Elektromagnetische interferentie (EMI) is een veelvoorkomend probleem bij de werking van elektrische en elektronische apparatuur, vooral in moderne stroom- en communicatiesystemen. EMI kan de normale werking van apparatuur beïnvloeden, fouten bij de gegevensoverdracht en elektrische storingen veroorzaken en kan zelfs permanente schade aan de apparatuur veroorzaken. Daarom zijn de anti-interferentieprestaties van het kabelsysteem een belangrijk onderdeel van het ontwerp geworden. In Australië worden TPS-draden (Thermoplastic Sheathed Cable) veel gebruikt in woningen, commerciële en industriële toepassingen. Als reactie op de impact van elektromagnetische interferentie worden TPS-draden geoptimaliseerd via een verscheidenheid aan ontwerpen en technische middelen om de stabiliteit en veiligheid van het elektrische systeem te garanderen.
1. Wat is elektromagnetische interferentie (EMI)?
Elektromagnetische interferentie verwijst naar de interferentie die wordt veroorzaakt door elektromagnetische golven die door externe elektromagnetische bronnen worden gegenereerd op elektronische apparaten en hun elektrische systemen. Elektromagnetische golven kunnen afkomstig zijn van hoogfrequente apparaten (zoals mobiele telefoons, Wi-Fi-routers), grote elektrische apparatuur (zoals transformatoren, motoren) of natuurlijke fenomenen (zoals bliksem, enz.). Deze elektromagnetische golven kunnen tijdens de voortplanting de draden en kabels binnendringen en signaalinterferentie, apparatuurstoringen en zelfs gegevenscorruptie veroorzaken.
In Australië zijn, met de vooruitgang van de technologie en de popularisering van intelligente apparatuur, de bronnen van elektromagnetische interferentie diverser geworden, vooral op industrieel, commercieel en hightech gebied is het probleem van EMI ernstiger geworden. Daarom is het effectief voorkomen van elektromagnetische interferentie een belangrijk onderwerp geworden bij het ontwerpen van kabels.
2. Basisstructuur en kenmerken van TPS-draden
TPS-draden zijn kabels met thermoplastische omhulsels, meestal met geleidende koperdraden of aluminiumdraden als geleiders, en gebruiken thermoplastische materialen zoals PVC (polyvinylchloride) als buitenmantels en binnenisolatielagen. TPS-draden hebben een goede temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid en zijn geschikt voor verschillende zware omgevingen.
Belangrijkste kenmerken van TPS-draden:
Corrosiebestendigheid:Aanpassen aan omgevingen met veel vocht of sterke corrosie.
Hittebestendigheid:is bestand tegen hoge bedrijfstemperaturen en is geschikt voor diverse elektrische installaties in woningen en industrieën.
Treksterkte:sterke weerstand tegen mechanische spanning en bestand tegen fysieke schade van de buitenwereld.
Hoewel TPS-draden qua fysieke eigenschappen goed presteren, is hun natuurlijke weerstand tegen elektromagnetische interferentie (EMI) relatief zwak. Daarom moeten TPS-draden een aantal aanvullende maatregelen nemen om hun anti-interferentieprestaties bij EMI te verbeteren.
3. Hoe gaan TPS-draden om met elektromagnetische interferentie?
In Australië gebruiken TPS-draden een verscheidenheid aan ontwerpen en technische middelen om met elektromagnetische interferentie om te gaan, waaronder voornamelijk de volgende aspecten:
3.1. Toevoeging van afschermingslaag
De afschermingslaag is een gebruikelijke maatregel om elektromagnetische interferentie effectief te verminderen. Hoewel traditionele TPS-draden niet specifiek zijn ontworpen als afgeschermde kabels, zullen veel TPS-kabels extra afschermingslagen toevoegen in omgevingen met hoge elektromagnetische interferentie. De afschermingslaag is meestal gemaakt van metalen materialen zoals aluminiumfolie, koperfolie of gevlochten metaaldraad, die externe elektromagnetische golven effectief kunnen afschermen en voorkomen dat elektromagnetische golven de kabel binnendringen.
Deze afschermingslaag kan het anti-EMI-vermogen van de kabel aanzienlijk verbeteren, vooral geschikt voor industriële omgevingen en gebieden met dichte hoogfrequente apparatuur. In sommige belangrijke elektrische apparatuur, communicatiesystemen en besturingssystemen is het gebruik van afgeschermde kabels de voorkeursoplossing om elektromagnetische interferentie te verminderen.
3.2. Gebruik materialen met lage EMI
Sommige TPS-kabels gebruiken materialen met lage elektromagnetische interferentie om de impact van EMI tijdens het productieproces te verminderen. Als isolatielaag van de kabel kunnen bijvoorbeeld polyethyleen (PE) of verknoopte polyethyleen (XLPE) materialen worden gebruikt, die goede elektromagnetische afschermingseigenschappen hebben. Vergeleken met traditionele PVC-materialen presteren deze materialen goed op het gebied van anti-EMI en kunnen ze de straling van elektromagnetische golven effectief verminderen.
Bovendien kunnen de isolatielaagmaterialen in de kabel ook worden geoptimaliseerd door materialen met hogere diëlektrische constanten te gebruiken, wat helpt de elektromagnetische straling van de kabel te verminderen.
3.3. Verbeter het aardingsontwerp
Aarding is een andere gebruikelijke manier voor elektrische systemen om elektromagnetische interferentie te voorkomen. In Australië vereisen de normen voor elektrische installatie over het algemeen dat kabelsystemen een goed aardingsontwerp hebben. De buitenmantel van TPS-draden is meestal verbonden met het aardingssysteem om ervoor te zorgen dat wanneer er een elektrische fout optreedt, de stroom via de aardingsdraad soepel naar de aarde kan stromen om schade aan apparatuur en personeel te voorkomen.
Door een goede aarding kunnen TPS-draden de impact van elektromagnetische interferentie effectief verminderen. Vooral in industriële en commerciële omgevingen kan een goede aarding voorkomen dat apparatuur defect raakt als gevolg van elektromagnetische interferentie, waardoor de stabiliteit en veiligheid van het gehele elektrische systeem wordt verbeterd.
3.4. Optimaliseren van de indeling tijdens installatie
Naast het ontwerp van de kabel zelf zijn ook de juiste kabelinstallatiemethode en lay-out van cruciaal belang voor het verminderen van EMI. Juiste installatie- en bedradingsmethoden kunnen de interferentie van elektromagnetische golven verminderen. In Australië moeten bepaalde specificaties worden gevolgd bij het aansluiten van kabels, zoals het vermijden van naast elkaar geplaatste elektriciteits- en signaalleidingen om wederzijdse interferentie te verminderen.
Bovendien kunnen bedradingsschema's met verschillende kabelrichtingen ook helpen om elektromagnetische interferentie te verminderen. In grote gebouwen of fabrieken kan bijvoorbeeld, door de richting van kabels redelijk te regelen, de invloed van bronnen van elektromagnetische interferentie effectief worden vermeden, vooral tussen hoogspanningslijnen en laagspanningssignaallijnen.
3.5. Gebruik externe anti-interferentieapparatuur
In sommige speciale omgevingen met hoge elektromagnetische interferentie kan, naast het selecteren van anti-interferentiekabels, ook externe anti-interferentieapparatuur worden gebruikt om de impact van EMI verder te verminderen. Het installeren van apparatuur zoals stroomfilters, frequentiefilters en anti-interferentietransformatoren kan bijvoorbeeld de impact van elektromagnetische interferentie op kabels en apparatuur effectief verminderen.
Deze apparaten kunnen hoogfrequente elektromagnetische golven filteren en de door elektrische apparatuur gegenereerde ruis effectief onderdrukken, waardoor het anti-interferentievermogen van TPS-draden in complexe omgevingen wordt verbeterd.
4. Elektrische normen en voorschriften in Australië
In Australië moeten het ontwerp, de productie en het gebruik van elektrische installaties en kabelproducten voldoen aan strenge veiligheidsnormen. De Australische norm AS/NZS 3000:2018 specificeert bijvoorbeeld veiligheidseisen in elektrische installaties, inclusief eisen voor het onderdrukken van elektromagnetische interferentie voor draden en kabels. Deze normen zorgen ervoor dat kabels effectief bestand zijn tegen elektromagnetische interferentie onder normale werkomstandigheden en garanderen de veiligheid van elektrische apparatuur en personeel.
