EMV-Lösungen von Pflitsch machen die Kabeleinführung sicherer

Elektromagnetische Wellen bestimmen den modernen Alltag. Baut sich aufgrund von elektromagnetischer Störstrahlung das Bild im Wohnzimmer-Flat-TV nicht sauber auf, ist das unschön. Kommt es

Bei der Uni Iris wird beim Anziehen der Druckschraube die Iris-Feder von zwei Konen sicher an den Kabelschirm angedrückt. Pflitsch

Durch die EMV-Mehrfach-Scheibe mit innenliegenden Tri-Kontaktfedern lassen sich mehrere Kabel (im Bild vier Stück) platzsparend durch eine EMV-Verschraubung führen. Die Scheibe wird über eine umlaufende Iris-Feder sicher im Verschraubungskörper kontaktiert. Pflitsch

Mit dem geteilten EMV-Anschlussbock lassen sich dicke, starre Kabel einfach und EMV-gerecht in den Schaltschrank einführen. Pflitsch

in industrieller Umgebung zu Störungen, geraten Menschen in Gefahr oder der Produktionsausschuss treibt die Kosten in die Höhe.

Wenn höhere Dämpfungswerte bis in den GHz-Bereich gefordert werden oder die Signalintegrität im Fokus steht, reichen Kabelverschraubungen, in denen das abgelängte Schirmgeflecht auf einen Metallkonus aufgeschoben und dort kontaktiert wird, nicht mehr aus.

Kabelführungsspezialist Pflitsch hat dies bereits vor Jahren erkannt und geht in seinen Baureihen Uni Dicht (eigene Schreibweise: UNI Dicht) und Blueglobe (eigene Schreibweise: blueglobe) einen besonderen Weg: Statt – wie bei marktgängigen Lösungen – das Schirmgeflecht des Kabels nur punktuell zu berühren, übernimmt ein geschlossener Federring die sichere Kontaktierung, was zu deutlich höheren Schirmdämpfungswerten führt und die Montage der Kabelinstallation vereinfacht.

Sichere 360°-Kontaktierung

Bei den hochwertigen Kabelverschraubungen Uni Iris (eigene Schreibweise: UNI IRIS) übernimmt ein innenliegender Federring die 360°-Kontaktierung des freigelegten Kabelschirmes. Beim Anziehen der Druckschraube wird er rundum sicher an das Schirmgeflecht angedrückt und sorgt für einen guten elektrischen Übergang. Dabei muss bei der Montage der Kabelschirm nicht aufgeweitet oder abgelängt werden. Seine Schirmwirkung bleibt voll erhalten. Erst unmittelbar an der bauseitig vorgegebenen Klemmstelle nahe der Elektronik wird der Kabelschirm mit der „Bezugsmasse“ kontaktiert. So werden unnötige Verkopplungen von Nutz- mit Störsignalen vermieden.

In der Baureihe Blueglobe setzt Pflitsch erstmals eine Triangelfeder ein. Ihre 360°-Kontaktierung erreicht noch bessere Werte. Daher ist die Blueglobe Tri zugelassen für Anwendungen mit den hohen Cat.7_A-Anforderungen. Gemäß DIN IEC 61156-5 bis 1000 MHz werden hier mindestens -60 dB Dämpfung gefordert. Die „TRI“ bringt deutlich mehr Sicherheit mit -65 dB. Selbst im hohen Frequenzbereich bis 2,5 GHz sind es typischerweise mindestens -50 dB. Noch höhere EMV-Dämpfungswerte bringt der Einsatz einer nicht magnetischen Tri-Ringfeder, da die Non-magnetic-Ausführung der Feder keine ferromagnetischen Einflüsse auf die Schirmung hat.

Auch für Anwendungen, in denen Hygiene oder Design gefordert sind, gibt es Lösungen wie die Blueglobe Tri Clean Plus in Edelstahl, designed nach dem anspruchsvollen EHEDG-Standard und nach BGN-Vorgaben.

Hohe Stromtragfähigkeit erreicht

Neben der HF-Dämpfung ist die Stromtragfähigkeit – also die Fähigkeit eines Bauteils einen bestimmten Dauerstrom zu führen – ein wichtiges Kriterium bei einer EMV-Kabelverschraubung. Bei Fehlfunktionen, falscher Montage oder Blitzeinschlag können über den Kabelschirm und die Kabelverschraubung hohe Ströme fließen. Auch der Spannungsabfall an den Übergangswiderständen einer Kabelverschraubung erzeugt aufgrund des durchfließenden Stroms auf dem Kabelschirm eine gewisse Verlustleistung. Die dabei entstehende Wärme führt zu einem Temperaturanstieg der Kabelverschraubung, die aus Berührschutzgründen nicht über +60 °C warm werden sollte.

Da es für diesen Fall keine Prüfnorm gibt, hat Pflitsch im hauseigenen Testlabor einen praxisnahen Prüfaufbau realisiert, bei dem ein ansteigender Strom bis maximal 100 A auf den Kabelschirm gegeben und die Temperaturentwicklung in der Kabelverschraubung bis +60 °C ermittelt wird. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: In der Regel erreicht die Blueglobe Tri eine höhere Stromtragfähigkeit als das geschirmte Kabel, bietet also in jedem Fall die nötige Sicherheit. In der Praxis sollte dies in der jeweiligen Installation aber verifiziert werden.

Doppelkontaktierung für noch mehr EMV-Sicherheit

Um die sehr gute HF-Dämpfung noch weiter zu erhöhen, hat Pflitsch seine Blueglobe Tri in einer Sonderversion verlängert und mit zwei hintereinanderliegenden Triangelfedern ausgestattet. Das bringt gute 6 bis 10 dB Dämpfung mehr, wie ausführliche Tests im hauseigenen Prüflabor dokumentieren.

Eine weitere Lösung ist der geteilte EMV-Adapter: Wird dieser zwischen der Gehäusewand und einer EMV-Verschraubung eingeschraubt, ergibt sich ebenfalls eine doppelte Kontaktierung mit entsprechend höheren Dämpfungswerten und höherer Stromübertragung bei minimiertem technischem und finanziellem Aufwand. Verwendet der Anwender diesen Adapter als Gegenmutter, lassen sich sogar Standard- und Kunststoff-Kabeleinführungen kostengünstig einigermaßen EMV-tauglich machen, was in weniger kritischen Anwendungen meist ausreicht.

Thema der nächsten Seite: Kundenspezifische EMV-Lösungen aus dem Baukasten

Im Schirmdämpfungsvergleich erreicht die Blueglobe Tri (blaue Kurve) deutliche höhere Werte als marktübliche EMV-Kabelverschraubungen. Pflitsch

Auch kundenspezifische Lösungen, beispielsweise im Bereich der Miniaturisierung realisiert das Unternehmen. Denn bei kompakten Systemgehäusen ist der Platz für Kabeleinführungen begrenzt. Muss ein Anwender dann verschiedene EMV-Kabel in das Gehäuse einführen, kann es aufgrund fehlender Montagefläche zu Engpässen kommen. Um das Problem zu lösen, nutzt Pflitsch das Mehrfach-Konzept aus dem Uni-Dicht-Programm, durch das sich mehrere Kabel – auch mit unterschiedlichen Durchmessern – zuverlässig durch eine Kabelverschraubung führen lassen.

Hinter dem Dichteinsatz sitzt in der EMV-Lösung eine Scheibe aus Metall, die exakt für die verwendeten Kabeldurchmesser des Kunden angefertigt wird. In dieser Scheibe wird der Schirm jedes Kabels sicher mittels je einer Tri-Feder kontaktiert. Über einen umlaufenden Iris-Federring gelingt die zuverlässige Kontaktierung der eingesetzten Scheibe in der Kabelverschraubung. Da Pflitsch die Uni Dicht bis zur Größe M120 fertigt, ist die Integration mehrerer EMV-Kabel im Durchmesser von 5 bis 20 mm (inklusive Schirmgeflecht) möglich.

Wenn starre Kabel in den Schaltschrank müssen

Für Frequenzumrichter-, Motor- oder Bus-Kabel, bei denen einzelne Adern separat geschirmt sind, gibt es diese Blueglobe-Spezialkabelverschraubung mit Selektivschirm-Anbindung. Pflitsch

Energiekabel und Leitungen mit größeren Querschnitten sind sehr starr und lassen sich daher nur mit Mühe installieren. Um diese geschirmten Kabel in einen Schaltschrank einzuführen und EMV-sicher zu kontaktieren, wurde ein teilbarer EMV-Anschluss-Bock aus vernickeltem Messing entwickelt, der die Installation vereinfacht. Denn das lästige und aufwendige Durchfädeln des Kabels entfällt.

Zunächst wird das stabile Unterteil des EMV-Bocks an der Schaltschrank-Einführung montiert, das Kabel in Position gebracht und der Kabelmantel in Höhe der Kontaktstelle entfernt, sodass das Schirmgeflecht des Kabels offen liegt. Ist das so vorbereitete Kabel im EMV-Anschluss-Bock positioniert, wird das Oberteil des Bocks aufgedrückt und mit zwei Schrauben sicher fixiert.

Dabei drückt sich die ebenfalls geteilte, nicht magnetische Tri-Feder zuverlässig rund um das Schirmgeflecht des Kabels. Den Pflitsch-EMV-Anschluss-Bock gibt es aktuell in fünf Größen für Kabeldurchmesser von 20 bis 65 mm.

Für separate Abschirmung einzelner Adern

Wenn neben EMV-Sicherheit auch Hygiene oder Design gefordert sind, eignet sich Kabelverschraubung Blueglobe Tri Clean Plus. Pflitsch

Für die EMV-sichere Installation beispielsweise in der Robotertechnik, wo einzelne Adern von Frequenzumrichter-, Motor- oder Bus-Kabeln separat geschirmt werden müssen, entwickelte das Unternehmen eine Spezialkabelverschraubung mit Selektivschirm-Anbindung. Die Blueglobe EMV wurde dazu mit zwei Schirmkontaktelementen aus Edelstahl ausgerüstet. So ist es möglich, den äußeren Gesamtschirm des Kabels und zusätzlich zwei innenliegende Einzelkabel sicher zu kontaktieren. Diese spezielle Lösung ist verfügbar in den Größen M20, M25 und M32.

Mehrfachschirme sicher kontaktieren

In der modernen Elektronik erfüllt der Kabelschirm häufig mehrere Aufgaben: Zum einen bestimmt er maßgeblich die Kabelimpedanz, zum anderen soll er ein Aus- und/oder Einkoppeln von Signalen verhindern. Unangenehmerweise kann über das Schirmgeflecht noch ein ungewollter Potenzialausgleich stattfinden. Daher gibt es spezielle Kabel mit Mehrfachschirmen. Eine Herausforderung ist es nun, diese geschirmten Kabel EMV-gerecht im geschirmten Gehäuse und mit der Elektronik zu kontaktieren. Möglich ist dies mit der verlängerten Blueglobe Tri und ihren zwei hintereinanderliegenden Triangelfedern.

Mit dem teilbaren EMV-Adapter lässt sich die HF-Dämpfung einer EMV-Verschraubung durch eine 2. Kontaktierung des Kabelschirms erhöhen und Standard-Kabelverschraubungen für EMV-Anwendungen aufrüsten. Pflitsch

Über die erste Feder wird der äußere Schirm des Kabels direkt außen am Gehäuse kontaktiert, während die zweite Feder den inneren Schirm mit dem Gehäuse niederimpedant verbindet. Der mögliche dritte Schirm lässt sich dann bis zum Massesternpunkt im Schaltschrank weiterführen und dort auflegen. Diese Lösung erreicht eine Schirmwirkung von besser -80 dB bei Frequenzen bis über 1 GHz. Des Weiteren verdoppelt sich die Stromtragfähigkeit, wichtig zum Beispiel bei Frequenzumrichtern und im Bereich der Elektromobilität: Hier sind hochfrequente Schirmströme von mehr als 25 A nichts Außergewöhnliches.

(neu)