Cách đảm bảo khả năng tương thích điện từ cho dây cáp

Cách đảm bảo khả năng tương thích điện từ cho dây cáp

Trong môi trường công nghiệp hiện đại, nơi mà hàng loạt thiết bị điện tử và hệ thống điều khiển cùng hoạt động trong một không gian giới hạn, khả năng tương thích điện từ (EMC) là một trong những yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định đến hiệu suất, độ ổn định và an toàn của toàn bộ hệ thống điện. Vậy EMC là gì, ảnh hưởng ra sao đến dây cáp và làm thế nào để đảm bảo khả năng tương thích điện từ hiệu quả nhất?

1. Nhiễu điện từ là gì và tại sao cần kiểm soát?

Hầu hết mọi người đều từng gặp phải các hiện tượng như WiFi mất kết nối, radio phát tiếng rít hoặc điện thoại bị nhiễu tiếng – đây chính là những dấu hiệu điển hình của nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference – EMI). Nguồn gốc của các tín hiệu không mong muốn này rất đa dạng: từ điện thoại di động, máy tính xách tay, bộ phát sóng cho đến các biến đổi ngắn hạn trong hệ thống dây dẫn điện, động cơ hoặc bộ nguồn.

Về bản chất, nhiễu điện từ xảy ra khi các sóng điện từ tương tác với nhau. Nếu là tương tác phá hủy, sóng sẽ triệt tiêu nhau và ít gây ảnh hưởng. Tuy nhiên, nếu là nhiễu xây dựng, sóng sẽ cộng hưởng và khuếch đại – gây ra hiện tượng tiếng ồn điện từ, làm rối loạn tín hiệu hoặc thậm chí làm hỏng thiết bị hoặc dừng toàn bộ hệ thống.

2. EMC – Giải pháp bảo vệ thiết bị khỏi nhiễu

Để ngăn chặn ảnh hưởng của nhiễu điện từ, hệ thống dây cáp phải tuân thủ các yêu cầu về EMC – Electromagnetic Compatibility, tức là khả năng hoạt động ổn định trong môi trường có sóng điện từ mà không phát sinh nhiễu hoặc bị nhiễu.

Theo ông Durak – Trưởng bộ phận Phát triển và Thiết kế dây cáp tại HELUKABEL – điều này được đảm bảo thông qua việc thiết kế cáp có màn chắn hiệu quả. Màn chắn chính là lớp vật liệu bao quanh lõi dây, giúp ngăn chặn cả việc phát ra lẫn xâm nhập của tín hiệu điện từ, từ đó bảo vệ tín hiệu truyền dẫn khỏi bị gián đoạn.

3. Cấu tạo và chất lượng màn chắn – Yếu tố quyết định EMC

Để đảm bảo hiệu quả EMC, dây cáp cần được trang bị màn chắn chất lượng cao. Có nhiều loại màn chắn khác nhau được sử dụng tùy vào ứng dụng thực tế, chẳng hạn:

• Màn chắn bằng lá kim loại (foil shielding)
• Màn chắn bằng lưới đồng (braid shielding)
• Màn chắn kết hợp (foil + braid)
• Màn chắn vải dẫn điện cho ứng dụng đặc biệt

Trong các ứng dụng công nghiệp yêu cầu cao như hệ thống plasma sử dụng điện áp tần số 50 kHz, HELUKABEL đã phát triển cáp có màn chắn nhiều lớp gồm lá, lưới và vải dẫn điện, nhằm đảm bảo khả năng chống nhiễu vượt trội trong điều kiện khắc nghiệt.

Tuy nhiên, một quan niệm sai lầm phổ biến là: màn chắn càng dày hoặc dùng nhiều đồng thì càng tốt. Thực tế, việc sử dụng quá nhiều vật liệu dẫn điện có thể làm tăng điện trở truyền trên bề mặt, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả EMC.

4. Điện trở truyền – Thước đo chất lượng màn chắn

Điện trở truyền bề mặt (Transfer Impedance) là chỉ số quan trọng để đo lường hiệu quả của lớp màn chắn. Đây là tỉ lệ giữa điện áp gây nhiễu và dòng điện nhiễu. Trong ứng dụng công nghiệp, tiêu chuẩn thường yêu cầu điện trở truyền nhỏ hơn 150 mOhm/m tại tần số 30 MHz, theo các quy định quốc tế như DIN EN 50289-1-6 và IEC 62153-4-3.

Điều này cho thấy, việc đảm bảo EMC không chỉ phụ thuộc vào cấu tạo vật lý mà còn yêu cầu sự tối ưu trong thiết kế và kiểm tra kỹ thuật, đặc biệt là trong các hệ thống yêu cầu hiệu suất cao như cáp lai (kết hợp giữa truyền dữ liệu và nguồn điện).

5. Giải pháp tối ưu từ HELUKABEL

Với sự gia tăng của các ứng dụng có cấu trúc phức tạp và yêu cầu khắt khe về EMC, các kỹ sư thiết kế cáp cần phải phát triển những giải pháp màn chắn sáng tạo, đồng thời cân nhắc đến các yếu tố như:

• Yêu cầu kỹ thuật và môi trường lắp đặt
• Loại tín hiệu cần bảo vệ (nguồn điện, dữ liệu, tín hiệu điều khiển…)
• Chi phí vật liệu và ngân sách dự án
• Yêu cầu tuân thủ tiêu chuẩn EMC theo ngành nghề

HELUKABEL là một trong những nhà sản xuất hàng đầu thế giới về giải pháp dây cáp EMC. Các dòng cáp được thiết kế riêng cho từng ứng dụng, từ công nghiệp nặng, tự động hóa đến kỹ thuật truyền thông, đảm bảo mức độ che chắn cao và khả năng chống nhiễu hiệu quả.

Kết luận

Khả năng tương thích điện từ (EMC) là yếu tố cốt lõi đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu suất của hệ thống điện hiện đại. Trong đó, dây cáp đóng vai trò trung tâm, với lớp màn chắn chính là “lá chắn” bảo vệ chống lại các tác động từ nhiễu điện từ.

Để đảm bảo hiệu quả EMC tối ưu, doanh nghiệp cần lựa chọn đúng loại cáp phù hợp với từng ứng dụng cụ thể – không chỉ về mặt kỹ thuật mà còn về thiết kế, độ bền và khả năng tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế.