Uziemienie funkcjonalne i ekranowanie

Ekranowanie kabli PROFIBUS & PROFINET

Ekrany kabli wykorzystują dwie różne zasady do tłumienia poszczególnych rodzajów zakłóceń. Zasady te określane są jako „ekranowanie aktywne” i „ekranowanie pasywne”.

 

Ekranowanie pasywne

Efekt ekranowania uzyskany wyłącznie poprzez zastosowanie materiału ekranującego o odpowiedniej grubości nazywany jest jako ekranowanie „pasywne”. Minimalna grubość materiału wymagana do uzyskania efektu ekranowania zależy od dwóch czynników:

a) od częstotliwości zakłóceń;
b) od przenikalności magnetycznej materiału w obecności pola magnetycznego.

Jeśli ekran ma grubość materiału większą niż minimalna wymagana grubość materiału, wewnątrz ekranu mogą wystąpić prądy wirowe. Prądy wirowe generują pole, które jest zorientowane przeciwnie do pola zakłócającego. Dzięki temu efekt zakłócający jest prawie wyeliminowany. Jednakże ten efekt ekranowania nie jest zazwyczaj zapewniany przez ekrany kablowe, ponieważ ich grubość materiału jest niewystarczająca, a zamiast tego uzyskuje się go zazwyczaj poprzez metalowe kanały kablowe z separatorami i osłonami lub rurami stalowymi.

 

Ekranowanie aktywne

Ze względu na małą grubość materiału ekranów kabli zastosowano aktywny efekt ekranowania.
Jednak aby aktywne ekranowanie zadziałało, konieczne jest przyłączenie ekranu kabla do uziemienia najlepiej w kilku punktach w celu ustanowienia obwodu prądowego.

W przypadku wystawienia na działanie pól magnetycznych indukowane jest napięcie w wyniku połączeń ekranu kabla z uziemieniem, a napięcie to umożliwia przepływ prądu w ekranie kabla. Ten prąd płynie z powrotem przez wyrównanie potencjałów.

Indukowany przepływ prądu wytwarza przeciwindukcję z przesunięciem fazowym o 180° w stosunku do początkowej indukcji pola magnetycznego. Powoduje to zniwelowanie strumienia magnetycznego przechodzącego przez obszar otoczony przepływem prądu i zmniejszenie napięcia indukowanego w wiązce przewodów.
Z tego powodu ekrany kabli powinno się łączyć do uziemienia przynajmniej na obu końcach w celu uzyskania wystarczającego efektu ekranowania przed różnego rodzaju polami magnetycznymi.