La treccia di rame supera il nastro per la schermatura EMI nei cavi

Nel cuore dell'industria moderna, i cavi funzionano come il sistema circolatorio del corpo umano, trasportando il flusso vitale di energia e dati. Eppure, questi condotti non esistono in isolamento, ma operano in ambienti complessi saturi di rumore elettromagnetico. Il ronzio dei macchinari e la proliferazione di segnali ad alta frequenza possono interferire con le trasmissioni dei cavi, causando malfunzionamenti delle apparecchiature, perdita di dati e potenzialmente danni economici significativi.

La tecnologia di schermatura dei cavi funge da armatura protettiva, difendendo dalle interferenze elettromagnetiche esterne e impedendo ai cavi di irradiare le proprie emissioni elettromagnetiche che potrebbero influire sulle apparecchiature vicine. Questa protezione non è unica per tutti, ma piuttosto una scienza precisa che richiede la personalizzazione in base ad applicazioni specifiche e condizioni ambientali.

Prima di esaminare la schermatura a treccia di rame rispetto al nastro di rame, dobbiamo capire perché la schermatura dei cavi è importante. Costituisce una componente cruciale della progettazione della Compatibilità Elettromagnetica (EMC), ovvero la capacità delle apparecchiature di funzionare correttamente in ambienti elettromagnetici senza causare interferenze. In quanto ponti che collegano vari dispositivi, i cavi fungono da percorsi principali per la trasmissione delle interferenze elettromagnetiche, rendendo essenziale una schermatura efficace per l'EMC.

L'interferenza elettromagnetica (EMI) comprende qualsiasi energia elettromagnetica che degrada le prestazioni delle apparecchiature, proveniente da fonti sia naturali che artificiali:

• Fonti naturali: I fulmini, la radiazione solare e i raggi cosmici producono energia elettromagnetica ad alta intensità, ma tipicamente localizzata e casuale.
• Fonti artificiali: Dispositivi elettronici, apparecchiature elettriche e sistemi di comunicazione generano radiazioni elettromagnetiche durante il funzionamento, inclusi alimentatori a commutazione, motori, convertitori di frequenza e dispositivi wireless: le principali fonti di EMI negli ambienti industriali.

L'interferenza elettromagnetica si propaga attraverso tre meccanismi principali:

• Conduzione: Viaggia lungo fili o conduttori (ad esempio, rumore sulla linea elettrica)
• Radiazione: Si propaga come onde elettromagnetiche (ad esempio, segnali wireless)
• Induzione: Si accoppia tramite campi elettromagnetici tra cavi adiacenti

I materiali di schermatura comuni includono rame, alluminio e acciaio. L'eccellente conduttività e lavorabilità del rame lo rendono la scelta preferita, con la treccia di rame e il nastro di rame che sono due implementazioni principali, ciascuna con vantaggi distinti.

La schermatura a treccia assomiglia a un abbigliamento a maglia metallica per cavi, tessuto con sottili fili di rame. I suoi vantaggi includono:

• Schermatura superiore: La fitta trama di rame crea percorsi conduttivi continui che riflettono/assorbono efficacemente l'EMI
• Elevata resistenza meccanica: Resiste meglio allo stiramento e alla flessione rispetto alle alternative
• Messa a terra semplificata: La treccia può servire direttamente come collegamento a terra
• Resistenza alla corrosione: Funziona bene in ambienti umidi o corrosivi

Gli svantaggi includono un costo più elevato e la potenziale presenza di spazi vuoti quando viene piegata. La produzione richiede anche attrezzature specializzate.

Questo metodo applica il nastro di rame in avvolgimenti a spirale o longitudinali attorno ai cavi. I vantaggi includono:

• Costo inferiore: Una produzione più economica rende questi cavi convenienti
• Elevata copertura: Il nastro sovrapposto correttamente fornisce un efficace blocco EMI
• Maggiore flessibilità: Più facile da piegare e installare in spazi ristretti
• Produzione più semplice: Adatto alla produzione su larga scala

Tuttavia, la conduttività e la resistenza meccanica sono inferiori rispetto alla schermatura a treccia e la messa a terra richiede conduttori aggiuntivi.

La tecnologia di schermatura dei cavi continua a evolversi verso:

• Schermatura intelligente: Materiali che si adattano automaticamente ai cambiamenti EMI ambientali
• Riduzione del peso: Materiali leggeri e ad alta resistenza per una più facile installazione
• Sostenibilità: Materiali di schermatura ecologici

Né la schermatura a treccia di rame né quella con nastro di rame è universalmente superiore. La selezione dipende dal bilanciamento di:

• Requisiti di schermatura
• Esigenze meccaniche
• Vincoli di budget
• Condizioni ambientali
• Necessità di messa a terra

Per ambienti ad alta frequenza o ad alta EMI, considerare la schermatura multistrato con una corretta messa a terra. I cavi di grosso calibro richiedono una considerazione speciale per le correnti di cortocircuito e gli effetti del campo magnetico. La soluzione ottimale dipende dai requisiti specifici dell'applicazione: non esiste la migliore, ma solo la più appropriata.