4.1 Aansluiting aan beide einden
De afschermdemping van een kabel is sterk afhankelijk van de aansluiting van de mantel aan de einden. Deze aansluiting heeft ook een transfer-impedantie, die bij de transfer-impedantie van de kabel opgeteld wordt. De aansluiting moet dus zo laagohmig en
laagimpedant mogelijk uitgevoerd worden.
De methode met de laagste transfer-impedantie is de kabelmantel rondom te verbinden. Dit kan gedaan worden met behulp van een kabelwartel
connector
kabelwartel of connector, waarbij de kabelmantel tussen twee metalen delen geklemd wordt. Deze klemming kan uitgevoerd worden met een conische kleminrichting zijn (afbeelding 3) of met twee metalen ringen. Bij een doorlopende kabelmantel is de klemming van de blok mantel in een blok (afbeelding 4) of met een klembeugel
(afbeelding 5) een goede methode.
Bij de verbindingsmethode spelen ook de overgangen tussen metaalvlakken een rol in de verhoging van de impedantie tussen de mantel en aardvlak.
Een foute methode is de aansluiting van de mantel met een draaf of varkensstaartje een in elkaar gedraaid eind van de mantel, wel een ‘varkensstaartje’
genoemd (afbeelding 6). Naast een aantal andere nadelige effecten, zoals een onafgeschermd deel van de kabel, telt in dit geval de impedantie van de draad bij de transfer-impedantie van de kabel op, waardoor de afschermdemping verslechterd.
Op de verschillende manieren van verbinden en de effecten daarvan wordt in de les over afscherming uitvoeriger ingegaan.
PBNA/eiyt23/EP
57.98-06.0 7
5798-060-003-D
afschermwand
kabel zonder mantel conus
kabelmantel kabel met
mantel
aandrukmoer huis
Afbeelding 3
Verbinding van de kabelmantel in een wartel Schematische doorsnede
5798-060-004-D
afschermwand
kabel blanke kabelmantel
geleidende pasta
klemblok galvanisch contact
a. doorsnede b. aanzicht
klemblok afschermwand
kabels
Afbeelding 4
Verbinding van de kabelmantel in een blok
5798-060-005-D
kabel
a. zijaanzicht blanke kabelmantel
beugel afschermwand
aardstrip verbinding met wand
b. bovenaanzicht
kabels afschermwand
aardstrip
beugels
Afbeelding 5
Verbinding van de kabelmantel met een beugel
PBNA/eiyt23/EP
57.98-06.0 8
5798-060-006-D
kabel afschermwand
draad of
’’varkensstaartje’’
Afbeelding 6
Aansluiting van een kabelmantel met een draad of een ‘varkensstaartje’
4.2 Aansluiting van kabelmantels bij de aanwezigheid van laagfrequente signalen
analoge signalen Als er laagfrequente analoge signalen in het systeem gebruikt worden, kunnen deze stromen veroorzaken in de tweezijdig aangesloten kabelmantels, waardoor spanningen in de aders van de kabel brom gekoppeld worden. Dit verschijnsel wordt wel ‘brom’ genoemd. Om
deze stroom te verhinderen moeten kabelmantels aan één zijde geaard worden. Daarmee gaat echter de afscherming voor hoogfrequente signalen verloren.
In dit geval moeten kabels met twee geïsoleerde afschermantels gebruikt worden. De buitenste mantel moet aan twee zijden
aangesloten worden om de afscherming voor hoogfrequente signalen te geven. De binnenste mantel wordt aan één zijde verbonden, de controlezijde. Het scherm werkt dan als elektrostatisch scherm voor eventuele laagfrequentstromen in de buitenste mantel en voorkomt zo, dat de laagfrequent signalen in de aders gekoppeld worden.
5 Kabelcategorieën
5.1 Indeling in groepen
Kabels kunnen ingedeeld worden in categorieën naar de graad van de storende werking of de stoorgevoeligheid. De kabels worden
ingedeeld aan de hand van de niveaus en de frequenties van de signalen op de kabels of van de steilheid bij pulsen.
Verder kunnen signalen in de EM-omgeving van invloed zijn op de keuze van het aantal kabelcategorieën. In een storende omgeving bijvoorbeeld moet extra aandacht aan stoorgevoelige kabels
geschonken worden, wat eenvoudiger uit te voeren is, als deze kabels een kabelcategorie vormen. Iets dergelijks geldt voor storende kabels in een stoorgevoelige omgeving.
In sommige gevallen is het al voldoende een scheiding in twee kabelcategorieën te maken, bijvoorbeeld in:
– voedingskabels;
– signaalkabels.
of:
– stroomkabels;
– spanningskabels.
PBNA/eiyt23/EP
57.98-06.0 9
Vaak wordt een indeling in drie categorieën gebruikt. Deze zijn:
– indif f erente kabels
Deze kabels zijn weinig storend en weinig stoorgevoelig. Hiertoe behoren globaal:
– voedingskabels tot 400 V;
– signaal- en controlekabels met frequenties tot 400 Hz en spanningen tot 500 V;
– kabels voor omroepsystemen;
– kabels voor alarmeringssystemen, detectiesystemen en dergelijke.
– stoorgevoelige kabels
De signalen, die deze kabels vervoeren, zijn gevoelig voor interferentie. Hiertoe behoren globaal instrumentatie- en datakabels, zoals:
– kabels voor computer verbindingen;
– sensorkabels;
De signalen, die deze kabels vervoeren, kunnen interferentie veroorzaken. Hiertoe behoren bijvoorbeeld de stuur- en controlekabels zoals:
– kabels met pulsen, zoals frequentiegeregelde signalen voor motoren;
– kabels met hoge vermogens en/of een groot frequentiespectrum;
– zendkabels.
Bij de aanwezigheid van kabels met zeer stoorgevoelige of sterk storende signalen worden daarvoor aparte kabelcategorieën genomen.
Deze zijn:
– zeer stoorgevoelige kabels
Tot deze categorie behoren kabels, zoals:
– microfoonkabels;
– sensorkabels;
– versterkeringangskabels;
– videokabels;
– ontvangstantennekabels.
– sterk storende kabels
Tot deze categorie behoren kabels, zoals:
– kabels met hoge energieniveaus;
– kabels met hoge frequenties;
– kabels met hoogvermogens pulsen.
– kabels die zowel storen als stoorgevoelig zijn
Tot deze categorie behoren één soort kabels, namelijk:
– zendontvangstkabels Vraag 2
Waarvan hangt de keuze van het aantal kabelcategorieën af ?
PBNA/eiyt23/EP
57.98-06.0
105.2 Indeling naar spanningsniveaus
Een globale indeling van kabels in kabelcategorieën aan de hand van signaalniveaus signaalniveaus is in tabel 1 gegeven. Het frequentiegebied is ingedeeld
in laagfrequent (LF, 10 kHz) en hoogfrequent (HF . 10 kHz).
Tabel 1
Indeling van kabelcategorieën naar spanningsniveau
Spanningsniveau
Categorie LF HF
Zeer stoorgevoelig , 10 mV , 1 mV
Stoorgevoelig 10 mV− 24 V 1 mV− 0,1 V
Indifferent 24 −500 V 0,1 − 5 V
Storend .100 V 5 −30 V
Sterk storend .300 V .30 V
Gevoelig en storend 1 mV− 1 kV 0,1 mV− 1 kV
5.3 Leggen van kabels in categorieën
De kabels van een systeem of installatie worden in groepen van dezelfde categorie gelegd. Om beïnvloeding te voorkomen moeten tussen de groepen kabels van de verschillende categorieën afstanden aangehouden worden. De maat hiervoor hangt mede af van de manier aardvlak van leggen, bijvoorbeeld het soort aardvlak of kabeldraagsystemen,
waarop de kabels gevoerd worden.
Als afstanden kunnen aangehouden worden:
– kabels op een geaard vlak:
15 cm 15 cm tussen de opeenvolgende kabelcategorieën.
Deze afstanden gelden voor kabels op kabelkanalen met massieve of geperforeerde bodem.
– kabels niet direct op een geaard vlak:
20 cm 20 cm tussen de opeenvolgende kabelcategorieën.
Deze afstanden gelden bijvoorbeeld voor kabels op kabelladders.
Dat betekent bijvoorbeeld, dat bij een keuze van drie kabelcategorieën tussen de storende en stoorgevoelige kabels, dus een verschil van twee categorieën, de dubbele afstand aangehouden moet worden.
Beter is tussen de storende en stoorgevoelige kabels de indifferente kabels te leggen, die dan een zekere afscherming tussen de buitenste kabelgroepen geven.
Bij vijf kabelcategorieën moeten tussen bepaalde groepen nog grotere afstanden aangehouden worden. Bijvoorbeeld tussen stoorgevoelige en sterk storende kabels, waartussen een verschil van vier categorieën bestaat, moet dus een afstand van vier keer de afstand tussen twee categorieën aangehouden worden, dus 4×15 = 60 cm of 4× 20 = 80 cm.
Als afstand tussen categorieën wordt ook wel 10 keer de diameter van de dikste kabel genomen.
kabelkanalen De onderlinge afstand tussen open kabelkanalen moet minimaal 15 cm zijn of dezelfde afstand als voor de kabelcategorieën zou gelden.
kruisen van kabels Kruisen van kabels van verschillende kabelcategorieën moet onder een grote hoek, bij voorkeur een hoek van 90°gebeuren. De koppeling tussen de categorieën is dan het kleinst.
PBNA/eiyt23/EP
57.98-06.0 11
Vraag 3
Van welke f actoren hangt de af stand tussen kabelcategorieën af ?