Dziś jest środa, 23 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8473 +0.17% 1EUR 4.2778 -0.03% 1GBP 4.9449 -0.51%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
12 kwiecień 2013.

Znaczenie i funkcja ekranu w konstrukcji kabla

Znaczenie i funkcja ekranu w konstrukcji kabla

Różne typy ekranów kabli produkcji Zakładów Kablowych BITNER
Od kilku lat na polskim rynku kablowym możemy obserwować ciągły wzrost ilości oferowanych produktów. Nie chodzi tu o ilość kabli w kilometrach ale o ilość typów. Coraz więcej kabli jest przeznaczonych do konkretnych rozwiązań i spełnia wymogi przewidziane dla określonych zastosowań. W konstrukcji kabli każdy element odpowiada za określone własności elektryczne, mechaniczne lub środowiskowe. Jednocześnie wzrasta zapotrzebowanie na kable ekranowane. Projektanci i wykonawcy stawiają wymóg zastosowania kabli ekranowanych nie zawsze precyzując jak ekran ma być wykonany i czemu właściwie ma służyć.

Po co jest ekran?
Ogólnie wiadomo, że ekran to metalowy lub miedziany element który znajduje się na zewnątrz izolowanych żył. Takie określenie doprowadziło do sytuacji, w której jako ekran są traktowane elementy kabla, któ- rych funkcja jest zupełnie inna, na przykład żyły powrotne kabli energetycznych. Tak więc na początek należy okre- ślić do czego ekran ma służyć. Odpowiedź jest z pozoru prosta ? do spełnienia wymogów EMC, ochrony sygnału przesyłanego kablem przed zaburzeniami elektromagnetycznymi. Ale to nie wszystko. To, co nazywamy ekranem, tak naprawdę spełnia trzy funkcje:

  • zapewnienie kompatybilności elektromagnetycznej EMC
  • zapewnienie bezpieczeństwa, ochronę przeciwporażeniową, ograniczenie prądów zwarciowych
  • sterowanie rozkładem pola elektrycznego i optymalne wykorzystanie izolacji.

Ochrona przed zaburzeniami elektromagnetycznymi
Przez kompatybilność elektromagnetyczną (ang.EMC - Electromagnetic Compatibility, niem. EMV - Elektromagnetische Verträglichkeit)* należy rozumieć własność całego urządzenia, nie tylko kabla, polegają- cą na tym, że praca urządzenia nie jest zakłócana przez zewnętrzne zaburzenia elektromagnetyczne ani nasze pracujące urządzenie nie zakłóca pracy urządzeń znajdujących się w pobliżu, włączając w to również samo urzą- dzenie, czyli nie zakłóca także swojej pracy

Skuteczność ekranowania jest wynikiem trzech parametrów: grubości ekranu, gęstości krycia oraz przewodności materiału z którego wykonano ekran. Ponieważ ekrany kabli mających zapewnić kompatybilność elektromagnetyczną są wykonywane z miedzi ? trzeci parametr jest dla wszystkich tego typu kabli jednakowy. Trudno jest na etapie projektowania jaki ekran będzie wystarczający, jaka musi być skuteczność ekranowania, dlatego warto brać pod uwagę zawsze jak najlepsze ekranowanie.


Rys.1. Ekranowany kabel sterowniczy BiT 500-CY. Ekran pleciony z pasemek miedzianych ocynowanych i transparentna powloka zewnetrzna
umożliwiająca optyczną kontrolę stanu ekranu





Rys.2. Ekranowany kabel sygnalizacyjny yKSYektmY o ekranie wykonanym z taśmy miedzianej, przeznaczony do układania na stałe.




Ekrany służące zapewnieniu kompatybilności elektromagnetycznej, jeśli są elementem kabli i przewodów giętkich mają zazwyczaj konstrukcję plecioną. Oplot wykonuje się z drutów miedzianych lub miedzianych ocynowanych (BiT 500-CY, YSTYekwo). Druty miedziane ocynowane są bardziej odporne na korozję w przypadku uszkodzenia powłoki zewnętrznej i pozwalają na łatwiejsze wykonanie pewnego połączenia elektrycznego. Nale- ży zwrócić uwagę, że w przypadku typów kabli produkowanych przez kilka firm, gdzie nazwa wynika np. z normy a nie jest nazwą firmową, konstrukcja kabli nie zawsze jest identyczna. Dzieje się tak np. w przypadku kabli typu YSTYekwo, które w ofercie Zakładów Kablowych BITNER maja ekran ocynowany, co nie jest określone przez normę, tak więc w przypadku innych wytwórców nie musi być regułą. Ekran pleciony ma znaczą grubość ale niższą niż inne konstrukcje gęstość krycia. Gęstość krycia, wyra- żona w procentach określa powierzchnię kabla ?przykrytą? ekranem. Skuteczność ekranowania jest tu bardzo dobra i daje się regulować na etapie produkcji kabla za pomocą zmiany grubości drutu i gęstości krycia. Jednak największą zaletą tego typu ekranu jest jego giętkość i odporność na drgania. Część kabli sterowniczych posiadających tego typu ekran ma przezroczystą powłokę zewnętrzną, co umożliwia optyczną kontrolę ciągłości ekranu (rys.1.).

np. yKSYektmY. Ekran ten ma 100% gęstość krycia i bardzo dobrą skuteczność ekranowania. Niestety ekran tego typu nie nadaje się do kabli elastycznych i nie jest odporny na drgania.

Kolejną formą ekranu jest folia metalizowana zaopatrzona w żyłę uziemiającą umożliwiająca podłączenie i zwierająca kolejne ?zwoje? ekranu. Ekran taki jest często nazywany ekranem elektrostatycznym, gdyż jego zadaniem jest przede wszystkim odprowadzenie ładunków elektrycznych mogących zakłócić sygnały niskoprądowe. Skuteczność ekranowania ekranów foliowych jest niewielka, bo mimo 100% pokrycia maja one bardzo małą grubość. Ponieważ ekrany tego typu są elastyczne i zajmują w konstrukcji kabla niewiele miejsca świetnie nadają się do ekranowania par wieloparowych kabli sterowniczych np. YKSLYekpekw-P, oraz do ekranowania ośrodków kabli telefonicznych i sygnałowych np. YnTKSYekw.

Ekrany maja nie tylko chronić sygnał przesyłany kablem przed zakłóceniami, ale w niektórych sytuacjach działają w ?drugą stronę?, czyli nie dopuszczają do zakłócania urządzeń znajdujących się w pobliżu kabla przez sygnał przesyłany kablem. Taka sytuacja ma miejsce w przypadku kabli łączących przekształtnik z silnikiem.


Rys.3. Ekranowany kabel wieloparowy YKSLYekpekw-P produkcji ZK BITNER ma ekranowane poszczególne pary, dlatego przesyłane parami sygnały nie
zakłócają się wzajemnie

Uwaga: W niektórych konstrukcjach kabli zamiast ekranu miedzianego stosuje się oplot z cienkich drutów stalowych np. BiT 500-SY. Oplot taki nie stanowi skutecznego ekranu z punktu widzenia kompatybilności elektromagnetycznej, jednak znacznie poprawia własności mechaniczne kabla. Należy tez pamiętać o uziemieniu tego oplotu (podobnie jak ekranu) ze względów bezpieczeństwa.

W przypadku kabli do ułożenia na stałe, z żyłami jednodrutowymi ekran może mieć formę taśmy miedzianej
Sygnał z przekształtnika jest odkształconym sygnałem dużej mocy, zawierającym wyższe harmoniczne. Kabel o dużej długości jest w takim układzie anteną wypromieniowująca zaburzenia elektromagnetyczne, które można ograniczyć stosując bardzo skuteczny ekran. Ponieważ dodatkowym wymogiem jest tutaj giętkość ekranu w kablach BiTservo 2YSLCY-J oraz BiTservo 2XSLCY-J zastosowano specjalną konstrukcję ekranu łączącego w sobie zalety ekranu oplotowego oraz 100% pokrycie zapewniane przez ekran foliowy.


Rys.4. Ekrany kabli przekształtnikowych BiTservo łączą w sobie 100% gęstość krycia i giętkość<




Rys. 5. Ekran miedziany znajdujący się pod pancerzem z taśmy stalowej zapewnia bezpieczeństwo obsługi. Kabel YKGYFtZnyn produkcji
Zakładów Kablowych BITNER



Zapewnienie bezpieczeństwa
Kolejną funkcją, jakie spełniają ekrany w kablach jest zapewnienie bezpieczeństwa obsługi. Uziemiony ekran nie pozwala na pojawienie się napięcia na zewnątrz kabla, nawet w przypadku uszkodzenia powłoki. Taka konstrukcja jest stosowana w kablach górniczych, gdzie bardzo często zdążają się uszkodzenia powłok kabli i przewodów oponowych. Tą sama rolę spełniają żyły powrotne kabli energetycznych, które zamykają pętlę zwarciową w przypadku uszkodzenia izolacji. Żyły powrotne kabli energetycznych (np. NYCY, NYCWY) są często błędnie nazywane ekranami co skutkuje stosowaniem tych kabli w aplikacjach wymagających kompatybilności elektromagnetycznej. Niestety, z powodu bardzo małej gęstości krycia skuteczność ekranowania żył powrotnych jest niska i kable tego typu nie powinny one być stosowane jako mające zapewnić EMC.

Ekrany są stosowane również w kablach górniczych pracujących w wyrobiskach zagrożonych wybuchem metanu lub pyłu węglowego. Dla zwiększenia bezpieczeństwa ekran indywidualny posiada każda żyła zarówno w kablach sterowniczych jak i zasilających. Zapobiega to powstaniu zwarć międzyfazowych oraz pojawieniu się napięcia na zewnątrz kabla i ewentualnemu przeskokowi do uziemionych elementów znajdujących się poza kablem.

Sterowanie rozkładem pola elektrycznego
W kablach energetycznych średniego napięcia stosuje się ekranowanie indywidualnych żył aby uzyskać

równomierny rozkład pola elektrycznego. Ekran umieszczony na zewnątrz izolacji wykonany z materiału pół- przewodzącego współpracując z warstwą półprzewodzą- cą wytłoczoną bezpośrednio na żyle steruje rozkładem pola elektrycznego w izolacji. Dzięki temu izolacja kabli może być cieńsza, kable lżejsze i mniej awaryjne. Ekran półprzewodzący jest połączony elektrycznie z uziemioną żyłą powrotną. Taka konstrukcja stosowana jest bardzo elastycznych przewodach górniczych średniego napięcia BiTflex O2nGcekż/w-GW 3,6/6kV produkowanych przez Zakłady Kablowe BITNER. Kable te dzięki zastosowaniu miękkiego materiału izolacyjnego i konstrukcji żył roboczych oraz żyły powrotnej charakteryzują się wyjątkową giętkością (minimalny promień gię- cia wynosi 2,3 x średnica kabla)

Dostępność wszystkich rozwiązań
W ofercie Zakładów Kablowych BITNER możecie Państwo znaleźć kable o rożnych konstrukcjach ekranu. Własności i obszary zastosowań są opisane w kartach katalogowych ? te znajdują się na naszej stronie internetowej www.bitner.com.pl oraz w katalogach firmy BITNER. Mamy nadzieję, że ten krótki opis kilku typowych rozwiązań konstrukcyjnych kabli ekranowanych pomoże Państwu w doborze kabli właściwych dla Państwa aplikacji, dzięki czemu urządzenia elektryczne będą pracować dłużej i rzadziej będzie dochodzić do ich awarii.

* - wyrażenia EMC, EMV oraz Kompatybilność Elektromagnetyczna maja dokładnie to samo znaczenie i mogą być stosowane zamiennie.


Rys.6. bardzo giętki energetyczny przewód górniczy BiTflex O2nGcekż/w-GW produkcji Zakładów Kablowych BITNER (zdjęcie plik: mining.jpg)

Źródło: Bitner
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl