Elektromagnetilised häired (EMI) on tavaline probleem elektri- ja elektroonikaseadmete töös, eriti kaasaegsetes toite- ja sidesüsteemides. EMI võib mõjutada seadmete normaalset tööd, põhjustades andmeedastusvigu, elektrilisi rikkeid ja võib isegi põhjustada seadmele püsivaid kahjustusi. Seetõttu on kaablisüsteemi häiretevastane jõudlus muutunud disaini oluliseks osaks. Austraalias kasutatakse TPS-i (Thermoplastic Sheathed Cable) juhtmeid laialdaselt elamu-, kaubandus- ja tööstusvaldkondades. Vastuseks elektromagnetiliste häirete mõjule optimeeritakse TPS-i juhtmeid erinevate konstruktsioonide ja tehniliste vahendite abil, et tagada elektrisüsteemi stabiilsus ja ohutus.
1. Mis on elektromagnetilised häired (EMI)?
Elektromagnetilised häired viitavad väliste elektromagnetiliste allikate tekitatud elektromagnetlainete poolt elektroonikaseadmetele ja nende elektrisüsteemidele tekitatud häiretele. Elektromagnetlained võivad pärineda kõrgsageduslikest seadmetest (nagu mobiiltelefonid, WiFi-ruuterid), suurtest elektriseadmetest (nt trafod, mootorid) või loodusnähtustest (nt välk jne). Need elektromagnetlained võivad levimise ajal siseneda juhtmetesse ja kaablitesse, põhjustades signaali häireid, seadmete rikkeid ja isegi andmete rikkumist.
Austraalias on tehnoloogia arengu ja intelligentsete seadmete populariseerimisega elektromagnetiliste häirete allikad muutunud mitmekesisemaks, eriti tööstus-, kaubandus- ja kõrgtehnoloogilistes valdkondades, EMI probleem on muutunud tõsisemaks. Seetõttu on elektromagnetiliste häirete tõhus ennetamine muutunud kaablite projekteerimisel oluliseks teemaks.
2. TPS-juhtmete põhistruktuur ja omadused
TPS-juhtmed on termoplastist ümbrisega kaablid, mille juhtmeteks on tavaliselt juhtivad vasktraadid või alumiiniumtraadid, ning väliskestana ja sisemiste isolatsioonikihtidena kasutatakse termoplastseid materjale, nagu PVC (polüvinüülkloriid). TPS-juhtmetel on hea temperatuuri- ja korrosioonikindlus ning need sobivad erinevatesse karmidesse keskkondadesse.
TPS-juhtmete peamised omadused:
Korrosioonikindlus:Kohandage tugeva niiskuse või tugeva korrosiooniga keskkondadega.
Kuumakindlus:talub kõrgeid töötemperatuure ja sobib erinevatele elektripaigaldistele kodudes ja tööstustes.
Tõmbetugevus:tugev vastupidavus mehaanilisele pingele ja suudab vastu pidada välismaailma füüsilistele kahjustustele.
Kuigi TPS-juhtmed toimivad füüsikaliste omaduste poolest hästi, on nende loomulik vastupidavus elektromagnetilistele häiretele (EMI) suhteliselt nõrk. Seetõttu peavad TPS-juhtmed EMI-ga silmitsi seistes võtma täiendavaid meetmeid, et parandada nende häiretevastast jõudlust.
3. Kuidas TPS-i juhtmed elektromagnetiliste häiretega toime tulevad?
Austraalias kasutavad TPS-juhtmed elektromagnetiliste häiretega toimetulemiseks mitmesuguseid konstruktsioone ja tehnilisi vahendeid, sealhulgas peamiselt järgmisi aspekte:
3.1. Varjestuskihi lisamine
Varjestuskiht on tavaline meede elektromagnetiliste häirete tõhusaks vähendamiseks. Kuigi traditsioonilised TPS-juhtmed ei ole spetsiaalselt loodud varjestatud kaablitena, lisavad paljud TPS-kaablid kõrge elektromagnetilise häirega keskkondades täiendavaid varjestuskihte. Varjestuskiht on tavaliselt valmistatud metallmaterjalidest, nagu alumiiniumfoolium, vaskfoolium või metallist põimitud traat, mis suudab tõhusalt varjestada väliseid elektromagnetlaineid ja takistada elektromagnetlainete sattumist kaablisse.
See varjestuskiht võib oluliselt parandada kaabli anti-EMI võimet, mis sobib eriti hästi tööstuskeskkondadesse ja tihedate kõrgsageduslike seadmetega piirkondadesse. Mõnedes olulistes elektriseadmetes, sidesüsteemides ja juhtimissüsteemides on elektromagnetiliste häirete vähendamiseks eelistatud lahenduseks varjestatud kaablite kasutamine.
3.2. Kasutage madala EMI-ga materjale
Mõned TPS-kaablid kasutavad väheste elektromagnetiliste häiretega materjale, et vähendada EMI mõju tootmisprotsessi ajal. Näiteks võib kaabli isolatsioonikihina kasutada polüetüleenist (PE) või ristseotud polüetüleenist (XLPE) materjale, millel on head elektromagnetilise varjestuse omadused. Võrreldes traditsiooniliste PVC materjalidega, toimivad need materjalid EMI-vastastes tingimustes hästi ja võivad tõhusalt vähendada elektromagnetlainete kiirgust.
Lisaks saab optimeerida ka kaablis olevaid isolatsioonikihi materjale, kasutades kõrgema dielektrilise konstandiga materjale, mis aitab vähendada kaabli elektromagnetkiirgust.
3.3. Parandage maanduse disaini
Maandus on veel üks levinud viis elektrisüsteemides elektromagnetiliste häirete vältimiseks. Austraalias nõuavad elektripaigaldiste standardid üldiselt head maanduskonstruktsiooni. TPS-i juhtmete väliskest ühendatakse tavaliselt maandussüsteemiga, et elektririkke korral saaks vool sujuvalt läbi maandusjuhtme maapinnale voolata, et vältida seadmete ja personali kahjustamist.
Õige maanduse abil saavad TPS-juhtmed tõhusalt vähendada elektromagnetiliste häirete mõju. Eelkõige tööstus- ja kaubanduskeskkondades võib õige maandus ära hoida seadmete rikkeid elektromagnetiliste häirete tõttu, parandades seeläbi kogu elektrisüsteemi stabiilsust ja ohutust.
3.4. Paigutuse optimeerimine paigaldamise ajal
Lisaks kaabli enda disainile on EMI vähendamisel võtmetähtsusega ka õige kaabli paigaldusviis ja paigutus. Õige paigaldus- ja juhtmestiku meetodid võivad vähendada elektromagnetlainete häireid. Austraalias tuleb kaablite ühendamisel järgida teatud spetsifikatsioone, näiteks vältida elektriliinide ja signaaliliinide kõrvuti paigutamist, et vähendada vastastikust häiret.
Lisaks võivad elektromagnetilisi häireid vähendada ka erinevate kaablisuundadega juhtmestikud. Näiteks suurtes hoonetes või tehastes saab kaablite suundade mõistliku paigutusega tõhusalt ära hoida elektromagnetiliste häirete allikate mõju, eriti tugeva voolu elektriliinide ja madalpinge signaaliliinide vahel.
3.5. Kasutage väliseid häiretevastaseid seadmeid
Mõnes spetsiaalses suure elektromagnetilise häirega keskkonnas saab lisaks häiretevastaste kaablite valimisele kasutada ka väliseid häiretevastaseid seadmeid, et veelgi vähendada elektromagnetilise häire mõju. Näiteks võib selliste seadmete nagu toitefiltrite, sagedusfiltrite ja häiretevastaste trafode paigaldamine tõhusalt vähendada elektromagnetiliste häirete mõju kaablitele ja seadmetele.
Need seadmed suudavad filtreerida välja kõrgsageduslikud elektromagnetlained ja tõhusalt summutada elektriseadmete tekitatud müra, parandades seeläbi TPS-juhtmete häiretevastast võimet keerukates keskkondades.
4. Austraalia elektristandardid ja eeskirjad
Austraalias peab elektripaigaldiste ja kaablitoodete projekteerimine, tootmine ja kasutamine vastama rangetele ohutusstandarditele. Näiteks Austraalia standard AS/NZS 3000:2018 määrab kindlaks elektripaigaldiste ohutusnõuded, sh elektromagnetiliste häirete summutamise nõuded juhtmetele ja kaablitele. Need standardid tagavad, et kaablid peavad normaalsetes töötingimustes tõhusalt vastu elektromagnetilistele häiretele ning tagavad elektriseadmete ja personali ohutuse.
