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电磁兼容实施 - 电缆敷设

来自电气装置应用(设计)指南

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目录


材料和形状的选择依以下准则而定:

  • 沿电缆通道的 EM (电磁) 环境的严重程度 [靠近 EM (电磁) 干扰的传导和辐射源]。
  • 允许的传导和辐射的发射水平。
  • 电缆的型式 (屏蔽、绞合线、光导纤维)。
  • 连接到布线系统的设备的 EMI 耐受能力。
  • 其他的环境限制 (化学的、机械的、气候的、火灾的等)。
  • 布线系统将来的扩建计划。

非金属的电缆通道适用于以下情况:

  • 连续的、低的 EM 环境。
  • 低发射水平的布线系统。
  • 应当避免使用金属电缆通道的地点 (化学环境)。
  • 使用光纤系统。

对于金属电缆通道,决定阻抗特性是敷设结构的形状 (平的、U 形、管形等) 而不是截面积,封闭型优于开启型,因为它能减少共模耦合。电缆通道常开些缝隙用于电缆的固定夹板,缝隙应越小越好。对于缝隙的型式是缝隙开口与电缆平行并相距一定距离,所引起的问题是最小的,而缝隙的开口垂直于电缆的做法是不推荐的(见图表 R9)。


图表 R9.jpg


图表 R9: 各型金属电缆通道的 EMC 性能


如果在电磁 (EM) 环境低的场所,如果使用的是屏蔽电缆或是光导纤维,如果按不同的电缆类型 (电力;数据处理用电缆等) 敷设于分隔的电缆通道内,则对于防 EMI 来说不良的电缆通道也是可以使用的。

为以后要增加敷设的电缆在电缆通道内预留空间是一个好办法。电缆的高度应低于电缆通道分隔板有如下图所示。加盖也可改善电缆通道 EMC 性能。

在 U 形的电缆通道两个角落的磁场减少。这就说明为什么最好是采用深槽的电缆通道(见图表 R10)。


图表 R10.jpg


图表 R10: 不同类型电缆的敷设


不同的电缆类型 (电力的和低电平的) 不应当敷设在同一束中或同一电缆通道中。电缆通道敷设的电缆量决不应多于满量的一半。

推荐用屏蔽或敷设电缆于不同的电缆通道中或相互间按电磁性能分组分隔。根据要求达到的屏蔽质量水平以确定各组间的分隔距离。假如没有屏蔽,应当保持足够的分隔距离 (见图表 R11)。


图表 R11.jpg


图表 R11: 在金属电缆通道类推荐的电缆组安装


金属的建筑构件能用于 EMC 要求,各型钢梁 (L、H、U 或 T 形) 经常以大横断面和以众多中间联接体的接地连接面构成不间断的接地结构。如若可能,应当沿这些梁敷设电缆,敷设在里面的角落好于敷设在外部表面 (见图表 R12)。


图表 R12.jpg


图表 R12: 在钢梁内推荐的电缆安装


总是应将金属电缆通道的两端就地接至接地极网。对于很长的电缆通道,推荐在连接电器之间增加至接地系统的附加连接。当可能时,这些接地连接间的距离应当是无规律的 (对于对称的布线系统) 以避免相同频率的谐振。所有至接地系统的连接线应当是短的。

金属的和非金属的电缆通道都是可用的,金属通道提供较好的 EMC 特性。电缆通道(电缆托盘、导管、电缆托架等) 应从头到尾提供连续的、导电的金属结构。

相同尺寸铝制电缆通道的直流电阻比钢制结构低,但钢的转移阻抗 ( Zt) 在较低的频率时降低、特别是在高相对导磁率 μr 的情况下。当采用不同的金属时必须谨慎,因为为避免腐蚀在某些情况下直接进行电气连接是不被认可的。这对 EMC 会是不利的因素的。

用非屏蔽电缆连接电器至布线系统是不受低频骚扰影响的。在通道内增设并联接地线(PEC) 能改善非金属通道的 EMC。必须将两端连接至当地的接地系统。应当以低阻抗(例如电器箱的大金属面板) 连接至金属体。设计的并联接地线 (PEC) 应当能通过大故障电流和共模电流。


安装

当金属电缆通道是由许多短段组成时,要求正确连接各个部分谨慎小心保证其连续性。最好的应将这些部分沿所有相接触边缘进行焊接。只要接触面能传导电流 (没有涂漆和绝缘护层),采用铆钉、螺栓、或螺钉连接是允许的,并且要有防腐蚀保护。为了保证两部分间电气接触的正确压力必须遵守拧紧转矩的要求。

当电缆通道采用特殊的形状,应当在全长都采用。所有的相互连接应是低阻抗的,电缆通道两部分间用单根导线连接会造成局部高阻抗,抵消了 EMC 的性能。

从几兆赫兹开始,电缆通道两部分之间有 10 cm 长的连接,衰减系数减少到小于 1/10(见图表 R13)。


图表 R13.jpg


图表 R13: 金属电缆通道的装配


每一次改造或扩建,很重要是要确实按照 EMC 的规定执行 (例如,决不要以塑料型代替金属的电缆通道)。

金属电缆通道的盖子,应与所使用的金属通道本身一样,需要具备同样的要求。盖子应当沿全长有大量的接触点,若不可能做到,应至少在两端与电缆通道用短线连接(例如用编织带或网状连接)。

当电缆通道穿过墙壁 (例如防火墙) 必须中断时,应当在两部分间用低阻抗连接 (见图表 R14)。


图表 R14.jpg


图表 R14: 穿墙时推荐的金属电缆通道的装配