Äärirajoille viedyt testit – osa 7: EMC-testit
HELUn kaapelien ja johtimien kehitysvaiheessa jokainen tuote testataan perusteellisesti heidän omissa laboratorioissansa. Sarjan seitsemännessä ja viimeisessä osassa tarkastelemme EMC-testausta.
Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) tarkoittaa sähköjärjestelmän kykyä toimia luotettavasti sähkömagneettisten häiriöiden esiintyessä ilman, että se itse häiritsee muita laitteita tai komponentteja. Kaapelit ja johtimet eivät ole pelkkiä passiivisia energian ja signaalin siirtäjiä, vaan ne voivat myös aiheuttaa häiriöitä tai olla niille alttiita. Häiriöitä esiintyy usein erityisesti teollisuudessa, jossa käytetään taajuusmuuttajia, moottoreita ja ohjausjärjestelmiä.
Siksi EMC on tärkeä laadun mittari liitäntätekniikassa. Kaapeloinnin ei tule muodostua järjestelmän heikoimmaksi lenkiksi. Suojaus on keskeinen osa EMC:n hallintaa, ja HELU testaa sen toimivuutta omassa testikeskuksessaan. Tarkastelun kohteena ovat erityisesti siirtoimpedanssi ja suojavaimennus.
Siirtoimpedanssi kuvaa, kuinka tehokkaasti kaapelin suojaus estää suurtaajuisia häiriövirtoja pääsemästä sisäjohtimeen. Se ilmoitetaan milliohmeina per metri (mΩ/m), ja mitä pienempi arvo, sitä parempi suojaus. Suojavaimennus puolestaan kertoo, kuinka hyvin kaapelin EMC-vaippa vaimentaa ulkopuolisia sähkömagneettisia kenttiä. Se mitataan desibeleinä (dB), ja mitä suurempi arvo, sitä parempi.
HELU mittaa siirtoimpedanssin standardien EN 50289-1-6 ja IEC 62153-4-3 mukaisesti triaaksiaalimenetelmällä. Menetelmässä suojavaippaan syötetään standardoitu häiriövirta ja samanaikaisesti mitataan sisäjohtimessa syntyvä jännite. Näin voidaan arvioida ulkoisen kentän vaikutus kaapelin sisäjohtimeen. Suojavaimennus määritetään käytännössä päinvastaisella tavalla. Kaapeliin syötetään määritelty suurtaajuinen testisignaali, ja ulospäin säteilevä signaali mitataan. Mitä pienempi säteily on suhteessa syötettyyn signaaliin, sitä tehokkaampi suojaus.
Molemmat ominaisuudet riippuvat vahvasti rakenteesta, erityisesti punoksen tyypistä, peittoasteesta ja materiaalin laadusta. Siksi kaapelivalinnassa kannattaa hyödyntää asiantuntijan osaamista, etenkin EMC-kriittisissä sovelluksissa. Myös asiakaskohtaisesti räätälöidyt ratkaisut voivat auttaa ratkaisemaan sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen liittyviä haasteita luotettavasti.
Kysy asiantuntijalta
Mikä on yleisin EMC:hen liittyvä virhe kaapeloinnin suunnittelussa?
Yksi yleisimmistä virheistä on maadoituksen ja suojauksen puutteellinen huomiointi. Usein käytetään laadukasta suojattua kaapelia, mutta sitä ei maadoiteta oikein, jolloin suojauksen hyödyt menetetään. Signaali- ja tehoreittien erottelun laiminlyönti sekä kaapelien virheellinen asennus häiriölähteiden läheisyydessä ovat yleisiä EMC-ongelmien syitä. Suunnittelun tulee olla kokonaisvaltaista.
Täyssuojaus vai punossuojaus – kumpi on parempi?
Täyssuojaus (yhtenäinen metallinen suoja) tarjoaa parhaan suojan erittäin korkeilla taajuuksilla, koska siirtoimpedanssi on käytännössä nolla. Se ei kuitenkaan sovellu liikkuviin sovelluksiin, koska rakenne on jäykkä ja altis murtumaan taivutuksessa. Siksi sitä käytetään lähinnä kiinteästi asennetuissa antennikaapeleissa. Teollisuussovelluksissa hyvin suunniteltu punossuojaus on useimmiten riittävä. Tärkeimpiä tekijöitä ovat punoksen kulma, peittoaste ja materiaalin laatu. Käytännössä ratkaisevaa ei ole pelkästään määrän lisääminen, vaan eri ominaisuuksien toimiva yhdistelmä.
