Industrie-Steckverbinder EMV-Aspekte bei der Anschlusstechnik

Leistungs- und Steuerkreise rücken durch die Installationsdichte enger zusammen.
Leistungs- und Steuerkreise rücken durch die Installationsdichte enger zusammen.

Mit stetig steigender Installationsdichte steigt das Risiko einer gegenseitigen elektromagnetischen Beeinflussung, die sich durch eine verbesserte Schirmung eingrenzen lässt. Dafür eignen sich oft sogar Industrie-Steckverbinder mit Standard-Gehäusen.

Die zeitgemäße Installationstechnik ist geprägt durch die zunehmende Vernetzung der Leistungs-, Steuer- und Signalleitungen. Die Elektronik der Steuerung mit Taktraten von über 100 MHz stellt immer höhere Anforderungen an die eingesetzten Komponenten und Geräte in Bezug auf die Störfestigkeit gegenüber den Leistungskreisen. Die hier möglichen gegenseitigen Beeinflussungen sind bei der Planung der Anlagen häufig noch nicht erkennbar – sie zeigen sich oft erst beim Aufbau oder bei der Inbetriebnahme der Anlage. Bei der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik kann es dann zu ganz unterschiedlichen Fehlern kommen.

EMV-Aspekte betrachten

Vor diesem Hintergrund spielen sämtliche EMV-Aspekte eine wichtige Rolle: Eine Anlage darf als Störquelle – so wird ein Betriebsmittel bezeichnet, das Störungen erzeugt – nur tolerierbare Emissionen aussenden. Gleichzeigt muss eine Anlage als Störsenke – so wird ein Betriebsmittel bezeichnet, das Störungen empfängt – im Sinne einer ausreichenden Störfestigkeit innerhalb bestimmter Grenzen unempfindlich gegenüber Immissionen sein.

Auch die Verkabelung ist Teil der EMV-Betrachtung: Eine optimale Kabelführung ist in kompakten Anlagen häufig gar nicht möglich. Oft ist nicht genug Platz vorhanden, um zum Beispiel durch hinreichend große Abstände eine Beeinflussung zu vermeiden. Damit treten dann die Kabel und Leitungen in eine Wechselbeziehung zu ihrer Umgebung – sie erzeugen aufgrund der übertragenen Nutz- und Störleistungen elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder. Sie entnehmen Nutz- und Störfeldern dann Leistungen, die sich in den Übertragungskreisen störend auswirken können.

Eine gängige Lösung bieten hier geschirmte Leitungen, die ein ungewolltes Aus- und/oder Einkoppeln von Signalen verhindern. Durch die Schirmung reduziert sich die ausgestrahlte Störenergie und damit die Beeinflussung benachbarter Anlagen. Außerdem erhöht sich durch die Schirmung die Störfestigkeit des Gerätes selbst gegenüber Beeinflussungen von außen.

Dem gegenüber steht die Wirtschaftlichkeit: Planer und Betreiber der Anlagen sind immer bestrebt, den Anteil dieser geschirmten Leitungen auf das Notwendigste zu reduzieren. Denn nicht nur die geschirmten Leitungen sind teurer, auch Anschluss und Konfektionierung erfordern einen erheblichen Mehraufwand. Weil geschirmte Kabel einen größeren Durchmesser haben, erfordern sie oft größere Biegeradien und sind so schwieriger zu verlegen.

Steckverbinder für den EMV-Einsatz

Werden Steckverbinder eingesetzt, um die Leitungen steckbar auszuführen und damit die Anlage flexibler gestalten oder beliebig erweitern zu können, erhöht sich der Aufwand. Am Markt werden dafür spezielle EMV-Steckverbinder angeboten, die eine niedrige Übergangsimpedanz vom Kabelschirm über die Steckverbinder-Gehäuse bis zur Montageplatte bieten. Diese Steckverbinder sind aufwändig konstruiert und daher teurer in der Beschaffung. Die mit den Standard-Gehäusen sonst identischen zusätzlichen EMV-gerechten Gehäuse erhöhen zudem die Aufwendungen für Logistik und Lagerhaltung. In der Praxis sind diese Komponenten gerade bei einer Nachrüstung häufig nicht verfügbar und die Wiederinbetriebnahme gerät ins Stocken. Der Komponententausch im Störungsfall und die dahinterstehende Logistik werden umso kostenintensiver, je mehr Komponenten hier beteiligt sind.

Eine interessante wirtschaftliche Alternative zu diesem Dilemma ermöglichen die Industrie-Steckverbinder aus der Produktfamilie Heavycon von Phoenix Contact: Die Schirmdämpfung der Standard-Gehäuse lässt sich auf einfache Weise deutlich erhöhen. Denn auch die Standard-Ausführungen dieser Industrie-Steckverbinder sind bereits für EMV-Anwendungen vorbereitet. Sie tragen die Bezeichnung „EMC ready“ – aufgrund ihrer elektrisch leitfähigen Oberflächen und ihrer leitfähigen Dichtungen. Der Anwender muss nur noch eine EMV-Kabelverschraubung verwenden, die neben der Zugentlastung und der Abdichtung auch das Schirmgeflecht des Kabels kontaktiert, und schon hat er eine EMV-gerechte Schnittstelle.