دسته بندی کابل، جداسازی و سیم کشی

کابل کشی:

به منظور اینکه تاثیرات هم شنوائی (crosstalk) را در کابل کاهش دهیم؛ ولتاژ و جریان سیگنال های منتقل شده

توسط کابل باید تقریبا با هم برابر باشند. این موضوع مبحث گروه بندی کابل ها را مطرح می کند.

که در جدول زیر نشان داده شده است. کابل هایی که حامل جریان های

متداخل فرکانس بالا هستند باید از کابل های دیگر دور نگه داشته شوند؛

حتی این نکته باید داخل محفظه ی شیلدینگ نیز رعایت شود، به دلیل اینکه

این جریان های متداخل می توانند به بخش های دیگر کوپل شوند.

طبقه بندی کابل ها

	گروه 4: نویزدار کابل برق AC و برگشت؛ شاسی زمین، سیگنال توان بالا و سیگنال های با پهنای باند زیاد، لینک های DC و ورودی و خروجی توان که سرعت موتور را تنظیم می کنند؛ تجهیزات جوشکاری و سایر وسایل مشابه.
	گروه 3: نسبتا نویز دار توان DC ، بارهای سوییچینگ  و خطAC که فیلتر شده است؛ مدار کنتاکتور و یا سلونوئید
	گروه 2: کمی حساس سیگنال های توان-پایین ، فرکانس-پایین و با نرخ داده دیجیتال پایین؛ ابزار دقیق آنالوگ (مثلا 4-20 mA ، 0-10V )؛ ورودی/خروجی سوییچ مثل encoder و یا خروجی های منابع تغذیه ی DC داخلی.
	گروه1: حساس سیگنال های آنالوگ با سطح پایین مانند ترموکوپل ها، میکروفن ها، ترمیستور؛ ارتباطات آنالوگ و دیجیتال با پهنای باند بالا مانند اترنت، ورودی گیرنده ی RF و باقی سیگنال هایی که ولتاژ کمتر از یک ولت یا جریان کمتر از یک میلی ولت دارند و یا امپدانس بیشتر از یک کیلو اهم و یا سیگنال بزرگتر از یک مگاهرتز دارند.

هدف ازشناسایی اینکه هر کابل به چه گروه ای تعلق دارد این است که نوع صحیح کابل و ترمینال ها را بتوانیم مشخص کنیم.

علاوه بر این کابل هایی که در گروه های متفاوتی هستند باید جدا از هم قرار بگیرند تا تداخلی بین آنها ایجاد نشود.

شکل 1 حداقل فاصله ی بین کابلها از گروه های متفاوت را نشان می دهد. در این شکل فرض شده است

که یک صفحه ی PEC ( صفحه ی زمین موازی) زیر آنها قرار گرفته است. طبق شکل، کابل های حساس گروه اول نباید

با سیگنال های دیجیتال با نرخ بالای توییست شده دسته شوند و نیز هیچ کدام نباید با کابل های کواکسیکال

دیجیتال با نرخ بالا قرار گیرند. این زیر گروه ها باید جداگانه دسته بندی شوند و بین آنها حداقل ده میلیمتر

فاصله باشد. همه ی گروه ها باید تا جای ممکن به سطح فلزی نزدیک باشند.

شکل 1 حداقل فاصله بین کابل ها از کلاس های متفاوت

کابل کشی:

درحالیکه کلاس بندی بین کابلها رعایت شده است، نمامی کابل ها بین آیتم های یک تجهیز باید یک مسیر مشخصی را طی کنند.

شکل 2 دو اصل در کابل کشی را نشان می دهد:

• کابل های بین دو آیتم در تجهیز باید همیشه یک مسیر را ادامه بدهند
• یک پنل اتصال مجزا برای هر آیتم تجهیز موجود باشد.

وجود یک پنل برای هر کابینت امکان اینکه همه ی کابل ها از بخش مشخصی ( کنار، بالا یا پایین) وارد کابینت بشوند را فراهم می آورد.

تحت این شرایط جریان های ولتاژ بالایی که عموما در موارد صنعتی در کابل ها جاری می شوند از طریق صفحه ی کانکتور

بین کابلهای آن آیتم مشخص شارش میکنند و امکان شارش آن از طریق سایر بخش های کابینت به حداقل می رسد

که از این طریق کنترل کردن تداخلات بسیار ساده تر و امکان تاثیر گذاری آنها روی سایر آیتم های الکتریکی به صفر می رسد.

شکل 2 مشخص کردن مسیر کابل

تکنیک های هادی زمین موازی[1](PEC)

بهترین روش برای EMC در راه اندازی ها( مطابق استانداردهای[173]IEC 61000-5-2 و EN 50174-2 [160] ) نیازمند

استفاده از جعبه ی کابل, لوله ها و مجراها، با هدف دور کردن جریان های توان از کابلها و شیلدهای

آنتحت عنوان “هادی های زمین موازی” می باشد. در حین طراحی باید در نظر گرفته شود که

کابینت ها و back plate ها باید امکان اتصالات ضروری PEC ها را فراهم کنند.

ساخت PEC ها:

اولین هدف استفاده از این هادی های موازی زمین، منحرف کردن حلقه های جریان زمین از کابل های شیلد شده و شیلد نشده است.

از آنجاییکه جریان های زمین معمولا دارای فرکانس 50/60 هرتز هستند و جریان های ناگهانی ناشی از صاعقه معمولا

بیشترین انرژی خود را در فرکانس های زیر 10KHz دارند، در نتیجه PEC ها باید مقاومت بسیار پایین و ظرفیت

کافی برای انتقال جریان داشته باشند. کابل ها سطح مقطع فلزی کافی برای ایجاد مقاومت پایین و ظرفیت جریان را دارا هستند.

کابل ها باید بسیار نزدیک به PEC ها قرار داشته باشند. هر شیلد و یا هادی خارجی زمین باید

مانند یک PEC در نظر گرفته شود و هر دو طرف آن زمین شوند. همینطور PEC ها برای کنترل فرکانس های

بالا نیز مورد استفاده قرار می گیرند. شکل 3 انواع مختلف PEC ها را نشان می دهد که ظبق عملکرد

در فرکانس بالا رتبه بندی شده اند. یک جعبه ی کابل معمولا به منظور نصب ساده تر  کابل، سوراخ می شود

اما این کار عملکرد فرکانس بالای آن را کاهش می دهد.

در واقع شکاف ها و گپ ها شارش جریان را دچار ناپیوستگی می کنند

و همین موضوع باعث افزایش امپدانس انتقال ساختار می شود. در بعضی از محیط ها، PEC ها

باید جریان بالایی را  بدون افزایش گرما و سایز آسیب ها انتقال دهند؛ به همین دلیل باید سطح مقطع فلزی کافی برای اینکار را داشته باشند.

برای این منظور یک سیم مسی سنگین[2] برای فراهم کردن این شرایط توصیه می شود.

نکته ی حائز اهمیت دیگر این است که PEC ها باید به زمین تجهیز در محل مورد استفاده متصل شوند و هرچقدر این اتصال به زمین بیشتر باشد بهتر است.

شکل 3 چند نمونه هادی موازی زمین (جهت افزایش شیلیدنگ موثر)

[1]Parallel Earth Conductor (PEC) techniques

[2]heavy-gauge copper wire