Skjermtilkobling i automasjonsskapet Vil du lære mer om skjermtilkobling i automasjonsskapet? Ta kontakt med oss!

Skjermene fra DÜ- eller måle-, styre- og reguleringstekniske ledninger må tilkobles husjord direkte etter inngangen til automasjonskapet. På dette punktet i automasjonskapet er plassen begrenset som følge av det høye antallet innkommende kabler og ledninger. Det å ha kun ett skjermtilkoblingsklemmesystem som tillater kabling foran skjermtilkoblingen, har betydelige fordeler. Påfølgende montering av skjermtilkoblingsklemmene letter arbeidet når plassen er begrenset, og forkorter demed tiden som går med til automasjonskapbygging.

Et skjermtilkoblingsklemmesystem består av følgende:

• Skjermrekkeklemme
• Samleskinne og
• Samleskinneholder

Skjermtilkoblingsklemmen overtar oppgaven med å koble kabelskjermen mekanisk og elektrisk til samleskinnen. Størrelsen på skjermtilkoblingsklemmene som benyttes, er avhengig av kabelens diameter. Type skjermunderlag fastsetter valget av samleskinneholder, som enten etablerer direkte kontakt mot husjord eller som isolerer skjermtilkoblingsklemmesystemet mot huset.

Type skjermunderlag avgjør om man skal velge en isolert oppbygging eller en oppbygging som etablerer kontakt direkte med PE-potensialet. En isolert oppbygging er f. eks. nødvendig dersom PE-tilkoblingen som følge av forventet støypåvirkning må føres stjerneformet på et referansepunkt i automasjonskapet. I dette tilfellet er det egentlige underlagspunktet (stjernepunkt) lengre unna skjermunderlagets punkt enn ved en direktetilkobling. Kabelskjermen tilkobles ikke lenger via samleskinneholderen eller monteringsskinnen. Forbindelsen blir heller etablert via automasjonskapets PE gjennom en uttaksklemme. Ledertverrsnittet som benyttes for denne forbindelsen bør ikke måles for knapt. Dermed holdes koblingsmotstanden som beskrives senere, så lav som mulig.

Et ytterligere aspekt ved tilkobling av kabel- og ledningsskjermer er flyteffekter i kabler og ledninger. Under trykket fra skjermtilkoblingsklemmen flyter spesielt isoleringens kunststoff inn i siderommene som fremdeles foreligger, og som ennå ikke er fylt opp. Et fjærende trykkstykke utjevner denne effekten igjen og motvirker dermed dette. For at kabelskjermen til enhver tid skal presse fast mot samleskinnen og slik skape en permanent god kontakt, kan fjæringseffekten ikke være for svak.

Kvaliteten på en skjermtilkobling gjenspeiler seg i styrken på overgangsmotstanden mellom kabelskjerm og systemjord. Med unntak av den galvaniske støypåvirkningen er alle andre typer feil på en eller annen måte utsatt for frekvenser. I den forbindelse er det ikke tilstrekkelig å kun betrakte den rent ohmske overgangsmotstanden. En stor rolle spille også den induktive blindmotstanden i en skjermtilkobling, som i stor grad er avhengig av strekningslengden mellom kabelskjerm og referansejord. Man snakker her om koblingsimpedans i skjermtilkoblingen, som vises som frekvensavhengig kurve. Ved å ta i bruk samleskinneholdere som etablerer kontakt direkte, oppnår man en særdeles kort tilkobling. Ved lengre samleskinner forkortes strekningen til husjord ved at man tar i bruk samleskinneholdere som etablerer kontakt direkte, og da ikke bare i endene av samleskinnene, men også fordelt over hele lengden. Hvis isolert oppbygging velges som følge av forventet støypåvirkning, kan forlenget forbindelse mellom kabelskjerm og jord som i dette tilfellet, delvis kompenseres for med tilsvarende større ledningstverrsnitt. Lavimpedante tilkoblinger er samtidig alltid også lavohmske forbindelser. Av denne grunn må det utøves tilsvarende høye krefter på de mekaniske kontaktpunktene. Bruk av overflateforedlede metalldeler bidrar også i stor grad til lavimpedante forbindelser. Det skyldes at metallene forhindrer sjiktdannelse og korrosjon også i aggressiv atmosfære.

For å evaluere kvaliteten til skjermtilkoblinger vises koblingsimpedansene som funksjon av frekvensen, i kurveform. Ved hjelp av slike kurver blir koblingsimpedansens sterke frekvensavhengighet helt tydelig. Avhengig av styrken til koblingsimpedansens induktive andel er kurven mot høye frekvenser mer eller mindre bratt. Det betyr at skjermtilkoblingens lengde går direkte inn i kurven, ettersom den i stor grad fastsettes av den induktive motstandsandelen. Impedansens ohmske andel finner man igjen i kurvens høyde. Ettersom gjenkjennbare forskjeller mellom kobber-, stål- og aluminiummonteringsskinner først oppstår ved meget høye frekvenser, er monteringsskinnens material ikke utslagsgivende for skjermtilkoblingens kvalitet. Ved bruk av kobbermonteringsskinner må man likevel være oppmerksom på at overflaten oksiderer etter kort tid. Ved aluminium oppstår det raskt et oksidsjikt. Begge deler kan påvirke skjermtilkoblingens kvalitet.

Målemetode for koblingsimpedans
For at resultatet ikke skal forvrenges, må man ved måling av koblingsimpedansen til et skjermtilkoblingssystem påse at ytre påvirkninger er utkoblet. For målingen må det derfor benyttes et lukket koaksialt system som er skjermet utover. Som måler fungerer en Network-Analyzer, som registrerer dempingen avhengig av frekvensen. Med en enkel omregning kan dempingskurven forvandles til en impedanskurve. Først kalibreres målesystemet til null, men uten skjermtilkoblingsklemme. Her utjevnes også feil som er forårsaket av selve målesystemet. Først deretter tas koblingsimpedansen opp med benyttet skjermtilkoblingsklemme. Målemottakerens innvendige motstand utgjør R_i = 50 Ω og er dermed betydelig større enn koblingsimpedansen som skal måles (Z_k << 1 Ω ). Dermed fastsettes strømmen I_k i meget stor grad kun av generatorspenningen U_g og R_i. Begge er konstant, dermed også I_k. Spenningsfallet U_k som måles så og si tapsfritt via Z_k, er proporsjonalt med Z_k.

Pigtail støtter ikke EMC-kompatibel kabling. Ved denne skjermoppbyggingen tvinnes kabelskjermen til en ytterligere tråd, og tilkobles jord eller utstyrsskjermingen. Utfordringen ved denne metoden er at det, som følge av det tvunnede skjermflettverket, oppstår en ytterligere antenne, som motvirker den egentlige hensikten ved skjermingen.