Sistemas de conexión y cables apantallados con protección EMC en aplicaciones industriales

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¿Por qué es tan importante la protección frente a las EMC?

Hoy en día es difícil encontrar un producto o una planta industrial sin una tecnología de cableado moderna. En muy común hablar de la Industria 4.0, Big Data y de procesos totalmente automatizados.

Partes de estos procesos se gestionan o controlan mediante variadores de frecuencia, transformadores, switches y dispositivos de comunicación. Esta es la razón por la que se requiere una seguridad cada vez mayor contra las interferencias electromagnéticas en entornos industriales.

La llamada compatibilidad electromagnética (CEM) o EMC requiere de precisión y la selección de los componentes adecuados para que la máquina e instalaciones funcionen sin problemas.

En consideración a la EMC se contemplan dos aspectos principales:

  • El equipo no debe causar interferencias electromagnéticas.
  • El equipo no debe ser perturbado electromagnéticamente por su entorno.

Selección de los cables apantallados de LAPP

Desde LAPP le ofrecemos soluciones cables apantallados de alimentación y control y cables apantallados para transmisión de datos para diferentes tipos de aplicación.  A continuación le enseñamos algunos ejemplos:

Los cables y conectores, según la definición en la ley de compatibilidad electromagnética, son "componentes sin función directa". Por lo que no están cubiertos por la Directiva EMC 2014/30 / EU y, por lo tanto, no reciben un marcaje CE con respecto a la Directiva EMC.

El marcaje CE que si encontrará en los productos LAPP se refieren, entre otras cosas, a las pruebas de conformidad CE según la Directiva de baja tensión, RoHS y CPR.

Son las características técnicas de cada material y su instalación los que definirán su comportamiento frente a las EMC.

Donde quiera que se utilicen motores eléctricos, switches y cables para la transmisión de energía, ya que estos causan interferencias electromagnéticas. La EMI puede tener una influencia negativa en los cables de datos, sensores, comunicaciones y equipos similares.

Por ello, en todas estas áreas propensas a interferencias deben realizarse la instalación con cables de alimentación y control o también en con cables de datos con protección electromagnética mediante pantallas.

¿Cómo se fabrican los cables apantallados de potencia y control?

En principio, existen cuatro tipos diferentes de pantalla para cables de alimentación y control. Tres de estos tipos de pantalla son especialmente adecuados para su uso con protección EMC:

Compatibilidad electromagnética
  • Pantalla de trenza de cobre estañado
    Un método común de apantallamiento de un cable es la pantalla de trenzado de cobre estañado entre los núcleos y la cubierta exterior. Con un grado de cobertura de alrededor del 80%, la trenza de cobre estañado forma una barrera eficaz contra los campos electromagnéticos. Dichos cables pueden identificarse con la abreviatura "C" en la designación del producto LAPP, p. Ej. ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY o ÖLFLEX® SERVO 719 CY
Compatibilidad electromagnética
  • Pantalla de alambres de cobre estañado
    Para cables en aplicaciones móviles como en robótica, donde la pantalla debe resistir la torsión, a menudo se usa una envoltura de cables de alambres de cobre estañado. Dichos cables pueden reconocerse por la abreviatura "D" en la designación del producto LAPP, p. Ej. ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Compatibilidad electromagnética
  • Lámina de aluminio
    Los conductores individuales o todos los conductores del cable se pueden envolver con lámina de aluminio. El apantallamiento de lámina protege los cables, especialmente a frecuencias más altas. Se suele combinar con otros  tipos de pantalla, p. Ej. ÖLFLEX® SERVO 2XSLCH-JB con lámina de aluminio y trenzado de hilos de cobre estañado.

¿Cómo se construyen los cables de comunicación apantallados?

Ejemplo de un cable de datos apantallado EMC.

Ejemplo de un cable de datos apantallado EMC.

Se utilizan los mismos tipos de pantallas para los cables de comunicación que para los cables de alimentación y de control, aunque se utilizan abreviaturas diferentes en las designaciones de productos:

Pantalla de trenzado de cobre         „S“ (Screened)
Lamina de aluminio                          „F“ (Foiled)

Además, hay dos varios tipos de cables de datos:

  • Sin pantalla (Unshielded)
    Los cables de datos suelen estar siempre apantallados, pero para ciertas áreas de aplicación para la transmisión de señales, existen cables de datos no apantallados especialmente marcados con la abreviatura "U" (unscreened). Ejemplos: el cable Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U / UTP 4x2xAWG24 LSZH o el Cat.5e Cable Ethernet ETHERLINE® LAN Cat.5e SF / UTP 4x2xAWG24 o nuestros cables UNITRONIC® BUS ASI de bus de campo.
     
  • Par trenzado (Twisted pair)
    Otro tipo de construcción es el par trenzado. El par trenzado asegura que los efectos negativos posibles ruidos se cancelen entre sí. Estos cables se pueden reconocer por la abreviatura "TP" (twisted pair). Por ejemplo, el cable ETHERLINE® Cat 6a H 4x2xAWG22/1 SF/UTP: apantallado más lámina de aluminio/pares trenzados sin apantallar.

Un hito en el ámbito de la compatibilidad electromagnética: la tecnología zeroCM® de LAPP

La tecnología zeroCM® de LAPP contribuye de forma decisiva a mejorar la compatibilidad electromagnética en máquinas e instalaciones. El nuevo diseño patentado de cables con una construcción de haz de baja capacitancia con una toma de tierra de protección opuesta logra una simetría eléctrica del 100% y mejora la compatibilidad electromagnética. El primer producto lanzado al mercado con esta tecnolgías es el ÖLFLEX® SERVO zeroCM.

En el vídeo encontrará información más detallada sobre este cable y su tecnología.

Los sistemas de conectores de LAPP tienen la ventaja de que utilizan todos los tipos de conexión de pantalla antes mencionados. Los conectores EPIC® EMC cuentan con un apantallamiento de 360 ​​grados y una conexión de la pantalla a prueba de vibraciones. Los conectores EMC pueden reconocerse por su superficie conductora metálica, en su mayoría niquelada. Las juntas están diseñadas de tal manera que las dos partes de la carcasa, que están presionadas o atornilladas entre sí, hacen un contacto de partes metálicas de baja resistencia.

Conectores rectangulares

Los conectores rectangulares tienen un casquillo de tipo cepillo para hacer contacto con la pantalla. Por lo tanto, el EPIC® ULTRA H-A3 y el EPIC® ULTRA H-B6-24 son fáciles de instalar y están diseñados para un amplio rango de sujeción de cables con cables apantallados

Conectores circulares

Si, por otro lado, necesita un diseño que ahorre espacio, por ejemplo, para su uso en servomotores y actuadores, le recomendamos los conectores circulares POWER y SIGNAL de LAPP. Están equipados con un prensaestopas EMC especialmente adaptado para cables de datos y servo. Para conexiones a prueba de vibraciones a la fuente de alimentación, los conectores circulares EPIC® POWER M17EPIC® POWER LS1EPIC® POWER LS1.5 o EPIC® POWER LS3 con prensaestopas EMC integrado son especialmente adecuados para estas aplicaciones

Para cables de sensor, Fieldbus, resolver y encoder, LAPP le ofrece, por ejemplo, los conectores EPIC® SIGNAL M17 o EPIC® SIGNAL M23

¿Sabía que la pantalla no tiene ningún efecto si no está conectada a tierra? La resistencia eléctrica entre la pantalla y tierra debe ser lo más baja posible, lo que requiere la mayor área de contacto posible. Además, hay tipos de conexión a tierra poco recomendados, como la trenza de cobre retorcida (llamada pigtail), que genera una alta impedancia en una distancia corta.

A continuación puede ver ejemplos de mejores tipos de opciones de conexión (descargue nuestro whitepaper para ver más detalles)

Nuestros prensaestopas LAPP, como el SKINDICHT® SHVE-M, le proporcionan un contacto de pantalla de 360 ​​grados con una baja resistencia. Con sus propiedades, los prensaestopas SKINDICHT® son especialmente adecuados en entornos con fuertes vibraciones.

Para cables flexibles de diferentes diámetros, los prensaestopas de la serie SKINTOP® son los más adecuados. Estos se caracterizan por un montaje rápido y sencillo, así como por tener un amplio rango de sujeción. Con el SKINTOP® MS-SC-M, se establece un contacto de baja impedancia con la pantalla del cable.

El prensaestopas SKINTOP® MS-M BRUSH es adecuado gracias a su cepillo dispuesto de forma anular. El amplio rango de sujeción hace que el montaje y el desmontaje sean más fáciles y rápidos. El área de contacto entre la trenza de la pantalla del cable y el cepillo del prensaestopas convierte a esta solución como una de las mejores opciones.

La contratuerca SKINDICHT® SM-PE-M con sus bordes cortantes es el complemento ideal que le ofrece un contacto óptimo al cortar la capa aislante de la carcasa en su instalación.

La EMC deficientes son a menudo por causas en los errores del montaje, como por ejemplo, realizar un corte demasiado profundo y dañar el aislamiento del conductor,  no conectar bien todas las pantallas, etc.

Por lo tanto, la tendencia actual es ir hacia cables conectorizados, que en LAPP ofrecemos con el nombre de ÖLFLEX® CONNECT. El cable y el conector ya están conectados desde fábrica, los clientes incluso reciben cadenas portacables completamente equipadas con cables y conectores, y LAPP también se encarga de la ingeniería del diseño. De este modo, usted tiene la garantía de recibir siempre soluciones con la calidad adecuada.

Los cables también pueden instalarse en tubos que protegen frente a las EMC. Para ello, desde LAPP y su gama SILVYN® le ofrece el tubo de protección SILVYN® EMC AS-CU, un conducto de protección de metal con trenzado de cobre estañado adecuado para entornos particularmente hostiles con altos requisitos electromagnéticos. Con los prensaestopas SILVYN® MSK-M BRUSH con protección EMC puede completar su sistema de apantallamiento EMC.