Enstrumantasyon kablolarının ekranlama etkinliklerinin belirlenmesi için bir ölçme sistemi
A measuring system; determination of shielding effectiveness  for instrumentation cables
Yazar: MUSTAFA TÜRKER GÜLTEPE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TUNCAY UZUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enstrumantasyon kabloları, alçak gerilim hatlarında, hem analog hem  dijital sinyal iletiminde kullanılıp geniş uygulama alanına sahiptirler. Fabrikalar, rafineriler, petro kimyasal tesisler, enerji santralleri, doğal gaz çevrim ve dolum tesisleri gibi alanlar bu kabloların bazı uygulama alanlarıdır. Üretim odaklı, belirli bir hassasiyetle çalışılan bu alanlarda kabloların dayanıklı olması beklenir. Bu dayanım fiziksel olabileceği gibi günümüzde artan elektrikli cihazlar sebebi ile elektromanyetik de olabilir. Dolayısıyla, özellikle endüstride veri iletiminde kullanılan kabloların veriyi en az kayıpla taşıması beklenir.
Bir kablonun girişimlere karşı ekranlamasında, kalınlıkları 20 µ - 100 µ (mikron) arasında değişen alüminyum folyo bantlar, uluslararası ve bölgesel standartlara uygun belirlenmiş sert veya bükülü, çıplak veya kalaylı bakırlar, yine standartlara uygun sert, çıplak, kalaylı bakırlar veya galvanizli çelik teller ile yapılan örgü konstrüksiyonları kullanılır. Ekranlama elemanları bir yapıda bir kere veya bir arada kullanılabilir. Her yapının kendine has bir elektromanyetik geçirgenliği mevcuttur. Uygun oranlarda kullanılan bu yapılar ile maksimum ekranlama etkinliği kablolara kazandırılır. Ekranlama etkinliğinin derecelendirilmesinde sarılan alüminyum bantların bindirme oranları, kullanılan bakırların veya çelik tellerin kesiti ve cinsi, örgü yapısının kapama oranı belirleyici rol oynar. Bu tez çalışmasında farklı ekranlama yapılarına sahip enstrumantasyon kablolarının zayıflama davranışlarını ölçmek için, Uluslararası, Avrupa ve Türk standartlarına uygun ölçme düzenekleri kurulmuş; yapılan ölçümlerde kabloların belirlenmiş frekans aralığında girişimlere karşı zayıflama değerleri bulunmuştur. Elde edilen ölçüm verileri birbirleri arasında karşılaştırılmış ve ideal ekranlama yapısı bulunmuştur.
Ölçüm yöntemleri standartlarca belirlenmiş olan haberleşme kablolarından  koaksiyel ve CCTV kablolarının zayıflama değerleri bilinmektedir. Literatürdeki bu kabloların ekranlama etkinliklerinin belirlenmesine yönelik yapılan çalışmalar incelenmiştir. Bu çalışmanın amacı ise; enstrumantasyon kabloları için transfer empedansı ve ekranlama etkinliği ölçümlerinin standartlara uygun ölçüm düzeneklerini kurarak gerçekleştirmektir. Ölçümlerde ekranlama için kullanılan yapıların değiştirilmesi ile testler tekrarlanmış ve birbirleri ile kıyaslanmıştır. Yapılan çalışma, test ve ölçüm yöntemi  belirlenmiş fakat ölçüm sonuçları yayınlanmamış olan diğer haberleşme kabloları için bir örnek oluşturmaktadır. Daha önceden enstrumantasyon kabloları üzerinde bu ölçümlerin yapılmamasından ötürü elde edilen sonuçlar bir ilk olma niteliğindedir.

Abstract:
Instrumentation cables are used in the transmission of both analog and digital signals at low voltage transmission lines. These cables have a wide application field. Factories, refineries, petrochemical plants, power plants, combined cycle natural gas and filling plants constitute the some application areas of this cable. For these production oriented areas, cables are expected to be robust. External effects can be physical or electromagnetic because of rising electronic devices. Therefore, especially in industry, it is anticipated that data cables carry signal with minimal losses.
A cable which is shielded against interference, there are some ways to protect conductor; an aluminium tape (thickness between 20 to 100 µ (micron)), solid or stranded, bare or tinned copper determined in accordance with international or regional standards and solid, bare, tinned copper or galvanized steel braiding construction. Shielding elements may be used singly or in a combined structure. Each structure has a distinctive electromagnetic permeability. Maximum shielding effectiveness earned with the appropriate rate structures. Overlaps of aluminum tape, cross sectional area of copper or steel wire, type of copper, coverage of braiding play a decisive role. In this thesis, test setups in accordance with international, European and Turkish standards has been established for measuring different shielding structures. Shielding effectiveness of cables was observed on specified frequency band range . The obtained results are compared between each other and optimum shielding structure was found.
It is known that coaxial and CCTV cables shielding effectiveness laid down by standards. Studies of these cable types were investigated in the literature. The main objective of this study; measure the transfer impedance and the shielding effectiveness of chosen instrumentation cables with test setups specified in standards. Measurements was repeated and compared with each other. This study is an example for other data cables whose test metods are determined but not published. Measurements of the shielding effectiveness on these cables has never been done before. So obtained result is the first for instrumentation cables.