Hallo zusammen,
ich bin beruflich gerade mal auf ein Dokument gestoßen das auch einige bereiche streift, dass sicherlich auch im RöhrenAmp bereich gelten werden, obwohl es hier ursprünlglich um Labor- und Messgerätschaften zur Verbrennungsmororenprüfung/entwicklung handelt. Ich will euch das nicht vorenthalten, und zitiere deshalb mal dieses Kapitel (auch wenn Zündkerzen, und Kabeltrassen nich unbedingt für hier relevant sein sollten):
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Störeinflüsse und Abhilfemaßnahmen
In Steuer-, Signal- und Messübertragungsprozessen können eine Reihe von typischen Störungen auftreten, die eine Fehlfunktion der Geräte verursachen können.
Dieser Abschnitt behandelt die folgenden Themen:
- Störung durch galvanische Kopplung
- Kapazitive Störeinflüsse
- Induktive Störeinflüsse
- Störeinflüsse durch Erdschleifen
- Störeinflüsse durch HF-Felder
- Empfehlungen zur Reduktion von Störeinflüssen
Störung durch galvanische Kopplung
Problem
Speziell bei ungünstiger Verkabelung von Stromversorgungseinheiten (z.B. Durchschleifen anstelle von sternförmiger Verkabelung) können beachtliche Spannungsabfälle und damit unterschiedliche Versorgungsspannungen auftreten.
Direkte oder indirekte galvanische Kopplung verschiedener Mess- oder Steuerkreise führt zu Ausgleichsströmen, die immer Ursache von Störungen sind.
Gegenmaßnahmen
Folgende Maßnahmen helfen, die Störung durch galvanische Kopplung zu verhindern:
- Vermeiden Sie gemeinsame Rückleitungen verschiedener Mess- oder Steuerkreise.
- Verlegen Sie ausreichende Querschnitte, um den ohmschen Spannungsabfall klein zu halten.
- Verlegen Sie kurze Zuleitungen, um den gesamten Spannungsabfall zu minimieren.
- Führen Sie Zuleitungen möglichst von jedem Verbraucher (Anlagenteil) separat bis zur Stromversorgungseinheit.
Kapazitive Störeinflüsse
Problem
Werden nicht zueinander gehörende Signalleitungen zu dicht nebeneinander gelegt, so besteht die Möglichkeit einer kapazitiven Störbeeinflussung. Diese Beeinflussung kann besonders groß werden, wenn Signalleitungen mit geringem Spannungsniveau, z.B. Messfühlerleitungen, nahe bei Versorgungsleitungen(Stromversorgungsleitungen und PDS-Motorleitungen) angeordnet sind.
Gegenmaßnahmen
Die beschriebenen Beeinflussungen können durch eine elektrische Abschirmung der Signalleitungen verhindert werden, indem die Störströme über die leitende Umhüllung zur Erde geführt werden.
Eine weitere Maßnahme ist eine gute Symmetrie in der Leitungsführung bzw. im Leitungsaufbau, d.h. eine geometrische Entkopplung.
Folgende Maßnahmen dienen der Abhilfe:
- Trennen Sie Signalleitungen mit unterschiedlichem Spannungsniveau räumlich voneinander.
- Verlegen Sie Signalleitungen nicht nahe bei Versorgungsleitungen, d.h. Stromversorgungsleitungen, DS-Motorleitungen, Hochspannungsleitungen oder entsprechenden Geräten.
- Achten Sie auf symmetrischen Aufbau von Signalleitungen, z.B. durch Paarverseilung.
Kapazitive Störeinflüsse
Problem
Werden nicht zueinander gehörende Signalleitungen zu dicht nebeneinander gelegt, so besteht die Möglichkeit einer kapazitiven Störbeeinflussung. Diese Beeinflussung kann besonders groß werden, wenn Signalleitungen mit geringem Spannungsniveau, z.B. Messfühlerleitungen, nahe bei Versorgungsleitungen (Stromversorgungsleitungen und PDS-Motorleitungen) angeordnet sind.
Gegenmaßnahmen
Die beschriebenen Beeinflussungen können durch eine elektrische Abschirmung der Signalleitungen verhindert werden, indem die Störströme über die leitende Umhüllung zur Erde geführt werden.
Eine weitere Maßnahme ist eine gute Symmetrie in der Leitungsführung bzw. im Leitungsaufbau, d.h. eine geometrische Entkopplung.
Folgende Maßnahmen dienen der Abhilfe:
- Trennen Sie Signalleitungen mit unterschiedlichem Spannungsniveau räumlich voneinander.
-Verlegen Sie Signalleitungen nicht nahe bei Versorgungsleitungen, d.h. Stromversorgungsleitungen, PDS-Motorleitungen, Hochspannungsleitungen oder entsprechenden Geräten.
-Achten Sie auf symmetrischen Aufbau von Signalleitungen, z.B. durch Paarverseilung.
- Schirmen Sie Signalleitungen nach Möglichkeit elektrisch ab (eine gute elektrische Abschirmung vermindert Störspannungen um den Faktor 20).
- Verwenden Sie einen Trenntrafo mit Schirmlage.
Induktive Störeinflüsse
Problem
Elektrische Ströme erzeugen magnetische Felder. Da für eine Signalübertragung eine Hin- und Rückleitung erforderlich ist, ergibt sich zwischen den Signalleitungen eine wirksame Fläche, d.h. Schleife, in der bei Durchdringung durch magnetische Feldlinien Störspannungen induziert werden können.
Gegenmaßnahmen
Wesentlicher Schutz gegen die induktive Beeinflussung ist die geometrische Anordnung selbst. Durch Verdrillen der Leiter, d.h. durch Paarverseilung erreicht man, dass sich die Induktionsflächen dauernd umkehren, also in ihrer Wirkung teilweise aufheben. Die Wirkungsweise wird daher umso größer, je kürzer die
Schlaglängen (Dralle) einer Signalleitung werden.
Eine weitere Maßnahme ist die räumliche Trennung, die noch durch die Anwendung magnetischer Abschirmungen (Geflechte oder Bewehrungen aus Stahl, Eisen oder anderen ferromagnetischen Materialien) verstärkt werden kann.
Wie bei der kapazitiven Beeinflussung sind auch gegen die induktive Beeinflussung Gegenmaßnahmen möglich, die sich in folgenden Regeln zusammenfassen lassen:
- Verlegen Sie Signalleitungen nicht in unmittelbarer Nähe von Leitungen, die hohe Ströme führen, oder entsprechenden Geräten.
- Achten Sie auf symmetrischen Aufbau von Signalleitungen, z.B. durch Paarverseilung mit möglichst kurzen Schlaglängen, ca. 30 Schläge pro Meter (die Verdrillung vermindert die Störspannung um den Faktor 25).
- Schirmen Sie Signalleitungen nach Möglichkeit elektrisch ab und erden Sie den Schirm beidseitig.
- Achten Sie auf symmetrischen Aufbau von Leitungen mit hoher Störaussendung (PDS-Leitungen)
Störeinflüsse durch Erdschleifen
Problem
Bei beidseitiger Erdung der Kabelschirme können Störspannungen (Fremdspannungen) auftreten. Unterschiedliche Erdpotenziale verursachen Ausgleichsströme, die induktiv die Signalleitung beeinflussen.
Gegenmaßnahmen
Als Gegenmaßnahmen haben sich als zweckmäßig erwiesen:
- Signalleitungen grundsätzlich zweiadrig verlegen, d.h. keine Rückleitung über Erde
- Geräte, Anlagenteile und Abschirmungen, die galvanisch miteinander verbunden sind, müssen in den Potenzialausgleich einbezogen werden, um Ausgleichsströme zu vermeiden.
- Einsatz von Trennverstärkermodulen
- Einsatz von LWL-Verbindungen
Störeinflüsse durch HF-Felder
Problem
Elektromagnetische Koppelung liegt vor, wenn eine elektromagnetische Welle auf einen Leiter trifft. Das Auftreffen der Welle induziert Ströme und Spannungen. Quellen für elektromagnetische Strahlungen sind Funktelefone, Gleichstrommotoren, Frequenzumrichter, Sender oder Funkenstrecken (Zündkerzen).
Gegenmaßnahmen
Zur Erzielung einer Schirmwirkung muss der Schirm an beiden Enden durch Rundumkontaktierung mit der Masse verbunden werden.
Bei höheren Frequenzen führt auch der Skin-Effekt zu einer Reduzierung der Störung.
Bei gestrahlten Störeinflüssen können folgende Maßnahmen Abhilfe schaffen:
- Signalleitungen beidseitig geschirmt verlegen
- Signalleitungen auf metallischen Oberflächen verlegen
- Keine Gehäuseöffnungen an Geräten
- HF-Dichtungen von Türen und Deckeln
- Sorgfältige HF-Erdung
Empfehlungen zur Reduktion von Störeinflüssen
Verlegen Sie Kabel wo immer möglich auf/in metallischen Kabelträgern (-wannen, -kanälen), die insgesamt gut leitend durchverbunden sind. Der Kabelträger muss an möglichst vielen Stellen elektrisch mit dem EMV Potenzialausgleich verbunden werden.
Vorteile:
- Die Maschen des Potenzialausgleichs werden dadurch noch enger und zahlreicher.
- Die Schirmwirkung des Gebäudes bzw. des Raumes nimmt zu.
- Es wird vermieden, dass das magnetische Feld der stromführenden Leiter(aktive Leiter) in die Schleife (bestehend aus PE-leiter und Potenzialausgleichsystem) eine Störspannung induzieren kann, da durch das enge Anliegen der leitfähigen Kabelträger an den PE-Leiter keine nennenswerte Fläche entstehen kann.
- Bei geschirmten Kabeln und Leitungen vermeidet die an den Potenzialausgleich angebundene Kabeltrasse, dass sich eine Schleife zwischen Schirm und Potenzialausgleich bildet. Außerdem wirkt die Trasse wie ein Schirmentlastungsleiter, der eventuell vorhandene Schirmströme auf ein erträgliches Maß reduzieren kann.
- Zwischen PDS-Schränken und Antrieben wird der metallische Kabelträger als Parallelpfad für leitungsgebundene Funktionsspannungen genutzt.
