Magnetický útlum stínění

Základní informace

Kabely a vedení může být nutné ukládat i v oblastech s elektromagnetickými rušivými poli. 

Zdrojem těchto elektromagnetických rušivých polí mohou být například spouštějící se elektrická zařízení (motory), střídače, spínací operace v elektrických zařízeních nebo bleskový proud. 

V závislosti na intenzitě, frekvenci a vzdálenosti mohou tato rušivá pole vyvolávat v kabelech a vedeních rušivé napětí a rušivé proudy, které mohou narušovat funkci připojených zařízení nebo je dokonce zničit. 

Nejsilnější rušivé pole, které se rychle mění, představuje vysoký bleskový proud s hodnotou přes 200 tisíc ampérů a rychlým nárůstem kratším než 0,25 µs (což odpovídá frekvenci 1 000 kHz). 

Elektromagnetické rušivé pole sestává obecně ze dvou různých polí, elektrického a magnetického. Různá pole vyžadují na ochranu před jejich škodlivými účinky různá opatření.

Na ochranu před rušením elektrickým polem je nutná přepážka z vodivého materiálu, která musí být integrována do systému vyrovnání potenciálů, a tedy uzemněna. V závislosti na frekvenci elektrického rušivého pole k tomu postačují i mřížové přepážky. 

Na ochranu před rušením magnetickým polem je nutné stínění z vodivého materiálu, uzavřené ze všech stran. Střídavé magnetické pole generuje v tomto stínění vířivé proudy, které působí proti své příčině (zákon indukce), a vytvářejí tak uvnitř stínění prostor bez rušení. Elektricky nevodivé oblasti ve stínění, například štěrbiny a otvory, přerušují vířivé proudy a snižují tím magnetický stínicí účinek. 

Uzavřené kovové kabelové nosné systémy, integrované do systému vyrovnání potenciálů, například kabelové žlaby, proto nabízejí optimální ochranu kabelů a vedení v oblastech s elektromagnetickými rušivými poli.

 

Naše grafika zobrazuje rušivé pole (1), indukovaný rušivý proud (2) a vířivé proudy (3).

Magnetický útlum stínění

Zkušební metodu pro měření magnetického útlumu stínění kabelových nosných systémů popisuje CLC/TR 50659:2020-08 (VDE 0604-2-200). Pomocí antény ve tvaru U, kterou protéká bleskový proud s rychlostí nárůstu cca 8 µs, se generuje magnetické rušivé pole. Uprostřed tohoto uspořádání se nachází uzavřená smyčka tvořená dvěma rovnoběžnými vodiči. 

Magnetické rušivé pole vytváří ve smyčce rušivý proud (zákon indukce). Základní uspořádání zkušební sestavy je znázorněno v grafice.

  1. Rušivé pole 
  2. Indukovaný rušivý proud 
  3. Vířivé proudy 
  4. Smyčka 
  5. Kabelový nosný systém 
  6. Anténa ve tvaru U

 

Magnetický útlum stínění (SE) činí 20násobek dekadického logaritmu poměru rušivého signálu vznikajícího bez ochranných opatření (Iref) k rušivému signálu vznikajícímu s ochranným opatřením (kabelové nosné systémy). Uvádí se v dB a vypočítává se následujícím způsobem.

SE (dB) = 20 x log⁡ ( Iref/Isample )

Magnetický útlum stínění (SE) ve výši 20 dB znamená, že toto ochranné opatření (kabelové nosné systémy) snižuje rušivý proud v kabelech a vedeních o 90 %. 40 dB znamená snížení o 99 %.

Shrnutí

Uzavřené kovové systémy pro ukládání vedení integrované do vyrovnání potenciálů snižují rušivé proudy a rušivá napětí, které jsou indukované v kabelu. Vznikají v důsledku elektromagnetických rušivých polí. Uzavřené kovové systémy pro ukládání vedení poskytují ve srovnání s nekovovými variantami nebo uložením bez systémů pro ukládání kabelů nejvyšší magnetický útlum stínění.

Perforované systémy pro ukládání vedení mají také vysoký magnetický útlum stínění, který se však s rostoucí velikostí otvorů snižuje.

V důsledku toho nabízejí mřížové žlaby a kabelové žebříky pouze malý magnetický útlum stínění. Při použití otevřených systémů pro ukládání vedení (bez krytu) se magnetický útlum stínění odpovídajícím způsobem snižuje. 

Přehled magnetického útlumu stínění různých provedení systémů pro ukládání vedení uvádí tabulka.

Provedení kabelového nosného systémuZavřené (s krytem)Otevřené (bez krytu)
Bez perforace/otvorů40 dB (99 %)25 dB (94 %)
15 % perforace/otvorů30 dB (97 %)20 dB (90 %)
28 % perforace/otvorů25 dB (94 %)15 dB (82 %)
Kabelový žebřík18 dB (87 %)11 dB (72 %)
Mřížový žlab14 dB (80 %)7 dB (55 %)

Máte otázky k tomuto tématu? Rádi vám pomůžeme!