Geschirmtes Kabel in der Energiekette: wann und wie?

Ein geschirmtes Kabel verwenden Sie in der Energiekette für jedes Kabel, das Störungen aussendet oder dafür empfindlich ist. Das sind vor allem die Motor- und Servoleitungen am Frequenzumrichter und die Encoder-, Daten- und Busleitungen daneben. In einer Kette liegen diese Kabel über den ganzen Verfahrweg direkt nebeneinander. Ohne Schirmung und eine gute Aufteilung nimmt eine Signalleitung die Störung der Motorleitung auf, mit springenden Positionen, Fehlermeldungen und Maschinen, die ohne erkennbaren Grund stehen bleiben.

Warum entstehen Störungen in einer Energiekette?

Ein Frequenzumrichter oder Servoverstärker steuert einen Motor mit schnell schaltender Spannung. Dadurch liegen hochfrequente Störungen auf der Motorleitung. Diese Leitung wirkt wie eine Antenne: Sie strahlt die Störung auf alles in der Nähe ab.

In einer Energiekette ist "in der Nähe" wörtlich gemeint. Kabel liegen über Meter nebeneinander, manchmal aneinander. Eine Encoder- oder Busleitung, die dort entlangläuft, fängt die Störung ein. Das Signal wird verzerrt und die Steuerung liest falsche Werte.

Störungen erkennen Sie oft an:

• Fehlern, die nur auftreten, wenn der Motor läuft oder beschleunigt
• Positionsfehlern oder einer Achse, die ab und zu einen Schritt verliert
• Busfehlern oder Kommunikation, die wegfällt und von selbst zurückkommt
• Problemen, die verschwinden, wenn Sie ein Kabel kurz separat verlegen

Sieht es nach Störung aus, tritt aber immer an derselben Stelle im Verfahrweg auf, kann es auch ein Kabelbruch sein. Lesen Sie dann Kabelbruch in der Energiekette.

Welche Kabel müssen geschirmt sein?

Prüfen Sie je Kabel, ob es Störungen aussendet oder dafür empfindlich ist. Das ist die Faustregel:

Im Zweifel schauen Sie in die Installationsvorschriften von Umrichter, Encoder oder Bussystem. Diese schreiben oft genau vor, welches Kabel Sie verwenden müssen.

Was bedeuten C und CD bei TRAXLINE-Leitungen?

Bei den TRAXLINE-Leitungen von Tsubaki Kabelschlepp sehen Sie die Schirmung im Namen. C steht für eine geschirmte Leitung. CD steht meist für doppelt geschirmt. Die genaue Schirmung sehen Sie auf der Serienseite des Kabels; so ist die PROFINET 700 CD in den Daten als geschirmt aufgeführt.

Geschirmte Ausführungen gibt es in allen Arten:

• Steuerleitungen: CONTROL 200 C, 400 C, 700 C und 1000 C
• Leistungsleitungen: POWER 400 C, POWER 700 C, POWER 1000 C TPE und POWER ONE 700 C und 1000 C
• Datenleitungen: DATA 400 C, DATA 700 TPi C und die doppelt geschirmte DATA 700 TPi CD
• BUS- und Netzwerkleitungen: unter anderem PROFIBUS 700 C, CAN-BUS 700 C, CAT.5E und CAT.6 700 CD
• Systemleitungen: SYSTEM S 700 C und die doppelt geschirmte SYSTEM M 700 C, mit Energie und Signal in einem Mantel

Für einen Servoantrieb landen Sie so bei einer geschirmten Leistungsleitung wie der POWER 700 C 1kV und einer Datenleitung mit verdrillten Paaren wie der DATA 700 TPi C. Im Kabelfinder setzen Sie die Schirmung als Filter und sehen sofort, welche Serien es gibt.

Was ändert eine Schirmung an den Maßen Ihrer Kette?

Ein Schirm ist eine zusätzliche Schicht um die Adern, das Kabel wird also dicker. Ein Beispiel aus den TRAXLINE-Daten: Die CONTROL 700 600V 7G1 hat 9,5 mm, dasselbe Kabel als CONTROL 700 C 600V 7G1 hat 11,6 mm. Bei der POWER 700 1kV 4G1,5 geht es von 8,4 auf 10,5 mm.

Das wirkt sich auf die Kette aus. Für die geschirmte CONTROL 700 C 7G1 mit 11,6 mm beträgt die Innenhöhe mindestens 11,6 × 1,1 = 12,8 mm, also 13 mm. Der Biegeradius mindestens 11,6 × 7,5 = 87 mm, großzügig 11,6 × 10 = 116 mm. Rechnen Sie also immer mit dem Durchmesser der geschirmten Ausführung. Wie Sie das für die ganze Kette machen, lesen Sie unter den richtigen Biegeradius bestimmen.

Wie trennen Sie Energie und Signal in der Energiekette?

Schirmung ist der erste Schritt, Abstand der zweite. Auch eine geschirmte Motorleitung legen Sie besser nicht direkt an eine Encoderleitung. Ein Trennsteg in der Kette gibt jeder Gruppe ein eigenes Fach.

1. (01)Gruppieren Sie Ihre Kabel: Energie (Motor, Servo, Versorgung), Signal (Encoder, Daten, Bus) und Sonstiges (Sensoren, Schläuche).
2. (02)Geben Sie jeder Gruppe ein eigenes Fach mit einem Trennsteg dazwischen.
3. (03)Schweres nach außen: die dicken Leistungsleitungen an die Seiten, leichte Signalleitungen in die Mitte. So bleibt die Kette auch im Gleichgewicht.
4. (04)Halten Sie Schläuche getrennt von den Kabeln, mit 20 % Spiel statt 10 %.
5. (05)Prüfen Sie die Aufteilung maßstabsgetreu, bevor Sie bestellen.

Wie Trennstege und Fachböden funktionieren und welche Maße wir ansetzen, lesen Sie in Energiekette mit Trennstegen aufteilen. In ChainLogic zeichnen Sie die Aufteilung im Querschnitt, mit dem Füllgrad je Fach und einer PDF-Zeichnung mit Stückliste.

Wie schließen Sie den Schirm richtig an?

Ein Schirm wirkt nur, wenn er gut geerdet ist. Ein Geflecht, das mit einem dünnen Draht an Erde hängt oder gar nicht angeschlossen ist, hilft wenig gegen hochfrequente Störungen. Ziel ist eine niederohmige Verbindung über den vollen Umfang des Geflechts.

• Am Schaltschrank: Legen Sie den Schirm frei und befestigen Sie ihn mit einer EMV-Schelle auf einer Erdungsschiene oder Hutschiene. Die Schelle drückt das Geflecht über den vollen Umfang gegen eine leitende Fläche. Die meisten EMV-Schellen bieten über Kabelbinder auch eine Zugentlastung.
• Zug auf den Anschluss vermeiden: Befestigen Sie das Kabel, bevor es an die Klemmleiste kommt, mit einer Zugentlastung. So kommt die Bewegung aus der Kette nicht auf den Anschluss.
• An der Kette: Befestigen Sie das Kabel gut am Festpunkt und am Mitnehmer. Dort brechen Kabel am häufigsten, auch der Schirm.
• Folgen Sie den Vorschriften von Umrichter, Motor und Encoder, wo der Schirm an Erde gehört.

Wie Sie Kabel sauber und abgedichtet in den Schrank bringen, lesen Sie in Kabel in den Schaltschrank.

Ist Glasfaser eine Alternative zu einem geschirmten Kabel?

Für Daten ja. Eine Glasfaserleitung überträgt Licht statt Strom und ist dadurch unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen. Sie muss nicht geschirmt werden und kann direkt neben einer Motorleitung liegen. Die FOC 700 hat einen PUR-Mantel und ist laut Hersteller für bis zu 7 Millionen Bewegungszyklen und einen Verfahrweg bis 500 m geeignet.

Glasfaser ist vor allem bei langen Verfahrwegen und in Umgebungen mit vielen Störungen interessant, etwa neben großen Antrieben. Für die Energieversorgung und für Encoder mit Kupferanschluss bleibt ein geschirmtes Kupferkabel nötig.

Geschirmte Kabel komplett in der Kette

Möchten Sie sicher sein, dass Aufteilung, Schirmung und Zugentlastung stimmen? Wir liefern die Kette auf Wunsch komplett: auf Länge, mit Ihren Kabeln befüllt und mit montierten Anschlussteilen. Im Energieketten-Konfigurator wählen Sie im Schritt Kabelpaket direkt Ihre geschirmten TRAXLINE-Leitungen. Wissen Sie schon, welche Kabel Sie brauchen, setzen Sie sie auf Ihre Anfrageliste; Bestand und Preis erfahren Sie innerhalb von 1 Werktag. Sind Sie unsicher bei der Kabelwahl, senden Sie Ihre Kabelliste mit einer Angebotsanfrage.

Häufig gestellte Fragen

Wann brauche ich ein geschirmtes Kabel?

Für Kabel, die Störungen aussenden, wie Motor- und Servoleitungen am Frequenzumrichter, und für Kabel, die dafür empfindlich sind, wie Encoder-, Daten-, Bus- und analoge Messleitungen.

Muss eine Motorleitung am Frequenzumrichter geschirmt sein?

Ja. Der Umrichter steuert den Motor mit schnell schaltender Spannung, und die Motorleitung strahlt dadurch Störungen ab. Ein geschirmtes Kabel mit gut geerdetem Schirm hält diese Störungen im Kabel.

Was bedeutet CD im Namen einer TRAXLINE-Leitung?

C steht für geschirmt, CD meist für doppelt geschirmt. Die genaue Schirmung steht auf der Serienseite des Kabels.

Dürfen Energie- und Signalleitungen gemeinsam in eine Energiekette?

Ja, das ist sehr üblich. Nutzen Sie geschirmte Kabel, wo nötig, und geben Sie Energie und Signal jeweils ein eigenes Fach mit Trennsteg.

Ist ein geschirmtes Kabel dicker?

Ja, der Schirm ist eine zusätzliche Schicht. Die CONTROL 700 600V 7G1 hat 9,5 mm, die geschirmte CONTROL 700 C 600V 7G1 hat 11,6 mm. Rechnen Sie Innenhöhe und Biegeradius der Kette also mit dem geschirmten Maß.

Ist Glasfaser unempfindlich gegen Störungen?

Ja. Glasfaser überträgt Licht und keinen Strom und ist dadurch unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen. Für die Energieversorgung und Encoder-Anschlüsse aus Kupfer bleibt ein geschirmtes Kabel nötig.

Serien zu diesem Thema

MONOEnergieführungskette für Standardanwendungen

QuickTrax®Leise, kompakte Energieführungskette für schnelle Montage in leichten industriellen Anwendungen.

UNIFLEX AdvancedLeichter, leiser Allrounder mit einem breiten Anwendungsspektrum