Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky

Transkript

1 Předmluva Úvod 1 MOTION CONTROL Informace o bezpečnosti 2 Informace o požadavcích na projekt a instalaci 3 Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky Konfigurační návod Platný pro: MICROMASTER SIMOCRANE SIMODRIVE SIMOREG SIMOTICS SIMOTION SIMOVERT MASTERDRIVES SINAMICS SINUMERIK (PH1), 1/2012 6FC5297-0AD30-0BP3

2 Právní informace Bezpečnostní pokyny Tato příručka obsahuje pokyny, které musíte dodržovat pro zachování Vaší osobní bezpečnosti a za účelem zamezení vzniku věcných škod. Pokyny pro zachování Vaši osobní bezpečnosti jsou zvýrazněny výstražným trojúhelníkem, pokyny týkající se pouze věcných škod jsou uvedeny bez trojúhelníku. Podle stupně ohrožení jsou výstražná upozornění zobrazena v sestupném pořadí následovně. NEBEZPEČÍ znamená, že nastane smrt nebo těžký úraz, pokud nebudou přijata příslušná bezpečnostní opatření. VÝSTRAHA znamená, že může dojít k usmrcení nebo k těžkému úrazu, pokud nebudou přijata příslušná bezpečnostní opatření. POZOR s výstražným trojúhelníkem znamená, že může dojít k lehkému úrazu, pokud nebudou přijata příslušná bezpečnostní opatření. POZOR bez výstražného trojúhelníku znamená, že může vzniknout věcná škoda, pokud nebudou přijata příslušná bezpečnostní opatření. UPOZORNĚNÍ znamená, že může vzniknout nežádoucí výsledek nebo stav, pokud nebude příslušný pokyn dodržen. V případě vzniku několika stupňů ohrožení se používá vždy výstraha s nejvyšším stupněm. Pokud je v rámci některého výstražného pokynu s výstražným trojúhelníkem varováno před zraněním osob, může být ve stejném výstražném pokynu navíc uvedena výstraha před poškozením věci. Kvalifikovaný personál Příslušné zařízení/systém popsaný v této dokumentaci smí obsluhovat kvalifikovaný personál s oprávněním pro danou funkci a dle relevantní dokumentace. Zvláště je nutno dodržovat upozornění a bezpečnostní instrukce. Kvalifikovaný personál jsou osoby, které na základě provedeného školení a osobních zkušeností jsou schopny definovat rizikové faktory a vyhnout se případným nebezpečím při práci s těmito zařízeními / systémy. Použití produktů Siemens v souladu s určením Dodržujte následující: Výstraha Produkty Siemens se smí používat pouze v takových případech, které jsou uvedeny v katalogu a v technickém popisu a pouze ve spojení se zařízeními a komponentami třetích stran, které doporučila, popř. schválila firma Siemens. Bezvadný a bezpečný provoz tohoto výrobku předpokládá vhodný transport, skladování, instalaci a montáž i pečlivou obsluhu a údržbu. Značky Všechna označení s použitím ochranné známky jsou registrované značky společnosti Siemens AG. Další označení v tomto dokumentu mohou být značky, jejichž použití třetí stranou pro její vlastní účely může porušit práva držitelů značky. Zřeknutí se zodpovědnosti Pro zajištění shody této publikace s aktuálním hardwarem a softwarem produktů jsme provedli revizi jejího obsahu. Změny v publikaci jsou vyhrazeny, nelze garantovat úplnou shodu s aktuálním stavem. Informace v této publikaci jsou pravidelně korigovány a případné korekce jsou vloženy v následujících edicích. Siemens, s.r.o. I I&DT MC Brno Objednací číslo: 6FC5297-0AD30-0BP3-překlad CZ P 05/2012 Změna technických dat vyhrazena Copyright Siemens AG Práva vyhrazeny

3 Předmluva Dodatečné informace Užitím následujících odkazů můžete získat informace o těchto tématech: Objednávání dokumentace / přehled dokumentace Dodatečné odkazy ke stažení dokumentů Používání dokumentace online (vyhledávání v manuálech/informacích) Jakékoliv dotazy ohledně technické dokumentace (např. návrhy na zlepšení, opravy) prosím posílejte na ovou adresu: docu.motioncontrol@siemens.com My Documentation Manager tvorba vlastní dokumentace V následujícím odkazu naleznete informace o tom, jak vytvořit Vaši individuální dokumentaci založenou na obsahu databází Siemens, a jak ji přizpůsobit dokumentaci vašeho přístroje: Zaškolení V následujícím odkazu naleznete informace o SITRAIN školícím programu společnosti Siemens, o produktech, systémech a řešeních v automatizaci: FAQ Odpovědi na často pokládané otázky (FAQ) naleznete na stránkách Servisu a podpory pod záložkou Podpora produktu: support.automation.siemens.com Cílová skupina Tato dokumentace je určena pro výrobce zařízení, techniky a servisní personál, který užívá techniku pohonů. Výhody Tento manuál poskytuje všechny informace, popisuje procesy a řídící úkony potřebné ke konfiguraci a servisu.

4 Předmluva Technická podpora Kontaktní informace o linkách technické podpory v jednotlivých zemích můžete najít na internetu na Selection [country] Selection [service] = technical support nebo nám můžete poslat váš technický požadavek přímo pomocí: EC Declarations of Conformity (EC Prohlášení o shodě) EC Prohlášení o shodě pro směrnice EMC naleznete na internetové adrese: Do vyhledávání zadejte číslo nebo kontaktujte lokální pobočku Siemens EC Prohlášení o shodě pro nízkonapěťovou směrnici naleznete na internetové adrese: Do vyhledávání zadejte číslo Mezní hodnoty EMC v Jižní Koree Použitelné mezní hodnoty EMC pro Koreu korespondují s mezními hodnotami EMC uvedenými v normě pro elektrické pohony s proměnnou rychlostí EN kategorie C2 nebo mezní hodnoty třídy A, Skupina 1 pro EN Za použití vhodných dodatečných opatření odpovídají mezní hodnoty kategorii C2 nebo třídu A, Skupina 1. Dodatečná opatření, například použití odrušovacích filtrů RFI (EMC filtr), mohou být nezbytná. Vezměte prosím na vědomí, že konečné prohlášení o shodě s normou je dáno patřičným štítkem na individuální jednotce. Náhradní díly Náhradní díly naleznete na internetové adrese: Certifikáty z testování Integrované bezpečnostní funkce komponentů SINAMICS jsou obecně certifikovány nezávislými institucemi. Aktuální seznam certifikovaných komponentů je na požádání k dispozici v lokálních pobočkách Siemens. Pokud máte jakékoliv otázky týkající se ještě nedokončených certifikací, obraťte se prosím na kontaktní osobu společnosti Siemens. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 4

5 Předmluva Informace o ESD Pozor Elektrostaticky citlivá zařízení (ESD) jsou samostatné komponenty, integrované obvody nebo panely, které mohou být poškozeny elektrostatickými poli nebo elektrostatickými výboji. Předpisy pro manipulaci s ESD komponenty: Při manipulaci s těmito komponenty se ujistěte, že je personál, pracovní místo a balení komponentu dobře uzemněno! Personál v oblastech ESD s vodivou podlahou může manipulovat elektronickými komponenty pouze pokud: Jsou uzemněni pomocí ESD náramku Mají obuty ESD boty nebo boty s ESD uzemňovacími pruhy Elektronických komponentů by se neměl nikdo dotýkat, pokud to není nezbytné. Zacházeno s nimi může být pouze pomocí předního panelu nebo v případě desek s plošnými spoji, uchopením za okraj. Elektronické komponenty nesmí přijít do kontaktu s plasty nebo oblečením z umělých vláken. Elektronické komponenty nesmí být umístěny blízko jednotek s displeji, monitorů nebo televizních obrazovek (minimální vzdálenost od obrazovky > 10cm). Měření může být provedeno pouze na desce a to pouze pokud je měřící zařízení uzemněno (například pomocí ochranných vodičů) nebo pokud je měřící sonda před měřením vybita (například dotekem s kovovým krytem) a měření se provádí pomocí izolovaného měřícího zařízení. Nebezpečí Elektrická, magnetická a elektromagnetická pole (EMF) mohou být za chodu nebezpečná pro lidi vyskytující se v bezprostřední blízkosti zařízení. Toto platí obzvláště pro lidi s kardiostimulátory, implantáty a podobně. Lidé manipulující s těmito stroji a zařízeními a lidé vyskytující se v jejich blízkosti se musí řídit příslušnými normami a směrnicemi. Mezi ty například patří směrnice EMF Directive 2004/40/EEC a norma EN až -3 pro evropskou ekonomickou oblast (European Economic Area = EEA) a v Německu nařízení pro prevenci nehod BGV 11 a s ním spojené pravidlo BGR 11 Elektromagnetická pole německé asociace pro úrazové pojištění zaměstnance. Tyto směrnice a normy stanovují, že pro každé pracoviště musí být vypracována analýza rizik. Podle této výsledků analýzy se navrhnou a přijmou opatření snižující rizika a jejich dopad na osoby na pracovišti. Také musí být definovány a označeny exponované a nebezpečné zóny na pracovišti. Příslušné bezpečnostní pokyny v každé kapitole musí být brány na zřetel. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 5

6 Předmluva Obecné bezpečnostní pokyny Nebezpečí Uvedení do provozu je zcela zakázáno, dokud není úplně jisté, že zařízení, do kterého mají být instalovány zde popsané komponenty, odpovídá ustanovením ES směrnice pro strojní zařízení. Instalace, uvedení do provozu a údržba musí být prováděny pouze vhodně kvalifikovaným personálem. Personál musí být seznámen s informacemi poskytnutými v technické dokumentaci produktu. Také musí být seznámen a brát na vědomí daná nebezpečí a varovná oznámení. Provozní elektrická zařízení a motory mají části a komponenty, které jsou pod vysokým napětím, které může při doteku způsobit závažná poranění nebo smrt. Veškerá práce s elektrickým systémem musí být prováděna, pouze pokud je systém odpojen od přívodu napájení. Varování Funkční a bezpečný provoz je závislý na správné přepravě, skladování, instalaci a montáži zařízení, stejně tak jako na opatrném užívání a řádné údržbě. Údaje a návrhy v katalozích se také vztahují na konstrukci specifických verzí zařízení. Kromě varovných oznámení a poučení o nebezpečí poskytnutých v zákaznické technické dokumentaci musí být brány v úvahu také příslušné národní, lokální a systémově specifické normy a požadavky. Podle EN a UL 508 mohou být ke spojům a svorkám na elektronických modulech připojeny pouze bezpečně izolovaná, ochranná, velmi nízká napětí. Nebezpečí Užití ochrany proti přímému kontaktu pomocí DVC A (PELV) je přípustné pouze v oblastech kde je použito techniky vyrovnávání potenciálu a v suchých interiérech. Pokud tyto podmínky nejsou splněny, je třeba využít jiných ochranných opatření v souvislosti s elektrickým proudem, např. ochrana před dotekem. Pozor Provoz zařízení v bezprostřední blízkosti (<1,5m) mobilních telefonů s výkonem nad1w mohou způsobovat poruchy ve fungování zařízení. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 6

7 Předmluva Významy symbolů Symbol Význam Ochranný vodič (PE) Země (např. M 24 V) Provozní zem / Vyrovnávání potenciálů Tabulka 1-1 Symboly Zbytková rizika systémů s elektrickými pohony Ovládací a výkonové části systémů s elektrickými pohony (PDS) jsou schváleny pro průmyslové a komerční užití v průmyslové dodávce. Jejich užití ve veřejné dodávce vyžaduje odlišnou konfiguraci a/nebo přídavná opatření. Tyto komponenty mohou být používány pouze v uzavřených prostorech nebo v rozvaděčích vyšší úrovně se všemi ochrannými kryty dobře uzavřenými a pouze za užití všech ochranných zařízení. S těmito komponenty může manipulovat pouze kvalifikovaný a trénovaný technický personál, který zná a bere na vědomí všechny bezpečnostní informace a pokyny uvedené na zařízení a v příslušné technické dokumentaci. Při hodnocení rizik spojených se zařízením v souladu se směrnicí pro strojní zařízení EU musí výrobce zařízení zvážit následující zbytková rizika spojená s ovládáním a funkcí PDS: Neočekávané pohyby částí poháněného stroje během uvedení do provozu, provozu, údržby a oprav mohou být způsobeny například: Hardwarovými defekty a/nebo chybami software na senzorech, regulátorech, servopohonech a připojeních. Dobou odezvy na regulátoru a pohonu Provozními a/nebo okolními podmínkami mimo specifikaci Kondenzací / vodivým znečištěním Nastavením parametrů, programováním, kabeláží a chybami v instalaci Užíváním rádiových zařízení/mobilních telefonů v bezprostřední blízkosti regulátoru Vnějšími vlivy/poškozením Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 7

8 Předmluva 1. Výjimečné teploty a emise světla, hluku, částic nebo plynu způsobené např.: Špatným fungováním komponent Chybami v software Provozními a/nebo okolními podmínkami mimo specifikaci Vnějšími vlivy/poškozením 2. Nebezpečné napětí způsobené např.: Špatným fungováním komponent Vlivem elektrostatického náboje Indukcí napětí v pohybujících se motorech Provozními a/nebo okolními podmínky mimo specifikaci Vnějšími vlivy/poškozením Kondenzací/vodivým znečištěním 3. Elektrická, magnetická a elektromagnetická pole vznikající během provozu mohou být nebezpečná pro lidi s kardiostimulátory, implantáty, kovovými náhradami kloubů atd. 4. Vypouštění látek znečišťujících životní prostředí či jiných emisí jako důsledek nesprávného ovládání systému a/nebo neschopnosti nakládat s komponenty správně a bezpečně. Poznámka Funkční bezpečnost komponent Komponenty musí být chráněny před vodivým znečištěním (např. jejich instalací do rozvaděčů se stupněm ochrany IP54 ve shodě s EN 60529) Za předpokladu, že jakékoliv vodivé znečištění při instalaci může být s jistotou vyloučeno, je možno použít i rozvaděč s nižším stupněm ochrany. Pro více informací o zbytkových rizicích komponent v PDS si přečtěte odpovídající kapitoly v technické dokumentaci. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 8

9 Obsah 1. Úvod Bezpečnostní informace Informace o plánování, projektování a instalaci Plánování Aplikační prostředí pro pohony Koncept EMC zón Otvory v krytu, např. ventilační otvory Vyrovnávání potenciálů Vyrovnávání potenciálů uvnitř rozvaděče Vyrovnávání potenciálů mezi několika prvky rozvaděče Vyrovnávání potenciálů uvnitř stroje/zařízení Vyrovnávání potenciálů komponent pohyblivých částí Kabely Obecné Stíněné kabely Napájecí kabely Kabely motorových brzd Kabely snímačů DRIVE-CLiQ spojení Sběrnice Analogové signály Příklady stíněných připojení Pokládání kabelů do kabelových lávek/tras Připojení k napájecí síti Filtr pohonu, filtr rozvaděče Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 9

10 Obsah Uspořádání filtru pohonu, tlumivka, pohonná skupina Ostatní Zapojení cívek Ložiskové proudy Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 10

11 Úvod 1. Úvod EMC (elektromagnetická kompatibilita) znamená, že zařízení uspokojivě funguje a není rušeno interferencemi z jiných zařízení, ani jiná zařízení samo neruší. To se děje tehdy, když vyzařování (emisní úroveň) a interferenční odolnost jsou v souladu (EMC = elektromagnetická kompatibilita). Úroveň vyzařování a interferenční odolnost jsou upravovány světovými normami, pokyny nebo zákony. Za účelem vyhovění daným limitním hodnotám a zajištění správného fungování zařízení je třeba brát na vědomí následující minimální opatření. K dodržování limitních hodnot pro EMC a zajištění uspokojivého fungování zařízení běžně postačuje instalace v souladu s dokumentací poskytnutou výrobcem, pokud se jedná o zařízení dodávané a již připravené k přímému použití. Avšak elektropohony jsou obvykle dodávány ve formě komponentů, jako například: filtry, síťové tlumivky, měniče, motory a kabely. Rychlé spínání výkonových polovodičů je hlavním zdrojem interferencí v regulovaných pohonech. Za účelem dodržování limitních hodnot EMC a zajištění uspokojivého fungování zařízení je třeba během instalace dbát na doporučení a specifikace výrobce uvedené v poskytnuté dokumentaci. Důrazně doporučujeme, aby všechny komponenty pocházely od stejného výrobce a byly kombinovány v souladu s katalogem nebo konfiguračními pokyny, neboť v těchto sestavách byly testovány. Pokud uživatel zkombinuje komponenty od několika různých dodavatelů, stává se plně zodpovědným za dodržování limitních hodnot EMC a fungování zařízení. Za předpokladu, že se při sestavování daného sytému bude uživatel řídit následujícími informacemi, lze přepokládat že bude zajištěno dodržování limitních hodnot EMC a uspokojivé fungování zařízení. Za všech okolností je zcela nezbytné řídit se instrukcemi poskytovanými technickou dokumentací daného výrobku. Závazným dokumentem pro konfiguraci příslušného typu zařízení je vždy technická dokumentace daného výrobku. Certifikáty, prohlášení o shodě, certifikáty z testování (např. CE, UL, Safety Integrated) atd. jsou platné, pouze pokud jsou komponenty, které jsou popsány v příslušných katalozích a konfiguračních příručkách, nainstalovány v souladu s konfiguračními pokyny a jsou správně užívány. V opačném případě se musí podobné dokumenty znovu vyhotovit prodejcem těchto produktů. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 11

12 Úvod Obrázek 1-1 Příklad zapojení produktů Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 12

13 Bezpečnostní informace 2. Bezpečnostní informace Pozor Pokládání kabelů na ventilační mřížky není povoleno výrazně by to omezilo odvádění tepla ze zařízení, obzvláště, jedná-li se o úzký modul. Navíc by následně zvýšené vyfukování horkého vzduchu mohlo poškodit izolaci kabelů. Napájecí kabely musí být vedeny tak, aby byl přívod vzduchu omezen co nejméně. Nejlepší způsob, jak toho dosáhnout, je vést kabely vertikálně. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 13

14 Bezpečnostní informace Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 14

15 3. Informace o plánování, projektování a instalaci Tato dokumentace obsahuje obecné informace a příklady, jak správně uspořádat kontroléry a pohony v rozvaděči, aby bylo vše v souladu s EMC. Tyto instalační pokyny uvádí, jak sestavit regulované pohony, aby bylo dosaženo nejlepší možné elektromagnetické kompatibility. Také obsahují body, kterými se musí uživatel řídit, aby správně navrhnul konstrukci regulovaného pohonu. Pokud není k těmto pravidlům přihlíženo, lze očekávat špatné fungování a chyby v ostatních zařízeních a následně i možné selhání celého systému. Poznámka Na kabely ve strojích a rozvaděčích jsou kladeny vysoké požadavky, jako například pevnost v ohybu, vysoká dynamická odolnost, odolnost vůči řezným olejům a EMC vlastnosti. Z těchto důvodů mohou být užívány pouze kabely, které tyto požadavky splňují, např. kabely MOTION-CONNECT. Zejména u strojů, u kterých je důležitá bezpečnost funkce a provozu, je užití takovýchto kabelů nezbytné. 3.1 Plánování Dosažení EMC u zařízení, strojů nebo rozvaděčů vyžaduje pečlivé plánování. Při plánování je důležité zvážit především: Požadavky EMC pro dané prostředí (viz Aplikační prostředí pro pohony, str. 15) Koncept zón pro EMC (viz Koncept EMC zón, str. 16) Vyrovnávání potenciálů (viz Vyrovnávání potenciálů, str. 18) 3.2 Aplikační prostředí pro pohony Povolené emisní limity jsou v prvním prostředí (obytném) nízké. Z tohoto důvodu musí mít zařízení užívaná v prvním prostředí nízké elektromagnetické emise (vyzařování), ale nejsou na ně kladeny tak vysoké nároky z hlediska interferenční imunity (odolnosti). V druhém prostředí (průmyslová zóna) je povolený emisní limit vysoký. Zařízení užívaná v druhém prostředí tedy mohou mít relativně vysoké elektromagnetické emise (vyzařování), ale musí mít dobrou interferenční imunitu (odolnost). Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 15

16 Tabulka 3-1 Prostředí a kategorie v souladu s EMC normou IEC Pohonný systém PDS s proměnnou rychlostí Prostředí 1. Prostředí (Obytné a komerční oblasti) (veřejná síť) 2. Prostředí (Průmyslová oblast) (průmyslová sít oddělená izolačním transformátorem) Kategorie C1 1) C2 2) C3 3) C4 4) Napětí, proud < V V nebo 400 A Line systém TN, TT TN, TT, IT Expert Žádné požadavky Instalace a uvedení do provozu může provádět pouze autorizovaný personál 1) V kategorii C1 se nenabízí žádné produkty 2) Pohonné systémy instalované kvalifikovaným personálem mohou být užívány v prvním prostředí kategorii C2 v souladu s EMC normou IEC ) Pohonné systémy vybavené filtry a popsané v tomto dokumentu mohou být v souladu s EMC normou IEC použity v druhém prostředí kategorii C3. 4) Pro zajištění EMC v kategorii C4 je nezbytné, aby se výrobce zařízení a jeho uživatel dohodli na EMC plánu, který určí individuální opatření pro dané zařízení. Pokud je tak uvedeno v popisu produktu, mohou být pohonné systémy užívány i jako neuzemněné systémy (IT) v souladu s EMC normou IEC Koncept EMC zón Cílem je omezení vzájemné interference mezi zdrojem rušení a zařízením s definovanou imunitou, které je zdrojem rušení ovlivňováno. Jednoduchá a ekonomická instalace s cílem potlačení těchto interferencí předpokládá fyzické oddělení zdroje rušení a zařízení s definovanou imunitou. Toto oddělení musí být bráno v potaz již při projektování. Nejdříve se musí u každého zařízení určit, zdali jde o potenciální interferenční zdroj (rušič) nebo ovlivňované zařízení (příjemce rušení). Typickými interferenčními zdroji (rušiči) jsou např. frekvenční měniče, brzdné moduly, napájecí zdroje se spínači, cívky pro stykače. Mezi typické ovlivňované zařízení (příjemce rušení) patří např. automatizační zařízení, snímače a senzory stejně tak jako jejich vyhodnocovací elektronika. Celý stroj se zařízeními nebo rozvaděč je rozdělen do několika EMC zón, ke kterým jsou přiřazena různá zařízení. Následující příklad slouží k hlubšímu vysvětlení konceptu zón. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 16

17 Obrázek 3-1 Klasifikace EMC zón v rozvaděči s PDS Legenda ( označuje kovové uzemněné přepážky) Zóna A Systémové připojení Mezní hodnota vyzařovaného rušení a interferenční imunita musí být dodržena. Zóna B Silová elektronika Zdroje rušení: Měniče složené z usměrňovačů, brzdného spínače, střídače, tlumivky a filtru. Zóna C Řídící elektronika a čidla - Ovlivňované zařízení s definovanou imunitou: Řídící elektronika a čidla s citlivou otevřenou a uzavřenou smyčkou. Zóna D Signální rozhraní pro I/O Musí být splněny mezní hodnoty interferenční imunity. Zóna E Motor a kabel motoru Zdroje rušení Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 17

18 V každé zóně existují specifické požadavky na rušivé vyzařování a interferenční imunitu. Jednotlivé zóny musí být elektromagneticky odděleny. Tohoto oddělení lze dosáhnout např. značným fyzickým oddálením (cca 20cm). Lepší a prostorově úspornější je však oddělení pomocí kovových krytů nebo velkých kovových příček. Kabely z jednotlivých zón musí být odděleny a nesmí být vedeny ve společných kanálech nebo svazcích. V případě potřeby musí být na rozhraní zóny nasazeny filtry a/nebo blokovací spojky. Blokovací spojky s elektrickou izolací efektivně zabraňují šíření interference mezi zónami. Veškeré komunikační a signálové kabely, které vedou z rozvaděče, musí být stíněny. Pro delší kabely s analogovým signálem musí být použity dodatečné oddělovací zesilovače. 3.4 Otvory v krytu, např. ventilační otvory Ventilační otvory, kontrolní okénka, ovládací prvky atd. narušují stínící funkci rozvaděče. Každý otvor o poloviční velikosti vlnové délky λ interferenční frekvence se chová jako anténa, která vyzařuje elektromagnetická pole. V praxi by délka štěrbiny měla být menší, než λ/20. Osvědčily se následující velikosti otvorů: V prvním prostředí, otvory s maximálním průměrem 30mm V druhém prostředí otvory s maximálním průměrem 100mm Otvory s průměrem větším než 100mm musí být zakryty kovovým sítem. To musí mít dobrý, vodivý kontakt s tělem rozvaděče. 3.5 Vyrovnávání potenciálů K zajištění bezproblémové interakce komponentů v komplexním systému je nezbytné dobré vyrovnávání potenciálů, které je efektivní pro technické frekvence a vysoké frekvence v oblastech nad 10MHz. K tomu je potřeba, aby všechny kovové díly měly mezi sebou navzájem velký plošný kontakt, čímž vznikne ekvipotenciální oblast. Tak je zajištěna ochrana před vysokým vyrovnávacím proudem, který jinak může způsobit silné oteplení nebo dokonce požár a velkým rozdílem napětí, které může způsobit poškození nebo zničení komponent. Signálové kabely vedoucí mimo ekvipotenciální oblast musí být vybaveny elektricky izolovanými blokovacími spojkami. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 18

19 Vyrovnávání potenciálů uvnitř rozvaděče Vyrovnání potenciálů v rozvaděči se dosáhne propojením všech kovových částí mezi sebou v co nejvíce pozicích na velké ploše. Dveře rozvaděče by měly být spojeny se skříní nebo bočními díly co nejkratšími měděnými proužky (copy), přinejmenším v horní a spodní části. Kryt zařízení a komponent instalovaných v rozvaděči (např. měniče, filtry, ovládací jednotky, senzorové moduly atd.) musí být vzájemně propojeny pomocí dobře vodivé montážní desky na velké ploše. Tato montážní deska musí mít velkoplošné vodivé spojení s rámem rozvaděče, PE nebo dalšími prvky rozvaděče, které slouží k uchycení stínění vodičů. Natřené panely rozvaděče, montážní desky či jiné montážní příslušenství s malou montážní velikostí nevyhovují tomuto požadavku. Pokud mají být použity natřené panely nebo montážní desky, musí být zajištěn adekvátně dobrý kontakt. K tomu je třeba odstranit z průchodek kabelů barvu během instalace. Ochrana před korozí je nezbytná, např. nátěrem po instalaci. Pokud je několik montážních desek vzájemně propojených kabely nebo vodivými pásky, spojení musí být vytvořeno co nejblíže signálnímu nebo napájecímu kabelu (minimalizace uzavřeného prostoru). Z hlediska EMC jsou vodivé pásky s větším povrchem lepší volbou, než kulaté vodiče. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 19

20 Obrázek 3-2 Příklad spoje s měděným spleteným copem Vyrovnávání potenciálů mezi několika prvky rozvaděče Vyrovnávání potenciálů mezi několika prvky rozvaděče ve větších rozvaděčích se provádí pomocí PE přípojnice propojujícího všechny tyto prvky. Rámy jednotlivých prvků se navíc ještě sešroubují k sobě. Dobrou vodivost mezi rámy zajistí použití kontaktních podložek. U velmi dlouhých řad za sebou zapojených rozvaděčů musí být použity dvě PE přípojnice, které jsou vzájemně propojeny co nejčastěji (doporučená hodnota: deset šroubových spojení na každý prvek rozvaděče) Vyrovnávání potenciálů uvnitř stroje/zařízení Vyrovnávání potenciálů ve strojích/zařízeních se pro technické frekvence provádí spojením všech elektrických a mechanických komponentů (transformátor, rozvaděč, motor, převodovka a poháněný stroj) s uzemňovacím systémem. Tato spojení se provádí pomocí standardních PE vodičů s vysokou odolností. U vysokých frekvencí se vyrovnávání potenciálů zajišťuje stíněním kabelů motoru od všech ostatních komponentů mechanického pohonu (motor, převodovka a poháněný stroj) Následující diagram ilustruje užití všech opatření k uzemnění a vyrovnávání potenciálů při vysokých frekvencích na příkladu typického vysoce výkonného zařízení složeného z několika SINAMICS S120 rozvaděčových modulů. Poznámka Pokud srovnáváme zemnění z pásoviny nebo z copu, je cop podstatně lepší. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 20

21 Legenda [0] Uzemnění zakreslené černou barvou tvoří uzemňovací systém pro pohonné komponenty. Je tvořen standardními PE vodiči s vysokou odolností a speciálními vysokofrekvenčními vlastnostmi, aby bylo zajištěno nízkofrekvenční vyrovnávání potenciálů stejně tak jako ochrana před úrazy. [1] Spojení zakreslené tmavě červenou v rozvaděčích zajišťují dobrou vodivost pro vysokofrekvenční ochranu mezi kovovými kryty integrovaných komponent měniče, PE přípojnic a EMC přípojnic rozvaděče. Tyto spojení jsou vedeny největším možným povrchem za užití kovové konstrukce jednotky rozvaděče, přičemž kontakty musí být kovové a mít minimální průřez několik cm 2 v každém místě dotyku. Jiným řešením je použití krátkých, z jemných drátků spletených měděných kabelů s velkým průřezem (> 95mm 2 ) [2] Stíněné kabely motoru, zakreslené oranžovou barvou, poskytují vysokofrekvenční vyrovnávání potenciálů mezi měniči nebo moduly motoru a svorkovnicemi motoru. Měděné kabely spletené z jemných drátků zakreslené červeně mohou být s těmito kabely vedeny paralelně, pokud jsou použity kabely s chabými vysokofrekvenčními vlastnostmi nebo v instalacích s uzemňovacími systémy nižší třídy. [3] [4] [5] Červeně zakreslené spojení poskytují dobře vodivé vysokofrekvenční spojení pro svorkovnici motoru nebo převodovku a také vazbu poháněného stroje na kryt motoru. Obrázek 1-6: Opatření týkající se uzemnění a vysokofrekvenčního vyrovnávání potenciálů nutká k dosažení vyrovnávání potenciálů v pohonném systému přes zem. Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 21

22 3.5.4 Vyrovnávání potenciálů komponent pohyblivých částí Pokud jsou komponenty přimontovány na pohyblivé části, měl by být veden dodatečný vodič vyrovnávající potenciál (nejméně 10 mm 2 ) a to paralelně a blízko ke kabelu (svázaný). Vodič vyrovnávající potenciál musí být připojen co nejblíže pohyblivé části a přímo na PE spojení pro přidružený modul na skříni. Poznámka Kabely musí být vhodné pro častý ohyb. 3.6 Kabely Obecné Napájecí a signálové kabely (i stíněné) musí být vždy vedeny odděleně. Z tohoto důvodu je praktické uspořádat různé kabely podle kabelových skupin. Kabely náležící do jedné skupiny mohou být vedeny ve svazku. Jednotlivé svazky musí být vedeny v dostatečné vzdálenosti do sebe. V praxi je prokázáno, že by tato vzdálenost neměla být menší než 20cm. Jiným řešením je použití odstiňovacích desek s vhodnými kontakty na několika místech mezi jednotlivými svazky. Za účelem snížení vzájemného působení musí být všechny kabely vedeny co nejblíže (uzemněným) konstrukčním částem uzemnění skříně. Těmi jsou např.: montážní desky nebo rámové části skříně. Za účelem minimalizace anténového efektu by všechny kabely měly být co nejkratší. Ačkoliv se signálové a napájecí kabely mohou křížit (v případech, kdy je to absolutně nezbytné), nikdy nesmí být vedeny blízko sebe na delší vzdálenosti. Signálové kabely musí být vedeny minimálně 20cm daleko od magnetických polí (motory, transformátory). Případně mohou být použity odstiňovací desky. Pozor S kabely pro napájení 24V musí být zacházeno stejně jako se signálovými kabely. Také musí být zajištěny adekvátní poloměry ohybu pro signálové a napájecí kabely Průvodce instalací dle EMC / základní systémové požadavky 22