La scherma- tura nella pratica per applica

18 | In dettaglio
»Gli impianti di
grandi dimensioni
come le grandi
navi portacontainer
rappresentano una
sfida particolare.«
La schermatura nella
pratica
per applicazioni estese o
compatte
La crescente complessità dei
sistemi sta rendendo più difficile
garantire un funzionamento esente
da guasti. Thorsten Ortjohann,
esperto in materia di prodotti
per la schermatura e la messa a
terra presso Weidmüller, parla dei
recenti sviluppi, dei principi della
schermatura e delle soluzioni di
domani.
WIN! Quali tendenze ha
notato nell’ambito della
messa a terra e della
schermatura?
Ortjohann: Grazie alle nostre
attuali forme di rete, la maggior
parte delle persone è consapevole
del problema della messa a terra.
Generalmente la messa a terra
è intesa come protezione per la
vita. Ma esiste anche la messa
a terra funzionale, un termine di
cui pochissime persone hanno
sentito parlare e che si riferisce
alla protezione dei dispositivi
elettronici. Per una distinzione
visiva, la messa a terra funzionale
deve essere realizzata in un colore
diverso. A tale scopo, forniamo
morsetti componibili bianchi per
il conduttore di protezione. La
messa a terra di protezione viene
invece realizzata in giallo-verde.
In termini di schermatura, il
numero di linee dati, processori
e convertitori di frequenza
utilizzati nei sistemi industriali è in
continua crescita. La risoluzione
dei problemi in caso di errore
EMC è dunque sempre più
complicata e tutti i problemi che
si verificano vengono affrontati
mediante modifiche apportate
sulla base di tentativi. In questo
contesto, questioni come la
posa dei cavi, la compensazione
di potenziale e la schermatura
avranno maggiore importanza e,
nel medio termine, rivestiranno la
stessa importanza delle soluzioni
funzionali.
WIN! In quali settori
industriali specifici si sta
già assistendo alle sfide più
importanti?
Ortjohann: Le strutture che
coprono aree di grandi dimensioni
quali raffinerie, centrali elettriche,
impianti fognari ed infrastrutture
ferroviarie rappresentano una
sfida particolare. Un buon
esempio nella progettazione dei
trasporti è rappresentato dalle
grandi navi portacontainer, ➜
In dettaglio | 19
in cui è possibile che la lunghezza di
una sezione di cavo, da un ponte alla
sala macchine, raggiunga i 100 metri
o più a seconda delle modalità di posa
del cavo stesso. Le grandi distanze e
le resistenze di passaggio associate
significano differenze di potenziale fino
a parecchi volt tra i punti distanti. A
causa della corrente di compensazione,
il cavo ha una capacitanza che non
soddisfa alcuna funzione, consuma
energia e genera anche un proprio
campo elettrico. Persino la condivisione
di un riferimento a livello terra con
la struttura navale non elimina il
problema.
ad alta frequenza sulla schermatura
del cavo motore. Ma anche le linee
di segnale devono essere schermate
per garantire una buona sicurezza e
stabilità di sistema. Se la schermatura
non viene eseguita correttamente in
questa fase, nella prospettiva peggiore
gli elevati livelli di interferenza a due
cifre comportano la manipolazione dei
segnali del trasmettitore e provocano
reazioni indesiderate sulle macchine
controllate. Per prevenire efficacemente
l’accoppiamento delle linee di segnale,
la schermatura deve essere applicata
sui due lati in modo tale che l’intera
zona di schermatura della linea, vale a
WIN! Cosa si può fare in questi
casi?
Ortjohann: Oggi continuiamo
a risolvere il problema con una
schermatura su un solo lato per
eliminare la compensazione di corrente
costante e quindi la capacitanza. In
questi casi, è assolutamente necessario
che il collegamento schermato presenti
un contatto affidabile. Dal momento
che il passaggio a bassa impedenza
deve avvenire attraverso la schermatura
del cavo affinché il sistema funzioni
perfettamente, sarebbe preferibile
la schermatura su entrambi i lati.
Abbiamo lavorato intensamente per
risolvere questo problema e presto
avremo una soluzione pratica che
consenta di applicare la schermatura
su entrambi i lati, anche in applicazioni
di grandi dimensioni: per una maggiore
sicurezza, una riduzione dell’impedenza
di passaggio e nessuna capacitanza
indesiderata.
WIN! Oltre ai problemi citati per
le strutture di grandi dimensioni,
ha individuato alcuni requisiti
specifici per le applicazioni
compatte?
Ortjohann: Certo. Un buon esempio
è rappresentato dai convertitori
di frequenza che normalmente
operano in una gamma di frequenze
compresa tra 4 e 8 kHz. La rapida
accelerazione e decelerazione delle
unità, in combinazione con l’alternanza
di frequenze e correnti, illustrano
l’elevato potenziale di perturbazione
di questa apparecchiatura. L’obiettivo
è dissipare le correnti di interferenza
Il nuovo supporto per barra collettrice SH 4C ha un ingombro
straordinariamente limitato essendo avvitato direttamente sulla
piastra di supporto, senza guida di supporto
dire un’area più grande possibile, faccia
contatto. Questo tipo di schermatura
sicura è necessario anche in spazi
estremamente ridotti.
WIN! Quali sono le ultime soluzioni
Weidmüller per la schermatura in
ambienti compatti?
Ortjohann: Ortjohann: Le
schermature tradizionali sono
spesso alti componenti aggiuntivi,
ad esempio perché necessitano di
guide di supporto. Con la staffa di
schermatura KLHA che abbiamo
lanciato recentemente, gli utenti
possono collegare le schermature in
modo compatto e ovunque desiderano.
Grazie a questo contatto diretto con
la schermatura, la staffa sostituisce la
necessità di una guida da 10 x 3 mm.
La soluzione può ospitare fino a sette
staffe di schermatura ed è disponibile
in due diverse altezze. La nostra nuova
soluzione SH-4C porta inoltre la barra
conduttrice da 10 x 3 mm ad una
altezza di appena 19 mm. Queste
soluzioni offrono ai nostri clienti una
schermatura molto più bassa rispetto
al passato nonché un’installazione
robusta e collaudata. Stiamo quindi
ampliando la nostra vasta gamma di
staffe di schermatura ed accessori con
l’obiettivo di rispondere alle esigenze
reali.
WIN! Quali sono i principi base
che consiglia di seguire per
un funzionamento sicuro degli
impianti?
Ortjohann: Oltre ovviamente al
contatto di schermatura, è importante
anche la lunghezza dei trefoli
non schermati nei punti finali di
collegamento. La schermatura deve
sempre essere posizionata vicino al
punto di collegamento. Se questo è
posizionato in un punto estremamente
interno del quadro elettrico, consiglio
di collocare la schermatura il più vicino
possibile al punto di ingresso nel
quadro elettrico e anche sul dispositivo
stesso. Solo in questo modo sarà
possibile impedire l’accoppiamento
sulle linee adiacenti. A mio parere i
principi base da seguire per garantire
un funzionamento senza problemi
includono anche le seguenti regole di
base: posare sempre separatamente
le linee relative all’energia e ai segnali.
In presenza di macchine e sistemi
compatti, applicare la schermatura su
entrambi i lati. In presenza di impianti
che coprono vaste aree, continuare a
schermare un solo lato per evitare la
corrente di compensazione e quindi
la capacitanza indesiderata. In futuro
quest’ultimo punto sarà sostituito da
una nuova “regola”. Allora la nuova
soluzione Weidmüller potrà essere
impiegata per la schermatura sui
due lati in applicazioni di grandi
dimensioni!
Qual è il significato della messa a terra funzionale in
termini di schermatura e di messa a terra?
Weidmüller ha le risposte:
▶ www.weidmueller.com/int/
Functional_Earthing
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