Eliminacja zakłóceń - czyli prawidłowe ekranowanie

Witam. Chciałbym zarzucić kolegom temat (rzeka) czyli ekranowanie. Jak to należy robić prawidłowo, bo wydaje mi się w zasadzie co fachowiec to mówi swoje. Myślę, że rozpatrzenie kilku konkretnych przypadków da punkt zaczepienia co chce rozjaśnić/ustalić:

1. Szafa sterująca z falownikiem + maszyna z silnikiem 3 fazowym kilka kW. Wiadomo że należy użyć przewodu ekranowanego do połączenia między falownikiem,a silnikiem.

1a. Pierwsza rzecz nie zaleca się skręcania ekranu na tzw świński ogon dlaczego ? Jest tu z reguły mowa o powichrzeni styku ekranu z uziemieniem. No ok ale gdzie go połączać ? Do samego falownika kiepsko bo z reguły mają po 2 małe śrubki M4 na radiatorze jak np. w LG. Więc jedynie do samej płyty montażowej ?

1b. Ekran należy łączyć z jednej strony czyli od strony falownika a ucinać od strony silnika ? Czy wręcz przeciwnie łączyć po obu stronach? Tylko co z pętlami mas w takim przypadku, czy nie "wygeneruje" to większego problemu ?

2. W obrębie samej szafy sterowniczej np. RS485 (Modbus) i komunikacja między falownikiem a sterownikiem PLC. I znowu to samo pytanie ekran należy łączyć z jednej strony czy z obu stron? Tutaj świńskie ogony zapewne tak samo odpadają ?

3. Kolejnym ciekawym tematem/problem są zakłócenia w sieci Ethernet(czysty lub np. Profinet). Co do samego Profinetu to widziałem zalecenia żeby łączyć ekran z obu stron, ale co w przypadku czystego ethernetu i np. połączenia sterownik PLC -> panel HMI.

3a. Mam taki przypadek zarówno w sterowniku jak i panelu zastosowano ekranowane złącza RJ-45. Natomiast ani z jednym ani w drugim przypadku te ekran złącz nie łączy się z zaciskiem PE lub minusem zasilania, więc jak to jest ekranowane czy w takich urządzeniach ten ekran jest łączonych wewnątrz przez jakieś filtry ? Jaki przewód tutaj stosować ? Po prostu ekranowany np. S/FTP kat. 6 lub wyżej ?

3b. Co w przypadku gdy łączymy kilka urządzeń ze sobą za pomocą routera/switcha ? Czy router/switch powinien posiadać ekranowane złącza RJ-45 aby wszystkie ekrany przewodów Ethernet łączyły się ze sobą ? Czy tu jednak ekrany powinny być łączone tylko z jednej strony ?

4. Ogólne pytanie co do obejm do łączenia ekranu z płytą montażową gdzie je montować? Jak najbliżej końca przewodu, czy gdzieś w środku a bliżej głównego zacisku uziemiającego szafę ? Łączyć w jednym miejscu z płytą czy np. jak przewód idzie pionowo przez szafę to w kilku miejscach ?

Temat rozległy, ale myślę że te przypadki pozwolą na przedstawienie swoich racji/doświadczeń. Zachęcam do owocnej dyskusji

1b- wprowadzasz zamęt, LG ma dodatkowe gwinty z boku obudowy na radiatorze
2 ekran zawsze łączy się z silnikiem i falownikiem, na wszystkich szkoleniach przepływ prądu przedstawia się w rurze hydraulicznej, to zakłócenia wylewają się tak samo
3, 3a 3b kat.6 ma stalowe wtyki właśnie po to,
Następny temat, ethernet jest do 100m ja miałem kiedyś 104m i myślałem że pójdzie i nie poszło, zmieniałem na światłowody.
Od jakiegoś czasu po wszelkich walkach robię jak wyżej, tyle ze teaz tylko kat.7
Modbus RTU, pow walkach obszywam tylko dedykowanym kablem o impedancji 85Ohm, żadnych Profibasowych, Lonowych ITD.

Ad 1a - Część producentów falowników przewiduje podłączenie ekranu kabla na dedykowanych "przystawkach" (płytkach metalowych przykręcanych do falownika) na których jest miejsce do zaciśnięcia dookólnego ekranu kabla. Jeśli takiej możliwości podpięcia ekranu producent nie przewidział to można zastosować dodatkowe elementy zaciskające, np. https://www.eibabo.pl/icotek/zacisk-polaczenia-oslony-sf-sk-4-13-5-eb15611196
Rozwiązań jest wiele: na szynę TS35, na szynoprzewód, śrubką bezpośrednio do płyty montażowej itp.
Ad 1b - ekran łączyć tylko od strony falownika!
Prądy upływności izolacji uzwojeń silnika lub inne potencjały pojawiające się na obudowie załatwia przewód PE w kablu silnikowym, np. 4G1,5 + E.
Natomiast ekran ma za zadanie "zebrać śmieci EMC" i "skanalizować" do potencjału PE na płycie montażowej.
Gdyby podłączyć ekran jednocześnie do falownika i silnika - to ekranem popłyneły by prądy wyrównawcze do czego nie można dopuszczać.

Pafcio co do łącznia ekranów polecam szkolenia u producentów falowników

Ekran służy do ekranowania, a przewód PE do wyrównywania potencjałów (tu można rozszerzyć temat o przewody wyrównawcze części maszyn czy nawet drzwiczek szafy elektrycznej...).
To że przy małych mocach można dopuścić połączenia dwustronne do PE to się zgadzam; ale jak ma się pole przekroju ekranu (możliwy przenoszony prąd, np. zwarcia) do przekroju przewodu PE w dużym silniku?.
Miałem kiedyś awarię kiedy spawacz podłączył masę spawania pod masę szafki (PE) a spawał koło silnika - efektem było stopienie kabla silnikowego. (tu możesz powiedzieć, że suma ekranu i PE była za mała, lub nawet sam PE był za mały na prąd spawania...hehe).

pafciowaw napisał:

Miałem kiedyś awarię kiedy spawacz podłączył masę spawania pod masę szafki (PE) a spawał koło silnika - efektem było stopienie kabla silnikowego. (tu możesz powiedzieć, że suma ekranu i PE była za mała, lub nawet sam PE był za mały na prąd spawania...hehe).

Bo to wina spawacza — zacisk masowy należy podłączać w pobliże miejsca spawania. Jeden stopiony przewód ekranowany od silnika już mój kolega z pracy wymieniał. Ja natomiast wymieniałem kilka razy przewody w skrzynce sterownika umieszczonego przy stanowisku spawacza (potrzebny do sprawdzenia poprawności działania i dokonywania ew. poprawek). To dlatego że stół był połączony ze spawarką, a urządzenie "wisiało w powietrzu" ale obwód zamykał się przez połączenia ochronne. Przewody topiły się gdy spawacz zapomniał odłączyć wtyczki przed spawaniem i nie podłączył masy pod element. Później został dorobiony dodatkowy przewód masowy którego łączyło się ze spawanym elementem.
Jestem zwolennikiem łączenia ekranu silników po obu stronach. Do silników można dokupić specjalne dławiki EMC które łączą ekran z obudową na samym wejściu dławika.
Co do przewodów danych — ekrany powinny być uziemione po obu stronach, ale trzeba uważać na możliwość przepływu prądów wyrównawczych przez ekran. Dla przykładu zalecenia Siemensa mówią o stosowaniu przewodu wyrównawczego równolegle do przewodów danych (skrętek, koncentryków). Zabezpiecza to przed jeszcze jednym zjawiskiem — możliwością wystąpienia przepięć w momencie rozłączania połączeń które mogą zaskoczyć osobę obsługującą.