové průchodky EMC odvádějí rušivé proudy bezprostředně před jejich vstupem do rozváděče, čímž zabraňují narušení systému.

Základní kritéria pro výběr kabelových průchodek EMC

Požadavky na typ a průměr kabelu

Prvním krokem při výběru kabelové průchodky EMC je identifikace specifikací kabelu:

Posouzení konstrukce kabelů:

• Zjistěte, zda pracujete s pancéřovanými nebo nepancéřovanými kabely, protože každý typ klade jiné požadavky.
• Přesně změřte celkový průměr kabelu.
• U EMC vývodek zvolte kabelové vývodky s upínacím rozsahem dostatečně menším než vnější průměr kabelu, aby byl zajištěn správný kontakt mezi EMC kontaktním prvkem a stíněním kabelu.

Konfigurace stínění:

• Opletené stíněné kabely.
• Kabely s fóliovým stíněním.
• Kombinované stíněné kabely.
• Kabely pro měniče a stíněné kabely potřebují kabelové průchodky, které vytvářejí zemnící cestu k uzemnění z důvodu ochrany před elektromagnetickou kompatibilitou.

Posouzení podmínek prostředí

Výběr materiálů vývodek musí poskytovat dostatečnou odolnost vůči faktorům prostředí, jako je prach, vlhkost, nárazy a vibrace. Zvažte tyto faktory prostředí:

Teplotní rozsah:

• Standardní kabelové průchodky EMC obvykle pracují od -40 °C do +100 °C nebo +120 °C v závislosti na modelu.
• Aplikace pro vysoké teploty mohou vyžadovat specializované materiály.
• Zvažte účinky tepelných cyklů v dynamických prostředích.

Vlhkost a chemická expozice:

• Kabelové průchodky EMC zajišťují hydroizolaci, ochranu proti vlhkosti a odolnost vůči solné mlze, páře a postřiku.
• Vyhodnoťte chemickou kompatibilitu s čisticími prostředky, oleji a průmyslovými rozpouštědly.
• Pro venkovní aplikace zvažte odolnost proti UV záření.

Mechanické namáhání:

• Průchodky používané v prostředí s vysokými vibracemi musí zůstat neporušené a bez zahřívání za studena.
• Dynamické aplikace vyžadují EMC kabelové vývodky s metalizovanými upínacími tělesy pro nepřetržitý kontakt s opletenými stíněními.

Výkonnostní normy a hodnocení EMC

Moderní kabelové průchodky EMC stanovují nové standardy v hodnotách útlumu. Vysoce výkonné modely dosahují 65 dB až přes 100 dB, což výrazně překračuje požadavky kategorie 7A na 60 dB až do 1 000 MHz.

Klíčové metriky výkonu:

• Účinnost stínění napříč frekvenčními rozsahy.
• Proudová zatížitelnost pro aplikace s vysokoproudovými střídavými proudy přes stínění kabelů.
• Nízká přenosová impedance pro trvalý kontakt po celém obvodu s opleteným stíněním.

Výběr materiálu: Mosaz vs. nerezová ocel EMC kabelové průchodky

Poniklované mosazné EMC kabelové vývodky

Poniklované mosazné EMC kabelové průchodky nabízejí ve srovnání s plastovými alternativami vyšší odolnost proti korozi a mechanickému namáhání a zároveň jsou cenově výhodnější než nerezová ocel.

Výhody mosazných EMC kabelových průchodek:

• Vynikající elektrická vodivost.
• Dobrá odolnost proti korozi s niklovým pokovením.
• Standardní teplotní rozsah od -40 °C do +100 °C.
• Cenově výhodné pro většinu průmyslových aplikací.
• Vhodné pro aplikace se středním zatížením prostředím.

Ideální aplikace:

• Vnitřní průmyslové prostředí.
• Ovládací panely a skříně.
• Standardní automatizační aplikace.
• Telekomunikační zařízení.

Nerezové EMC kabelové průchodky

Kabelové průchodky z nerezové oceli zaručují dlouhou životnost a jsou ještě odolnější vůči korozi než plastové nebo mosazné alternativy, díky čemuž jsou mimořádně vhodné pro nejnáročnější aplikace.

Výhody kabelových průchodek EMC z nerezové oceli:

• Maximální trvanlivost a tepelná odolnost vhodné pro chemické a potravinářské aplikace.
• Vynikající odolnost proti korozi.
• Nerezová ocel 316 obsahuje vyšší obsah molybdenu pro výjimečnou odolnost proti korozi v námořních aplikacích.
• Prodloužená životnost v náročných podmínkách.

Ideální aplikace:

• Námořní a pobřežní instalace.
• Zařízení pro chemické zpracování.
• Výroba potravin a léčiv.
• Aplikace pro extrémní teploty.
• Prostředí s korozivní atmosférou.

Matice rozhodnutí o výběru materiálu

Aplikační prostředí	Doporučený materiál	Klíčové Úvahy
Standardní průmyslové	Poniklovaná mosaz	Cenově výhodné, dobrý výkon
Námořní/pobřežní	Nerezová ocel 316	Vynikající odolnost proti korozi
Chemické zpracování	Nerezová ocel 316	Chemická kompatibilita
Potraviny/Farmaceutika	Nerezová ocel	Hygienické požadavky
Vysoké vibrace	Nerezová ocel	Mechanická odolnost
Šetrné k rozpočtu	Poniklovaná mosaz	Nižší počáteční náklady

Typy závitů a dimenzování pro kabelové průchodky EMC

Metrický závit EMC kabelové průchodky

Kabelové průchodky EMC jsou k dispozici s různými typy závitů, včetně metrických, PG a NPT, na základě požadavků zákazníka.

Výhody metrického závitu:

• K dispozici ve velikostech M12 až M85 se standardními metrickými závity.
• Kompatibilita s normami ISO.
• Široký rozsah přizpůsobení tloušťce stěny.
• Pro tlustostěnné pouzdra jsou k dispozici speciální závity o délce 15 mm.

Možnosti závitu PG vs. závitu NPT

Kabelové vývodky EMC s PG závitem:

• Evropský standardní typ závitu.
• K dispozici ve variantách PG s různými délkami závitu a upínacími rozsahy.
• Metrické závitování.
• Běžné u zařízení evropské výroby.

Kabelové vývodky s EMC závitem NPT:

• Možnosti s certifikací UL, cUL a NEMA, důležité pro aplikace na severoamerickém trhu.
• Zúžený závit.
• Vyžadováno pro zařízení nesoucí označení UR, cUR, UL a CSA pro použití ve Spojených státech a Kanadě.

Tabulky rozměrů a upínací rozsahy

Nejprve určete typ kabelu (pancéřovaný nebo nepancéřovaný), zkontrolujte velikost a materiál kabelu a poté ověřte celkový průměr kabelu podle tabulky specifikací produktu.

Kritické aspekty dimenzování:

• Každá velikost kabelové průchodky je vhodná pro různé velikosti kabelů v závislosti na zvoleném typu závitu.
• Někteří výrobci dodávají redukční těsnění pro zvětšení rozsahu vnějšího průměru, který ucpávka může akceptovat.
• Zohledněte odchylky v tolerancích pláště kabelu.
• Zvažte budoucí požadavky na výměnu kabelů.

Stupně krytí IP a požadavky na těsnění

Úroveň ochrany IP68 vs. IP69

Moderní kabelové průchodky EMC obvykle poskytují krytí IP68 až do tlaku 10 barů, zatímco některé aplikace vyžadují ještě vyšší úroveň ochrany.

Krytí IP68:

• Požadavky na ochranu proti prachu a ponoření.
• Vhodné pro většinu průmyslových aplikací.
• Systémy kabelových průchodek SPRINT splňují požadavky IP68.

Krytí IP69:

• Vyšší třída krytí pro aplikace vyžadující krytí IP69.
• Vyžadováno pro prostředí s vysokotlakým mytím.
• Potravinářský průmysl a farmaceutické aplikace.

Výběr těsnicí vložky

Kabelové průchodky EMC využívají různé těsnicí materiály, včetně NBR, EPDM a silikonových těsnění, v závislosti na požadavcích aplikace.

Možnosti těsnicího materiálu:

• NBR (nitril)Odolnost vůči olejům, standardní průmyslové aplikace.
• EPDMOdolnost vůči povětrnostním vlivům, venkovní použití.
• SilikonOdolnost proti vysokým teplotám, vhodné pro potravinářské aplikace.
• VitonChemická odolnost, agresivní prostředí.

Voděodolné vs. odolné proti vlhkosti možnosti

Voděodolné kabelové průchodky udržují vodotěsné utěsnění v místech, kde vodiče vstupují do pouzder, a skládají se z matic, těles a buď samostatných, nebo integrovaných těsnění.

Zvažte tyto požadavky na těsnění:

• Nepřetržité ponoření vs. dočasná expozice.
• Požadavky na tlakový rozdíl.
• Vliv teplotních cyklů na těsnění.
• Dlouhodobá integrita těsnění v dynamických aplikacích.

EMC výkon a účinnost stínění

Pochopení hodnot útlumu stínění

Útlum stínění měří kvalitu stínění z hlediska elektromagnetické kompatibility a hraje klíčovou roli při výběru kabelových průchodek EMC.

Výkonnostní benchmarky:

• Požadavky kategorie 7A vyžadují alespoň 60 dB až do 1 000 MHz, zatímco vysoce výkonné kabelové průchodky EMC dosahují 65 dB až přes 100 dB.
• I ve vysokofrekvenčních rozsazích až do 2,5 GHz se hodnoty obvykle drží na minimálně 50 dB.

Systémy 360stupňové EMC ochrany

Moderní EMC kabelové průchodky poskytují 360stupňovou EMC ochranu s nejlepšími hodnotami tlumení díky několika konstrukčním přístupům:

Systémy upínacích těles:

• Metalizovaná upínací tělesa zajišťují nepřetržitý kontakt s opletenými stíněními i v dynamických aplikacích.
• Trojúhelníkové pružiny se dotýkají stínícími opleteními v úhlu 360°.
• Žádné mezery ve spojích v důsledku chyb při montáži nebo únavy materiálu.

Kontaktní metody:

• Kabelové vývodky EMC jsou k dispozici buď s uzemňovacími kužely, nebo s kontaktními pružinovými vložkami.
• Integrované upínací prvky zajišťují dokonalý kontakt se stínícími opleteními.

Požadavky na aktuální nosnost

Výrobní linky využívající výkonné frekvenčně modulované techniky, jako je PWM a VFD, mohou do stínění kabelů indukovat parazitní střídavé proudy s vysokou proudovou intenzitou, s elektrickými proudy až do několika stovek ampérů.

Aplikace pro vysoké proudy:

• Standardní EMC průchodky selžou při vysokém proudovém zatížení, což vyžaduje specializované kabelové průchodky Euro-Top EMC Ampacity.
• Vysoká proudová únosnost zabraňuje přehřátí a poškození, které by mohlo ohrozit účinnost stínění.
• Zvětšený kontaktní průřez mezi pláštěm kabelu a vývodkou bez ovlivnění stínící vlastnosti.

Instalační požadavky pro kabelové průchodky EMC

Dynamické vs. statické požadavky na aplikaci

Dynamické aplikace vyžadují odlišné provedení kabelových průchodek EMC ve srovnání se statickými instalacemi.

Funkce dynamické aplikace:

• Metalizovaná upínací tělesa pro nepřetržitý kontakt během pohybu.
• Plynulé upínání s dostatečnou odolností proti vytažení, aby se zabránilo samovolnému uvolnění.
• Zvýšená odolnost proti mechanickému namáhání.

Možnosti statické aplikace:

• Klasické principy montáže, kde jsou stínění oddělená a připojena k průchodkám.
• Vhodné pro nedynamické aplikace, kde doba montáže není hlavním faktorem.
• K dispozici jsou ekonomičtější možnosti.

Příprava kabelu a připojení stínění

Doba montáže prémiových EMC kabelových průchodek je výrazně kratší než u konvenčních systémů.

Proces instalace:

1. Odizolujte kabel v příslušné oblasti (u moderních konstrukcí není nutné oddělovat stínění).
2. Protlačte kabel skrz průchodku, čímž se trojúhelníkové pružiny automaticky zajistí bezpečný kontakt.
3. Umístěte kabelovou průchodku s integrovaným upínacím prvkem a utáhněte ji.

Tradiční vs. moderní metody:

• Konvenční systémy vyžadují pracné oddělení, přesné uchycení a upevnění stínění.
• Moderní konstrukce eliminují utahování šroubů tlakem a zároveň zachovávají bezpečný kontakt.

Nejčastější chyby při instalaci, kterých je třeba se vyvarovat

Chyby připojení stínění:

• Nedostatečný kontaktní tlak na stínění.
• Výběr kabelových průchodek s nedostatečným upínacím rozsahem vzhledem k průměru kabelu.
• Poškození stínění během instalace.

Problémy s těsněním:

• Přílišné utažení způsobuje deformaci těsnění.
• Použití nekompatibilních těsnicích materiálů.
• Nedostatečné odlehčení tahu vedoucí k namáhání zakončení kabelu.

Problémy s uzemněním:

• Neposkytnutí řádného uzemnění tam, kde je to vyžadováno.
• Nedostatečná elektrická kontinuita k rozvaděči.
• Koroze v místech spojení.

Shoda s normami a certifikacemi

Požadavky norem IEC a VDE

Kabelové průchodky EMC musí splňovat mezinárodní normy včetně požadavků VDE pro správnou elektromagnetickou kompatibilitu.

Klíčové standardy:

• IEC 62153-4-10 pro měření stíněných kabelových průchodek.
• IEC 61156-9 Ed.1.0 pro aplikace kategorie 8.2 do 2 GHz.
• Zkoušky spolehlivosti a výkonu certifikované VDE.

Certifikace UL, CSA a NEMA

Certifikace UL je pro severoamerické trhy prakticky povinná, protože bez UL neexistuje žádné pojištění.

Požadavky pro Severní Ameriku:

• Certifikace UL, cUL a NEMA jsou důležité pro výrobce strojů a zařízení působících na severoamerických trzích.
• Pro určité aplikace je vyžadována hořlavost dle UL 94V-2.
• Výrobci zařízení těží z předložení certifikátů pro všechny komponenty a sestavy.

ATEX a IECEx pro nebezpečná prostředí

V případě nebezpečného prostředí ověřte, zda vývodky splňují příslušné mezinárodní normy (ATEX, IECEx, NEC) pro váš region a odvětví.

Certifikace pro prostředí s nebezpečím výbuchu:

• Certifikace Ex db, Ex eb a Ex tb pro provoz v zóně 1, zóně 2, zóně 21 a zóně 22.
• Shoda s třídou I, divizí 2 při instalaci dle normy NEC 501.10(B)(2).
• Shoda s normami ATEX pro evropské aplikace ve výbušném prostředí.

Analýza nákladů a přínosů a rozhodovací strom pro výběr

Úvahy o celkových nákladech na vlastnictví

Při vyhodnocování možností kabelových průchodek EMC zvažte tyto cenové faktory:

Počáteční investice:

• Náklady na materiál (mosaz vs. nerezová ocel).
• Prémiová certifikace pro specializovaná prostředí.
• Složitost instalace a náklady na práci.

Dlouhodobé náklady:

• Četnost údržby a výměny.
• Náklady na prostoje způsobené poruchami EMC.
• Úspora času díky jednodušším metodám instalace.

Hodnota zmírnění rizika:

• Prevence incidentů elektromagnetického rušení.
• Náklady na dodržování předpisů.
• Zlepšení spolehlivosti systému.

Kontrolní seznam pro výběr kabelových průchodek EMC

Požadavky na kabel:

• [ ] Typ kabelu (pancéřovaný/nepancéřovaný, stíněný).
• [ ] Průměr kabelu a toleranční rozsah.
• [ ] Konstrukce stínění (opletená, fóliová, kombinovaná).
• [ ] Požadavky na přenos proudu.

Podmínky prostředí:

• [ ] Rozsah provozních teplot.
• [ ] Vlhkost a chemické vystavení.
• [ ] Mechanické namáhání a úrovně vibrací.
• [ ] Požadavky na stupeň krytí IP.

Specifikace výkonu:

• [ ] Požadavky na účinnost stínění EMC.
• [ ] Úvahy o frekvenčním rozsahu.
• [ ] Dynamická vs. statická aplikace.
• [ ] Časová omezení instalace.

Požadavky na shodu:

• [ ] Regionální certifikace (UL, VDE, ATEX).
• [ ] Standardy specifické pro dané odvětví.
• [ ] Bezpečnostní a environmentální předpisy.
• [ ] Požadavky na pojištění a odpovědnost.

Kdy upgradovat ze standardních kabelových průchodek

Kabely s frekvenčním měničem a stíněné kabely potřebují kabelové průchodky, které vytvářejí zemnící cestu k uzemnění pro ochranu před elektromagnetickou kompatibilitou, takže standardní kabelové průchodky jsou pro tyto aplikace nedostatečné.

Indikátory upgradu:

• Zvýšené používání pohonů s proměnnými otáčkami, přístrojového vybavení a bezdrátové komunikace vyžadující ochranu EMC.
• Citlivost systému na elektromagnetické rušení.
• Požadavky na shodu s předpisy.
• Aplikace, kde rušivé signály mohou narušit přenos citlivých dat.

Potřeby specifické pro danou aplikaci:

• Při vedení kabelů s konektory nabízejí dělené kabelové průchodky alternativu ke konvenčním EMC kabelovým průchodkám.
• Vysokopounosné aplikace vyžadující specializované jmenovité proudové zatížitelnosti.
• Aplikace elektromobility se specifickými požadavky na připojení a údržbu.

Závěr

Výběr správné kabelové průchodky EMC vyžaduje pečlivé zvážení specifikací kabelu, podmínek prostředí, požadavků na výkon a norem pro shodu s předpisy. Ochrana elektrických zařízení před elektromagnetickým rušením musí sahat nad rámec samotného kabelu a zahrnovat řádnou ochranu zakončení a propojovacích bodů.

Klíčem k úspěšnému výběru kabelové průchodky splňující požadavky EMC je pochopení specifických požadavků vaší aplikace a jejich sladění s vhodným výběrem materiálu, konfigurací závitů a výkonnostními specifikacemi. Ať už zvolíte poniklovanou mosaz pro cenově dostupné standardní aplikace nebo nerezovou ocel pro náročné prostředí, správný výběr zajistí spolehlivou ochranu proti elektromagnetické kompatibilitě.

Nezapomeňte, že moderní kabelové průchodky EMC nabízejí výrazně kratší dobu instalace a zároveň poskytují vynikající výkon, takže se počáteční investice vyplatí díky sníženým nákladům na práci a zvýšené spolehlivosti systému.

V případě složitých aplikací nebo v případě pochybností se poraďte se specialisty na EMC, kteří vám mohou poskytnout pokyny pro danou aplikaci a zajistit, aby váš výběr splňoval všechny příslušné normy a výkonnostní požadavky. Správný výběr kabelové průchodky EMC dnes předchází nákladným problémům s elektromagnetickým rušením zítra.

*Jste připraveni vybrat perfektní kabelovou průchodku EMC pro vaši aplikaci? Stáhněte si náš komplexní kontrolní seznam pro výběr kabelových průchodek EMC, abyste se ujistili, že při svém rozhodovacím procesu zohledňujete všechny kritické faktory.*

Související

Co jsou kabelové vývodky EMC?

Výrobní proces kovových kabelových vývodek: Komplexní analýza

10 Rozdíly mezi Nylon a poniklovaná mosaz Kabelové Průchodky