Gerätemontage fehlerfreier machen

5. November 2007, 9:32 Uhr | Wolfgang Hascher, Elektronik
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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wie müssen nun EMV-Motorversorgungsleitungen konzipiert sein, um die Nachteile der Frequenzumrichtertechnik zu kompensieren beziehungsweise um die Anforderungen der EN 61 800-3 zu erfüllen?

Grundsätzlich sind speziell abgeschirmte Leitungen und in einigen Fällen auch der zusätzliche Einbau von Netzfiltern nötig. Die Isolierung der Motoranschlussleitung muss zudem so dimensioniert sein, dass Spannungsspitzen vom Zwei- bis Dreifachen der Nennspannung auftreten können. Last but not least bestimmen die Ableit- und Störströme den Querschnitt der Abschirmgeflechte sowie der Schirmanschlüsse, da der Schirm so konstruiert sein muss, dass der durchfließende Strom ihn nicht übermäßig erhitzt.

Wie sich diese Anforderungen in der Praxis umsetzen lassen, lässt sich anhand zweier Leitungs-Varianten von Helukabel - Topflex EMV und Motorflex EMV - demonstrieren. Helukabel setzt bei diesen Leitungen auf eine doppelte Abschirmung: Sie besteht aus einer Alu-kaschierten Polyestherfolie mit guten mechanischen Eigenschaften und einem Schirmgeflecht aus verzinnten Kupferdrähten mit einem optischen Bedeckungsgrad von rund 80 %. Vergleichsmessungen der elektromagnetischen Störstrahlung an ungeschirmten Anschlussleitungen und geschirmten EMV-Anschlussleitungen im Frequenzbereich von 30 bis 1000 MHz belegen die hohe elektromagnetische Verträglichkeit der geschirmten Leitungen. Für den niedrigen Frequenzbereich von 1 bis 30 MHz lässt sich die elektromagnetische Verträglichkeit geschirmter Motoranschlussleitungen mit Hilfe der Messungen des Kopplungswiderstandes belegen. Dieser Kopplungswiderstand ist ein Kriterium für die Schirmwirkung einer elektrischen Abschirmung: Je niedriger er ist, desto geringer ist die Störspannung der Stromversorgungs-Schnittstelle und desto besser ist die Abschirmwirkung.

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Verlauf der Ableitströme in einem Drehstromantriebssystem: Als Folge hoher Erdkapazitäten bei großen Leitungslängen kommt es zu hohen Blindströmen, die als Ableitströme über den Schirm und die Motorteile zur Erde fließen.

Die Ader-Isolierung von Motoranschlussleitung sollte aus elektrisch hochwertigem Polyethylen (PE) bestehen aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften wie hoher Durchschlagsfestigkeit, kleiner Dieelektrizitätszahl und des hohen Isolationswiderstandes. Zudem hat dieser Werkstoff gute mechanische Eigenschaften: Er ist robust und bietet eine geringe Wasseraufnahme sowie gute Flexibilität. Polyethylen ist gut zu verarbeiten und preiswert in der Beschaffung. Bei Helukabel ist die Wanddicke der PE-Isolierung so ausgelegt, dass die permanenten Spannungsspitzen vom zweifachen Wert der Umrichter Nennspannung ausgehalten werden. Durch die niedrige Dielektrizitäts-Konstante von 2,3 der PE-Ader Isolierung (2Y) wird in der EMV-Motoranschlussleitung im Vergleich zu älteren PVC-isolierten Motoranschlussleitungen eine niedrige Betriebs- und Schirmkapazität erreicht. Dadurch lassen sich die kapazitiven Störströme reduzieren und eine verlustarme Leistungsübertragung vom Umrichter zum Motor ermöglichen. Darüber hinaus erhöht die PE-Isolierung die Lebensdauer der Leitung. Durch einen symmetrischen Ader-Aufbau mit drei Versorgungsadern und einem gedrittelten Schutzleiter (3 + 3-adriger Aufbau) lassen sich die Eigenschaften optimieren und die Betriebskapazität, die Induktivität sowie die kapazitiven Störströme reduzieren. im

Nähere Informationen:
www.helukabel.de

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Vergleichsmessungen der elektromagnetischen Störstrahlung an ungeschirmten Anschlussleitungen (oben) und geschirmten EMV-Anschlussleitungen im Frequenzbereich von 30 bis 1000 MHz (unten).
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Vergleichsmessungen der elektromagnetischen Störstrahlung an ungeschirmten Anschlussleitungen (oben) und geschirmten EMV-Anschlussleitungen im Frequenzbereich von 30 bis 1000 MHz (unten).

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Wolfram Schröder

ist Projektmanager Energieversorgungskabel bei Helukabel in Hemmingen.


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