Kabelschutz So macht eine EMV-gerechte Kabeleinführung Prozesse störsicher

Autor / Redakteur: Walter Lutz* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

In der automatisierten Smart Factory nehmen elektromagnetische Störquellen zu. Gleichzeitig wächst die Zahl der sensiblen Bauteile. Hier ist hohe EMV-Sicherheit gefragt, auch bei der Kabeleinführung.

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In automatisierten Prozessen nehmen elektromagnetische Störungen zu. EMV-Kabelverschraubungen und EMV-Wellrohre sind daher unumgänglich.
In automatisierten Prozessen nehmen elektromagnetische Störungen zu. EMV-Kabelverschraubungen und EMV-Wellrohre sind daher unumgänglich.
(Bild: Pflitsch)

Durch den steigenden Einsatz zum Beispiel von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen, Elektromotoren mit Frequenzumrichtern oder dynamischen Robotersystemen einerseits sowie empfindlichen Bauteilen wie Sensoren mit kleinen, digitalen Signalpegeln andererseits kommt es in der Industrie immer häufiger zu Problemen aufgrund von elektromagnetischen Störungen. Produktionsausfälle und Ausschuss haben dann nicht selten fatale Folgen wie Lieferengpässe, Imageverlust und wachsende Kosten sowie einen hohen Aufwand, die „Lücke im System“ – sprich die Fehlerquelle zu finden.

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Schaltschränke und Gehäuse lassen sich konstruktiv mit entsprechenden Maßnahmen schirmen. Doch da, wo Kabel durch die Gehäusewand geführt werden, entsteht eine Lücke in der Schirmung, durch die elektromagnetische Wellen einfach „durchschlüpfen“. Diese Lücke schließen EMV-Kabelverschraubungen mit einer sicheren Rundumkontaktierung des Kabelschirms.

Neben hohen Dämpfungseigenschaften haben vor allem Montagefreundlichkeit und Montagesicherheit der EMV-Komponenten für den Anwender einen hohen Stellenwert. Denn Zeit und Kosten sparen und gleichzeitig eine hohe Betriebssicherheit der Gesamtmontage zu erreichen, ist das Ziel moderner Anlagenplanung.

Iris-Ring- und Triangel-Federn für die sichere 360°-Kontaktierung

Die möglichen Schirmdämpfungswerte einer EMV-Kabelinstallation hängen stark von der Sorgfalt bei der Montage ab. Wer beispielsweise beim Abisolieren des Kabels oder beim Aufweiten des Schirmgeflechts dessen Struktur verändert, kann Schirmlücken produzieren, durch die im Betrieb elektromagnetische Störstrahlung eindringen kann. Kabeleinführungsspezialist Pflitsch hat dies bereits vor Jahren erkannt und realisiert mit seinen Baureihen Uni Dicht und Blueglobe hohe Prozesssicherheit und sichere Dämpfungseigenschaften mit einem einzigartigen Prinzip: Dies nutzt geschlossene Federringe in den Kabelverschraubungen und kontaktiert darüber das Schirmgeflecht des Kabels rundum statt nur punktuell. Das führt zu deutlich höheren Schirmdämpfungswerten.

Die EMV-Kabelverschraubung Blueglobe TRI beispielsweise bietet mit über 80 dB bei 100 MHz und mit 65 dB bei 1.000 MHz hohe Signalsicherheit. Sie ist nach Cat. 7A geprüft und zertifiziert. Auch für Anwendungen, in denen Hygiene oder Design plus EMV gefordert sind, gibt es Lösungen – wie die Blueglobe TRI Clean Plus in Edelstahl nach EHEDG-Standard.

Montage gelingt prozesssicher

Auch die Montage gelingt einfach und sicher. Denn der Anwender muss lediglich den Kabelmantel an der Kontaktstelle entfernen, wo später das Schirmgeflecht kontaktiert werden soll. Bereits beim Einschieben des Kabels in die Kabelverschraubung ergibt sich über das Federelement eine zuverlässige Kontaktierung selbst bei unrunden oder außermittig liegenden Kabeln. Außerdem erlaubt das Prinzip, dass der Kabelschirm erst unmittelbar an der Anschlussstelle im Schaltschrank freigelegt werden muss. So wird die hohe Schirmdämpfung erreicht und unnötige Verkopplungen von Nutz- mit Störsignalen vermieden.

Pflitsch trennt mit diesem Konzept zudem die Schirmung mechanisch von der Abdichtung, weil auf die Kontaktstelle beim Anziehen der Druckschraube keine großen Kräfte wirken und das Schirmgeflecht in Takt bleibt. Und durch die Bauform des Federelements ist ein Verhaken im Geflecht ausgeschlossen.

Höhere Stromtragfähigkeit als das geschirmte Kabel

Neben der HF-Dämpfung ist die Stromtragfähigkeit – also die Fähigkeit eines Bauteils einen bestimmten Strom zu führen – ein wichtiges Kriterium bei einer EMV-Kabelverschraubung. Bei Fehlfunktionen, falscher Montage oder Blitzeinschlag können über den Kabelschirm und die Kabelverschraubung hohe Ströme fließen. Auch der Spannungsabfall an den Übergangswiderständen einer Kabelverschraubung erzeugt aufgrund des durchfließenden Stroms auf dem Kabelschirm eine gewisse Verlustleistung. Praxistests haben gezeigt, dass die Blueglobe TRI in der Regel eine höhere Stromtragfähigkeit als das geschirmte Kabel erreicht, also in jedem Fall die geforderte Sicherheit bietet.

Flexible Kabel-Installationen EMV-sicher machen

An Robotern oder mobilen Bediengehäusen brauchen Kabel einen mechanischen wie elektromagnetischen Schutz. Wellrohre mit EMV-Kontaktierung wie die Uni Protect EMV sind hier eine aktuelle Lösung. Die Protect-Fittings hat Pflitsch dazu mit einer EMV-Kabelverschraubung kombiniert. Die Ausführung mit Konuskontaktierung auf Basis der Uni Entstör eignet sich z. B. für den Einsatz empfindlicher Messgeräte oder Steuerungskomponenten in automatisierten Produktionsanlagen.

Die Version mit Federkontaktierung aus dem Uni HF Dicht-Programm bringt eine zuverlässige und sichere EMV-Abschirmung auch bei größeren Kabeldurchmessern. Die einfache und schnelle Montage, da der Kabelschirm an der Kontaktstelle nicht getrennt werden muss und dadurch Kabelschirm und Kabelmantel weitergeführt werden können, ist ein weiteres Feature dieser Lösung.

Um mehrere Kabel EMV-sicher und platzsparend zu installieren, gibt es das Protect EMV-Fitting mit Mehrfachkontaktierung, eine am Markt einzigartige Lösung: Die verschiedenen Kabelschirme werden separat durch einzelne TRI-Federelemente aus dem Blueglobe- Programm kontaktiert. Diese Lösung wird kundenspezifisch entsprechend der verwendeten Kabelquerschnitte gefertigt – mit verschiedenen Durchmessern. Sie lässt sich platzsparend montieren, da mehrere Kabel in einem Wellrohr mit nur einem Fitting auf kleinstem Raum installiert werden können.

Die EMV-Fittings sind kompatibel zu allen Protect-Wellrohren mit feinem und grobem Profil. Bei der Montage wird das Wellrohr mit einem bewussten Verriegelungsvorgang im Fitting arretiert, was die Betriebssicherheit der Installation selbst bei starken Vibrationen oder dynamischen Bewegungen garantiert. Ebenso kann die Einheit wieder entriegelt werden z. B. für Modifikationen der Anlage.

EMV-Schutz sogar bei ungeschirmten Kabeln

Die Wellrohr-Lösung mit einem innenliegenden Metallgeflecht ist für Anwendungen konzipiert, bei denen ein EMV-Schutz über den gesamten Kabelverlauf einer Installation erreicht werden soll. So können Kabel ohne Schirmgeflecht bzw. Kabel ohne ausreichende EMV-Dämpfung aufgerüstet werden – etwa für die Robotik, wo empfindliche Leitungen am Roboterarm entlanggeführt werden, oder für mobile Bediengehäuse, bei denen Verbindungskabel über den Boden liegen und mechanisch geschützt werden müssen.

Noch ein Wort zu den Kosten: Natürlich sind EMV-Komponenten im Einkauf teurer. Aber dieser Mehraufwand steht in der Regel in keinem Verhältnis zu möglichen Fehlfunktionen und Ausfallkosten aufgrund von Störungen, der Fehlersuche und der notwendigen Nachrüstung einer Anlage.

* Walter Lutz, Fachjournalist bei PR Service, Haiger

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