Richtige Ausführung der Erden von Bedieneinheit (HMI) und Haupteinheit Störsignale werden niederohmig zur Erdungsschiene abgeleitet Durch die Verwendung von kurzen, großflächigen Flachbanderden werden auch hochfrequente Störsignale wirkungsvoll gegen Erde abgeleitet ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte Oberhausener Straße 33 40472 Ratingen, Deutschland Telefon: +49(0)21 02/12-0 Telefax: +49(0)21 02/12-17 77 E-Mail: powertech@de.abb.com Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. Die ABB AG übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. www.abb.de/mittelspannung Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die ABB AG verboten. DEABB 2475 12 de (04.12 - XXXX - AMC) Kontakt Copyright 2012 ABB Alle Rechte vorbehalten Getrennte Führung der Analogeingangssignale (Strom- und Spannungswandler sowie DC-Einspeisungen) von Signal- und Steuerleitungen EMV Hinweise für den Einsatz von Relion -Schutzgeräten in Mittelspannungsanlagen Getrennte Führung der Leitungen - - Vermeidung der induktiven Kopplungen durch getrennte Leitungsführung (räumlichen Trennung der Klemmblöcke, sowie Führen der Leitungen über separate Kabelkanäle) - - Wenn unterschiedliche Leitungsarten sich kreuzen, sollte dies optimalerweise immer unter 90 erfolgen Abgesetzter Klemmbock für die Analogeingänge Klemmbock für Signal- und Steuerleitungen
EMV Hinweise für den Einsatz von Relion -Schutzgeräten in Mittelspannungsanlagen Die folgende Beschreibung soll Hilfestellung geben, um eine bessere elektromagnetische Verträglichkeit der Schalt- bzw. Steuerschränke, in denen Geräte der Relion - Serie eingesetzt werden, zu gewährleisten. Wieso sollten die im Folgenden beschriebenen EMV-Maßnahmen umgesetzt werden? Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) = Eigenschaft eines Bauteils / Gerätes / Systems unter Einfluss der elektromagnetischen Felder in seiner Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren und dabei die Umgebung nicht unzulässig zu beeinflussen bzw. nicht beeinflusst zu werden. Ist die elektromagnetische Verträglichkeit des Schaltschrankes zu gering, so kann es durch Überkoppeln von Störsignalen zu einer fehlerhaften Funktion der Umschalteinrichtung kommen. Störimpulse führen zu fehlerhaften Steuersignalen. Im schlimmsten Fall kann ein Störsignal auf einer Steuerleitung entstehen, welches zu einer ungewollten Umschaltung führt. Um eine Fehlfunktion der Schnellumschalteinrichtung auf Grund unzureichend bzw. falsch ausgeführter Erdungsmaßnahmen zu verhindern, es ist wichtig auf einen EMV-gerechten Entwurf des Schaltschrankes zu achten. Die folgenden Seiten zeigen häufige Schwachstellen hinsichtlich des Erdungskonzepts bzw. des Potentialausgleichs beim Schaltschrankbau hinsichtlich EMV auf. Zusätzlich werden noch Möglichkeiten der Optimierung dargestellt, die das Verhalten verbessern können. Um Fehlfunktionen der Schnellumschalteinrichtung auf Grund von EMV-Einflüssen zu verhindern, ist auf die korrekte Ausführung der auf den Folgeseite beschriebenen Maßnahmen zu achten.
Frequenzverhalten eines elektrischen Leiters und dessen daraus resultierende Erdungswirkung Im niederfrequenten Bereich (z.b. 50-60 Hz) ist der Leiterquerschnitt für die Gesamtimpedanz des 1 m langen Leiters entscheidend. Im hochfrequenten Bereich (f > 5 MHz) sind die Impedanz des Kabels und die Kabellänge für die Gesamtimpedanz des 1 m langen Leiters entscheidend. Bei hohen Frequenzen nimmt die Impedanz eines Kabels hohe Werte an: Störungen des Nutzsignals nehmen zu (Signalverzerrung) Die Leiterlänge sollte nicht größer als nötig sein Die Induktivität und damit der Wechselstromwiderstand von Rechteckleitern ist theoretisch zirka 20 % geringer als bei Rundleitern gleichen Querschnittes: Flache Erdungsbänder zum Erden verwenden Bei hohen Frequenzen wird der Impedanzwert von Störkapazitäten vernachlässigbar gering: Kapazitive Kopplungseffekte nehmen an Wirkung zu Störungen des Nutzsignals nehmen zu (Signalverzerrung) Maßnahmen zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit Allgemein Möglichst großflächige Erdung des Kabelschirmes um Störungen abzufangen (Kabelschirme sollten sowohl an der Anschlussstelle der Gerätebaugruppe als auch an der Ein-/Austrittsstelle des Schaltschrankes mit möglichst großem Umschlingungswinkel zum Potenzialausgleich gebracht werden) Aufbau einer maschenartigen Potentialausgleich-Struktur mittels Erdungsbänder Getrennte Führung von Energie- und Signalleitungen, mit so geringer paralleler Führung wie möglich Speziell 1. Montage eines EMV-Schirmschienen-Systems für die in den Schrank hinein- und hinausführenden Kabel. 2. Erdung ausschließlich über leitende Oberflächen (z.b. keine lackierten oder verrosteten Oberflächen). 3. Erden von Bedieneinheit (HMI) und Haupteinheit mit Erdungsbändern. 4. Beidseite Erdung des HMI-Datenkabels mittels Erdungsbändern. 5. Getrennte Führung von HMI-Datenkabel und Betriebsspannungskabel des HMI. 6. Getrennte Führung der Analogeingangssignale (Spannungsund Stromwandler, sowie DC Einspeisungen) von Signalund Steuerleitungen. 7. Aufbau einer maschenartigen Potentialausgleich-Struktur mittels Erdungsbänder, welche alle auf eine gemeinsame Erdungsschiene geführt werden. Impedanz (Z) 100 10 1 Ω 100 10 1 0,1 mω 0 mω Ω 1 mm 2 2,5 mm 2 35 mm 2 Niederfrequenter Bereich Hochfrequenter Bereich Frequenz (F) Hz khz MHz 0 Hz 10 100 1 10 100 1 10 50 80
Montage eines EMV-Schirmschienen-Systems Großflächige Auflage/Kontaktierung des Kabelschirms mit der Schirmschiene über Schirmklammern Verbindung der EMV-Schirmschiene mit der Erdungsschiene über möglichst kurze Flachbanderden großen Querschnitts: verbesserte Ableitung hochfrequenter Signale gegen Erde (Impedanz der Flachbanderden weist für hochfrequente Signale im Vergleich zu normalen PE-Leitern einen verhältnismäßige geringen Wert auf) Erdung ausschließlich über leitende Oberflächen Durch das Entfernen der Lackierung an der Verbindungsstelle wird eine gut großflächige leitende Verbindung über eine metallische Oberfläche sichergestellt. Durch die Verwendung von M6 Kontaktscheiben wird eine leitende Verbindung mit dem Metallgerüst des Schaltschranks selbst bei lackierter Oberfläche sichergestellt. Schraubverbindung Federring Lackfrei Lack Lackfrei Lack
Richtige Ausführung der Erden von Bedieneinheit (HMI) und Haupteinheit Störsignale werden niederohmig zur Erdungsschiene abgeleitet Durch die Verwendung von kurzen, großflächigen Flachbanderden werden auch hochfrequente Störsignale wirkungsvoll gegen Erde abgeleitet ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte Oberhausener Straße 33 40472 Ratingen, Deutschland Telefon: +49(0)21 02/12-0 Telefax: +49(0)21 02/12-17 77 E-Mail: powertech@de.abb.com Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. Die ABB AG übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. www.abb.de/mittelspannung Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die ABB AG verboten. DEABB 2475 12 de (04.12 - XXXX - AMC) Kontakt Copyright 2012 ABB Alle Rechte vorbehalten Getrennte Führung der Analogeingangssignale (Strom- und Spannungswandler sowie DC-Einspeisungen) von Signal- und Steuerleitungen EMV Hinweise für den Einsatz von Relion -Schutzgeräten in Mittelspannungsanlagen Getrennte Führung der Leitungen - - Vermeidung der induktiven Kopplungen durch getrennte Leitungsführung (räumlichen Trennung der Klemmblöcke, sowie Führen der Leitungen über separate Kabelkanäle) - - Wenn unterschiedliche Leitungsarten sich kreuzen, sollte dies optimalerweise immer unter 90 erfolgen Abgesetzter Klemmbock für die Analogeingänge Klemmbock für Signal- und Steuerleitungen
Richtige Ausführung der Erden von Bedieneinheit (HMI) und Haupteinheit Störsignale werden niederohmig zur Erdungsschiene abgeleitet Durch die Verwendung von kurzen, großflächigen Flachbanderden werden auch hochfrequente Störsignale wirkungsvoll gegen Erde abgeleitet ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte Oberhausener Straße 33 40472 Ratingen, Deutschland Telefon: +49(0)21 02/12-0 Telefax: +49(0)21 02/12-17 77 E-Mail: powertech@de.abb.com Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. Die ABB AG übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. www.abb.de/mittelspannung Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die ABB AG verboten. DEABB 2475 12 de (04.12 - XXXX - AMC) Kontakt Copyright 2012 ABB Alle Rechte vorbehalten Getrennte Führung der Analogeingangssignale (Strom- und Spannungswandler sowie DC-Einspeisungen) von Signal- und Steuerleitungen EMV Hinweise für den Einsatz von Relion -Schutzgeräten in Mittelspannungsanlagen Getrennte Führung der Leitungen - - Vermeidung der induktiven Kopplungen durch getrennte Leitungsführung (räumlichen Trennung der Klemmblöcke, sowie Führen der Leitungen über separate Kabelkanäle) - - Wenn unterschiedliche Leitungsarten sich kreuzen, sollte dies optimalerweise immer unter 90 erfolgen Abgesetzter Klemmbock für die Analogeingänge Klemmbock für Signal- und Steuerleitungen