Messa a terra schermature cavi.

[ttthhh]

Ritorno con un argomento già trattato ampiamente nelle varie sezioni del forum per fare luce su alxcuni concetti che non mi sono chiari del tutto, soprattutto a livello di realizzazione pratica.

Sappiamo che lo schermo ideale dovrebbe essere messo a terra da entrambi i lati facendo però attenzione che i due punti di messa a terra siano perfettamente iso/equipotenziali, per evitare che una differenza di potenziale tra i due punti introduca una circolazione di microcorrenti che andrebbero a generare un disturbo in più.

 

Delineiamo un esempio pratico, in cui sarò deliberatamente generico, costituito da:

impianto civile in un appartamento;

segnale di un sensore in campo che deve raggiungere l'ingresso di una centralina/plc nella "zona tecnica" (quadro); 

distribuzione del PE a stella, dove ogni circuito converge ad un EBB (nodo equipotenziale centrale), V-shape sul/i SPD ed infine alla rete di dispersione (2 dispersori intenzionali in serie, con relative distanze, lunghezze e materiali idonei).

 

Il nostro cavo sensore->PLC verrà messo a terra (assieme ad altri cavi di segnale) attraverso apposita carpenteria in ingresso al quadro (morsettiere di I/O) ed avrà un conduttore FE (terra funzionale) che si intesterà nella EBB di cui sopra.

Sul lato sensore dovrei quindi portare un cavo FE che dovrà andare ad intestarsi sulla stessa EBB ma - e qui casca l'asino - la distanza tra la EBB ed il sensore sarà ben maggiore della distanza tra la EBB ed il quadro.

Avendo una connessione molto più lunga aumenterà anche la resistenza provocando una DDP tra il punto A ed il punto B.

La circolazione di una corrente tra i due punti la si può misurare con un micro amperometro in serie ad uno dei due punti di messa a terra.

 

E' corretto quanto sostengo?

In che modo si può ovviare e generare una isopotenzialità tra i due punti?

Forse facendo un anello che colleghi la EBB principale a più EBB (una per stanza) dove intestare i cavi FE degli schermi dei sensori, ricorrendo quindi ad uno schema così fatto: 

EBB principale -> EBB zona 1 -> EBB zona 2 -> EBB zona 3 -> EBB zona n -> EBB principale

schermi collegati assieme e cavo FE collegato alla rispettiva EBB di zona.

 

Chiedo l'intervento in particolare di @Livio Orsini in quanto esperto.

Grazie a chiunque contribuirà alla discussione!

Modificato: ieri dalle 09:57 da ttthhh

[Livio Orsini]

4 ore fa, ttthhh ha scritto:

n che modo si può ovviare e generare una isopotenzialità tra i due punt

 

dipende da dove sono connessi a terra i 2 punti; se entrmbi fanno capo alla medesima barra equipotenziale di terra i due punti saranno isopotenziali, quindi mettendo a terra i due capi dello schermo non si avrà circolazione di corrente nello schermo. Altrimenti è meglio connettere a terra un solo capo dello schermo, solitamente dal lato di arrivo del segnale.

 

Tutti i collegamenti di terra dovrebbero far capo ad un unico punto, ovvero ad un'uniica barra equipotenziale connessa a terra.

 

 

[ttthhh]

11 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

dipende da dove sono connessi a terra i 2 punti; se entrmbi fanno capo alla medesima barra equipotenziale di terra i due punti saranno isopotenziali, quindi mettendo a terra i due capi dello schermo non si avrà circolazione di corrente nello schermo.

Grazie Livio per la celere risposta.

Sì, il circuito di terra, quindi rete di dispersione, EBB principale e secondarie (in serie) fanno riferimento ad un unico impianto di messa a terra.

L'unico dubbio che mi aveva afflitto era la lunghezza del conduttore A rispetto al B, diciamo che il B potrebbe essere lungo massimo 5 metri, mentre A anche 25 metri.

Dici che ai fini della equipotenzialità la maggiore resistenza introdotta dal cablaggio più lungo non potrà generare una DDP tale da fare circolare una microcorrente nello schermo?

[Livio Orsini]

Con sezione da 1mm² 25m di cavo per collegare la terra hanno circa 0,5 ohm di resitenza; se la sezione fosse pari a 5mm² la resistenza scenderebbe a 0,1 ohm piccola ma non insignificante, mentre il tratto più corto, a parità di sezione, avrebbe una resistenza sempre 1/5 del tratto lungo. Si potrebbe tentare un riequilibrio usando sezioni in proprozione inversa: ad esempio 1mm² per il tratto coerto e 5mm² per il tratto lungo.

Però molto dipende dalle correnti che percorrono questi tratti. Se, ad esempio, su uno dei due tratti, o su entrambi, sono connessi filtri che convogliano parecchi disturbi, la circolazione di corrente potrà creare differenze di potenziale non trascurabili.

In conclusione: bisogna valutare caso per caso e, nel dubbio, non connettere lo schermo da entrambi i lati. In questo caso lo connetterei dal lato con collegamento di terra più corto.

 

Poi è molto importante come si collega lo schermo, la quantità di cavo che fuoriesce dallo schermo, etc. Se vai a riprendere precedenti discussioni in cui ho trattato l'argomento descrivo anche nei dettagli come vanno collegati gli schermi e come vanno usati i cavi schermati. 

Tutto questo è comunque trattato nelle direttive relative alle norme ECM.

[ttthhh]

18 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

In conclusione: bisogna valutare caso per caso e, nel dubbio, non connettere lo schermo da entrambi i lati. In questo caso lo connetterei dal lato con collegamento di terra più corto.

Sì, direi che per togliersi dall'impiccio sia l'unica soluzione da percorrere.

Anche creando un "loop" di EBB ove intestare l'estremità dello schermo lato sensore, con una distanza quasi uguale dal lato quadro, la stessa montante che interconnetterebbe le EBB di zona potrebbe costituire il problema inverso: essere un canale a minore resistenza, ripercuotendo il problema lato quadro.

Sarebbe da valutare con un microamperometro lo stato della corrente attraversante lo schermo, con impianto in funzionamento.

Ma vorrebbe dire aver già realizzato il lavoro, con la seria possibilità che non funzioni.

 

Invece ultimo dubbio: consideriamo come detto di mettere a terra gli schermi lato quadro, centralizzando di fatto l'operazione.

In testa al quadro alloggiano le morsettiere di I/O, quindi metterei apposita carpenteria (https://www.phoenixcontact.com/it-it/prodotti/accessori-per-quadri-elettrici/morsetti-per-schermatura) per stringere con collarini gli schermi dei cavi in entrata su una barretta metallica che li ospita, realizzando una equipotenzialità tra di essi, per poi andare alla EBB principale di terra.

Da questa morsettiera (lato quadro) devo scendere all'interno del quadro per raggiungere centraline/PLC, passaggi misti in canalina con cavi di alimentazione 230/400VAC.

Pensavo da sotto la morsettiera di entrare nuovamente nella stessa barra e mettere a terra anche il cavo che scende nel quadro.

In questo modo si avrebbe una messa a terra dello schermo in un punto centrale.

Lo schema funzionale sarebbe il seguente:

sensore -> messa a terra schermo entrante -> morsetto I/O -> messa a terra schermo uscente (sulla stessa barra entrante) -> PLC/centralina.

Sarebbe conveniente?

Vedi criticità?!

Grazie come sempre per l'assistenza!

Modificato: 5 ore fa da ttthhh

[lucios]

Quote

Pensavo da sotto la morsettiera di entrare nuovamente nella stessa barra e mettere a terra anche il cavo che scende nel quadro.

In questo modo si avrebbe una messa a terra dello schermo in un punto centrale.

Senza un abbozzo di schema si fa un po fatica a capire bene il tutto.

Comunque, come ha già detto Livio, evitando i loop di terra connettendo tutte le schermature, ma anche i banali giallo/verdi, in un unico punto si hanno solo vantaggi.

Ma per curiosità: perchè sei così sensibile all'argomento? Quali criticità ai disturbi pensi possa avere il tuo impianto? Lo chiedo perchè nei normali impianti civili queste problematiche non sono molto sentite e spesso ignorate, a parte forse in presenza di dispositivi a radiofrequenza o audio.

[Livio Orsini]

16 minuti fa, ttthhh ha scritto:

Sarebbe da valutare con un microamperometro lo stato della corrente attraversante lo schermo, con impianto in funzionamento.

 

E comunque non servirebbe, perchè tu andresti a misurare la corrente in quel momento, ma non è garantito che questa corrente sia costante, come ho spiegato nel messaggio precedente, le cdt sui collegamenti di terra sono variabili in funzione di quello che vi viene riversato.

 

20 minuti fa, ttthhh ha scritto:

Sarebbe conveniente?

Vedi criticità?!

 

Così non sono in grado di giudicare, magari fai uno schema unifilare degli schermati. 

I morsetti/collarini phoenix sono sicuramente di ottima qualità.

Se i cavi schermati sono all'interno di un quadro è anche conveniente spellare il cavo in punti intermedi per mettere a terra, sulla piastra di fondo, gli schermi.

Da quello che hai scritto io metterei a terra gli schermi solo lato quandro.

[Marco Fornaciari]

37 minuti fa, ttthhh ha scritto:

Lo schema funzionale sarebbe il seguente:

sensore -> messa a terra schermo entrante -> morsetto I/O -> messa a terra schermo uscente (sulla stessa barra entrante) -> PLC/centralina.

 

Quel collegamento lo uso dai primi anni '80, con l'accortezza di installare la barra colletrice di terra del quadro su isolatori: mai avuto problemi.

Da metà anni '90 ho operato al 90% su impianti di processo, dova circola tanta acqua, con MW di inverter (tanti da 75 kW a 350 kW) e tensioni da 400 V a 6 KV, quel collegamento è di fatto obbligatorio, in barba alle norme EMC: quanto hai tante utenza di elevata potenza con canalizzazioni di grandi dimensioni che si sommano a strutture metalliche di ogni tipo bisogna evitare ogni possibile dei loop.

In laboratorio, anche se di grandi dimensioni, si è sempre in condizione ideale anche quando si simulano dei guasti, sul campo degli impianti è tutto diverso.

Anche con tutti i collegamenti di equipotenziale e messa a terra come da norme, anche da nuovo il collegamento da entrambe la parte degli schermi non è affidabile, poi al primo intervento di un manutentore il tutto va  farsi benedire.

Anzi avendo PLC con tanti I/O analogico e telaio o/e contenitori in metallo sempre fatto montare su isolatori e messo a terra con cordina 2,5 mmq.

Modificato: 4 ore fa da Marco Fornaciari

[ttthhh]

@lucios @Livio Orsini Ecco lo schema: 

 

Che ne dite?!

[Livio Orsini]

2 ore fa, ttthhh ha scritto:

Che ne dite?!

 

Per prima cosa eviterei di far passare i cavi schermati in morsettiera. La giunzione in morsettiera è una magnifica antenna ricevente per i disturbi.

Io ho sempre fatto portare, salvo impedimenti fisici, i cavi schermati direttamente alla morsettiera del PLC o di altro componente nel quadro. Con percorso dei cavi schermati non in canalina. 

Messa a terra degli schermi in prossimità del PLC tra ammaraggio con appositi collarini su barra equipotenziale di rame o di alluminio. La barra andrà collegata tramite cordina di rame al bullone di terra solitamente posizionato al limite inferiore della piastra di fondo, piastra che non deve essere assolutamente verniciata.

Quando possibile si spella il cavo schermato, in almeno una zona intermedia tra morsettiera ed uscota cavi, e si stringe lo schermo sulla piastra di fondo, sempre usando un apposito collarino.

Non metterei a massa gli schermo dal lato sensori.