Kurze Antwort
Legen Sie das Schirmgeflecht des Kabels auf kurzer Länge frei und klemmen Sie es mit einer EMV-Schirmklemme über den vollen Umfang auf eine geerdete Schiene, so nah wie möglich an der Stelle, an der das Kabel in den Schrank eintritt. Verwenden Sie keinen dünnen Draht (Pigtail) zur Erde, halten Sie den ungeschirmten Abschnitt so kurz wie möglich und fixieren Sie das Kabel sofort zur Zugentlastung.
Ein geschirmtes Kabel ist erst dann geschirmt, wenn der Schirm richtig geerdet ist. Das Geflecht um die Adern fängt Störungen auf und leitet sie ab, aber nur bei einer niederohmigen Verbindung zur Erde. Fehlt diese Verbindung oder läuft sie über einen dünnen Draht, wirkt der Schirm nur zur Hälfte. Manchmal verschlimmert er die Lage sogar.
In der Praxis geht genau hier oft etwas schief. Das richtige Kabel liegt in der Maschine, aber im Schrank hängt das Geflecht lose, ist zu einem Zopf verdrillt auf eine Klemme gesetzt oder ganz abgeschnitten. Die Folge: stockende Encoder, Fehlermeldungen des Frequenzumrichters und Störungen, die nur bei laufendem Motor auftreten. In diesem Artikel lesen Sie, wie Sie ein geschirmtes Kabel richtig anschließen und welche Komponenten Sie dafür verwenden.
Warum muss der Schirm geerdet werden?
Ein Frequenzumrichter steuert den Motor mit schnell schaltender Spannung. Dadurch entstehen hochfrequente Ströme und Felder rund um das Motorkabel. Ein geschirmtes Kabel hält diese Störungen innerhalb des Geflechts und leitet sie über die Erde zur Quelle zurück. Umgekehrt schützt das Geflecht eines Encoder- oder Buskabels das Signal vor Störungen von außen.
Für beide gilt dasselbe: Die Störung muss irgendwohin abfließen können. Das gelingt nur über eine Verbindung mit niedrigem Widerstand und geringer Eigeninduktivität. Hochfrequenter Strom fließt vor allem an der Oberfläche eines Leiters. Eine breite, kurze Verbindung über den vollen Umfang des Geflechts wirkt daher viel besser als ein dünner Draht.
Welche Kabel in einer Maschine geschirmt sein müssen, lesen Sie unter Geschirmtes Kabel in der Energiekette.
360-Grad-Kontakt: Was bedeutet das?
Mit 360-Grad-Kontakt ist gemeint, dass das Geflecht über den gesamten Umfang gegen eine leitende Fläche gedrückt wird. Kein Punkt, kein Draht, sondern ein Kontaktring. So setzt sich der Schirm gewissermaßen bis zur Erde des Schranks fort.
Dazu verwenden Sie eine EMV-Schirmklemme (auch Schirmklemme oder Schirmanschlussklemme genannt). Die Klemme drückt das freigelegte Geflecht gegen eine Schiene oder Platte, die mit der Erde des Schranks verbunden ist. Die meisten Klemmen fixieren das Kabel dabei auch mechanisch, sodass gleichzeitig eine Zugentlastung entsteht.
Eine Übersicht der Klemmen für Erdungsschiene, DIN-Schiene, C-Schiene und I/O-Module finden Sie unter EMV-Schirmklemmen.
Warum ein Pigtail keine gute Idee ist
Ein Pigtail ist das zu einem Zopf verdrillte Geflecht, das mit einem Kabelschuh oder einer Klemme geerdet wird. Das wirkt ordentlich, ist für hochfrequente Störungen aber ein schmaler, langer Weg mit hoher Eigeninduktivität. Je höher die Frequenz, desto schlechter funktioniert dieser Weg.
Die Folge: Die Störung wird nicht sauber abgeleitet. Der Schirm strahlt dann selbst Störungen ab oder nimmt sie auf, vor allem bei Motorkabeln an einem Umrichter. Verwenden Sie deshalb keinen Pigtail, auch nicht "vorübergehend". Ist kein Platz für eine Klemme, ist das ein Grund, die Schrankaufteilung anzupassen.
Schritt für Schritt: ein geschirmtes Kabel anschließen
- (01)Legen Sie die Position der Klemme fest. So nah wie möglich an der Stelle, an der das Kabel in den Schrank eintritt, und bei einem Umrichter so nah wie möglich am Anschluss. So läuft die Störung nicht erst durch den Schrank.
- (02)Entfernen Sie den Außenmantel auf kurzer Länge, genau an der Position der Klemme. Beschädigen Sie das Geflecht nicht.
- (03)Lassen Sie das Geflecht intakt. Nicht über den Mantel zurückschlagen, sofern der Klemmenhersteller dies nicht vorgibt, nicht auskämmen und nicht verdrillen.
- (04)Wählen Sie den Klemmbereich nach dem Durchmesser des freigelegten Geflechts, nicht nach dem Außenmantel. Eine zu große Klemme drückt nicht richtig an; eine zu kleine Klemme beschädigt das Geflecht.
- (05)Klemmen Sie das Geflecht auf die geerdete Schiene oder Platte. Achten Sie darauf, dass die Schiene selbst gut und auf kurzem Weg mit der Erde des Schranks verbunden ist, auf einer blanken, unlackierten Kontaktfläche.
- (06)Fixieren Sie das Kabel mit den Kabelbindern der Klemme oder mit einer separaten Zugentlastung, damit kein Zug auf Geflecht und Adern wirkt.
- (07)Halten Sie den ungeschirmten Abschnitt kurz. Zwischen Klemme und Anschluss liegen die Adern ohne Geflecht. Je kürzer dieser Abschnitt, desto besser.
Mehr zur Fixierung selbst lesen Sie unter Was ist Zugentlastung.
Einseitig oder beidseitig erden?
Bei Motorkabeln an einem Frequenzumrichter ist es üblich, den Schirm beidseitig zu erden: am Umrichter und am Motor. So gibt es einen kurzen Rückweg für den hochfrequenten Strom. Bei manchen analogen Messsignalen schreibt der Hersteller dagegen vor, nur einseitig zu erden, um Erdschleifen zu vermeiden.
Eine allgemeingültige Regel gibt es also nicht. Befolgen Sie die Installationsvorschriften von Umrichter, Motor und Encoder bzw. Messgerät. Diese haben immer Vorrang.
EMV-Schirmklemme auf der Schiene oder in der Durchführung?
Es gibt zwei Möglichkeiten, den Schirm anzuschließen:
- Auf einer Schiene im Schrank. Das Kabel wird über eine Verschraubung, einen Rahmen oder eine Durchführungsplatte in den Schrank geführt und dann auf eine Erdungsschiene, DIN-Schiene oder C-Schiene geklemmt. Das ist die gängigste Lösung und leicht erweiterbar.
- Direkt in der Kabeldurchführung. Es gibt EMV-Verschraubungen und EMV-Kabeltüllen, die das Geflecht bereits in der Schrankwand erden. Das spart Platz im Schrank, und die Störung gelangt gar nicht erst hinein.
Wisman liefert beides. Von Detas Ultra sind das unter anderem die MSB- und MSD-Klemmen für Erdungsschiene und DIN-Schiene sowie die MSY und MSK für Siemens ET200-Module. Von Icotek unter anderem die SKL-Klemmen und EMV-Ausführungen der Verschraubungen und Kabeltüllen. Welche Durchführung in die Schrankwand passt, lesen Sie unter Kabel in den Schrank. Im Durchführungsplaner listen Sie Ihre Kabel auf und markieren, welche geschirmt sind.
Selbst berechnenKabeldurchführungs-PlanerVon der Leitungsliste zur Durchführung mit ArtikelnummernPlaner öffnenGeschirmte Kabel in der Energiekette
Läuft das Kabel durch eine Energiekette, wird der Schirm besonders stark beansprucht. Das Geflecht biegt sich bei jedem Hub mit. Ein normales geschirmtes Kabel ist dafür nicht ausgelegt: Das Geflecht bricht mit der Zeit und die Schirmwirkung geht verloren, oft bevor das Kabel selbst defekt ist.
Verwenden Sie in einer Energiekette deshalb ein geschirmtes Kabel, das für Bewegung ausgelegt ist, etwa die geschirmten TRAXLINE-Serien. Im Kabelfinder filtern Sie direkt nach Schirmung. Fixieren Sie das Kabel an beiden Enden der Kette, außerhalb des Biegebereichs, und klemmen Sie es erst im Schrank auf das Geflecht.
Häufige Fehler
- Das Geflecht als Pigtail auf eine Erdungsklemme setzen
- Das Geflecht abschneiden, weil es "im Weg ist"
- Die Klemme nach dem Außenmantel statt nach dem Geflecht wählen
- Eine Erdungsschiene auf einer lackierten Fläche montieren, ohne blanken Kontakt
- Ein langer Abschnitt ungeschirmter Adern zwischen Klemme und Anschluss
- Ein normales geschirmtes Kabel in einer Energiekette verwenden
Hilfe bei der Auswahl
Sie sind unsicher, welche Klemme oder Durchführung zu Ihren Kabeln passt? Senden Sie uns die Kabelliste mit den Durchmessern und den geschirmten Kabeln. Ein Spezialist wählt die Klemmen und die Durchführung aus und prüft, ob alles in den Schrank passt. Beratung anfordern oder alle Kabeldurchführungen ansehen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine EMV-Schirmklemme?
Eine Klemme, die das freigelegte Geflecht eines geschirmten Kabels über den vollen Umfang gegen eine geerdete Schiene oder Platte drückt. So ist der Schirm niederohmig mit der Erde verbunden. Die meisten EMV-Schirmklemmen sorgen auch für Zugentlastung.
Warum ist ein Pigtail schlecht für die EMV?
Ein verdrillter Zopf aus dem Geflecht ist eine schmale, lange Verbindung mit hoher Eigeninduktivität. Hochfrequente Störungen fließen darüber schlecht ab, wodurch der Schirm deutlich schlechter wirkt.
Wo platziere ich die EMV-Schirmklemme?
So nah wie möglich an der Stelle, an der das Kabel in den Schrank eintritt, oder bei einem Frequenzumrichter so nah wie möglich am Anschluss. Halten Sie den Aderabschnitt ohne Geflecht zwischen Klemme und Anschluss kurz.
Erde ich den Schirm einseitig oder beidseitig?
Bei Motorkabeln an einem Frequenzumrichter meist beidseitig. Für manche analogen Messsignale schreibt der Hersteller eine Seite vor. Befolgen Sie immer die Vorschriften von Umrichter, Motor und Messgerät.
Nach welchem Durchmesser wähle ich die Klemme?
Nach dem Durchmesser des freigelegten Geflechts, nicht nach dem Außenmantel des Kabels. Der Klemmbereich steht pro Modell in der Variantentabelle.
Kann der Schirm auch in der Kabeldurchführung geerdet werden?
Ja. Es gibt EMV-Verschraubungen und EMV-Kabeltüllen, die das Geflecht bereits in der Schrankwand erden. Das spart Platz im Schrank.
Nächster Schritt
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