Eurotherm Cem Manuel utilisateur

7
COMPATIBILITE
7
ELECTROMAGNENQUE
7
EUROTHERM
AUTOMATION
Guide
d’installation
Compatibilité
Electromagnétique
Guide
d'installation
© Copyright Eurotherm Automation S.A. 1995
Tous droits réservés. Toute reproduction ou transmission sous quelque forme ou quelque procédé que ce soit (électronique ou mécanique,
photocopie et enregistrement compris) sans l'autorisation écrite d'EUROTHERM AUTOMATION est strictement interdite.
Un effort particulier à été porté par EUROTHERM AUTOMATION pour assurer l'exactitude de cette spécification. Cependant, pour conserver
notre avance technologique, nous nous consacrons en permanence à l'amélioration de nos produits, ce qui peut occasionner des modifications
ou des omissions en ce qui concerne cette spécification. Nous ne serons pas tenus responsables pour les dommages matériels ou corporels, les
pertes ou les frais éventuels y afférent.
Guide CEM Réf. HA 174705 FRA Indice 1.1 Imprimé en France 12/97 |
Pour tout renseignement complémentaire veuillez
prendre contact avec votre agence EUROTHERM
où des techniciens sont à votre disposition pour
vous conseiller et éventuellement vous assister
lors de la mise en route de votre installation.
Pour une étude plus approfondie nous conseillons
aux utilisateurs les ouvrages d'Alain CHAROY de la
série «Parasites et perturbations des électroniques».
Collection DUNOD.TECH Tomes 1 à 4
Guide CEM Réf. HA 174705 FRA Indice 1.4 Imprimé en France 12/97 ||
COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE
Sommaire Page
Chapitre1 COMPATIBILITÉ ELECTROMAGNÉTIQUE
Généralités ................e..ressurccerrecicorucareoceceoeooerocene vere. 1-1
Chapitre 2 TERRE ET MASSES
Terre de sécurité .....................e.eenarcvcavroicororerooce erre ene. 2-3
Masses ............e.eseerevevccvecaresooovococesooreravarcareroneasesarpercenavermenes 2-4
Chapitre 3 TRAITEMENT DES CABLES
Classification des cábles .....................e..ee.00000acuzscecarizoneececees 3-2
Reégles de cáblage .....................esecerereererercecesccacenencesnncencenece. 3-3
Effets réducteurs ..................e...cmrercirrararernen cera eran ere. 3-9
Chemins de cábles .................-.r.x..eseveenenericanrararevencarero rare 3-9
Cheminement des cábles entre armoires ......................—..... 3-14
Chapitre 4 CABLAGE DES ARMOIRES
Mise à la masse des armoires ...............e.....esvacusanrorareconeoanans 4-2
Câblage interne à l'armoire .….....….….………rrerererecscocsesersnsra neue 4-5
Filtrage ....................e.emeneneinrencenneneecene er nene ere Deer reDeneeneoe 4-7
Filtres Secteurs ..............c.eeennincercenenerce ere ercer e Dee 4-7
Sortie relais .......................eeerercerccerreeocence erre reee r ere eee. 4-10
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation Som.1
Sommaire (Suite) Page
Chapitre 5 CABLES BLINDES
Choix du cáble .......................resevecnoroccononocreorenceeore crecen ceneenes 5-2
Raccordement................._—e.e_.eeerercecececcorerereeee ee eee 5-3
Cote de raccordement .................. e... m2ereseeeeraree nene D 5-6
Raccordement a une extrémité ...............e.ne.raecerveraocecarences 5-6
Raccordement à deux extrémités ……….…..…..….……..…enees 5-6
Raccordement des câbles blindés sur
équipements Eurotherm …..….…..…...….......……ccrrrrrecrenrerrerercareree 5-7
Câbles de PUISSANCE ….….…..…..…..…recrersrrsererencenrercrerererrarerres 5-7
LIAISONS NUMÉFIQUES ..….............crrororererererrensaraenrersararus 5-7
Signaux analogiques bas niveaux essen 5-7
Exemple de raccordement d'une installation ..................... 5-8
Chapitre 6 PROBLEMES SUR SITE
Test EN 61000-4-4 (CEI 1000-4-4) .....................enereranceneneo. 6-1
Corrections .................... ie... irenecenerercecarerenererecaoeenererre reee 6-3
Utilisation des ferrites……….…..….….…..….….………eresrereoreccerererenrares 6-5
Schéma général .………......…....…rerrereresrararancenransenne ne are ae namenercee 6-6
ANNEXES
Définitions .....................e..eeimiicici nene ener arena coreo ree An-1
Mode différentiel .......................e.eserierereizen er enerorocooceccecee. An-1
Mode COMMUN Loonie eee An-1
Type des couplages ......................eccerereerececenecenceren reee An-2
Couplage par impédance commune ...........e.eeermerrerceneneno An-2
Couplage carte a chassis ...............e.eeerreserererererenecareraoroce An-2
Couplage champ a cáble ..................e...e.=verencareccerenne.. An-2
Couplage champ a boucle .....................ee+eevieececece An-2
Diaphonie ......................ererercecerercererencarerareranenetananeravareeoe An-3
Diapnonie inductive ..................e.e=eserrereerreneecen re An-3
Diaphonie capacitive ..............e.e..erreererececeracararecorceneere.. An-3
Som.2
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Généralités
Chapitre 1 GENERALITES
La compatibilité électromagnétique est définie par l’aptitude d’un équipement à fonctionner
de façon satisfaisante dans son environnement électromagnétique, et sans produire lui-
même des perturbations électromagnétiques intolérables pour d'autres équipements dans
cet environnement.
Un équipement électronique peut donc rencontrer deux types de problèmes sur site :
+ La génération des perturbations des équipements voisins sous formes de
- perturbations conduites (Emission Conduite, EC) et
- perturbations rayonnées (Emission Rayonnée, ER)
+ La sensibilité à des sources extérieures qui peuvent le perturber
- enconduction (Susceptibilité Conduite, SC) et
- en rayonnement (Susceptibilité Rayonnée, SR);
- décharge électrostatique (DES).
Ce guide d'installation comporte des règles et des conseils
d' installation des équipements afin de limiter ces risques.
Le but de ce document n’est pas d’expliquer les différents phénomènes rencontrés en
compatibilité électromagnétique mais il est destiné à une utilisation pratique sur site en
donnant des schémas de câblages simples permettant de limiter les phénomènes de
perturbations.
L'annexe contient quelques définitions des principaux termes utilisés dans ce document.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 1-1
Généralités
DES
EC
SC
&
Figure 1-1 Type d'émissions et de susceptibilités
ER -
EC -
SR -
sc -
DES -
Emission rayonnée
Emission conduite
(norme CEM générique EN 50081-2. norme d'essais EN 55011)
Susceptibilité rayonnée (norme EN 61000-4-3)
Susceptibilité conduite (norme générique EN 50082-2,
normes d'essais ENV 50140, ENV 50141)
Décharge électrostatique (norme EN 61000-4-2 )
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Terre et masses
Chapitre 2
TERRE ET MASSES
Sommaire page
Terre de sécurité ..................c=eeeervece0enne een RD De 2-3
Masses ..................cesroccnooconreoicocecoroocaranoocacceneenecatecac ene 2-4
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 2-1
Terre et masses
Chapitre 2 TERRE ET MASSES
Les équipements et systèmes électroniques modernes sont (ou seront) interconnectés.
Leur bon fonctionnement dépend directement des différences de potentiel qui peuvent
apparaître entre les références des équipements.
La notion d’équipotentialité est très importante en compatibilité électromagnétique (CEM).
Mais à la différence de la sécurité des personnes qui demande une équipotentialité en basse
fréquence, les équipements électroniques nécessitent une équipotentialité satisfaisante jusqu’à
des fréquences très élevées.
Symbols utilisés :
Terre Masse
2-2
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Terre et masses
TERRE DE SECURITE
La qualité d'une prise de terre est quantifiée par sa résistance par rapport a une terre
lointaine.
Elle permet l'écoulement vers la terre des courants de fuite pourrant être dangereux pour
l'utilisateur.
Dans ce cas l'impédance de terre doit être réduite et être conforme aux Normes.
Dans le cadre de la comptabilité électromagnétique, pour les équipements électroniques,
la valeur de la résistance de terre n'est pas critique.
C'est l’équipotentialité des masses qui est un paramètre essentiel.
Prise de terre
fréquence
R faible nécessaire
<>
AU = 0 à toutes les
Prise de terre
A
Va R indifférente pour la CEM
R doit être conforme aux normes pour la Sécurité
Figure 2-1 Principe d'un réseau de terre en CEM
AN L'optimisation des masses ne peut en rien se substituer au cáblage de la terre de
sécurité qui reste obligatoire.
Attention!
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Terre et masses
MASSES
L’équipotentialité des masses est une condition nécessaire au bon fonctionnement des
systèmes électroniques.
Attention !
AN Les équipements échangeant des informations doivent avoir leurs masses
interconnectées.
En pratique, la réalisation d’une masse équipotentielle est difficilement réalisable puisqu’un
câble présente, en haute fréquence (HF), une impédance élevée.
La seule solution pratique afin de limiter les différences de potentiel au coeur d’un site est
donc de mailler les masses.
L'idéal est de réaliser un maillage d’environ 3m x 3m.
Le maillage d’un site de grande taille pose un problème de coût et de réalisation.
Afin de limiter la mise en oeuvre du maillage, la notion d’îlot est introduite.
Un îlot est un regroupement local de divers équipements électroniques.
Il est essentiel de mailler ces zones à forte concentration d’équipements sensibles.
Le reste du bâtiment, c’est à dire les zones sans équipement électronique ne seront que
sommairement maillées.
Pour conserver une efficacité équivalente à un maillage global, les différentes connexions
entre îlots doivent être routées avec des effets réducteurs
(voir chapitre "Traitement des câbles").
2-4 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Terre et masses
Paratonnerre (s)
A
Gh
4
> NAT
/ PA ра Z EA |
lot of sal 7 eee a
JUAN
les 2m
Huisserie
métallique
At NENA
Te ve x E Y E
Ceinture de terre enterrée 7
Patte d'oie и
= AS
Figure 2-2 Principe d'un réseau de masse
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
2-5
Terre et masses
En pratique, ce maillage est réalisé en interconnectant toutes les structures métalliques de
l’installation.
0
— Tresse de
7 électrique
LY
НР
ео
ro
* ak
". *
ae TY
"о...
"о"
- E
=>
+
pe
Es.
+
==
Te
=
pres
vers
TT Goujons
ZE "Nelson",
CO
=
pt
Po => E E OS RIK 7 LX OO A
+ ”
COI II x CECI сх
+ » С » A
e >” A ARA
OOP во AO
ETE AA NU to OOOO
Figure 2-3 Exemple de maillage de masses
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
Chapitre 3
TRAITEMENT DES CABLES
Sommaire page
Classification des cábles .......................e.eseecerrveeao.. 3-2
Régles de cáblage ...................e...essccccececerreconcoceroneenen. 3-3
Effets réducteurs .................eeermerccorcenceroceneecoccco ee 3-9
Chemins de cábles .....................e.esencscccencorenenenceree ee 3-9
Cheminement des cábles entre armoires ................. 3-14
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
3-1
Traitement des câbles
Chapitre 3 TRAITEMENT DES CABLES
Un certain nombre de précautions doivent être prises lors du routage des câbles.
En effet, les problèmes de perturbations liés aux câbles représentent la très grande
majorité des problèmes rencontrés sur site.
CLASSIFICATION DES CABLES
Catégorie 1 : Câbles analogiques
Circuits d'alimentation et de mesure des capteurs analogiques.
Ces signaux sont sensibles,
Catégorie 2 : Câbles numériques
Circuits numériques et bus de données.
Ces signaux sont sensibles et perturbateurs pour la catégorie 1.
Catégorie 3 : Circuit relayage
Circuits comportant des contacts secs avec risques de réamorçages.
Ces circuits sont perturbateurs pour les catégories 1 et 2.
Catégorie 4 : Câbles d'alimentation
Circuits d'alimentation et de puissance.
Ces signaux sont perturbateurs pour les catégories 1 et 2.
3-2 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des câbles
REGLES DE CABLAGE
Lors du câblage, les 10 règles suivantes doivent être respectées.
Règle 1
Le conducteur aller et le conducteur retour doivent toujours rester voisins.
Pour les signaux numériques ou analogiques, travailler en paire.
Attention au câblage à l'intérieur des armoires qui utilisent des conducteurs séparés.
Les fils doivent être repérés par type de signaux et par paire.
Goulottes de
câblage
Figure 3-1 Regroupement des conducteurs ailer et retour
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 3-3
Traitement des cables
Regle 2
Plaquer toute liaison contre des structures équipotentielles de masse
afin de bénéficier d'un effet réducteur de haute fréquence (HF)
L'idéal serait d'utiliser systématiquement des cables blindés ou des torons surblindés.
Toutefois, l'utilisation de chemins de câbles conducteurs amène un niveau de protection
satisfaisant dans une grande majorité de cas.
Veiller au minimum à accompagner les câbles par une liaison de masse filaire (fig.3-11).
Règle 3
Surblinder les câbles sensibles et les câbles bruyants.
Ce surblindage doit être raccordé à la masse aux deux extrémités
= = Paire bifilaire blindée | capteur
TT
ET A ET EE TE a EN at rate tata
a TT I el ee eee eee eee ea te
Figure 3-2 Raccordement interdit a la masse d'une extrémité
Presse-étoupe avec contact 360% Cavalier de reprise de masse
Paire bifilaire blindée et surblindée
Cáble de gradateur blindé
E A E E EA EA E E ES A EL N
HANAN ANA A A
Figure 3-3 Surblindage et raccordement recommandés
3-4 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
Règle 4
Ne regrouper dans un même câble (ou dans un même faisceau) que
les paires d'une même catégorie.
2 paires
distinctes
NON !
Câble plat mal utilisé
© Ligne numérique
Paire analogique
Figure 3-4 Regroupement des cables de méme catégorie
Les lignes numériques sont séparées entre elles par un fil au potentiel du zéro volt
afin de minimiser la diaphonie.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
Règle 5
Il est déconseillé d'utiliser un même connecteur pour des liaisons de catégories
différentes (sauf éventuellement entre les catégories 3 et 4).
Si un connecteur est commun aux catégories 1 et 2, ces dernières doivent être
séparées par une rangée de broches raccordées au 0 V.
NON ! OUI !
© Paire numerique Paire analogique
©
Figure 3-5 Liaisons de catégories différentes des cébles
Règle 6
Tout conducteur libre d'un câble numérique, ou de circuit relayage ou
d'alimentation doit être systématiquement raccordé à la masse des châssis
aux deux extrémités.
On bénéficie ainsi d'un effet réducteur en haute fréquence (voir page 3-8).
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des câbles
Règle 7
Utiliser des câbles blindés pour éviter la diaphonie entre câbles.
Des câbles blindés peuvent être rapprochés sans limite de proximité.
Ceci ne reste vrai que si la mise en oeuvre du blindage est maîtrisée.
Lorsque les câbles ne sont pas blindés, on veillera à conserver un espacement
entre les câbles au moins 3 fois supérieur à la hauteur par rapport à la masse.
Câbles non blindés Câbles
de catégories différentes blindés
o
Plan de masse
NON! OUI!
Risque sérieux de diaphonie en
mode commun si: € < 3eh
Figure 3-6 Diminution de diaphonie
Règle 8
Eloigner les câbles perturbateurs (catégories 3 et 4) des câbles sensibles
(catégories 1 et 2).
En pratique, 30 cm suffisent.
Toutefois, sans effet réducteur, nous conseillons une distance de 1 m environ.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 3-7
Traitement des cables
Règle 9
Ne pas faire cohabiter dans un même câble des signaux d'une catégorie
sensible et d'une catégorie perturbatrice.
Analogique Numérique Analogique Relayage
+ Puissance + Relayage + Numérique + Puissance
NON ! écrans QUI !
Conducteur analogique © Conducteur numérique
@ Conducteur de puissance O Conducteur de relayage
Figure 3-7 Regroupement des cables de différentes catégories.
Regle 10
Les câbles d'alimentation n'ont pas besoin d'être blindés s'ils sont filtrés.
3-8 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
EFFETS REDUCTEURS
On appelle effet réducteur un système de câblage qui permet de réduire les couplages
sur les câbles.
Il se chiffre comme le rapport entre les perturbations vues par le câble en présence de
protections et les perturbations vues sans protection.
Toute structure de masse peut apporter un effet réducteur.
Chemins de câbles
Un chemin de câbles type dalle marine permet d'obtenir un effet réducteur d'environ 50
entre 1 et 100 MHz.
Figure 3-8 Chemin de cébles
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 3-9
Traitement des cables
D'autre part, on observe à l'intérieur d'un chemin de câble des zones d'ombres.
Lorsqu'un câble sensible est disposé dans cette zone, il ne voit que peu de perturbations.
Par principe de réciprocité, un câble perturbateur placé dans cette même zone
perturbera peu l'environnement.
Zones d'ombres
Figure 3-9 - Zones d'ombres
En conclusion, dans les zones d'ombres :
« les câbles sensibles sont protégés
* les effets perturbateurs sont limités.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
7 2 Effet réducteur = 10
Effet réducteur = 5
Câblofil 7777
Figure 3-10 Exemple d'effet réducteur par disposition de cáble dans un
chemin de câbles (câblofil)
Effet réducteur = 5
Câble de masse
7777
Figure 3-11 Exemple d'effet réducteur par cáblage lié avec le cáble de masse
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
3-11
Traitement des cables
L'effet réducteur d'un chemin d'une structure de masse n'est possible que si cette
dernière est raccordée aux masses. Pour obtenir les résultats cités ci-dessus, le chemin de
câble doit être en continuité électrique de bout en bout et raccordé directement à la
masse de l'armoire. Une liaison filaire de 10 em fait chuter l'efficacité d'au moins un
facteur 5.
On prévoira donc un raccordement par éclisse ou par clinquant.
Qui
Figure 3-12 Raccordement direct de chemin de câble.
3-12 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
\
Clinquant
Acceptable métallique
Figure 3-13 Raccordement acceptable de chemin de câble par un clinquant métallique
\ Liaison
Filaire
Figure 3-14 Raccordement mauvais de chemin de câble par une liaison filaire
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
CHEMINEMENT DES CABLES ENTRE ARMOIRES
Tous les cables doivent étre routés avec effets réducteurs.
On utilisera donc systématiquement des chemins de câbles métalliques.
Le câble d'accompagnement ne sera utilisé que dans les cas où toute autre solution n'est
pas réalisable.
On utilisera dans la mesure du possible deux goulottes :
une réservée à la puissance et au système de relayage,
* la seconde réservée aux câbles de données.
Ces deux goulottes peuvent être près l'une de l'autre (voir figures 3-15 et 3-16).
Câbles de En
puissance IL
- у. EA [O Cábles
== > ; Г я relayage
Câbles numériques LL es
(non blindés) / E
Cábles analogiques
(non blindés)
(blindés) Cábles analogiques
(blindés)
Cábles numériques
Figure 3-15 Séparation des goulottes (configuration verticale)
3-14
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Traitement des cables
Câbles
relayage
Câbles de | Câbles analogiques
puissance (non blindés)
Câbles numériques Câbles analogiques
(non blindés) (blindés)
Câbles numériques
(blindés)
Figure 3-16 Séparation des goulottes (configuration horizontale)
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
3-15
Traitement des cables
Dans le cas oll une seule goulotte est utilisée :
+ les câbles non blindés doivent être placés dans les zones d'ombres
* les câbles blindés doivent être placés au centre de la goulotte.
Câbles de
puissance
К De. 7 ’ Cables
E XX E. | analogiques
Câbles AN Cables Поп blindés
relayage numériques
Câbles Câbles non blindés
numériques analogiques
blindés blindés
Figure 3-17 Utilisation d'une seule goulotte
3-16 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Cáblage des armoires
Chapitre 4
CABLAGE DES ARMOIRES
Sommaire page
Mise a la masse des armoires .....................ermerioceveranee. 4-2
Cablage interne á l'armoire ....................e.esccrceverereroe es 4-5
Filtrage ..................e.e.n..ennrcernenenneraneonenaneoneveneanenvenece rene. 4-7
Filtres Secteurs ...............e..e.esmcenseicorercerzr e e DDD 4-7
Sortie relais ..........................eesmerenacceneneonecenooceneceene. 4-10
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
4-1
Cáblage des armoires
Chapitre 4 CABLAGE DES ARMOIRES
MISE A LA MASSE DES ARMOIRES
Les armoires vont participer à l'équipotentialité des masses.
Elles devront donc être interconnectées au réseau de masse.
Structure de masse
Interconnexion directe
ou tresse de 50 cm max
Any
NON NN NN
YU NS SR %
EEE REF
``
all ” all all. all a all al al all it ai
*%
A ER LA A A A J
Joints de porte
Figure 4-1 Interconnexion des masses entre armoires
4-2 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Cáblage des armoires
À l'intérieur de l'armoire, le maillage des masses doit également être réalisé par une
interconnexion de toutes les structures métalliques (rail DIN).
Les équipements seront raccordés aux masses par une liaison filaire (vert/jaune) et par
un raccordement direct au maillage.
Maillage des masses :
Rail DIN + masse
Fixations avec contact
~~. électrique
(rondelle éventail)
BEN Barre de masse
Conducteurs de sécurité
O Toutes les fixations doivent
étre réalisées avec contact
électrique
Figure 4-2 Maillage des masses dans une armoire
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Cáblage des armoires
Les équipements montés sur rail DIN pourront étre raccordés directement par leur
montage mécanique.
Mise a la masse
de l'armoire
£
1 2
EUROTHERM rn, : R ail DI N
3 TE10S
D Montage mécanique
N .
© avec contact électrique
Figure 4-3 Raccordement d'un appareil à la masse par le montage mécanique
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Câblage des armoires
CABLAGE INTERNE A L'ARMOIRE
Attention!
/N Veiller à câbler systématiquement fil aller et fil retour proche l'un de l'autre.
La solution la plus simple consiste à utiliser systématiquement du cable en
paire torsadée.
Pour les conducteurs à forte section, la position des conducteurs aller et retour doit être
maîtrisée et les câbles doivent être maintenus proches les uns par rapport aux autres.
Л
Attention !
Veiller à utiliser au maximum les effets réducteurs à l'intérieur de l'armoire.
Dans de nombreux cas, les câblages internes sont placés dans des goulottes plastiques.
A) Attention !
Plaquer les goulottes plastiques contre des structures metalliques (rail DIN)
Par précaution, les câbles de puissance seront plaqués contre les parois de l'armoire,
si possible en coin. Les goulottes seront réservées au passage des cables de données.
Les cables doivent être plaqués en permanence contre la tôle.
Lors du passage entre deux parties (portes par exemple), le câble doit être placé soit
au niveau d'un contact électrique, soit à proximité d'une liaison de masse rajoutée à
proximité du câble.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 4-5
Cáblage des armoires
Goulottes de cáblage plastique :
Non
Oui
Tresse de masse
ZE CCE ET ETE ETIENNE NENE EEE EE EEE EEE
a NE BA AAA
PICAR EEN
LN NN EE EE E UE A ot NN e a Ct at taa
RRA RR N N 2 ) TE SN
LL
т EEE EEE EE TE RETR
* - г
>” =
+ ” =
^^ X
| N
\ Oui
Non
Figure 4-4 Câblage interne à l'armoire
Attention !
/N Plaquer les cäbles contre la töle metallique
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Cablage des armoires
FILTRAGE
Filtres secteurs
L'efficacité d'un filtre secteur est plus conditionnée en haute fréquence par son montage que
par son schéma électrique.
Trois erreurs doivent être évitées lors du montage d'un filtre :
« Mise à la masse du filtre par une liaison filaire,
« Diaphonie entrée - sortie en regroupement des câbles amont et aval,
+ Rayonnement entrée - sortie des câbles amont et aval.
NON
Figure 4-5 Mise à la masse par liaison filaire
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
4-7
Cablage des armoires
“on
Nx
Conducteur filtré
erat
antenne
"a UN
Torn ee
HOON
! No ` reos
Conducteur
Figure 4-6 Regroupement des cábles amont et aval
Emission
et / ou
captage NS же
NON
Figure 4-7 Sortie des cábles amont et aval
4-8
Compatibilitó Electromagnétique Guide d'installation
Cáblage des armoires
Différents types de montages des filtres secteurs peuvent étre envisagés, par exemple :
* avec le capot écran,
* par le cáble plaqué contre la tóle.
capot écran ;
Visser directement
sur la tôle du châssis
`
Cy
[pi Th
(fel
B.A 5
OUI
Figure 4-8 Montage avec le capot écran
EEE
Plaquer contre
la tóle
Le plus proche
possible
SS Je OUI
IE Visser directement
E sur la tôle du châssis
Figure 4-9 Montage par câble plaqué contre la tôle
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Cáblage des armoires
Sortie relais
Attention !
A Tous les circuits selfiques coupés par un contact sec sont très perturbateurs.
Lors de l'ouverture du contact, des réamorçages avec des fronts de montée très rapides
(environ 5 ns) apparaîssent aux bomes des contacts, Le câble est alors "secoué” en mode
commun et risque de polluer tous les câbles voisins par diaphonie.
Veiller à ne pas router les câbles des circuits selfiques avec les câbles de mesure ou de données.
Dans les chemins de câbles, placer ces conducteurs avec les câbles d'alimentation.
Afin de limiter le risque de réamorçages, toute charge inductive commandée par un contact
sec doit être dotée en parallèle d'un limiteur de surtensions à l'ouverture
« une résistance, ou
* une varistance, ou
e une diode ‚ou
un circuit RC
installé directement sur la bobine.
1
T
Resistance ou Varistance ou Diode ou R-C
TT
Résistance ou Varistance ou R - C
Figure 4-10 Branchement de circuits selfiques.
4-10 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Câbles blindés
Chapitre 5
CABLES BLINDÉS
Sommaire page
Choix du CÂDIE …….…...…...….…crerererrenccnninsraresrarerrrsrencennens 5-2
Raccordement....................e.esmerererrcacencereorreuaeren enana. 5-3
Cote de raccordement ....................e.e.me.2r00reecececce 5-6
Raccordement à une extrémité es 5-6
Raccordement à deux extrémités .….…..….............….….….….….. 5-6
Raccordement des câbles blindés sur
Equipements EurotheM essen RER 5-7
Cábles de puissance ........................eeereeieen 5-7
Liaisons numériques ..................r=e.esiererererer ere eee. 5-7
Signaux analogiques bas niveaux 5-7
Exemple de raccordement d'une installation 5-8
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
5-1
Câbles blindés
Chapitre 5 CABLES BLINDES
Trois questions doivent se poser lorsqu'on utilise des câbles blindés :
e quel type de câble utiliser ?
* comment raccorder l'écran (blindage) ?
de quel côté raccorder l'écran (blindage) ?
CHOIX DU CABLE
Le problème des câbles à feuillard est leur fragilité. L'effet réducteur en haute fréquence
(H.F.) d'un feuillard est dégradé par les différentes manipulations du câble :
e traction
e torsion.
Attention |
/N* cábles simple tresse représentent la meilleure solution pour les applications industrielles
Son effet réducteur peut atteindre quelques centaines à partir de quelques MHz si les
connexions de l'écran sont convenables. L'écran souple et robuste permet une mise en
œuvre simple et il est compatible avec les connectiques Sub-D ou mini-DIN.
Feuillard
Eviter Drain
longitudinal
Tresse
Ns ‘ra.
CANE
NA y
NNN
A
Utiliser
Figure 5-1 Le cable a feuillard et le cable a tresse
5-2 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Câbles blindés
RACCORDEMENT
Le raccordement des câbles blindés est un point particulièrement important puisqu'il va
déterminer l'effet réducteur haute fréquence.
Important !
Les écrans doivent être raccordés directement à la masse de l'équipement.
/N Le raccordement à la masse de l'équipement devrait toujours être effectué par un
contact électrique sur 360°.
Si la connexion est effectuée par une «queue de cochon», c'est à dire un fil, l'effet
réducteur s'effondre en haute fréquence.
Un raccordement inamovible devrait s'effectuer par presse étoupe conducteur.
Dans un certain nombre des cas, on peut se contenter d'un cavalier qui permet de garantir
un contact au moins sur 180°.
L'utilisation de «queue de cochon» est à proscrire.
OUI Meilleure
efficacité
Figure 5-2 Raccordement à la masse
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 5-3
Cables blindés
Lors du raccordement sur bornier à vis, la longueur de la «queue de cochon» doit être
minimale. Ce type de raccordement est à éviter.
Bornes de masse avec système de fixation
métallique en contact avec le
rail DIN
ARR A NA masse
RAR AAN AA
ARK AAN ARE
A AAA AAA
iy Pa DD,
dto REY XX
AA
Acceptable si
NON liaison OUI
très courte (£1 cm)
Figure 5-3 Raccordement sur bornier a vis
5-4
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Câbles blindés
Dans le cas de raccordement par connecteur; la mécanique du connecteur doit assurer une
continuité électrique sur 360° entre le blindage du câble et la masse de l'équipement.
Contacts sur 360 °
entre l'embase femelle et le chassis
К.
E 8
a 7
Contacts sur 360 *
entre l'embase mâle
et l'embase femelle
ATA TR a a a ee a EE A ES AE EE EE NÉ EEE EEE
Lee
Contacts sur 360 °
entre les coquilles et l'embase
mâle
Coquilles
métalliques
ou métallisées
©
Contacts sur 360 °
entre les coquilles et l'écran
Figure 5-4 4 types de raccordement par connecteur sur 360°
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 5-5
Câbles blindés
COTE DE RACCORDEMENT
Raccordement à une extrémité
Un raccordement unilatéral empêche les courants basse fréquence de circuler sur la tresse.
L'écran masque le champ électrique basse fréquence, les signaux différentiels sont donc
protégés en basse fréquence.
En haute fréquence, ce type de raccordement est inefficace.
À partir de la fréquence de résonance du câble, l'efficacité de l'écran disparaît.
Raccordement aux deux extrémités
Le raccordement bilatéral de l'écran permet de se protéger contre les perturbations les plus
sévères : le mode commun haute fréquence.
Même à la fréquence de résonance, l'effet réducteur reste excellent.
Le problème est qu'en basse fréquence un courant peut être lancé sur l'écran (différence de
potentiels entre les deux extrémités ou couplage champ à boucle). Ce courant va générer
sur la paire à l'intérieur une faible différence de potentiels appelée "ronflette".
5-6
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Câbles blindés
RACCORDEMENT DES CÂBLES BLINDÉS SUR ÉQUIPEMENTS
EUROTHERM
Câbles de puissance
Ces câbles sont dans la majorité des cas non blindés, mais un blindage peut être requis.
Ils doivent être routés avec des effets réducteurs importants dans des zones d'ombres.
Un filtre est monté sur les entrées puissance et alimentation auxiliaire.
Liaisons numériques
Des liaisons de communication sont de type RS 422 ou RS 485.
Ces liaisons sont blindées et les blindages raccordés à la masse aux deux extrémités.
di +
Figure 5-5 Liaisons RS 485
Signaux analogiques bas niveaux
Les consignes entre les régulateurs et les gradateurs sont souvent des signaux analogiques
(par exemple, 0 - 10 Y ou 4-20 mA).
Les cables des signaux analogiques bas niveaux doivent étre blindés et le blindage doit
Être raccordé à la masse côté gradateur et côté régulateur.
Les liaisons thermocouples entre les fours et les régulateurs sont très sensibles.
Elles doivent être blindées et routées avec un maximum de précautions.
Le blindage de la liaison thermocouple ne sera relié à la masse que côté régulateur.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 5-7
Câbles blindés
Exemple de raccordement d'une installation
S'assurer que toutes les masses (désignés par le symbole : > )
sont réunies électriquement entre elles (voir fig. 2-1 à 2-3) afin d'obtenir une parfaite
équipotentielité (résistance entre masse < 0,1 Q).
Utiliser, si nécessaire, un câble ou une tresse de masse de forte section (35 mm”, environ,
voir fig. 2-3) pour assurer une bonne continuité des masses.
Câbles de puissance
dans la même goulotte,
dans les zones d’ombres
Vers réseau
Régulateur Gradateur
Entrée
thermocouple
by a =f
Lo M a
+, # fo
> III 7
у ARA |
La , rre eee e
2 A Consignes : Raccordements ,
“и 1
© и A coté régulateur et 4 Fa
: ; D
à = 7 1 coté gradateur eh хх
237 M RPILL
n'= y cf ес
£ M a LF >
E a + № a a ho
5 LD A NY
Ú PAIN a
Thermocouple :
Raccordement coté régulateur
Figure 5-6 Exemple de raccordement d'une installation de régulation thermique
5-8 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Problémes sur site
Chapitre 6
PROBLEMES SUR SITE
Sommaire page
Test EN 61000-4-4 (CEI 1000-4-4) ......................omoro. 6-1
Corrections ..................e..esmererceracceeiorrooccenereococeoccene reee. 6-3
Utilisation des ferrites .....................e=e=...m..eesrerioenccccceraes 6-5
Schema général... aes 6-6
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 6-1
Problèmes sur site
Chapitre 6 PROBLEMES SUR SITE
La résolution d'un problème sur site pose parfois de nombreuses difficultés.
En pratique, il est assez souvent difficile de pouvoir reproduire à souhait un phénomène
de perturbation.
TEST EN 61000-4-4 (CEI 1000- 4-4)
En cas de problème persistant, il faut alors procéder à une analyse plus technique du
problème. Afin de pouvoir vérifier le bon comportement des équipements et l'atténuation
des modifications mises en place, nous conseillons l'utilisation sur le terrain du test
EN 61000-4-4 (CEI 1000-4-4).
Ce test de transitoire rapide permet de mettre en évidence la majorité des problèmes haute
fréquence rencontrés sur site.
Sa mise en oeuvre est rapide et il est très corrélé avec la réalité. Un équipement qui ne
respecte pas le niveau 1 aura des problèmes de fonctionnement sur site.
Le niveau 3 doit être respecté pour un fonctionnement satisfaisant en présence de
perturbations.
It permet à la fois de reproduire les erreurs observées en fonctionnement et également
de valider rapidement les solutions mises en place.
Baie sous test
Plan de masse
Générateur
Câble entouré de papier
aluminium ménager
Figure 6-1 Montage d'essai sur site
6-2 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Problémes sur site
CORRECTIONS
Dans un premier temps, il est souhaitable de corriger les erreurs les plus grossières.
L'expérience montre qu'une remise à niveau des câbles blindés ainsi que le raccordement
des chemins de câbles apportent des résultats spectaculaires.
Lorsqu'un câble sensible est mis en évidence, un certain nombre de modifications
peuvent être envisagées :
* En premier lieu, lorsque le câble est placé dans une goulotte métallique, on
raccordera cette goulotte aux masses par des liaisons aussi courtes que possible.
Si aucun effet réducteur n'est en place sur le site, il est possible de placer un
câble de masse à proximité de la liaison sensible.
Le gain n'est d'environ que d'un facteur 5, mais il est suffisant dans la majorité des cas.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 6-3
Problèmes sur site
Il peut Être également possible de blinder un câble sur site en plaçant autour de ce
câble une gaine tricotée que l'on va disposer comme une bande.
Cette solution donne des résultats satisfaisants, mais sa mise en œuvre est délicate.
Bande tricotée ou ruban
cuivre + colle conductrice
Figure 6-2 Blindage d'un câble sur site
En cas extrême, la solution la plus simple consiste à :
+ déconnecter le câble standard en place et à replacer
un nouveau câble blindé en prenant soin de bien raccorder l'écran aux masses.
6-4 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Problèmes sur site
UTILISATION DES FERRITES
Il existe un moyen simple de rajouter un filtre sur site.
Les tores de ferrite permettent de filtrer les perturbations haute fréquence sur les câbles.
Ces tores se placent en mode commun sur les câbles, c'est à dire que tous les conducteurs
contenus dans le câble passent dans le même sens dans le tore.
Ce type de protection permet de bénéficier d'une efficacité de filtrage moyenne d'environ 3.
L'efficacité de filtrage dépend de la fréquence et elle est également proportionnelle au
nombre de passage élevé au carré à l'intérieur de la ferrite.
Passer 2 fois permet d'augmenter l'efficacité d'un facteur 4, et 3 fois - d'un facteur 9.
и Cable multiconducteurs
Tore de ferrite HF
Figure 6-3 Utilisation de tore de ferrite haute fréquence
Sur site, il est simple de rajouter ce type de filtre en utilisant des demi tores de ferrites qui
peuvent se mettre en place sans interrompre une liaison. Ceci est particulièrement
avantageux pour les sites où la continuité de service est un paramètre essentiel.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation 6-5
Problémes sur site
SCHEMA GENERAL
x
1
; ;
a
J :
N
%
N
Figure 6-4 Schéma général de raccordement
6-6 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Annexes
ANNEXES
DEFINITIONS
Mode différentiel
Le mode différentiel est la façon habituelle de transmettre les signaux.
Le courant se propage sur un conducteur et revient sur l'autre conducteur.
En différence de potentiels, la tension se mesure entre les conducteurs.
I MD
— — >
U MD
CL — —
IMD
Figure An-1 Mode différentiel
Mode commun
Le mode commun est un mode parasite.
Le courant se propage dans le méme sens sur tous les conducteurs et se referme par
rapport aux masses.
Les perturbations hautes fréquences se couplent efficacement sur les cábles.
IMC
IMC
U MC
Figure An-2 Mode commun
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation An-1
Annexes
TYPES DES COUPLAGES
Les perturbations électromagnétiques se couplent de cinq manières différentes sur les
électroniques.
Couplage par impédance commune
L'impédance des conducteurs n'étant jamais nulle, une circulation de courant dans un câble
provoque une différence de potentiels entre les deux extrémités de ce conducteur.
Couplage carte à chassis
Une carte électronique n'est jamais isolée par rapport à son environnement, elle est au
moins couplée par sa capacité intrinsèque.
Dès qu'une carte est "secouée” en potentiel par rapport à son environnement, des courants
sont injectés au coeur même de la carte.
Couplage champ à câble
Un conducteur rectiligne soumis à un champ électrique collecte du courant.
Les câbles dans les installations vont donc se comporter comme des antennes de récep-
tion et supporter des courants parasites.
Couplage champ à boucle
Un champ magnétique variable dans une boucle induit une différence de potentiel.
Ce phénomène va être particulièrement critique pour les boucles de masse (entre les
conducteurs utiles et les masses).
An-2 Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation
Annexes
Diaphonie
La diaphonie peut avoir deux origines :
* diaphonie inductive
La circulation d'un courant sur un câble génère autour de ce câble
un champ magnétique qui induit une tension parasite dans les
boucles voisines.
* diaphonie capacitive
La différence de potentiel entre un conducteur et son environnement
génère un champ électrique qui va injecter des courants parasites
dans les conducteurs voisins.
Dans les deux cas, la diaphonie de mode différentiel (perturbation directement superposée
aux signaux) est négligeable.
Par contre, les couplages par diaphonie en mode commun sont sévères.
Compatibilité Electromagnétique Guide d'installation An-3
E
EUROTHERM
AUTOMATION
EUROTHERM AUTOMATION S.A.
SIEGE SOCIAL AGENCES :
ET USINE :
Aix-en-Provence
6, Chemin des Jones Tél.: 04 42 39 70 31
| B.P. 55 Colmar
69572 DARDILLY Cedex Tél.: 03 89 23 52 20
FRANCE Lille
Tél. : 04 78 66 45 00 Tél.: 03 20 96 96 39
Fax : 04 78 35 24 90 Lyon
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CEM. Guide d'installation
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