Erdung und Schirmung

Erdung und Schirmung

Schluss mit Störungen

Schützen Sie Ihre Anlagen. Mit adäquater Erdung und Schirmung vermeiden Sie Schäden durch Störbeeinflussungen.

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Störungen durch elektronische Bauteile treten insbesondere in der automatisierten Industrie auf. Diese elektromagnetischen Störungen können zu Fehlfunktionen oder gar zum Ausfall ganzer Anlagen führen. Phoenix Contact bietet Ihnen eine umfangreiche Produktpalette rund um die Erdung und Schirmung Ihrer Elektronikkomponenten.

Ihre Vorteile

  • Sicherheit durch normkonforme Komponenten
  • Zuverlässige Funktion, da qualitativ hochwertig Produkte
  • Alles aus einer Hand – durch umfangreiches Produktprogramm

Elektromagnetische Verträglichkeit

Anschluss von Schirmklemmen auf einer Neutralleiter-Sammelschiene.   

Schirmklemmen zur Erfüllung der EMV-Norm

Zwischen den Leitern von elektronischen Geräten herrschen Spannungsdifferenzen, die dazu führen, dass jedes elektronische Gerät Störstrahlungen aussendet. Durch die Überlagerung der unterschiedlichen Störstrahlungen vergrößert sich der Gesamtpegel der Störungen. Durch dieses Resultat ist die Schirmung von Geräten vor elektromagnetischen Störstrahlungen enorm wichtig.
Die Beeinflussungen durch Störstrahlungen können besonders in der industriellen Prozess- und Fertigungstechnik große Schäden anrichten. Für elektrische MSR- (Mess-, Steuer-, Regel-) Einrichtungen wird daher eine besonders große Störfestigkeit gefordert. Um dies zu gewährleisten, müssen Gerätehersteller für ihre Produkte eine Konformitätserklärung abgeben. Nur wenn Geräte der EMV-Norm entsprechen, dürfen sie auf dem Markt etabliert werden.

Wie entstehen Feldstörungen?

Vereinfachte Darstellung eines elektrischen Feldes  

Spannungsdifferenzen beeinflussen andere elektronische Geräte in ihrer Funktion

Feldstörungen entstehen durch Spannungsdifferenzen zwischen Plus- und Minusleitern.
Aus einer Spannungsquelle wird z. B. ein Verbraucher versorgt. Zwischen den Plus- und Minusleitern entstehen dabei Spannungsdifferenzen, durch die sich ein elektrisches Feld zwischen den Leitern aufbaut. Bei den stromdurchflossenen Leitern entsteht zudem ein magnetisches Feld. Dieses magnetische Feld ist aufgrund seiner Stromabhängigkeit zeitlichen Schwankungen unterworfen. Da es in den wenigsten Anwendungen zeitkonstante Ströme gibt, führt dies zu unregelmäßigen, magnetischen Wechselfeldern. Diese Felder werden zu elektromagnetischen Signalen, zu einer Art „Minisender“ und gleichzeitig zum Empfänger. Jeder Leiter ist also in der Lage, andere elektrische und elektronische Geräte in ihrer Funktion negativ zu beeinflussen.

Beeinflussungsarten

Beispielhafter Schirmungsaufbau mit ST-Klemmen  

Schirmung gegen Störbeeinflussungen

In der Praxis treten meistens mehrere Störmechanismen gleichzeitig auf. Dabei werden neben Geräten natürlich auch Verbindungsleitungen beeinflusst. Man unterscheidet zwischen fünf verschiedenen Beeinflussungsarten:

  • Galvanische Störbeeinflussung
    Wenn zwei Stromkreise ein gemeinsames Leitungsstück benutzen.
  • Kapazitive Störbeeinflussung
    Wenn sich zwei über eine längere Strecke parallel verlegte Leitungen wie zwei gegenüberliegende Kondensatorplatten verhalten und in dieser Funktion für hochfrequente Signale einen Kurzschluss darstellen.
  • Induktive Störbeeinflussung
    Wenn eine Stromänderung eine Änderung des Magnetfelds bewirkt, wodurch dann eine Spannung in den benachbarten Leitern induziert wird.
  • Wellenstörbeeinflussung
    Wenn leitungsgebundene Wellen oder Impulse auf benachbarte DÜ- und MSR-Leitungen übergreifen sowie das Übergreifen von einem Leitungskreis auf einen anderen Kreis innerhalb eines Kabels.
  • Strahlungsbeeinflussung
    Wenn von einem Störer leitungsfreie elektromagnetische Wellen auf Anlagen und Leitungen einwirken. Störer ist die freie Welle.

Schirmanbindung

Grafische Darstellung von Schirmaufbauten  

Schirmungsmöglichkeiten für unterschiedliche Arten von Störbeeinflussungen

Die Art der Schirmanbindung richtet sich in erster Linie nach der zu erwartenden Störbeeinflussung.
Zur Unterdrückung von elektrischen Feldern ist eine einseitige Erdung (1) des Schirms notwendig. Störungen aufgrund eines magnetischen Wechselfelds werden dagegen nur unterdrückt, wenn der Schirm beidseitig aufgelegt wird. Bei einer beidseitigen Schirmauflage (2) entsteht aber eine Erdschleife mit ihren bekannten Nachteilen. Insbesondere die galvanischen Störungen entlang des Bezugspotenzials beeinflussen das Nutzsignal. Die Schirmwirkung verschlechtert sich. Abhilfe kann hier der Einsatz von Triaxialkabeln (4) schaffen, wobei der innere Schirm einseitig, der äußere Schirm beidseitig angeschlossen wird. Zur Minderung von galvanischen Störeinflüssen bei einem beidseitig angeschlossenen Leitungsschirm wird häufig auch eine Seite über einen Kondensator mit dem Bezugspotenzial verbunden (3). Dies unterbricht die Erdschleife zumindest für Gleich- und niederfrequente Ströme.

Erdschleife:
Unter einer Erdschleife versteht man eine Anordnung, bei der das Bezugspotenzial zu einem Ring geschlossen ist.

SCC-Schirmklemmen

Produktportfolio der SCC-Schirmklemmen  

Die Schirmklemmen SCC ermöglichen die werkzeuglose Einhandmontage

Die Schirmklemmen SCC ermöglichen Ihnen die werkzeuglose Einhandmontage.
Durch den komfortablen Klemmbügel und die nicht unter Druck stehende Kontaktfeder ist ein sicherer, einfacher und ermüdungsarmer Schirmanschluss durchführbar.
Neben den Vorteilen bei der Tragschienen-, NLS- und Direktmontage bieten die Schirmklemmen zudem eine optimale EMV-Abschirmung.
Mithilfe der Schirmklemmen leiten Sie hochfrequente Störströme sicher ab.
Das Design der Kontaktfeder garantiert dabei eine reproduzierbare und langzeitstabile Kontaktqualität und kompensiert mögliche Setzungserscheinungen der Leiter.
Um außerdem eine optimale Schirmdämpfung zu gewährleisten, ermöglicht die großflächige Kontaktauflage eine optimale Verbindung mit dem Ableitpotenzial.
Für die bessere Übersichtlichkeit und Zuordnung der einzelnen Schirmklemmen verfügen die Schirmklemmen SCC über große Markierungsflächen auf dem Klemmbügel. Somit wird die schaltplangerechte Zuordnung des Kabels erleichtert.

SK-Schirmklemmen

Produktportfolio der SK-Schirmklemmen  

Die Schirmklemmen SK besitzen eine Rändelschraube zum Festklemmen der Leiter

Mit den bewährten Schirmklemmen SK lassen sich Leiter mittels Rändelschraube festklemmen. Für die Montage im Schaltschrank gibt es die Schirmklemmen für die Direkt- und Sammelschienenmontage. Um eine optimale Schirmung zu gewährleisten, besitzen die Klemmen ein federndes und großflächiges Druckstück.
Schirmverbindungen sind als Komponenten nach den Anforderungen der Richtlinie und den Normen für elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen nicht zertifizierungsfähig. Somit ist der Einsatz der Schirmanschlussklemmen im Ex-Bereich auch ohne eine entsprechende Zulassung und Kennzeichnung möglich.

PHOENIX CONTACT AG

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