制御盤のシールド接続 制御盤のシールド接続を詳しく知りたいですか。ぜひお問い合わせください。
知っておくべき5つのこと
- すべての導線をシールド。環境からやってきて適切に接地されていない導線によりシールドが無効になります。
- 制御盤の金属ケース全体に、プロフェッショナルな低インピーダンス接地コンセプト（DINレール、取付けプレート、制御盤ドアなど）が必要です。
- 制御盤内で長すぎるケーブルを巻かないでください。これによりコイルが形成され、干渉の影響を受けやすくなります。最善の対策はケーブルを短くすることです。
- 編組みシールドをケーブル挿入口のできるだけ近くに適用します。
- ピグテールを回避します。編組みシールドをひねると追加のアンテナが形成され、実際にシールド効果が弱められます。
NLSタイプのSSCシールドクランプシステムのシールド構造
実世界のアプリケーションのシールド接続
データ伝送および計測制御回路用ケーブルのシールドは、制御盤に入ったらすぐにケース接地に接続しなければなりません。ここで、入ってくるケーブルや線の数が多いため、制御盤内のスペースは限られています。シールド接続の上流での配線が可能なシールドクランプシステムのみが、明らかなメリットを提供します。スペースが貴重な場合、シールドケーブルのその後の設置により、作業が容易になるため、制御盤組立て時間を短縮できます。
シールドクランプシステムの構成は次のとおりです。
- シールドクランプ
- バスバー
- バスバーサポート
シールドクランプは、ケーブルシールドをバスバーに機械的・電気的に接続します。使用されるシールドクランプのサイズは、使用されるケーブルの直径によります。シールドの種類によって使用されるバスバーサポートが決まり、ケースの接地に直接接触するか、ケースからシールドクランプシステムを絶縁するかどちらかです。
シールドクランプの絶縁あり構造
直接接続か、絶縁あり構造か。
シールドの種類によって、PE電位に直接接触する構造か、絶縁あり構造を選択するかが決まります。例えば、想定される干渉の種類が、制御盤内の基準点へのスター型のPE接続を必要とするものである場合は、絶縁あり構造が必要です。この場合、接触点（スター点）は、直接接続の場合のシールドの接触点よりさらに遠くなります。ケーブルシールドはバスバーサポートやDINレール経由では接続されません。そうではなくピックオフ端子と制御盤に接続されたケーブル経由で接続されます。この接続に使用される電線のサイズは大きすぎてはなりません。これにより後で説明するカップリング抵抗をできるだけ低く抑えます。
SKおよびSSCシールドクランプシステム
フロー効果
ケーブルシールドや電線シールドを接続する際には、ケーブルと電線のフロー効果も考慮すべき重要な側面です。シールド接続クランプによって圧力がかかった状態では、特に絶縁のプラスチックがまだ満たされていない側の残りのスペースに流れます。これは、この効果を相殺するスプリング式圧力プレートで弱められます。スプリングアクションは、ケーブルシールドがバスバーに常にしっかり押し付けられ、永続的に良好な接点が確保されるように、十分でなければなりません。
図1：回避できる接地ループのあるシールド接続 図2：ピックオフ端子を移動することで接地ループが大幅に減少 図3：DINレールでの接地による適切な構造 図4：スター型構造の最適な接地
低インピーダンスシールド接続
シールド接続の品質は、ケーブルシールドとシステム接地との間の接触抵抗に反映されます。ガルバニック干渉は例外ですが、その他すべての種類の干渉は、何らかの形で周波数に影響されます。そのため、単にオーム接触抵抗を考慮するだけでは十分ではありません。シールド接続の誘導性リアクタンスは、ケーブルシールと基準接地との間の経路の長さに主に依存し、これも重要な役割を果たします。これはシールド接続の相互インピーダンスで、周波数依存曲線として表されます。直接接触するバスバーサポートを使用することによって、非常に短い接続を実現できます。より長いバスバーでは、直接接触バスバーサポートはバスバーの端部だけではなく、全長にわたって分散されるので、ケース接地への経路を短くできます。想定される干渉の種類によって絶縁構造を選択する場合で、ケーブルシールドと接地との間の接続が長い場合は、それに対応するサイズの大きいケーブルによってある程度補正できます。しかし、低インピーダンス接続は、必ず低抵抗接続でもあります。機械的接触点に十分な力をかけなければならないのはそのためです。表面コーティングの金属部品を使用することも、低インピーダンス接続に大きく貢献します。これは金属が、攻撃的な雰囲気の中でも変色や腐食を防ぐからです。
相互インピーダンスの測定
シールドクランプシステムの相互インピーダンス
シールド接続の品質を評価するために、シールド接続システムの相互インピーダンス値が、周波数の関数として曲線で表されます。このような曲線は、相互インピーダンスの強い周波数依存性を示しています。相互インピーダンスの誘導部のサイズに応じて程度の差はありますが、曲線は高周波数に向かって上昇します。つまり、シールド接続の長さが直接曲線で示されるため、抵抗の誘導部を大幅に決定します。インピーダンスの抵抗部は、曲線の高さに反映されます。銅、鉄、アルミニウム製のDINレールの差が顕著になるのは、非常に高い周波数においてのみなので、DINレールの材料はシールド接続の品質を決定する因子ではありません。しかし銅製のDINレールを使用する場合は、表面がすぐに変色することに注意してください。アルミニウムでは、酸化層が非常に早く形成されます。この両方の特性は、シールド接続の品質を妨げることがあります。
相互インピーダンスの測定方法
正確な結果を保証するため、シールド接続システムの相互インピーダンスを測定する際には、外部の影響を必ず排除してください。つまり測定には、自己完結型の外部的にシールドされた同軸システムを使用しなければなりません。測定機器は減衰を周波数の関数として記録するネットワークアナライザです。減衰曲線は、単純な計算によってインピーダンス曲線に変換できます。まず、測定システムのゼロ校正を行いますが、シールドクランプは挿入せずに行います。これは測定システム自体によって生じる誤差を補正します。その後、シールドクランプを挿入して相互インピーダンスを記録します。テストレシーバの内部抵抗はRi = 50 Ωなので、測定する相互インピーダンスより大幅に高いです（Zk << 1 Ω）。その結果、電流Ik は発電機電圧g とRi . 両方一定です。Ik. Zk によって測定される損失のない電圧降下U（いわゆる）k はZk.
ピグテール
ピグテール
このピグテールはEMC準拠のケーブル配線をサポートしません。このシールド設計では、ケーブrシールドは追加のワイヤにねじって束ねられ、接地またはデバイスシールドに接続されます。この方法の問題は、ねじった編組みシールドによって追加のアンテナが形成され、実際のシールド目的が弱められます。