Wie legt man den Kabelschirm auf Erde?

Thema:

Wie verbindet man einen Kabelschirm mit dem Erdpotential?

Ausgangslage:

Alle modernen Leistungsendstufen von Motorsteuerungen nutzen eine PWM-Spannung zur Ansteuerung des Motors. Solche PWM Leistungssignale können Störabstrahlungen aussenden und empfindliche Sensorsignale (z.B. Hallsensoren, analoge Signale, Videosignale) negativ beeinflussen. Es wird deshalb empfohlen geschirmte Motorkabel zu verwenden. Dies Empfehlung gilt insbesondere bei ...

• ... langen Motorleitungen (> 1m).
• ... Motorleitungen, die dicht im Bereich von Sensorleitungen verlegt sind.
• ... hohen Motorströmen.

Der Kabelschirm muss hierzu mindestens an einem Kabelende grossflächig mit Erde verbunden werden. Bei Kabeln mit mehr als 1 - 2 m Länge ist empfohlen den Kabelschirm an beiden Kabelenden auf Erdpotential zu legen.

Lösung:

Der Kabelschirm kann sehr einfach mit sogenannten Erdungsklemmen mit einer geerdeten Metallfläche verbunden werden, z.B. im Schaltschrank bzw. direkt am Montageort der Steuerung und des Motors. Erdungsklemmen sind bei leistungsstärkeren Antrieben (z.B. beim Einsatz von grossen Servoantrieben und Frequenzumrichtern) die typische Lösung in der Praxis und können identisch auch für maxon Antriebe und Steuerungen verwendet werden. Die Montage ist sehr einfach:

• Entfernen Sie einen Teil der Isolation an den Kabelenden.
  (Typisch innerhalb der letzten 10 cm des Kabels.)
• Montieren Sie die Erdungsklemmen auf einer geerdeten Metallfläche dicht bei der Steuerung und dem Motor im Schaltschrank oder direkt an der Maschine
• Drücken Sie den abisolierten Kabelteil mit der blanken Schirmummantelung in die Erdungsklemme.

Wichtig:
Achten Sie darauf, dass der Durchmesser der Erdungsklemme auf den Kabeldurchmesser abgestimmt ist und sich eine gut leitende, grossflächige Kontaktfläche ergibt.

Ergänzende Hinweise:

Bitte achten Sie darauf, dass ...

• ... Erdungskabel zur Verbindung von Maschinenelementen oder Erdungsschienen (an denen wiederum die Erdungsklemmen montiert sind) einen ausreichend grossen Leitungsquerschnitt besitzen. Typischerweise werden Kabelquerschnitte von mindestens 6 mm^2 (Kupferdraht) bis zu 25 mm^2 eingesetzt. Erdungskabel mit einem Querschnitt von 16 mm^2 sind dabei ein häufig im Maschinen- und Schaltschrankbau eingesetzter Standard.
• ... Erdkontakte nicht durch eine Eloxierung oder Lackierung abgeblockt oder beeinträchtigt wird, zum Beispiel bei einem Erdübergang mit Schrauben, Muttern, Kabelschuhen oder Unterlagsscheiben montiert an einer Metallstruktur oder einem Motorgehäuse / -flansch.

Der wesentlich Punkt ist, dass der Erdkontakt, die Erdungsschiene, das Erdungskabel und der Kabelschirm (und jede Verbindung dazwischen) einen geringeren Widerstand (d.h. bessere Leitfähigkeit) aufweisen müssen als jede andere GND-Verbindung. Potentialausgleichs- und Ableitströme nehmen immer den Weg des geringsten Widerstands und dieser muss über die Erdleitungen sein. Ein grosser Leitungsquerschnitt und grossflächige Erd-/Schirmkontakte stellen sicher, dass der Stromfluss und Potentialausgleich über die Erdungsschienen, Metallstrukturen und Erdkabel erfolgt. Letztendlich sollte dabei jeder Erdkontaktpunkt das identische Erdpotential aufweisen, was nur durch extrem niedrige Kabel- und Kontaktwiderstände und einem hieraus resultierenden nur minimalen Spannungsabfall über dem Erdungspfad zu erreichen ist.

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