Типы кабельных клемм и муфт: выбор, классификация, разновидности
Среди множества способов создать проводной контакт специалисты и «кустари» все чаще предпочитают использовать вместо ненадежной скрутки или трудоемкой пайки гораздо более удобную и уже готовую соединительную монтажную фурнитуру. В материале ниже речь пойдет о клеммах для соединения проводов, кабельных муфтах и их разновидностях.
Прокладка новых энерголиний, обслуживание действующих электрических сетей, мелкий и капитальный ремонт электропроводки, подключение новой розетки или кондиционера – этим занимаются профессионалы и сами домовладельцы-любители. Независимо от уровня подготовки, каждый электромонтер сталкивается с необходимостью сопряжения кабелей в единую электроцепь. Это нужно делать правильно, как подробно описано в статье «Способы соединения электрических проводов».
Среди множества способов создать проводной контакт специалисты и «кустари» все чаще предпочитают использовать вместо ненадежной скрутки или трудоемкой пайки гораздо более удобную и уже готовую соединительную монтажную фурнитуру.
В материале ниже речь пойдет о клеммах для соединения проводов, кабельных муфтах и их разновидностях.
Разновидности соединительных клемм
Соединительные клеммы прочно вошли в профессиональный обиход электромонтеров, ведь их применение позволяет создать действительно надежный проводной контакт, который в течение долгих лет будет обеспечивать непрерывность электроцепей, не «подгорит» и не оплавится, повышая вероятность обрыва, замыкания или даже пожара.
Кроме того, на рынке этих полезных приспособлений можно подобрать клемму на «любой вкус», с учетом кабельного сечения, жильного металла, места установки и даже цветовых предпочтений покупателя. Мы расскажем о самых простых клеммах и более сложных, современных и защищенных.
Простейшие клеммные соединения отличаются доступной ценой, компактностью и высоким уровнем надежности, выдерживают необходимые для домовой электрической разводки токовые нагрузки, обеспечивают бесперебойность контакта, могут взаимодействовать с кабелями достаточно большого сечения, а также успешно функционируют в составе электросхем бытовых приборов.
Клеммники типа «ножны» представляют собой изолированную или неизолированную связку «папа/мама», которая соединяется путем вставки одной детали в другую. Моно- или мультижильный провод сечением до 6 мм обжимается в хвостовике «ножен».
Кольцевые неизолированные клеммы закрепляются винтами и бывают двух типов: в виде собственно кольца и вилки с разомкнутым контуром. Кольцевые соединители допускают применение кабельных изделий сечением до 17 мм, вилочные – до 5. «Вилка» позволяет оперативно менять соединение без демонтажа всей конструкции, т.е. полного отвинчивания зажимов.
Штыревая изолированная клемма выполнена в виде компактной разъемной детали, состоящей из вилки и розетки. С этим типом клеммника удобно работать, он рассчитан на провода с диаметром жил до 6.6 мм.
Разновидностью штыревых клемм является втулочный наконечник, который предназначен для опрессовки пучка многопроволочных жил, объединения одножильных проводников с мультижильными или для надежной фиксации в провода в более сложном клеммнике, например, колодке.
Среди наиболее простых клеммников следует упомянуть и трубчатый фиксатор, который конструктивно ближе к таким типам приспособлений, как гильзы или муфты соединительные. Фиксация контакта происходит в металлической трубке путем зажима винтами или силового обжима фурнитуры. В муфтовом фиксаторе можно соединять проводники сечением до 17 мм.
Клеммная колодка входит в группу более сложных приспособлений для соединений проводных изделий. Винтовая колодка содержит несколько полиэтиленовых ячеек с латунной гильзой-контактом, внутри которого и происходит зажим оголенной жилы. От большой колодки можно отрезать нужное количество ячеек для соединения нескольких пар кабелей в распредкоробке. Подробное описание смотрим в ролике.
При применении клеммной колодки важно соблюсти осторожность и не перетянуть зажим, ведь мультижильные и алюминиевые кабеля весьмы чувствительны к механическим воздействиям.
Следует учесть свойство алюминия «протекать» под давлением, что чревато потерей хорошего контакта и усилением нагрева. Поэтому нужно периодически проверять такие соединения. Многожильные провода необходимо предварительно оконцевать правильно подобранным штыревым наконечником. Допускается использовать колодки-клеммы для соединения алюминиевых и медных проводов.
Барьерные клеммы выполнены в гетинаксовом корпусе из прессованного материала на бумажной основе. Они отличаются более ровным прижимом за счет присутствия в конструкции контактных и зажимающих металлических пластин, а также специальных выемок для проводов. Для защиты от случайного прикосновения, межфазных замыканий и удобства визуального наблюдения такие клеммы оборудованы съемными прозрачными крышками из диэлектриков.
Самозажимные пружинные клеммы – наиболее скоростной и эффективный способ создать проводное сопряжение. После съема с провода изоляционного покрытия достаточно вставить его до упора в клемму –и особая пружина сама придавит жилу к луженой шинке.
На прижимной поверхности медной пластины есть выемка, чтобы избежать лишнего давления на жилу, но при этом зажимное усилие не ослабевает и контакт остается надежным.
Самозажимы широко применяются при работе как с мягкими мультижильными проводами, так и с моножилами разных сечений. Весьма популярны клеммы Wago, имеющие покрытые спецпастой биметаллические контакты. Данный тип клемм отлично подходит для соединения алюминиевых и медных проводов без угрозы для их окисления.
Пружинные клеммники бывают одно- и многоразовыми. Рассмотрим их конструкцию и различия на примерах клеммы Wago.
Прижимная пластина одноразового зажима автоматически фиксирует проводник и непрерывно сохраняет заданное усилие, поэтому нет необходимости проверять и поджимать контакты. Внутри приспособления данного типа присутствует смазка, изготовленная из смеси кварца с техническим вазелином, которая предотвращает появление окислов на контактах.
Такие клеммы недороги, гораздо проще заменять их на новые, чем пытаться вытащить провод.
В отдельную серию выделены соединительные клеммы Wago, предназначенные для многоразового использования и выдерживающие токи до 32 А. Особые рычажки обеспечивают быстрое и удобное фиксирование/расфиксирование проводников, позволяя оперативно переконфигурировать электроцепь. Эти клеммы также можно применять для соединения алюминиевых и медных проводов.
Если требуется мощный зажим для одновременного сопряжения нескольких проводных изделий, то на помощь придет гильза, которая представляет собой меднолуженую трубку или плоский наконечник с отверстием. Зачищенные на длину гильзы кабеля помещаются внутрь приспособления, которое обжимается кримпером (спецклещами), для надежности в 2-3 местах.
Если гильза намного толще проводов, ее можно набить ненужными отрезками. Для изолирования можно применить ПВХ-ленту или термоусадку. Гильзы могут быть медными, алюминиевыми или комбинированными (медно-алюминиевыми), поэтому могут служить клеммами для соединения алюминиевых и медных проводов.
Болтовое соединение – это самодельная клемма, которую применяют для сопряжения разнометаллических проводов. Достаточно простой гайки, болта и шайбы, чтобы воссоздать приведенную на рисунке схему. Заметим, что сама конструкция является довольно громоздкой, ее сложно хорошо заизолировать и спрятать в распредкоробке.
Для тех, кто предпочитает наглядность, рекомендуем видеоролик «Основные типы клемм»:
Разновидности соединительных муфт
Аналогично проводным клеммам, муфты кабельные выполняют задачу по сопряжению электрических проводников в единую цепь и подключению к электросетям разнообразного оборудования.
Функционально муфты кабельные соединяют, разветвляют, обеспечивают переходы, стопорят или оконцовывают проводники. Кроме того, с их помощью происходит качественная герметизация и дополнительное изолирование места проводного стыка. Конструктивно они представляют собой определенный набор материалов и деталей, который обеспечивает восстановление целостности электролинии, как механической, так и электрической. На комплектацию каждой муфты влияет ряд факторов, например, сечение и число жил, токовая частота и напряжение, материал кабельного изолятора, конструкция провода, условия монтажа.
Рассмотрим более подробно некоторые виды соединительных муфт, из числа приведенных на схеме-классификаторе.
Соединительные кабельные муфты применяются при прокладке силовых электролиний для усиления надежности, улучшения герметичности и защиты от повреждений в местах стыковки проводов, особенно одно- и многожильных.
Переходные кабельные муфты обеспечивают гарантированное сопряжение проводных изделий с разными типами изоляторов, например, с бумажным и ПВХ.
Стопорные муфты сочетают в себе конструктивные и функциональные особенности концевых и соединительных муфт. Помимо своих основных функций, они выполняют задачу по разделению масла в смежных секциях фаз высоковольтных маслонаполненных кабелей или предотвращают стекание пропитки в проводах с бумажным изолятором.
Ответвительные кабельные муфты используются только в узкоспециализированной сфере: при создании проводного ответвления от ЛЭП.
Концевые кабельные муфты отвечают за проводное соединение непосредственно с электроприборами и механизмами, применяются при разделке мультижильных проводов или выполняют функцию простой заглушки.
К одному из популярных видов соединительных муфт относится гибкий термоусаживаемый соединитель.
Он легко монтируется, а затем, под воздействием горячего воздуха, «обсаживается» и образует плотное и герметичное покрытие. Такие муфты существенно снижают риски пробоя током, повышают прочность изделия и сроки его службы. Благодаря широкому диапазону усадки, можно стыковать линии с кабелями различных диаметров.
Скотч-лок – одноразовая соединительная муфта, которую обычно используются для слаботочных кабелей, например, для телефонии или маломощных диодных светильников. Подробнее читайте в нашем материале «Способы соединения электрических проводов».
|
|
|
Для чего нужны кабельные муфты
Длина кабельной коммуникации может составлять десятки километров, тогда как монтажная длина куска кабеля обычно ограничивается размером перевозимой катушки.
По этой причине зачастую протяженную кабельную коммуникацию приходится делать составной — из соединенных последовательно фрагментов максимально доступной длины, и уже полученную конструкцию подключать куда нужно.
Для решения описанной задачи применяют соединительные переходные муфты и концевые муфты. Соединительные переходные муфты позволяют сопрягать кабели разных типов и служат для объединения кусков кабелей в один цельный. С тем чтобы уложить полученный кабель в траншею и закопать его. Концевые муфты нужны для присоединения концов кабелей к щитам или другому оборудованию.
Требования ко всем характеристикам и параметрам соединительной муфты для силовых кабелей достаточно строги. Муфта обязана обеспечить минимальные потери электричества при прохождении тока через место соединения. Поэтому крайне важно, чтобы площадь контакта на переходах жила-муфта и муфта-жила была бы чуть больше сечения жилы.
Усилие при обжиме муфты должно обеспечить очень плотный контакт и максимальную проводимость готового соединения.
Вот почему для крепления любых муфт (соединительных и концевых) используются специальные гильзы с крепежными деталями и обжимом.
Изоляция муфты и соединения в целом должна с запасом выдержать межфазное напряжение, быть механически прочной и влагостойкой с учетом постоянного нахождения кабеля в грунте.
Выбирая соединительную муфту для кабеля, необходимо руководствоваться следующими его параметрами: количество проводов в кабеле, площадь сечения жил, материал жил, максимальное напряжение, вид межфазной изоляции и защитной оболочки кабеля. В зависимости от максимального напряжения коммуникации, соединительные элементы подразделяются на применяемые для высоковольтных сетей и для сетей с напряжением менее 1000 вольт.
Обычно максимальное количество проводов, которые соединяются при помощи одной муфты — до четырех, но существуют также ситуации, хотя и редкие, когда проводников на одну муфту приходится более четырех.
При монтаже муфты сначала концы кабеля разрезают и снимают с них изоляцию, после чего подготавливают поверхности проводников: срезают изоляцию на длину половины муфты. После этого вставляют по два конца соединяемых проводов с двух сторон в соответствующие соединительные элементы муфты и крепко фиксируют все при помощи крепежных деталей. Аналогичным образом фиксируют клеммы.
Поделиться записью
Соединительные муфты для кабеля ВББШВ
ООО «Технолог» – профессиональный поставщик электротехнической продукции, реализует кабельные муфты от различных производителей,
таких как «Термофит», завод ПЗЭМИ (г. Подольск), завод КВТ (г. Калуга), Михнево, Райхем (Raychem) и др.
Мы на протяжении длительного срока занимаемся продажей муфт для кабеля и комплектующих к ним, и поэтому у нас накопился большой опыт, в отношении этой продукции.
Позвонив нам, Вы сможете получить консультацию от наших менеджеров, которые помогут Вам сделать правильный выбор.
А зайдя в каталог, которые находится на нашем сайте, Вы найдете всю необходимую информацию (технические характеристики, описание и т.д.) о кабельных муфтах, и убедитесь в наличии большого ассортимента.
Кабельные муфты представляют собой устройства, которые предназначены для соединения кабелей в кабельную линию и для их подвода к электрическим установкам и воздушным линиям электропередачи.
Муфта – это комплект деталей и материалов, обеспечивающий восстановление электрической, конструктивной и механической целостности кабеля.
Состав комплекта кабельной муфты определяется рабочим напряжением, количеством жил, типом изоляции и конструктивными особенностями кабеля.
Соединительные муфты для кабеля используются для соединения одножильных или многожильных силовых кабелей.
Соединительные муфты применяются при прокладке кабелей в местах с агрессивными средами, таких как кабельные коллекторы, тоннели или в грунте.
Защитные трубки и термоплавкий клей, находящиеся в муфтах защищают места соединений кабельных жил, обеспечивая надежную изоляцию.
В соединительных муфтах жилы кабеля обычно соединяются опресованными наконечниками или болтовыми соединениями.
Применение такой арматуры как соединительная кабельная муфта повышает механическую прочность кабеля.
Монтаж муфт позволяет увеличить стойкость кабелей и кабельных систем к воздействиям агрессивной внешней среды.
Соединительные муфты бывают низковольтными, которые рассчитаны на среднее напряжение и обеспечивают прочность соединения, герметичность, защиту от коррозии.
Такие муфты используются для соединения и оконцевания 3-х, 4-х, 5-ти и одножильных силовых кабелей с бумажной пропитанной и пластмассовой изоляцией на напряжение до 35 кВ.
Для соединения силовых кабелей обычно применяют муфты в металлическом корпусе, чугунные и свинцовые, а также и эпоксидные муфты, которые менее пожароопасные, чем металлические.
Свинцовые и алюминиевые муфты защищаются от механических повреждений защитными кожухами из чугуна.
В комплект с муфтой входят дополнительные высокопрочные элементы, материалы которых стойки к изоляционному составу жил, ультрафиолетовому излучению солнца, погодным условиям и обладают повышенной огнестойкостью.
Соединительная муфта для кабеля применяется для соединения кабелей, проложенных в земле на участках трассы с разницей между уровнями не более 15 м.
После монтажа кабеля кабельные соединительные муфты в течение 10 минут испытывают под напряжением постоянного тока.
Вот небольшой пример использования соединительной кабельной муфты: иногда бывает, что при выполнении земляных работ и монтаже инженерных систем, трубопроводов, водопроводов или других инженерных коммуникаций случайно повреждают кабельные линии, которые проложены в земле.
Также повреждается изоляция кабеля в местах прохождения кабеля через трубы, стены зданий и сооружений, металлические конструкции коробов и лотков.
Имея специальных соединительные муфты для кабеля, в таких случаях для восстановления повреждённой кабельной линии не нужно прокладывать новый кабель, ведь ест возможность отремонтировать и восстановить кабель в местах его повреждения при помощи муфт.
Так же, соединительные муфты для кабеля пригодятся при проведении электромонтажных работ по прокладке длинной кабельной трассы, когда необходимо соединять между собой кабель.
Секрет популярности соединительных муфт при прокладке кабельных линий заключается в простоте их монтажа и установки.
Цена (прайс-лист) кабельные муфты.
Наша компания предлагает широчайший ассортимент кабельных муфт.
Самые выгодные цены, ассортимент и качество.
Доставка, отправка в любые регионы.
(499) 290-30-16, (495) 973-16-54, 740-42-64, 973-65-17
E-mail для заказа продукции: [email protected]
Муфты кабельные Райхем (Raychem)
Муфты кабельные завода ПЗЭМИ (г. Подольск)
Муфты кабельные завода КВТ (г. Калуга)
Муфты кабельные Михнево
Муфты кабельные «Термофит»
Также у нас имеется широкий ряд электротехнического и светотехнического оборудования: кабель, провод, кабельные муфты, лампы, светильники, автоматические выключатели, контакторы, трансформаторы, лента оградительная, электросчетчики, секторные ножницы, рубильники, шины, изоляторы, ящики, шкафы, боксы и др.
Что такое соединительные кабельные муфты
Многие люди до сих пор задаются вопросом о том, для чего нужны соединительные муфты для кабеля.
Главное их предназначение заложено в названии — соединять эти самые кабели.
Дело в том, что у каждого провода существует определенная длина, которая не может быть увеличена. Эта длина ограничена, и её не всегда хватает для удовлетворения потребностей, возникающих при прокладке линий. Даже в случае отдельного производства кабелей на заказ невозможно сделать слишком большой провод. Это неудобно и малофункционально. Слишком длинный провод, как минимум, очень сложно транспортировать. О его монтаже, прокладке и полным взаимодействием с сетью и вовсе не приходится говорить. Именно поэтому при прокладке высоковольтных линий монтажники прибегают к сравнительно небольшим отрезкам проводов, которые нужно соединять между собой.
Для соединения могут использоваться распределительные коробки, в которых находятся клеммники. Однако, это не всегда удобный вариант в силу того, что данная коробка требует регулярного ухода за собой. При прокладке высоковольтных линий в отдалённых местах не всегда имеется возможность постоянно поддерживать рабочее состояние механизма.
Именно поэтому люди активно пользуются соединительными муфтами. Этот инструмент создаёт качественное соединение между кабелями, не занижая мощность электрического тока. Главное преимущество муфт перед распределительными коробками — это отсутствие необходимости постоянно ухаживать за соединением. Кабели будут идеально работать на протяжении долгого времени, не нуждаясь в обслуживании.
Виды соединительных муфт для кабеля
Главная характеристика всех соединительных муфт — это напряжение в линии соединения. Самыми распространёнными моделями являются муфты с напряжением до 1 кВт и до 10 кВт.
Также муфты различаются по типу кабелей, для которых они предназначены. Например, муфты для кабелей в пластмассовой или бумажной изоляции и так далее. Есть специальные виды, которые нужны для соединения бронированных кабелей. У таких муфт имеется специальный провод, который соединяет броню. Присоединяется броня с помощью пайки или специально разработанных для присоединения пружин.
Все кабели различаются между собой по количеству рабочих жил.
Это различие находит отражение в конструкции всей муфты. Например, модели, предназначенные для соединения трёхжильных кабелей имеют поперечный разрез и определенное количество соединителей.
Муфтами соединяются не только силовые кабели. Часто их используют при прокладке линий связи. Такие линии нуждаются в надёжном соединении не меньше, чем электрические, а их протяжённость в разы больше. В таких случаях используются соединительные муфты, специально предназначенные для соединения связных линий. Например, для таких целей хорошо подходят муфты для оптоволоконных кабелей. Такие муфты значительно отличаются от тех, которые предназначены для соединения силовых кабелей.
Ещё одной особенностью является различное сечение рабочей жилы у кабелей. Соединительные муфты для кабеля имеют свой диапазон сечений жил кабелей, на которых их можно устанавливать.
Где купить кабельную муфту?
В ассортименте компании Трансэнерго вы всегда сможете найти все виды кабельных муфт: соединительные, концевые, переходные и тд.
, как собственного производства, так и производства ведущих мировых производителей, таких как Tyco Raychem и Ensto. Кроме муфт мы готовы предложить электротехнический инструмент и арматуру для монтажа СИП. Формирование и отгрузка заказа осуществляется в кратчайшие сроки по всей территории РФ. На всю предлагаемую продукцию даётся гарантия производителя.
XC Прямой кабельный зажим, 4-контактный штекер, штепсельная розетка, байонетное соединение, кабельный разъем для пайки
Особенности:
- XC, вилка, 4-контактный, гнездовой, прямой, байонетное соединение, кабель, припой, алюминиевый сплав
- Использует систему байонетного соединения, обеспечивающую быстрое соединение и быстрое разъединение, малый размер и малый вес
- Контактные детали приварены, корпус экранирован и неэкранирован, доступно несколько покрытий
- Гнездо имеет обычное уплотнение и уплотнение из спеченного стекла, подходящее для различных условий работы
- Высокое качество с возвратом денег 100% в течение 30 дней;
- От оригинальной фабрики OEM, такое же качество по гораздо лучшей цене.
Прибор:
- Стратегическая и тактическая система
- Электронная система противодействия
- Электрическая энергия поля
- Сигналы связи соединяют систему
- Система аэрокосмической навигационной связи и слежения за испытаниями
- Компьютерная система
- Почтовая и телекоммуникационная железнодорожная система управления
- Импортное медицинское оборудование
- Подключение электрических и телекоммуникационных сигналов
Электрические характеристики
- Относительная влажность: 92-98% при 40±2°C
- Сопротивление изоляции: ≥3000 МОм
- Контактное сопротивление: 1.5МОм/3МОм/5МОм/7М
- Номинальное напряжение: 600 В
- Номинальный ток: 3 А / 5 А / 10 А / 25 А
Механические характеристики
- Вибрация: частота вибрации 10–2000 Гц, ускорение 196 м/с2
- Удар: ускорение 980,7 м/с2
- Столкновение: 392 м/с2
- Механический ресурс: 500 раз
Характеристики окружающей среды
- Рабочая температура: -55°С ~ +125°С
- Рабочее давление: 101. 33кПа-1,33Па
- Герметичность: обычная розетка: не более 6×10-2 Пал/с
- Муфта из спеченного стекла: не более 1×10-5 Пал/с
33кПа-1,33ПаМатериал:
- Корпус: алюминиевый сплав
- Изолятор: термопласт
- Контакт: медный сплав с позолотой/никелированием
Откуда ваша продукция? Они сертифицированы?
Elecbee имеет долгосрочные соглашения о сотрудничестве со многими заводами OEM в Китае, чтобы снизить стоимость промежуточного канала и помочь вам сэкономить деньги.Все наши продукты производятся строго в соответствии с относительными мировыми стандартами, чтобы обеспечить хорошую совместимость и отличное качество продуктов.
Какие формы оплаты вы принимаете?
Наш основной способ оплаты включает Paypal, кредитную карту, банковский перевод и так далее.
Вы можете выбрать кого угодно
Когда вы организуете отправку?
После подтверждения получения вашего платежа мы организуем отправку как можно скорее и загрузим номер курьера на сайт для облегчения отслеживания.
При нормальных обстоятельствах товар будет отправлен в течение 48 часов. Если посылка не может быть отправлена своевременно из-за особых обстоятельств, мы свяжемся с вами заранее и сообщим конкретные причины.
Как обменять или вернуть?
1. Вы можете подать заявку на возврат в течение 30 дней после получения товара. Пожалуйста, убедитесь, что внешняя упаковка не повреждена, а продукты находятся в первоначальном состоянии. Мы организуем возврат средств согласно соответствующим положениям после получения посылки.
2. Процесс возврата: вы подаете заявку на возврат — утверждаете возврат — вы организуете возврат — получаете товары и проводите проверку — мы организуем возврат;
3.
Мы будем нести расходы по доставке за возврат, вызванный нами, например проблема качества; Что касается возвратов, вызванных клиентом, клиент должен нести ответственность за стоимость доставки;
Задать вопрос о продукте
Ваш вопрос:
Примечание: HTML не переводится!
ОТПРАВИТЬ
| 60 9 | | |||||||||||||||||||
| Материал для тела | | | | | Метод установки | Кабель | Тип терминала | Терминальный Тип | | | ||||||||||||
| Пол | | Направление | | ||||||||||||||||||
| Направление | Прямой | |||||||||||||||||||
| разъем типа | ||||||||||||||||||||
| разъем типа | Plug | | Количество позиций | | |||||||||||||||||
| Количество позиций | ||||||||||||||||||||
| Способ стыковки | ||||||||||||||||||||
| Способ стыковки | Байонет | |||||||||||||||||||
17: Связь сигналов — Workforce LibreTexts
Двигатель должен работать, как и ожидалось. Теперь подключите детектор аудиосигнала к клеммам двигателя с последовательно включенным конденсатором 0,047 мкФ, например:
Поскольку клеммы двигателя электрически общие с соответствующими клеммами батареи, а природа батареи заключается в поддержании постоянного напряжения постоянного тока, на клеммах двигателя не должно появляться ничего, кроме постоянного напряжения, верно? Что ж, из-за внутреннего сопротивления батареи и длины проводников импульсы тока, потребляемые двигателем, вызывают колебательные «провалы» напряжения на клеммах двигателя, вызывая «шум» переменного тока, слышимый детектором:
Обнаруженный здесь шум возникает из-за импульсов тока через сопротивление провода:
Это может быть весьма вредным, в зависимости от того, сколько шума было связано между двумя цепями и насколько чувствительна одна цепь к шуму другой. Поскольку явление первичной связи в этой схеме носит емкостной характер, высокочастотные шумовые напряжения связаны более сильно, чем низкочастотные шумовые напряжения.
Разъемные муфты ’s («CRS») представляют собой высококачественные жесткие разъемные фитинги для труб, изготовленные из первичного поливинилхлорида (ПВХ). Разъемные муфты CRS из ПВХ, предназначенные для коммерческого, промышленного и коммунального применения, доказали свою надежность и эффективность в подземных, закрытых и надземных применениях. Муфты представляют собой простые в использовании самоблокирующиеся двухкомпонентные муфты, которые устраняют необходимость резать и сращивать кабели при подсоединении или ремонте кабелепровода. Муфты используются либо для соединения секций разделенного кабелепровода вместе, либо для соединения разделенного кабелепровода со стандартным кабелепроводом.
Перечисленные продукты отмечены знаком ETL Listed Mark. Кроме того, разъемный кабелепровод изготовлен в соответствии с NEMA TC-2.
R34 — пример емкостной связи
Глазар, PE, 
Программа (COAX.EXE) генерирует решения
После того, как пользователь введет различные параметры задачи, программа
Кабель поддерживается на высоте 0,1 метра над землей и подвергается Рисунок |
Деталь
Во второй части этой статьи рассматривается теория связи линий передачи (ЛЭП), а в части III
обсуждает особенности и ограничения программного обеспечения.
Рисунок 3. Проблема |
II.
TL COUPLING THEORY
Теория TL рассматривает внешний экран (оболочку) коаксиального кабеля.
кабель как проводник над плоскостью земли, который формирует равномерную передачу без потерь
линия. Такая линия передачи имеет реальное волновое сопротивление, равное
Z o
= 138 Log 10 (4ч/день)
где
ч
= высота экрана над землей,
d = диаметр экрана
d, h в последовательном
шт.
Концы щита заделаны
на заземляющем слое в импедансах ZS 1 и ZS 2 , которые могут
быть сложным.На рис. 4 показаны экран и сигнальные клеммы. Для теории ТЛ
чтобы быть действительным, высота экрана, h, должна быть малой по сравнению с длиной линии и
также должна составлять незначительную долю длины волны в свободном пространстве.
Рисунок |
Что касается частей, несущих сигнал
коаксиального кабеля, внутреннее волновое сопротивление
коаксиальный кабель будет обозначаться как Z c , чтобы отличить его от Z или .Также,
центральный проводник, несущий сигнал, оканчивается комплексным сопротивлением Z a
и Z b , представляющие стороны источника и нагрузки сигнальной цепи,
соответственно.
Если эта конфигурация освещена электромагнитным
поле, имеющее составляющую, параллельную любой части экрана, будет течь ток
на поверхности щита. Поскольку экран неидеален, поверхностный ток
будет соединяться с центральным проводником (т.е., в сигнальную цепь) коаксиального
кабель. Механизм этой связи между экраном и сигнальной цепью может быть
описывается функцией, известной как импеданс поверхностного переноса , Z t ,
кабеля.
Эта функция имеет размерность в омах на единицу длины кабеля.
вдоль оси z и определяется дифференциальным уравнением
dV(z)
= Z t I(z) dz
Это определение подразумевает, что дифференциальное напряжение
генерируется внутри кабеля, напряжение которого пропорционально
к поверхностному току экрана, I(z) и величине Z t .это
это дифференциальное напряжение вдоль центрального проводника, вызывающее нежелательное
компонент в сигнальной нагрузке. Следует отметить, что Z t также является частотным
зависимым, а на практике обычно является измеряемым параметром и представляется в виде
график величины импеданса в зависимости от частоты.
На рис. 4 показано поле E
обозначение, использованное Смитом [1] и принятое здесь. Четыре показанных поля
которые обеспечивают максимальное соединение с кабельной системой, указанной на рисунке 4.Все
предполагаются однородными поперечными плоскими волновыми полями. Ex(y) представляет собой вертикально поляризованный
поле, движущееся в направлении y или -y (боковое падение).
Ex(z) представляет
поле с вертикальной поляризацией, движущееся в направлении z или -z (падение торцевого огня).
Ez(x) представляет собой горизонтально поляризованное поле, движущееся в направлении -x;
то есть, распространяясь прямо над головой к плоскости земли (краевой огонь
заболеваемость). Наконец, Ez(y) представляет горизонтально поляризованное поле, бегущее
в направлении y или -y.
Обратите внимание, что два дополнительных горизонтально поляризованных
поля Ey(x) и Ez(x) были бы ортогональны всем частям системы проводников
определено на рисунке 4, и связи не будет. Кроме того, Ex(x), Ey(y) и Ez(z)
не являются физически реализуемыми полями, поскольку поперечные электромагнитные (ТЕМ) волны
не может иметь компонент поля в направлении движения.
Ez(x) требуется доп.
комментарий. Из четырех рассматриваемых полей это единственное, в котором всего
поле вблизи проводников может отличаться от падающего
поле.Если мы предположим, что поле Ez(x), имеющее падающую величину, E i ,
был запущен с некоторого большого расстояния над землей, он столкнулся бы
плоскость земли и испытать полное отражение на поверхности плоскости.
Конечным результатом будет стоячая волна, создающая 90 571 общее поле 90 572, имеющее
величина нуля на плоскости земли и на четных кратных половине длины волны
над землей. Точно так же общее поле будет иметь величину 2.
E i на нечетных кратных четверти длины волны над землей; это,
Ez(x) = 2 E i sin 2ph/l.В испытательной камере или в
любой другой реальной среде кабельная система будет реагировать на общее поле, которое
может сильно отличаться от падающего поля. На любой заданной частоте и высоте
над землей эта разница может варьироваться от +6 дБ до бесконечности.
глубокий нулевой ответ.
Смит [1] показал, что ток IL(z,w)
будет течь в нагрузке сигнала, Zb, из-за распределения тока, I(z,w),
по длине щита:
где:
P = Z c (Z a + Z b ) cos b i
s + j(Z c 2 + Z a Z b ) sinb i s
Z a = оконечное сопротивление источника коаксиального сигнала, R a + j X a
Z b = полное сопротивление нагрузки коаксиального сигнала, R b + j X b
Z c = внутреннее волновое сопротивление коаксиального кабеля, Ом
Ом
= частота в радианах = 2 p f
f = частота, Гц
z = расстояние по кабелю, м
Z t = поверхностное передаточное сопротивление,
Ом/м
b i = внутреннее волновое число коаксиального кабеля
= бВ е
б =
Волновое число в свободном пространстве = w / c
V f =
коаксиальный коэффициент скорости
c = 3 x 10 8 м/с
s = длина кабеля, м
Для Ex(y):
I(z,w)
= K1 {Zw [cosb(s-z) — cos bz] + j[Z 2 sinb(s-z)
— Z 1 sin bz]}
Для Ex(z):
I(z,w) = K1 [ (Zw — Z1) sinbs sinbz + j(Zw + Z2)
sinbs cos bz — j(Z1 + Z2) cos bs sinbz]
Для Ez(x):
I(z,w) = K2 [1 — (N1 + jN2) / D]
Для
Ez(y):
I(z,w) = K3 [1 — (N1 + jN2)
/ D]
, где:
E i = Авария с электричеством
напряженность поля, В/м
h = высота экрана над землей, м
d = экран
диаметр, м
Zw = 2 Z o = 276 Log 10 (4h/d)
ZS 1 ,
ZS 2 полное сопротивление оконечной нагрузки на концах 1,2 соответственно
Z1 = 2 ZS 1 = 2 (RS 1 + jXS 1 )
Z2 = 2 ZS 2
= 2 (RS 2 + jXS 2 )
D = Zw (Z 1 + Z 2 )
cos bs + j(Zw 2 + Z 1 Z 2 )
sinbs
K1 = 2 ч E i /D
K2 = (2 / Zw
б) (2 E i sin 2ph/l)
K3 = (2 / Zw b) (E i )
N1 = Z o Z 2 cos bz + Z o
Z 1 cosb(s-z)
N2 = Z 1 Z 2
[sinbz + sinb(s-z)]
Очевидно, что бумага и карандаш
решение для любого конкретного набора параметров было бы сложной задачей.
III.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Реализация уравнений была простым программированием
задача, но разработка простого и интуитивно понятного пользовательского интерфейса требует тщательного рассмотрения.
Последующее обсуждение касается некоторых соображений и их решения.
Сюжетный дисплей. Решения строятся в полулогарифмическом формате. Диапазон частот
фиксируется на шести декадах (от 10 кГц до 10 ГГц), а диапазон величин фиксируется на уровне 200
дБВ или дБА. Первоначально рассматривалось автоматическое масштабирование диапазона, но оно оказалось ненужным.
потому что диапазон дБ становится очевидным после первого прохода, и пользователь может
масштаб дБ вверх или вниз по мере необходимости.Диапазон по умолчанию составляет 100 дБ. Пользователь может
также выберите для представления либо напряжение нагрузки (дБВ), либо ток нагрузки (дБА).
дисплей использует 300 пикселей по оси частот; т. е. 50 пикселей на декаду,
для достижения максимального разрешения сюжета.
Во время графика программа назначает эти пиксели
числа как независимая переменная, а частоты рассчитываются как функция
числа пикселей. Поскольку график содержит 300 дискретных частот, можно
что конкретный элемент сюжета (например, изгиб) может находиться между двумя частотами
и, таким образом, не может представить истинный максимум или минимум.В таких случаях пользователь может
«обнулить» истинную частоту и амплитуду, выбрав «частоту
множитель» из меню ввода данных. Допустимый диапазон множителя
составляет 1% (от 0,99 до 1,01). Когда множитель находится в этом диапазоне (но не равен единице),
процедура построения графика переходит в одношаговый режим, и все частоты перемножаются
по выбранному фактору. Таким образом, частота и амплитуда любого графика
характеристика может быть оценена.
Комплексные нагрузки. Из данных
меню ввода, пользователь может выбрать согласующие импедансы как для экрана, так и для
сигнальная линия. Допустимые варианты импеданса: последовательное или параллельное соединение.
сопротивление и реактивность. Значения реактивного сопротивления указаны для частоты 1 МГц и могут быть
либо емкостной (отрицательный), либо индуктивный (положительный). Меню ввода данных запрашивает
пользователь должен поставить перед значением сопротивления префикс «p» для параллельного R-X
связь; в противном случае конфигурацией по умолчанию является последовательное соединение.Программа
производит необходимые преобразования импеданса во время выполнения задачи. Этот конкретный
схема обозначения импеданса может и неортодоксальна, но автору она показалась удобной
и интуитивно понятный. Значения конечного импеданса и все другие входные параметры задачи
появляются в верхней части графика решения для справки.
Передаточное сопротивление.
Экран выбора импеданса передачи позволяет пользователю синтезировать
любая Z т кривая.Построение кривой — это интерактивный процесс. Программа
повторно запрашивает частоты разрыва и значения дБ и постоянно отображает
построение кривой.
Любое количество частот от 10 кГц до 10
ГГц можно использовать для создания кусочно-линейной кривой любой степени плавности.
желательно, до 100 точек останова. Программа не предлагает средств для хранения пользовательских
Z т кривых. Рис. 2. показывает экран выбора Z t и определяет
семь доступных кривых, которые являются приближениями, полученными из нескольких различных
источники.
Параметры коаксиального кабеля. Рисунок 1 показывает, что
три параметра коаксиального кабеля должны быть предоставлены пользователем. Это (а) характеристика
импеданс; (б) фактор скорости; (c) наружный диаметр экрана. Для удобства
Программа включает в себя краткую таблицу распространенных типов коаксиальных кабелей с этими параметрами.
Таблица воспроизведена на рисунке 5.
Рисунок |
О программе. COAX.
EXE
был написан и скомпилирован с использованием Microsoft (R) BASIC версии 7.1 Professional.
Система развития. Это программное обеспечение на базе DOS включает QuickBASIC Extended (QBX)
среда разработки, которая служила автору для многочисленных инженерных приложений.
COAX.EXE имеет скромную длину 80 килобайт, требует минимальной памяти и
нет установки. Требуется VGA, но цветной монитор не является обязательным. Максимальное исполнение
скорость получается при запуске прямо из DOS.Время выполнения типичного сюжета
был рассчитан на 40 секунд при запуске под DOS с дискеты на компьютере 486 DX33.
В программе нет возможности для печатной копии или для сохранения проблемных данных. Все вычисления
делается «на лету». Вводный экран программы предлагает пользователю
возможность переключения на белый фон, который лучше подходит для печати
экран. Если программа запущена под WINDOWS, изображение экрана может быть захвачено
(вырезать), нажав Alt+PrintScreen, а затем вставив в вспомогательную программу, например
как PAINT или WORDPAD, откуда его можно распечатать.
Доступность программы.
COAX.EXE можно получить непосредственно у автора по адресу [email protected].
Каталожные номера
[1]
А. А. Смит, Связь внешних электромагнитных полей с линиями передачи ,
второе издание, Interference Control Technologies, Inc., Гейнсвилл, Вирджиния (1987).
Арт Глазар получил свой B.E.E. степень
из Института Пратта в 1960 году П.E. Сертификация в 1977 г., уход из отрасли.
в начале 1991 года. Его последняя должность была в Loral Fairchild Systems в Syosset,
Нью-Йорк, где он отвечал за анализ электромагнитной совместимости и соответствие требованиям для USAF ATARS.
программа. С ним можно связаться по телефону 631-724-1520 и по электронной почте [email protected].
.
Возврат
на главную страницу практических статей
Возврат
к содержанию
(PDF) Оценка интерференционных помех в кабелях внутри электрически больших многокомнатных конструкций
176 Дж.
Кеги и др.: Интерференционные муфты на кабелях в многокомнатных конструкциях
Рукопись подготовлена для Adv. Радио науч.
с версией 2.3 L
A
TEX class copernicus.cls.
Дата: 22 января 2010 г.
Оценка влияния помех на кабели внутри
электрически больших многокомнатных конструкций
J. Keghie1, R. Kanyou Nana1, B. Schetelig1, S. Potthast2 и S. Dickmann1
1Helmut Университет Шмидта/Университет федеральных вооруженных сил Гамбург, Германия
2Научно-исследовательский институт Бундесвера по технологиям защиты и защите от ядерного оружия, Мюнстер, Германия
Резюме.Кабели связи используются для передачи данных
между компонентами системы. В рамках анализа ЭМС
сложных систем необходимо определить
какой уровень помех можно ожидать на входе
подключенных устройств из-за врезки в облучаемый
кабель. Для электрически больших систем, состоящих из нескольких
комнат с кабелями, соединяющими компоненты, расположенные в разных
помещениях, оценка связанных помех внутри
кабелей с использованием коммерческого программного обеспечения для полевых вычислений часто невозможна без некоторых ограничений.
Во многих случаях это
связано с отсутствием вычислительной памяти и
вычислительной мощности, необходимой для вычислений.
В этой статье мы собираемся показать, что, начиная с топологического
анализа всей системы, можно идентифицировать пути слабой связи
внутри системы. Пренебрегая этими
путями связи и используя
аппроксимацию линии передачи, исходная система будет упрощена, так что станет возможной более простая оценка.На примере системы
, состоящей из двух комнат, нескольких отверстий и сетевого кабеля
, расположенного в обеих камерах, показано, что оценка связанных помех от внешних электромагнитных источников
возможно при таком подходе. Начиная с
от падающего электромагнитного поля, определяем передаточные функции, описывающие средства связи (отверстия, тросы). Используя эти передаточные функции и
информацию о
путях слабой связи, приведенных выше, принимается решение относительно
средств для
путей, которыми можно пренебречь при оценке.
Затем производится оценка связи с кабелем
с учетом только путей с сильной связью
. Остальная часть жгута проводов в местах со слабой связью
представлена его входным сопротивлением. Сравнение с исходной сетью показывает хорошее совпадение.
Адрес для переписки: J. Keghie
1 Введение
Определение наведенных помех в электрических системах имеет большое значение в промышленной сфере.
Это особенно верно для больших электрических систем, таких как корабли
, в которых через структуру
проходит множество удлиненных пучков кабелей. В (Kanyou Nana, 2008) был представлен метод,
, который позволяет определить вклад различных путей связи (апертур и кабелей) в общий
отклик электроники, расположенной в одной комнате, при облучении —
, вызванный источником преднамеренных электромагнитных помех (IEMI)
.В этой статье мы используем процедуру топологического моделирования
(Baum, 1982), а также пользуемся преимуществами работ, выполненных
(Parmantier, 1996), для исследования сценария, который является обычным
в реальных системах, таких как корабли.
Эти системы характеризуются
большим количеством помещений, а также большим количеством кабельных жгутов, соединяющих несколько компонентов, расположенных в разных помещениях. Мы
иллюстрируем наш подход, используя двухкомнатную структуру, как показано
на рис.1.
Рис. 1. Абстракция с корабля на двухкомнатную модель, облучаемую
внешним источником помех
Рис. 1. Абстракция с корабля на двухкомнатную модель, облучаемую
внешним источником помех .
2 Дж. Кеги и др.: Интерференционные муфты на кабелях в многокомнатных конструкциях
Структура этой статьи следующая: В разделе 2 мы
представляем систему для исследования. Затем мы проиллюстрируем наш
подход и рассмотрим критерии классификации путей слабой
и сильной связи в разделе 3, где мы также представляем
нашу процедуру оценки с соответствующей теоретической основой.После этого мы применяем процедуру к системе и
обсуждаем результат в разделе 4.
Раздел 5 дает резюме
документа.
2 Описание задачи
Геометрия, которую мы используем для нашего исследования, показана на
рис. 2. Геометрия состоит из двух соединенных между собой помещений
Рис. 2. Вид исследуемой двухкомнатной геометрии с тестовой сетью
с тестовой сетью общей длины l, соединяющей электронные компоненты
, моделируемые их входными сопротивлениями Z1 и Z2
соответственно.Z1 находится в помещении 1, а Z2 — в помещении 2.
Конструкция имеет два проема во внешнюю среду
и один общий проем между двумя помещениями. Тестовая сеть
проходит через небольшое отверстие в стене интерфейса
между двумя комнатами. Участок тестовой сети в
комнате 1 имеет длину l1. Цель состоит в том, чтобы оценить наведенный
синфазный ток на входе электронного компонента, подключенного к концу тестовой сети в комнате 2, который
вызван внешним источником помех.Структура
, а также тестовая сеть электрически велики.
3 Классификация муфт и процедура упрощения
3.1 Классификация муфт
Первый шаг состоит в проведении топологического анализа системы
. В этом анализе идентифицируются возможные пути связи от источника
к целевой системе. Этот шаг дает нам
визуальную информацию о вкладе различных путей связи в общую реакцию системы, приводящую к
неизвестному току I2.Результат такого анализа показан на рис. 3. При этом мы пренебрегли вкладами, обусловленными
эффектами диффузии через стенки.
Рис. 3. Идентификация возможных путей соединения
После определения этих путей соединения мы приступаем к ранжированию этих путей
. В этом ранжировании учитываются такие параметры, как электрическая длина отверстий, размер проема
, а также прокладка сети.В случае
электрически очень маленькой апертуры мы можем
считать, что вклад путей связи, проходящих через эту
апертуру, имеет второстепенное значение, и поэтому классифицировать этот
путь связи как слабый.
Электрические размеры
отверстия для ввода кабеля важны, потому что
они влияют на импедансные характеристики кабеля, а
также вносят паразитные емкостные эффекты, когда его размеры становятся меньше.Прокладка кабеля также влияет на характеристики соединения
, и следует учитывать пути соединения с малыми отверстиями, если непосредственно перед этими отверстиями проходят кабели
(Parmantier, 1996).
3.2 Процедура упрощения
Используя задачу, описанную в разделе 2, и после применения
описанной выше процедуры ранжирования, можно было
классифицировать пути связи через проемы комнаты 2
как слабые.Решение было принято в соответствии с электрическим размером
проемов и трассой тестовой сети.
В результате мы получили упрощенную геометрию, в которой
мы пренебрегли влиянием комнаты 2, как показано на рис. 4.
Рис. 4. Без учета путей слабой связи
Рис. 2. Вид исследуемой двухкомнатной геометрии с тестовой сетью
.
Сеть
проходит через небольшое отверстие в стене интерфейса
между двумя комнатами.Участок тестовой сети в
комнате 1 имеет длину l1. Цель состоит в том, чтобы оценить наведенный
синфазный ток на входе электронного компонента, подключенного к концу тестовой сети в комнате 2, который
вызван внешним источником помех. Структура
, а также тестовая сеть электрически велики.
3 Классификация муфт и упрощение
процедура
3.1 Классификация муфт
Первый шаг состоит в проведении топологического анализа системы
.В этом анализе идентифицируются возможные пути связи от источника
к целевой системе. Этот шаг дает нам
визуальную информацию о вкладе различных путей связи в общую реакцию системы, приводящую к
неизвестному току I2. Результат такого анализа проиллюстрирован на рис. 3. Таким образом, мы пренебрегли вкладами
в эффекты диффузии через стенки. После идентификации этих
2 Дж.
Кеги и др.: Интерференционные связи на кабелях в многокомнатных конструкциях
Структура этой статьи следующая: В разделе 2 мы
представляем исследуемую систему. Затем мы проиллюстрируем наш
подход и рассмотрим критерии классификации путей слабой
и сильной связи в разделе 3, где мы также представляем
нашу процедуру оценки с соответствующей теоретической основой. После этого мы применяем процедуру к системе и
обсуждаем результат в разделе 4.Раздел 5 дает резюме
документа.
2 Описание задачи
Геометрия, которую мы используем для нашего исследования, показана на
рис. 2. Геометрия состоит из двух соединенных между собой помещений
Рис. 2. Вид исследуемой двухкомнатной геометрии с тестовой сетью
с тестовой сетью общей длины l, соединяющей электронные компоненты
, моделируемые их входными сопротивлениями Z1 и Z2
соответственно. Z1 находится в комнате 1, а Z2 — в комнате 2.
Конструкция имеет два проема во внешнюю среду
и один общий проем между двумя помещениями. Тестовая сеть
проходит через небольшое отверстие в стене интерфейса
между двумя комнатами. Участок тестовой сети в
комнате 1 имеет длину l1. Цель состоит в том, чтобы оценить наведенный
синфазный ток на входе электронного компонента, подключенного к концу тестовой сети в комнате 2, который
вызван внешним источником помех.Структура
, а также тестовая сеть электрически велики.
3 Классификация муфт и процедура упрощения
3.1 Классификация муфт
Первый шаг состоит в проведении топологического анализа системы
. В этом анализе идентифицируются возможные пути связи от источника
к целевой системе. Этот шаг дает нам
визуальную информацию о вкладе различных путей связи в общую реакцию системы, приводящую к
неизвестному току I2.Результат такого анализа показан на рис. 3. При этом мы пренебрегли вкладами, обусловленными
эффектами диффузии через стенки.
Рис. 3. Идентификация возможных путей соединения
После определения этих путей соединения мы приступаем к ранжированию этих путей
. В этом ранжировании учитываются такие параметры, как электрическая длина отверстий, размер проема
, а также прокладка сети.В случае
электрически очень маленькой апертуры мы можем
считать, что вклад путей связи, проходящих через эту
апертуру, имеет второстепенное значение, и поэтому классифицировать этот
путь связи как слабый. Электрические размеры
отверстия для ввода кабеля важны, потому что
они влияют на импедансные характеристики кабеля, а
также вносят паразитные емкостные эффекты, когда его размеры становятся меньше.Прокладка кабеля также влияет на характеристики соединения
, и следует учитывать пути соединения с малыми отверстиями, если непосредственно перед этими отверстиями проходят кабели
(Parmantier, 1996).
3.2 Процедура упрощения
Используя задачу, описанную в разделе 2, и после применения
описанной выше процедуры ранжирования, можно было
классифицировать пути связи через проемы комнаты 2
как слабые.
Решение было принято в соответствии с электрическим размером
проемов и трассой тестовой сети.
В результате мы получили упрощенную геометрию, в которой
мы пренебрегли влиянием комнаты 2, как показано на рис. 4.
Рис. 4. Игнорирование путей слабой связи
Рис. 3. Идентификация возможных путей связи.
2 Дж. Кеги и др.: Интерференционные муфты на кабелях в многокомнатных конструкциях
Структура этой статьи следующая: В разделе 2 мы
представляем систему для исследования.Затем мы проиллюстрируем наш
подход и рассмотрим критерии классификации путей слабой
и сильной связи в разделе 3, где мы также представляем
нашу процедуру оценки с соответствующей теоретической основой. После этого мы применяем процедуру к системе и
обсуждаем результат в разделе 4. Раздел 5 дает резюме
документа.
2 Описание задачи
Геометрия, которую мы используем для нашего исследования, показана на
рис.
2. Геометрия состоит из двух соединенных между собой помещений
Рис. 2. Вид исследуемой двухкомнатной геометрии с тестовой сетью
с тестовой сетью общей длины l, соединяющей электронные компоненты
, моделируемые их входными сопротивлениями Z1 и Z2
соответственно. Z1 находится в помещении 1, а Z2 — в помещении 2.
Конструкция имеет два проема во внешнюю среду
и один общий проем между двумя помещениями. Тестовая сеть
проходит через небольшое отверстие в стене интерфейса
между двумя комнатами.Участок тестовой сети в
комнате 1 имеет длину l1. Цель состоит в том, чтобы оценить наведенный
синфазный ток на входе электронного компонента, подключенного к концу тестовой сети в комнате 2, который
вызван внешним источником помех. Структура
, а также тестовая сеть электрически велики.
3 Классификация муфт и процедура упрощения
3.1 Классификация муфт
Первый шаг состоит в проведении топологического анализа системы
.
В этом анализе идентифицируются возможные пути связи от источника
к целевой системе. Этот шаг дает нам
визуальную информацию о вкладе различных путей связи в общую реакцию системы, приводящую к
неизвестному току I2. Результат такого анализа показан на рис. 3. При этом мы пренебрегли вкладами, обусловленными
эффектами диффузии через стенки.
Рис. 3. Идентификация возможных путей соединения
После определения этих путей соединения мы приступаем к ранжированию этих путей
.В этом ранжировании учитываются такие параметры, как электрическая длина отверстий, размер проема
, а также прокладка сети. В случае
электрически очень маленькой апертуры мы можем
считать, что вклад путей связи, проходящих через эту
апертуру, имеет второстепенное значение, и поэтому классифицировать этот
путь связи как слабый. Электрические размеры
отверстия для ввода кабеля важны, потому что
они влияют на импедансные характеристики кабеля, а
также вносят паразитные емкостные эффекты, когда его размеры становятся меньше.
Прокладка кабеля также влияет на характеристики соединения
, и следует учитывать пути соединения с малыми отверстиями, если непосредственно перед этими отверстиями проходят кабели
(Parmantier, 1996).
3.2 Процедура упрощения
Используя задачу, описанную в разделе 2, и после применения
описанной выше процедуры ранжирования, можно было
классифицировать пути связи через проемы комнаты 2
как слабые.Решение было принято в соответствии с электрическим размером
проемов и трассой тестовой сети.
В результате мы получили упрощенную геометрию, в которой
мы пренебрегли влиянием комнаты 2, как показано на рис. 4.
Рис. 4. Пренебрежение путями слабой связи
Рис. 4. Пренебрежение путями слабой связи.
соединительных путей мы приступаем к ранжированию этих путей.
В этом ранжировании учитываются такие параметры, как электрическая
длина отверстий, размер отверстия под прокладку
, а также прокладка сети.
В случае электрически
очень малой апертуры мы можем считать, что вклад
путей связи, проходящих через эту апертуру, имеет второстепенное значение, и поэтому классифицировать этот путь связи как
слабый.
Электрический размер отверстия для ввода кабеля важен, поскольку он влияет на характеристики импеданса кабеля, а также вносит
паразитные емкостные эффекты, когда его размер становится меньше.
Прокладка кабеля также влияет на характеристики соединения,
пути соединения с небольшими отверстиями должны быть учтены, если кабели проходят непосредственно перед
этими отверстиями (Parmantier and Degauque, 1996) .
3.2 Процедура упрощения
Используя задачу, описанную в разд. 2, и после применения процедуры ранжирования
, описанной ранее, можно было классифицировать
пути связи через проемы комнаты 2 как
слабые.Решение было принято в соответствии с электрическими размерами проемов и трассой тестовой сети.
В результате этого мы получили упрощенную геометрию, в которой
мы пренебрегли влиянием помещения 2, как показано на рис. 4. примените преобразование импеданса
к Z2. Сделав это, мы получили упрощенную геометрию в виде
Adv.Radio Sci., 8, 175–178, 2010 www.adv-radio-sci.net/8/175/2010/
Защита сигнальных линий от электромагнитных помех
В современной динамичной промышленной среде электронные устройства, сигналы и
силовая проводка и другое электротехническое/технологическое оборудование часто взаимодействуют с
создавать проблемы с шумом или электромагнитными помехами (EMI), которые могут
ухудшают критически важные измерительные и управляющие сигналы. Правильное заземление и
методы экранирования могут помочь уменьшить или устранить эти проблемы и сохранить
целостность сигнала.
Для существования проблемы шума необходимы три основных элемента; 1.) а
источник шума для создания шума, 2.) приемное устройство, на которое воздействует
шум и 3.) канал связи между источником и приемником.
То
цель электромагнитной совместимости состоит в том, чтобы свести к минимуму, отвлечь или устранить
из трех элементов, необходимых для решения проблемы шума.
Емкостная связь
Любая часть заводского оборудования или электропроводки может создавать электрический заряд, или
потенциал, который может быть выражен как напряжение.Если этот заряд изменится, то
генерируется изменяющееся электрическое поле, которое может емкостно взаимодействовать с другими
оборудования или проводки. Емкостно-связанный шум может быть смоделирован как ток
как показано на рисунке 1. Этот тип шума является доминирующим, когда цепь или терминатор
имеет высокий импеданс, потому что шумовое напряжение, генерируемое в приемнике,
шумовой ток, i n , умноженный на импеданс приемника, Z в .
Простой и эффективный способ минимизировать емкостно-связанные помехи — использовать
экранирование кабеля.Экран представляет собой гауссову или эквипотенциальную поверхность, на которой
электрические поля могут заканчиваться и возвращаться на землю, не затрагивая внутренние
проводники.
Экранирование эффективно против электрических полей только в том случае, если оно обеспечивает низкий импеданс
путь к земле. Плавающий экран не обеспечивает защиты от помех.
Между источником шума и проводником все еще остается небольшая емкость из-за
к несовершенствам экрана, дырам в плетеном экране и, самое главное,
из-за длины проводника, выходящего за пределы экрана.Внимание должно быть
платили этим оставшимся паразитам, чтобы избежать «протекающих» щитов.
Правильным местом для подключения электростатического экрана является опорный потенциал
схемы, содержащейся в щите. Этот момент будет варьироваться в зависимости от
заземлены ли источник и приемник, или один или другой
плавает. Важно заземлить экран только в одной точке, чтобы обеспечить
токи заземления не проходят через экран. В большинстве случаев экран
«земля» не должна находиться под напряжением относительно опорного потенциала
схема.Если это так, то это напряжение может быть связано с экранированным проводником.
То
Исключением является использование защитных щитов, когда щит намеренно удерживается в
потенциал для предотвращения протекания тока в несбалансированном импедансе источника. Сторожить
Экраны обычно используются только в чрезвычайно чувствительных приложениях или при высоких
требуется подавление синфазного сигнала.
Емкость между двумя проводниками обратно пропорциональна
расстояние между ними. Поэтому еще один простой способ уменьшить емкостную
соединение заключается в увеличении расстояния между кабелем-жертвой и источником
кабель.Всегда рекомендуется прокладывать «шумящие» кабели, такие как проводка ввода питания,
проводка управления двигателем и проводка управления реле отделены от «тихих» кабелей, таких как
как аналоговые линии ввода-вывода, цифровые линии ввода-вывода или соединения LAN.
Индуктивная муфта
Когда по кабелю течет ток, создается магнитное поле. Направление этого
магнитное поле для тока, протекающего по длинному прямому проводу, можно визуализировать с помощью
правило правой руки.
Направив большой палец правой руки в сторону
течет ток, пальцы покажут направление силовых линий магнитного поля.Представить
сложные магнитные поля, которые существуют вблизи тяжелых электрических машин или
где много кабелей проложено в общем лотке. Закон Ленца гласит, что токи
можно заставить течь в проводниках, перемещая их через магнитное поле.
Точно так же изменяющееся магнитное поле будет индуцировать токи в неподвижном проводнике.
что в поле. Поскольку большая часть проводки закреплена на месте, переменные токи являются
обычная причина магнитной связи.
На рис. 2 показана модель магнитно-связанного шума, аналогичная модели
представленный ранее для шума с емкостной связью.Рассмотрение двух моделей
показывает, что основное средство связи шума может быть определено путем изменения
импеданс источника сигнала, R сигнал . Если R сигнал уменьшен, емкостная связь
шум уменьшится, а шум магнитной связи увеличится.
Магнитную связь значительно труднее ослабить, чем емкостную.
потому что магнитные поля могут проникать через проводящие экраны. Два вида потерь,
отражение и поглощение характеризуют работу щита.Потери на отражение
связано с соотношением между импедансом электромагнитной волны и экраном
импеданс. Потери поглощения прямо пропорциональны толщине экрана и
обратно пропорциональна толщине скин-слоя защитного материала. Он самый высокий на высоте
частотах и быстро падает на низких частотах.
К счастью, есть другие способы уменьшить помехи от магнитной связи.
помимо экранирования. Напряжение, индуцируемое магнитным полем в одном витке провода
линии поля, которые разрезают петлю, могут быть получены из закона Фарадея.
Сделав общее предположение, что плотность потока (B) представляет собой синусоидальную зависимость от времени
изменяется, как это было бы для токов линии электропередач переменного тока, и что B постоянна в течение
площади (А) петли получается следующее выражение;
Здесь B — значение плотности потока в Гауссах, A — площадь контура, пересекаемого
линии магнитного поля в см 2 , а θ — угол между ними (рис.
3).
Все эти три параметра находятся под контролем проектировщика системы.То
магнитное поле можно уменьшить, отделив источник поля от
приемная петля или путем скручивания исходных проводов. Площадь петли может быть уменьшена на
прокладывая проводники, образующие петлю, ближе друг к другу или уменьшая
длина проводников.
Витые пары
Самый простой способ уменьшить магнитно-индуцированные помехи — использовать скрученные
парные провода. Это относится как к экранированным, так и к неэкранированным кабелям, а также к
помехи, вызванные токами экрана или другими источниками.Скручивание проводов
заставляет их сближаться, уменьшая площадь петли и, следовательно, индуцированный
Напряжение. Поскольку токи протекают по минимальным площадям контура, магнитное поле
генерация тоже снижается. Эффективность витой пары увеличивается с
количество витков на единицу длины.
Экранирование
Многие потенциально эффективные щиты могут быть разрушены неправильным завершением
экраны на землю.
Путь к земле с низким импедансом необходим для
реализовать максимальные преимущества экранирования.Соединения «косичкой» от экрана к земле
имеют индуктивность, что приводит к увеличению импеданса с частотой.
Этот тип соединения будет работать на частотах ниже 10 кГц, но вызовет
проблемы с высокими частотами. Использование коротких соединений с большим поперечным сечением
площадь минимизирует индуктивность косички, но наилучшее соединение
контакт на 360° между экраном и разъемом или шасси.
Сплошные экраны обеспечивают наилучшие теоретические решения по шумоподавлению, но они
сложнее в изготовлении и применении.Вместо этого большинство кабелей экранированы
оплетка для повышения гибкости, прочности и простоты заделки. Плетеные щиты
менее эффективны, чем сплошные щиты, потому что они обеспечивают только 60%
и 98% покрытия кабеля. Снижение эффективности более характерно для
высокие частоты, где отверстия в оплетке большие по сравнению с
длина волны. Для максимального экранирования, надежности и простоты использования кабели с
Доступны комбинированные экраны, в которых используется как сплошной, так и плетеный слой.
Заземление
В промышленных условиях наземные системы обеспечивают возврат сигнала и питания.
токи, эталоны формы для аналоговых и цифровых цепей, сброс накопления заряда,
и защитить людей и оборудование от неисправностей и молнии. Любой ток в
система заземления может вызвать разность потенциалов. Удары молнии или другие
переходные процессы могут генерировать разность потенциалов от сотен до тысяч вольт. Система заземления должна быть рассмотрена с самого начала, чтобы
для схемы или системы, чтобы работать в предполагаемой среде и пройти
помехи, излучения и требования безопасности.
Надлежащее заземление зависит от многих факторов, таких как частота и
задействованные импедансы, требуемая длина кабелей и вопросы безопасности. Когда
проектирование заземления или устранение проблем с заземлением, в первую очередь необходимо
определить, куда течет ток. Когда несколько видов оснований
сосуществовать, ток не может вернуться по предполагаемому пути.
Наиболее желательным типом заземления для низкочастотных приложений является одноточечное
земля.
Два примера показаны на рисунке 4.Последовательное соединение,
или гирляндной цепи, следует избегать, когда задействованы чувствительные схемы или кабели
потому что обратные токи от трех цепей протекают через общую землю
импедансы, соединяющие цепи. Потенциал «земли» цепи 1 не только
определяется его обратным током через импеданс Z 1
но и по возвращению
токи от цепей 2 и 3 через одинаковое сопротивление. Этот эффект называется
связь с общим импедансом и является основным средством шумовой связи.
Предпочтительным заземлением является параллельное соединение. Обычно это сложнее и
дороже в реализации из-за большого количества проводов. Определять
сначала схема с общим сопротивлением связана помехозащищенность при выборе
между этими наземными конфигурациями. Большинство систем используют комбинацию обоих
топологии.
Контуры заземления
Контуры заземления существуют в системе, когда есть несколько текущих обратных путей или
несколько соединений с «землей».
Ток, протекающий в контуре заземления
создает шумовое напряжение в цепи.Самый очевидный способ избавиться от
петля должна разорвать соединение между преобразователем и землей или между
приемник и земля. Если это невозможно, изоляция двух цепей
универсальный способ разорвать петлю. Изоляция предотвращает токи контура заземления
от протекания и отклоняет перепады напряжения земли.
Популярный метод изоляции включает использование преобразователей сигналов на основе
трансформаторы или оптопары. В любом случае напряжение синфазного шума
появляется на развязывающем устройстве внутри преобразователя сигнала.Шум
связь теперь сводится к паразитной емкости через изолирующий барьер.
Типичная емкость связи в оптопаре составляет 2 пФ или 0,5 пФ для экранированного.
устройства. Связь может быть дополнительно уменьшена с использованием светодиодов, фотодиодов,
и волоконно-оптические кабели. Экранирование Фарадея также может быть использовано в трансформаторах для
уменьшить сцепление. Оптические ответвители в основном используются для цифровых сигналов, потому что
их линейность не всегда подходит для использования в аналоговых схемах.
