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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 Tél.: 04 78 66 45 10 04 78 66 45 12 © Copyright Eurotherm Automation S.A. 1995 Tous droits réservés. Toute reproduction ou transmission sous quelque forme ou quelque procédé que ce soit, sans autorisation écrite d'Eurotherm Automation, est strictement interdite. Service régional BUREAUX : Nantes Bordeaux Tél.: 02 40 30 31 33 Clermont-Ferrand Dijon Paris Grenoble Tél: 0169185060 Metz Normandie Toulouse Orléans Tél.: 05 61 71 99 33 HA174705FRA CEM. Guide d'installation