Выбор кабельного ввода — степень IP, разгрузка натяжения и ЭМС-экранирование

Гид по заземлению и ЭМС в частотных преобразователях рассматривает, почему 360°-экранирование кабеля двигателя необходимо для ЭМС-характеристик. Эта статья делает шаг ещё дальше назад — к самому кабельному вводу, компоненту, через который кабель входит в корпус, и который должен одновременно выполнять три функции, которые часто недооцениваются. Для ATEX-специфичного варианта кабельных вводов см. гид по ATEX-кабельным вводам Ex-d/Ex-e; эта статья рассматривает общее, не-ATEX применение.

Функция 1 — уплотнение по степени IP

Первая функция кабельного ввода — сохранение степени защиты IP корпуса, в который входит кабель. Это работает только в том случае, если зажимное кольцо ввода действительно подходит по наружному диаметру конкретного кабеля — у каждого ввода есть указанный диапазон зажима (например, M20 с диапазоном зажима 6-12 мм), и кабель с диаметром вне этого диапазона, или ввод, просто выбранный слишком большим или слишком маленьким для кабеля, нарушает уплотнение по IP, даже если сам ввод сертифицирован на нужную степень IP.

Функция 2 — разгрузка от натяжения

Вторая функция — разгрузка от натяжения: ввод должен механически зажимать кабель так, чтобы растягивающие усилия на кабель (например, от протяжки кабельного пучка или веса висящего кабеля) не передавались на клеммы внутри корпуса. Ввод, который обеспечивает только уплотнение по IP, но недостаточно зажимает оболочку кабеля, пропускает растягивающее усилие непосредственно к месту подключения, что со временем создаёт риск ослабления или разрыва соединения проводника.

Функция 3 — ЭМС-экранирование (360°)

Для экранированного кабеля (например, кабеля двигателя при частотном преобразователе) ввод имеет третью, опциональную, но необходимую в ЭМС-чувствительных применениях функцию: соединение экрана кабеля с корпусом по всей окружности (360°), вместо заземления экрана через единственный соединительный провод («косичка» или дренажный провод). Соединение «косичкой» хорошо работает для низкочастотных сигналов, но на высокочастотных фронтах переключения частотного преобразователя этот единственный провод ведёт себя как индуктивность, которая сильно снижает эффективность экранирования на высоких частотах. ЭМС-ввод с контактным кольцом на 360° вместо этого обеспечивает контакт по всей окружности наружной оболочки экрана, сохраняя эффективность экранирования в гораздо более широком диапазоне частот.

Внимание: установка обычного (не-ЭМС) ввода на экранированный кабель с последующим заземлением экрана через «косичку» сама по себе не является нарушением безопасности — но это подрывает саму цель использования экранированного кабеля для подавления ЭМС. См. гид по заземлению и ЭМС в частотных преобразователях для подробностей.

Практическая значимость

При монтаже кабельных вводов в распределительном щите, шкафу управления или клеммной коробке двигателя важно выбирать ввод с учётом всех трёх функций одновременно: правильной степени IP для окружающей среды, правильного диапазона зажима для выбранного диаметра кабеля и — для экранированного кабеля в ЭМС-чувствительном применении — ввода с контактным кольцом на 360° вместо обычного ввода с соединением «косичкой».

Частые ошибки

1. Выбор ввода только по размеру резьбы, без проверки того, действительно ли диапазон зажима соответствует диаметру кабеля.
2. Использование обычного ввода на экранированном кабеле двигателя с заземлением экрана через «косичку», из-за чего эффективность экранирования на высоких частотах в значительной мере теряется.
3. Пренебрежение функцией разгрузки от натяжения из-за недостаточной затяжки ввода, в результате чего вес кабеля или растягивающие усилия в итоге достигают клемм.
4. Использование ввода с более низкой степенью IP, чем у самого корпуса, из-за чего самое слабое звено в цепи определяет степень IP всей установки.

Связанные материалы

• Заземление и ЭМС в частотных преобразователях
• ATEX-кабельные вводы Ex-d/Ex-e