Maßnahmen gegen kapazitive Kopplung

Definition

Der Störpegel hängt von den Spannungsschwankungen (dv/dt) und dem Wert der Kopplungskapazität zwischen dem Störer und dem Opfer ab.

Die kapazitive Kopplung erhöht sich mit:

• der Frequenz,
• der Nähe des Störers zum Opfer und der Länge der parallelen Kabel,
• der Höhe der Kabel in bezug auf eine Bezugsmasse,
• der Eingangsimpedanz des Opferstromkreises (Stromkreise mit einer hohen Eingangsimpedanz sind anfälliger),
• der Isolierung des Opferkabels (ε_r der Kabelisolierung), insbesondere bei eng gekoppelten Paaren.

Abbildung R35 zeigt die Ergebnisse kapazitiver Kopplung (Übersprechen) zwischen zwei Kabeln.

Abb. R35: Typisches Ergebnis der kapazitiven Kopplung (kapazitives Übersprechen)

Beispiele

(siehe Abb. R36)

• Nahegelegene Kabel unterliegen schnellen Spannungsschwankungen (dv/dt)
• Starten von Leuchtstofflampen
• getaktete Hochspannungsnetzteile (Fotokopierer usw.)
• Kopplungskapazität zwischen den Primär- und den Sekundärwicklungen von Transformatoren
• Übersprechen zwischen Kabeln

Abb. R36: Typisches Ergebnis der kapazitiven Kopplung (kapazitives Übersprechen)

Gegenmaßnahmen

(siehe Abb. R37) Die vorrangigen Gegenmaßnahmen zur Verringerung der Auswirkungen der kapazitiven Kopplungen sind:

• Symmetrische Übertragung auf symmetrische Leitungsanlage:

Abb. R37: Geschirmte Kabel vermindern die kapazitive Kopplung

Leiter werden in identischer Weise demselben elektrischen Feld ausgesetzt. Induzierte Störspannungen in beiden Leitern haben dieselbe Polarität und Amplitude. Das erwünschte Gegentaktsignal wird bis zu bestimmten Frequenzen nicht beeinflusst. Die Störung tritt als unerwünschtes Gleichtaktsignal auf. In Abhängigkeit von seiner Gleichtaktunterdrückung wird der bestimmungsgemäße Betrieb der angeschlossenen Geräte durch das Vorhandensein von Gleichtaktspannungen beeinflusst.

• Geschirmte Leitungsanlage oder (und) Kabelführungssysteme, die aus Metall oder speziell für EMV-Zwecke ausgelegten Verbundwerkstoffen bestehen.

Einfluss elektrischer Felder wird reduziert, wenn der Kabelschirm oder das Kabelführungssystem:

• entlang des Kabels kontinuierlich ist,
• gerade ist und über einen Potentialausgleich verfügt, wie zuvor beschrieben. Da das Kabelführungssystem auf Erdpotential liegt, können unerwünschte elektrische Ladungen keinen Spannungsanstieg verursachen. Bei hohen Frequenzen ist das Verfahren zur Erdung des Schirmes an den Kabelenden sehr wichtig. Selbst wenige Zentimeter ungeschirmten Leiters können die Schirmwirkung beeinträchtigen.
• Begrenzen der Länge des parallelen Verlaufs von Störern und Opfern auf das absolute Minimum.
• Erhöhen des Abstands zwischen Störer und Opfer.
• Bei zweidrähtigen Anschlüssen Verlegen der zwei Drähte so nah wie möglich nebeneinander.
• Positionieren eines an beiden Enden und zwischen dem Störer und dem Opfer angeschlossenen PEC.
• Verwenden von zwei- oder vierdrähtigen Kabeln anstelle von einzelnen Leitern.
• Verwenden von symmetrischen Übertragungssystemen bei korrekt realisierten symmetrischen Kabel- und Leitungsanlagen.
• Abschirmen der störenden Kabel, der gestörten Kabel oder beider Kabel (die Abschirmung muss am Potentialausgleich angeschlossen sein).
• Verringern des dv/dt des Störers durch Erhöhung der Signalanstiegszeit, wenn möglich.