Cinco cosas que debería saber
- Todos los conductores apantallan. Un cable que procede del entorno y que no está conectado a tierra de forma correspondiente, hace fracasar el apantallamiento.
- La carcasa metálica completa del armario de control precisa un concepto de puesta a tierra de baja impedancia correcto (carriles DIN, placas de montaje, puerta del armario de control, etc.).
- No enrolle los cables demasiado largos en el armario. Con ello se formaría una bobina y por tanto una mayor sensibilidad frente a las interferencias. La mejor contramedida: recortar los cables.
- Coloque la malla de apantallamiento lo más cerca posible de la entrada de cables.
- Evite pigtails. Mediante el trenzado de la malla de apantallamiento se crea una antena adicional, que contrarresta el propio apantallamiento.
Diseño de un apantallamiento con la variante NLS del sistema de abrazaderas de pantalla SCC
Conexión de pantalla en la práctica
Las pantallas de los cables DÜ o MCR deben conectarse directamente tras la entrada del armario de control con la tierra de la carcasa. En este punto del armario de control, el espacio es muy limitado debido a la variedad de cables y líneas entrantes. Únicamente ofrece claras ventajas un sistema de abrazaderas de pantalla que permita un cableado delante de la conexión de pantalla. El montaje posterior de las abrazaderas de pantalla facilita el trabajo en caso de falta de espacio y de este modo reduce el diseño del armario de control.
Un sistema de abrazaderas de pantalla consta de:
- abrazadera de pantalla
- barra colectora y
- soporte para barras colectoras
La abrazadera de pantalla se encarga de conectar mecánica y eléctricamente la pantalla del cable con la barra colectora. El tamaño de las abrazaderas de pantalla utilizadas depende en este caso del diámetro del cable utilizado. El tipo de la superficie de la pantalla determina la elección del soporte de barras colectoras, que establece un contacto con la tierra de la carcasa o bien aísla el sistema de abrazaderas de pantalla respecto a la carcasa.
Diseño aislado de una abrazadera de pantalla
¿Puesta a tierra directa o diseño aislado?
El tipo de la superficie de la pantalla decide si se selecciona un diseño con contacto directo al potencial PE o bien un diseño aislado. Un diseño aislado es necesario p. ej. cuando debido a las interferencias que cabe esperar debe guiarse la conexión PE en forma de estrella a un punto de referencia en el armario de control. En este caso, el punto de contacto propio (punto en estrella) está mucho más alejado del punto de la superficie de la pantalla que en una conexión directa. La pantalla del cable ya no se conecta mediante el soporte de barras colectoras ni el carril DIN. Sino que la conexión se establece con el PE del armario de control mediante una borna de derivación y un cable. La sección de cable utilizada para esta conexión no debería presentar en este caso limitaciones de espacio. De este modo, la resistencia de acoplamiento que se describe posteriormente se mantiene lo más baja posible.
Los sistemas de abrazaderas de pantalla SK y SCC
Efectos de flujo
Otro de los aspectos importantes al conectar pantallas de cables y líneas son los efectos de flujo de los cables y líneas. Bajo la presión de la borna de conexión de pantalla fluye sobre todo el plástico del aislamiento en los espacios que quedan lateralmente, hasta ese momento todavía no llenados. Una pieza de presión con resorte lo contrarresta volviendo a compensar este efecto. Para que la pantalla del cable se mantenga suficientemente presionada de forma fija en la barra colectora y de este modo garantice un buen contacto continuo, el efecto de resorte no debe ser demasiado suave.
Figura 1: Conexión de pantalla con un bucle de tierra evitable Figura 2: Clara reducción del bucle de tierra mediante desplazamiento de la borna de derivación Figura 3: Diseño correcto mediante puesta a tierra sobre el carril DIN Figura 4: Puesta a tierra óptima mediante diseño en forma de estrella
Conexión de pantalla de baja impedancia
La calidad de una conexión de pantalla se refleja en la resistencia de contacto entre la pantalla del cable y la tierra del sistema. A excepción de las interferencias galvánicas, todos los tipos restantes de interferencias están afectadas de algún modo por frecuencias. Por este motivo, no es suficiente considerar la resistencia de contacto puramente óhmica. La reactancia inductiva de una conexión de pantalla también desempeña un papel importante, ya que depende en gran medida de la longitud de la sección entre la pantalla del cable y la tierra de referencia. En este caso, hablamos de acoplamiento de impedancia de la conexión de pantalla, que se representa como curva dependiente de la frecuencia. Una conexión especialmente corta se logra utilizando soportes de barras colectoras de contacto directo. En el caso de barras colectoras más largas, se recorta el tramo a la tierra de la carcasa utilizando soportes de barras colectoras de contacto directo no solo en los extremos de la barra colectora, sino también distribuidos en toda su longitud. Si debido a las interferencias que cabe esperar se selecciona un diseño aislado, la conexión más larga en este caso entre la pantalla del cable y la tierra puede compensarse mediante una sección de cable más grande según corresponda. No obstante, una conexión de baja impedancia siempre sigue siendo una conexión de bajo ohmiaje. Por este motivo, debe ejercerse una fuerza suficientemente grande en los puntos de contacto mecánicos. El uso de piezas metálicas con superficie refinada contribuye considerablemente a una conexión de baja impedancia. Esto se debe a que los metales evitan el arranque y la corrosión también en entornos agresivos.
Medición de la impedancia de acoplamiento
La impedancia de acoplamiento de los sistemas de abrazaderas de pantalla
Para evaluar la calidad de las conexiones de pantalla, para los sistemas de superficie de la pantalla se representan las impedancias de acoplamiento como función de la frecuencia en forma de curva. Mediante estas curvas resulta clara la gran dependencia de frecuencia de la impedancia de acoplamiento. Según la altura de la proporción inductiva de la impedancia de acoplamiento, la curva será más o menos abrupta desde el punto de vista de las frecuencias elevadas. Esto significa que la longitud de la conexión de pantalla entra directamente en la curva, ya que viene determinada decisivamente por la proporción de resistencia inductiva. La proporción óhmica de la impedancia se encuentra en la altura de la curva. Puesto que ya con frecuencias muy elevadas se producen diferencias claras entre los carriles DIN de cobre, acero y aluminio, el material del carril DIN no es decisivo para la calidad de la conexión de pantalla. De todos modos, al utilizar carriles DIN de cobre debe tenerse en cuenta que la superficie arranca rápidamente. En el caso del aluminio, se forma rápidamente una capa de óxido. Ambas cosas pueden afectar a la calidad de la conexión de pantalla.
El método de medición de la impedancia de acoplamiento
Para no falsear el resultado, al medir la impedancia de acoplamiento de un sistema de conexión de pantalla debe procurarse de que las influencias externas estén desconectadas. Por este motivo, para la medición debe utilizarse un sistema coaxial cerrado en sí mismo apantallado hacia fuera. Como equipo de medición se utiliza un analizador de redes, que registra la atenuación dependiendo de la frecuencia. Mediante una sencilla conversión, la curva de atenuación puede convertirse en una curva de impedancia. Sin embargo, en primer lugar el sistema de medición se calibra a cero sin la abrazadera de pantalla insertada. De este modo, mediante el sistema de medición también se compensan errores causados por uno mismo. Solo después se acepta la impedancia de acoplamiento con la abrazadera de pantalla insertada. En este caso, la resistencia interior del receptor de medición es Ri = 50 Ω y por tanto es considerablemente más grande que la impedancia de acoplamiento que debe medirse (Zk << 1 Ω ). Con ello, la corriente Ik se determina con una gran aproximación solo mediante la tensión del generador Ug y Ri . Ambas son constantes, con lo cual también Ik. La caída de tensión medida sin pérdidas mediante Zk Uk es proporcional a Zk.
Pigtail
Pigtail
El pigtail no es compatible con el cableado de conformidad con CEM. La pantalla del cable se trenza en este diseño de apantallamiento con un alambre adicional y se conecta a la tierra o al apantallamiento del equipo. El problema de este método es que mediante la malla de apantallamiento trenzada se crea una antena adicional, que contrarresta la propia intención de apantallamiento.