Elektromagnetische Verträglichkeit VI

Gut geschirmt ist halb gewonnen

7. Juli 2016, 9:23 Uhr | Peter Respondek, freiberuflicher Fachautor und Publizist
Peter Respondek, freiberuflicher Fachautor und Publizist.
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© Peter Respondek

Die elektromagnetische Umgebung ist wie ein Haifischbecken: Eine Vielzahl von Störern warten nur darauf, Geräte und Systeme aus dem Tritt zu bringen. Doch die Angreifer haben es schwer, wenn die Verteidiger mit Schirmung und Potenzialausgleich gut umgehen können.

Was macht uns sicher, dass in einer Industrieanlage die »Industrie 4.0« einwandfrei funktioniert, es in einem Krankenhaus nicht zu Störungen der Vielzahl der verwendeten elektronischen Geräte kommt oder in einem Haushalt eine komplexe Installation einwandfrei arbeitet? Der technische Fortschritt stellt die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten, Apparaten und Systemen immer wieder und immer neu vor Herausforderungen, sei es bei der Energiewende, dem Smart Grid, der E-Mobilität oder dem Smart Home. Dass die gewünschten Funktionen neuer Technik zuverlässig erfüllt werden, ist für Nutzer heute selbstverständlich. Damit das so ist und so bleibt, ist und bleibt die Betrachtung der EMV permanenter Bestandteil der Planung und Installation.

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Bild 1: Überspannungsschutz für Anlagen der Informationstechnik.
Bild 1: Überspannungsschutz für Anlagen der Informationstechnik.
© Dehn Blitzplaner

Elektromagnetische Umgebung
Bild 1 zeigt eine leittechnische Anlage in ihrer elektromagnetischen Umgebung. Im Inneren sind integrierte Bausteine, Chips und ICs verwendet. Diese können sich gegenseitig beeinflussen aufgrund ihrer unterschiedlich hohen Taktfrequenzen und unterschiedlich steilen Stromflanken. Hier ist ein entkoppelndes Platinenlayout erforderlich.

Die Leittechnik enthält weiterhin geschaltete Gleichstromrelais. Der Stromabriss beim Schalten der Relais erzeugt ähnlich hohe induzierte Spannungen wie bei der Zündanlage eines Autos. Daher kann die Störbeeinflussung dieser Baugruppen untereinander innerhalb der leittechnischen Anlage größer sein als jede von außen kommende Störung. Eine wirkungsvolle Maßnahme zum Herabsetzen der Störbeeinflussung ist das geeignete Beschalten der Gleichstromspulen. Äußere Störquellen, die sich in unmittelbarer Nähe einer leittechnischen Anlage befinden können, sind:

  • Motoren mit hohen Anlaufströmen
  • Hochspannungsanlagen
  • Rundsteueranlagen
  • Leuchtstofflampen (Zündimpuls)
  • Mobile Kommunikationseinrichtungen (elektromagnetische Felder)
  • Thyristoren (Schaltflanken)
  • Entladung statischer Elektrizität (ESD)
  • Stationäres Feld von Rundfunksendern
  • Blitzeinschlag (Bedrohung mit der höchsten Energie)

Die Tabelle nennt Maßnahmen zum Beherrschen transienter Störungen:

OrtStörquelleKopplungswegeStörsenke
Art der
Maßnahme

Begrenzen der Störgröße

Erschweren der Übertragung der Störung

Begrenzen der
Wirkung der Störgröße

Technische
EMV-Maßnahmen
  • niederinduktive Erdung
  • örtliche Trennung von Anlagen und Kabeln unterschiedlicher Störniveaus
  • Anordnung in Gruppen
  • kopplungsarm
  • Beschalten von Relais
  • Leitungsführung
  • Schirmung mit vielfacher Erdung (beidseitig)
  • baumförmiger Leitungsaufbau
  • Zweidrahtverlegung
  • Verdrillung
  • Symmetrierung
  • Stromkreise einseitig erden
  • Schirmung
  • Filterung
  • direkte Begrenzung
  • Zonenbildung
  • Potenzialtrennung
  • optische Signal­kopplung
  • Interfaces mit kleiner Kopplung
Technisch -
organisatorische Maßnahmen
Vereinbarung über Betriebsabläufe (z. B. räumliche und zeitliche Beschränkungen) Software-Maßnahmen

 


  1. Gut geschirmt ist halb gewonnen
  2. Schirmung – ein günstiges Konzept

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