Conexão de blindagem no quadro de comando

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Montagem do borne blindado SCC

Cinco coisas que deveria saber

  1. Blindar todos os condutores. Um condutor vindo do ambiente e sem um aterramento correspondente anula a blindagem.
  2. A caixa metálica completa do quadro de comando necessita de um conceito de aterramento correto e de baixo valor ôhmico (trilhos de fixação, placas de montagem, porta do quadro de comando, etc.).
  3. Cabos muito compridos não devem ser enrolados no quadro. Assim é criada uma bobina e, desse modo, uma maior sensibilidade a irradiação de interferência. A melhor contramedida: encurtar os condutores.
  4. Colocar a malha de blindagem o mais perto possível da entrada de cabo.
  5. Evitar Pigtail. Com a torção da malha de blindagem é criada uma antena adicional com um efeito contrário à própria blindagem.
Blindagem em combinação com réguas de bornes

Estrutura de blindagem com a variante NLS do sistema de bornes blindados SCC

Conexão de blindagem na prática

As blindagens de condutores DÜ ou MCR têm de ser conectados com a terra da caixa diretamente depois da entrada no quadro de comando. Por causa do grande número de cabos e condutores a entrarem, neste ponto do quadro de comando há pouco espaço. Uma clara vantagem somente é oferecida por um sistema de bornes blindados permitindo um cabeamento antes da conexão de blindagem. Em caso de falta de espaço, a montagem posterior de bornes blindados facilita o trabalho e, assim, reduz o tempo de construção de quadros de comando.

Um sistema de bornes blindados é composto por:

  • Borne blindado
  • Barramento e
  • Suporte do barramento

O borne blindado assume a tarefa de conectar a malha de blindagem do cabo de forma mecânica e elétrica com o barramento. Aqui, o tamanho dos bornes blindados utilizados depende do diâmetro do cabo aplicado. O tipo da barra de blindagem determina a escolha do suporte do barramento, criando um contato direto com a terra da caixa ou isolando o sistema de bornes blindados na direção da caixa.

Configuração isolada de um borne blindado

Configuração isolada de um borne blindado

Aterramento direto ou configuração isolada?

O tipo da barra de blindagem determina se é escolhida uma configuração com contato direto com o potencial PE e ou uma configuração isolada. Uma configuração isolada é necessária, p. ex., quando devido à interferência esperada for necessário guiar a ligação PE em estrela para um ponto de referência no quadro de comando. Neste caso, o ponto de contato real (ponto neutro) fica mais distante do ponto da barra de blindagem do que em uma conexão direta. A malha de blindagem do cabo já não é conectada através de um suporte do barramento ou do trilho de fixação. Em vez disso, a conexão com o PE do quadro de comando é efetuada através de um borne de captação e de um condutor. A bitola de condutor utilizada para esta conexão não deve ser muito reduzida. Dessa forma, a resistência de acoplamento, ainda descrita mais tarde, é mantida tão reduzida quanto possível.

Os dois sistemas de bornes blindados SCC e SK em um adaptador de montagem

Os sistemas de bornes blindados SK e SCC

Efeitos de fluxo

Um outro aspecto importante na conexão de blindagens de cabos e condutores são os efeitos de fluxo de cabos e condutores. Com a pressão do borne de conexão blindado, especialmente o plástico do isolamento flui para os espaços laterais restantes que ainda não foram preenchidos. Isso é contrariado com uma peça de pressão que compensa este efeito. Para a malha de blindagem do cabo ser sempre suficientemente pressionada contra o barramento e, desse modo, ser garantido um bom contato duradouro, o efeito de mola não pode ser muito fraco.

Diferentes variantes de conexão de blindagem de baixa impedância

Imagem 1: conexão de blindagem com um circuito de terra evitável 2: nítida redução do circuito de terra devido a deslocação do borne de captação Imagem 3: estrutura correta devido a aterramento através do trilho de fixação Imagem 4: aterramento opcional devido a estrutura em estrela

Conexão de blindagem de baixa impedância

A qualidade da conexão de blindagem se reflete no valor da resistência de passagem entre a malha de blindagem do cabo e a terra do sistema. Com exceção da interferência galvânica, todos os outros tipos de falhas registram qualquer forma de frequência. Por isso, não é suficiente observar somente a resistência de passagem ôhmica. Um papel importante também tem a reatância indutiva de uma conexão de blindagem, dependendo de forma determinante do comprimento do trajeto entre a malha de blindagem do cabo e a terra de referência. Neste caso, se fala da impedância de acoplamento da conexão de blindagem, representada como curva dependente da frequência. Uma conexão especialmente curta é alcançada através da utilização de suportes do barramento com um contato direto. Em caso de barramentos mais compridos, o trajeto até à terra da caixa é diminuído através da utilização de suportes do barramento com um contato direto não somente nas extremidades do barramento como também de forma distribuída em todo o comprimento. Se devido à interferência esperada for escolhida uma estrutura isolada, a conexão assim mais comprida entre a malha de blindagem do cabo e a terra pode ser compensada através de uma bitola de condutor respectivamente maior. Porém, uma conexão de baixa impedância também é sempre uma conexão de baixo valor ôhmico. Por este motivo, tem de ser exercida uma força suficiente nos pontos de contato mecânicos. A utilização de peças metálicas revestidas também contribui de forma de forma determinante para uma conexão de baixa impedância. O motivo é os metais evitarem a alteração de superfície e a corrosão também em atmosferas agressivas.

Criação de uma estrutura de medição da impedância de acoplamento

Medição da impedância de acoplamento

A impedância de acoplamento dos sistemas de bornes blindados

Para avaliar a qualidade de conexões de blindagem, em sistemas de barra de blindagem as impedâncias de acoplamento são representadas em forma de curva como função da frequência. Estas curvas demonstram a força da dependência da frequência da impedância de acoplamento. Dependendo do valor da porcentagem da impedância de acoplamento, a curva na direção de altas frequências é mais ou menos acentuada. Isto significa que o comprimento da conexão de blindagem influencia diretamente a curva, uma vez que é determinada de forma decisiva pela porcentagem indutiva da resistência. A porcentagem ôhmica da impedância é refletida na altura da curva. Como somente com frequências muito altas são detectáveis diferenças entre trilhos de fixação de cobre, aço e alumínio, o material do trilho de fixação não é determinante para a qualidade da conexão de blindagem. Porém, na utilização de trilhos de fixação de cobre é necessário considerar que a superfície se altera rapidamente. Em alumínio se forma com muita rapidez uma camada de óxido. As duas situações podem afetar a qualidade da conexão de blindagem.

O método de medição da impedância de acoplamento
Para não adulterar o resultado, na medição da impedância de acoplamento de um sistema de conexão da blindagem devem ser anuladas influências externas. Por isso, para a medição tem de ser utilizado um sistema coaxial fechado e blindado para o exterior. Um analisador de rede serve de equipamento de medição, registrando a atenuação dependendo da frequência. Uma conversão simples permite converter a curva de atenuação em uma curva de impedância. Porém, primeiro o sistema de medição é calibrado a zero sem o borne blindado instalado. Assim, é possível compensar também os erros causados pelo próprio sistema de medição. Somente a seguir é registrada a impedância de acoplamento com o borne blindado instalado. Assim, a resistência interna do receptor de medição é de Ri = 50 Ω e, desse modo, bastante superior à impedância de acoplamento a medir (Zk << 1 Ω). Dessa forma, a corrente Ik é determinada com uma grande aproximação somente através da tensão do gerador Ug e Ri . Os dois valores são constantes e, assim, também Ik. Através de Zk é medida uma queda de tensão Uk de certo modo sem perda que é proporcional a Zk.

Foto de um Pigtail

Pigtail

Pigtail

O pigtail não suporta o cabeamento conforme EMC. Nesta estrutura de blindagem, a malha de blindagem do cabo é torcida para obter um fio adicional e conectado à terra ou à blindagem do equipamento. O problema deste método é que através da torção da malha de blindagem é criada uma antena adicional com um efeito contrário à própria blindagem.