Grundlagenreihe EMV-Richtlinien Teil 4

Grundlagenreihe EMV-Richtlinien Teil 4   Kommunikationsanlagen  Kommunikationsanlagen decken große Entfernungen ab und verbinden Betriebsmittel, die in Räumen installiert sind, die Verteilsysteme mit unterschiedlichen Netzsystemen haben können. Darüber hinaus können hohe transiente Ströme und starke Potentialunterschiede zwischen den verschiedenen, an die Anlagen angeschlossenen Geräten auftreten, wenn die verschiedenen Standorte keinen Potentialausgleich haben. Wie vorstehend erwähnt, ist dies der Fall bei Isolationsfehlern und Blitzschlägen. Die Durchschlagsfestigkeit (zwischen spannungsführenden Leitern und berührbaren leitfähigen Teilen) von in PCs oder programmierbare Steuerungen eingebauten Kommunikationskarten liegt im Allgemeinen unter 500 V. Bestenfalls erreicht die Durchschlagsfestigkeit 1,5 kV. In vermaschten Anlagen mit TN-S-System und relativ kleinen Kommunikationsnetzen ist dieser Wert akzeptierbar.   In allen Fällen wird jedoch Schutz gegen Blitzschlag (Gleich- und Gegentaktmodus) empfohlen.   Die Verkabelung von Kommunikationsanlagen ist in der Reihe der IEC 50173-ff (VDE 0800-173-ff) geregelt.   Um die Übertragungsqualität sicherzustellen, muss die gesamte Anlage EMV-gerecht aufgebaut werden. Dies bedeutet, dass alle verwendeten Kabel die gleiche Kategorie haben müssen. Die Anschlüsse sollten Bestandteil der Kabel sein.   Kabel und Anschlüsse unterschiedlicher Kategorien können zwar verwendet werden, die Gesamtleistung ist allerdings von dem Betriebsmittel der geringsten Kategorie abhängig.   Die Wirksamkeit der Abschirmung (siehe Abb. R17) der gesamten Verbindung (Patch-Kabel, Abgangsklemmen, Kabelverbindung, usw.) sollte durch Prüfungen sichergestellt werden.     Abb. R17: Anordnung zur Reduzierung von Einflüssen durch Störströme 

Die Art des verwendeten Kommunikationskabels ist ein wichtiger Parameter.   Es muss für die Übertragungsart geeignet sein. Um eine zuverlässige Kommunikationsverbindung herzustellen, sind folgende Parameter zu berücksichtigen:      charakteristische Impedanz,      verdrillte Zweidrahtleitungen oder andere,      Widerstand und Kapazität pro Längeneinheit,      Signaldämpfung pro Längeneinheit,      Art/Arten der verwendeten Abschirmung.   Darüber hinaus ist es wichtig, symmetrische (differentielle) Übertragungswege zu verwenden, da diese in Bezug auf die EMV besser geeignet sind.   In Umgebungen mit schwierigen elektromagnetischen Bedingungen jedoch oder in großen Kommunikationsanlagen, die keinen oder nur einen geringen Potentialausgleich haben, wird in Verbindung mit IT-, TT- oder TN-C-Systemen dringend die Verwendung von LWL-Verbindungen empfohlen.   Aus Sicherheitsgründen darf der LWL keine Metallteile haben (Gefahr elektrischer Schläge, wenn der LWL zwei Bereiche mit unterschiedlichen Potentialen verbindet).      

Schutz gegen Störimpulse von Wicklungen   AC- und DC-Spulen (Relais, Schütze, Aktoren usw.) sind häufig verantwortlich für Überspannungen im Netz.     Abb. R18: TVS reduziert die Blitzstoßspannung    Um diese hochfrequenten Fehler zu vermeiden, gibt es nachfolgende Lösungsmöglichkeiten (die bevorzugten in grauer Farbe).   Symbol    Art der  Überspannungsbegrenzung    Für  AC    Für  DC    Überspannungsbegrenzung    Abfallzeit  der  Kontakte      RC-Glied    Ja     Ja    2 to 3 . Un    1 bis 2-fache Standardzeit     Metalloxid-Varistor    Ja     Ja      3 . Un    1,1 bis 1,5-fache Standardzeit       Bidirektionale Durchbruchsdiode    Ja    Ja      2. Un    1,1 bis 1,5-fache Standardzeit       Schottky-Diode    Nein    Ja     Un + 0,7 V    3 bis 10-fache Standardzeit    

  Diode    Nein    Ja     Un + 0,7 V    3 bis 10-fache Standardzeit      Widerstand    Ja     Ja     4 . Un    1,5 bis 2,5-fache Standardzeit     Abb. R19: TVS Tabelle     Für eine effektive Arbeitsweise sollte die TVS in der Nähe der Spule installiert werden.    Implementierung von Überspannungsableitern  Anschlüsse   Der Anschluss von Überspannungsableitern ist ebenso wichtig wie die Auswahl des Überspannungsableiters selbst. Die Abbildung R20 zeigt, dass die Anschlusskabel des Überspannungsableiters und dessen Trennschalters 50 cm Länge nicht überschreiten dürfen, um effektiven Schutz zu gewährleisten.     Abb. R20: Das geschützte Gerät muss an die Klemmen des Überspannungsableiters angeschlossen werden  Gerätefestigkeit im Gleichtaktmodus: 2000 V   V Schutz  = V L1  + V L2  + V Überspannung    wobei  

    V Schutz  = 500 V + 1500 V + 1200 V = 3200 V!   L1 + L2 dürfen daher 0,5 m nicht überschreiten.   Verdrahtungsregeln      Regel 1   Die Kabellänge sollte nicht länger als 50 cm zum Leistungsschalter als Schutz- und Trennschalter betragen. Der Anschluss der Überspannungsableiter (SPD) ist in Abb. R21 dargestellt.     Abb. R21: Abb. R21: SPD mit separtem oder integriertem Schutz     Regel 2   Der Abgangsschalter des geschützen Leiters muss direkt an den Klemmen des Überspannungsableiters und des Leistungsschalter angeschlossen werden (siehe Abb. R22).  

  Abb. R22: Verbindungen sind direkt an den SPD-Anschlussklemmen     Regel 3   Die ankommenden aktiven Außenleiter, Neutral- und Schutzleiter müssen enganliegend befestigt werden, um die Oberfläche für eine Schleifenbildung zu verringern (siehe Abb. R23)     Abb. R23: Beispiel von Sicherheitsmaßnahmen bei der Verkabelung in einem Gehäuse (Regeln 2, 3, 4, 5) 

   Regel 4   Die Einspeisekabel müssen von den Abgangskabeln eines Überspannungsableiters getrennt werden, um den mit keinem Fehler behafteten Leiter durch einen mit einem Fehler behafteten Leiter zu beeinflussen (siehe Abb. R19).        Regel 5   Die Kabel müssen nah an dem metallenen Rahmen eines Schaltschrankes befestigt werden, um möglichst geringe Störstrahlungen zu erzeugen. Wenn ein Kunststoffgehäuse verwendet wird, muss es gegen ein Gehäuse aus Metall ersetzt. werden.   In jedem Fall muss sichergestellt sein, dass die metallischen Teile eines Gehäuses mit dem Erdpotential durch möglichst kurze Leiter verbunden sind.