EMV-Installationsmaßnahmen für Frequenzumrichter

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					EMV-Installationsmaßnahmen für Frequenzumrichter
    EMV-gerechte Installation von elektrischen Antriebssystemen


    Energie-, Informations- und Kommunikationstechnik kennzeichnen unsere
    moderne Industriegesellschaft und auch unseren Privatbereich. Dabei erwar-
    ten wir, daß die Zuverlässigkeit, die Sicherheit und die Informationsverarbei-
    tung unter allen Umständen gewährleistet ist. Dies kann aber nur dann der Fall
    sein, wenn in allen Bereichen die elektromagnetische Verträglichkeit berück-
    sichtigt wurde.

    Danfoss hat im Laufe der Jahre ein großes knowhow bei der Anwendung von
    elektrischen Antriebssystemen unter Berücksichtigung von EMV-Phänomenen
    gesammelt und möchte Ihnen dieses Wissen hier weitergeben. Die Einhaltung
    der Gesetze, Vorschriften und Normen für einzelne Geräte und Komponenten,
    wie z.B. unseres Frequenzumrichters Serie VLT, sollte selbstverständlich sein.
    Damit ist aber nicht automatisch sichergestellt, daß bei dem damit aufgebau-
    ten Gesamtsystem die EMV-Grenzwerte eingehalten werden.

    Voraussetzung für ein funktionsfähiges Gesamtsystem ist ein EMV-gerechter
    Umgang mit den einzelnen Komponenten durch Fachkräfte des Elektrobe-
    reiches. Von diesen Fachkräften und auch den Planern der Anlagen wird heute
    ein Mindestwissensstand für den EMV-Bereich gefordert. Erreicht werden kann
    dieser durch entsprechende Weiterbildungsmaßnahmen, Schulungen und
    Literatur.

    Wir möchten Ihnen mit diesem Heft helfen, in dem Bereich der elektrischen
    Antriebstechnik Anlagen und Systeme so zu konzipieren und aufzubauen, daß sie
    den Vorschriften entsprechen und darüber hinaus einen möglichst umfeldverträg-
    lichen Einsatz unserer Geräte erreichen. Unter Berücksichtigung dieser Hin-
    weise wird ein EMV-gerechter Aufbau erreicht. Dazu dienen verschiedene
    Möglichkeiten, die ineinandergreifen und vorbeugend oder nachträglich einge-
    setzt werden können.

    Danfoss Offenbach
    3. Ausgabe, 2001




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EMV-INSTALLATIONSTECHNIK            -   Inhalt
                                                  Seite
1. Erdungsmaßnahmen                                   4

  1.1 Leitfähige Materialien                          4
  1.2 Sternförmiges Erdungssystem                     4
  1.3 Kontaktstellen                                  4
  1.4 Leiteroberfläche                                5

2. Schirmungsmaßnahmen                                6

  2.1 Geschirmte Leitungen                            6
  2.2 Schirmanschluß                                  6
  2.3 Schirmunterbrechungen                           7
  2.4 Masseverbindung                                 7
  2.5 Motorzuleitung                                  7
  2.6 Schirmarten                                     8

3. Filtermaßnahmen                                    9

  3.1 Montage                                         9
  3.2 Erdung                                          9
  3.3 Ableitströme                                   10

4. Drosseln                                          10

  4.1 Netzeingang                                    10
  4.2 Zwischenkreis                                  10
  4.3 Geräteausgang                                  11

5. Schaltschrankkonzept                              12

  5.1 Definition                                     12
  5.2 Zonenkonzept                                   13
  5.3 Erdungssystem                                  14
  5.4 Leitungsverlegung                              14
  5.5 Schirmanbindung                                15
  5.6 Schutzbeschaltung                              16
  5.7 Weitere Maßnahmen                              17
  5.8 Fehlerstrom-Schutzschalter                     18
  5.9 Netzformen                                     18

6. CE- Zeichen                                   19 - 20

  Eigene Notizen                                 21- 22




                                                           3
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    EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Erdung

                            Sie sind generell zwingend notwendig, um
    1. Erdungs-
       maßnahmen:           die gesetzlichen Vorschriften der EMV- und
                            Niederspannungs-Richtlinie zu erfüllen und
                            sind Voraussetzung für den wirkungs-
                            vollen Einsatz weiterer Maßnahmen wie
                            Schirmung oder Filter. Ohne gute Erdungs-
                            maßnahmen erübrigen sich weitere Schritte.
                            Daher ist auch bei der Nachrüstung von
                            Schirmen und Filtern und bei der Fehler-
                            suche zuerst die EMV fachgerechte Erdung
                            zu prüfen und sicherzustellen.

    1.1. Leitfähige         Metallische Flächen müssen niederimpe-
         Materialien        dant mit Masse verbunden werden. Für
                            EMV-Maßnahmen ist dabei nicht der Quer-
                            schnitt der Leitung maßgebend, sondern
                            die Oberfläche, auf der hochfrequente
                            Ströme (bedingt durch den Skin-Effekt)
                            abfließen. Das Ableitvermögen wird damit
                            von der Stelle mit der geringsten Leiter-
                            oberfläche begrenzt. Geerdete Flächen wir-
                            ken als Schirmmaßnahmen und reduzieren
                            im Umfeld elektromagnetische Felder.

    1.2. Sternförmiges      Alle geerdeten Punkte und Komponenten
        Erdungssystem       müssen möglichst nierderohmig und gut
                            leitend auf direktem Weg an den zentralen
                            Erdungspunkt (z. B. Potentialausgleichs-
                            schiene) geführt werden, siehe Abb. 1. Es
                            entsteht dadurch ein Erdungssystem, das
                            alle Anschlußstellen sternförmig mit dem
                            Erdungspunkt verbindet. Dieser zentrale
                            Erdungspunkt ist eindeutig zu definieren.

    1.3. Kontaktstellen     Kontaktstellen von Farbe und Korrosion
                            befreien und großflächig anschließen. Kratz-
                            scheiben anstelle von Unterlegscheiben
                            verwenden. Die Verwendung von verzinn-
                            ten, verzinkten oder kadmierten Elementen
                            ist lackierten Bauteilen vorzuziehen. Steck-
                            verbindungen sind zu vermeiden bzw. im
                            Stecker mehrere Kontakte für die Schirm-
                            verbindung zu verwenden.




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EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Erdung

1.4. Leiter-            Große Leiteroberflächen zum Ableiten von
     oberfläche         hochfrequenten Strömen können durch eine
                        feindrahtige Leitung (z.B. hochflexible Meß-
                        leitung) oder spezielle Erdungsbänder oder
                        -kabel erreicht werden.




 Abb. 1



                                                                       5
    EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schirmung

                            Diese dienen der Reduzierung der gestrahl-
    2. Schirmungs-
       maßnahmen:           ten Störenergie (Beeinflussung benachbar-
                            ter Anlagen) sowie auch der Störfestigkeit
                            eines Gerätes selbst (Störfestigkeit gegen-
                            über Beeinflussungen von außen). Sie sind
                            nachträglich nur mit erhöhtem Kostenauf-
                            wand einzusetzen (z. B. Kabelaustausch, Ge-
                            häuse). Zur Einhaltung gesetzlicher Grenz-
                            werte werden herstellerseitig zumeist Maß-
                            nahmen getroffen bzw. Aussagen für zu-
                            sätzlich notwendige Maßnahmen (geschirm-
                            te Leitungen) gemacht.

    2.1. Geschirmte         Eine geschirmte Leitung reduziert die
       Leitungen                                          .
                            Abstrahlung nicht auf “Null” Im Nahfeld-
                            bereich ist mit elektromagnetischen Feldern
                            zu rechnen, die das Umfeld verkraften kön-
                            nen muß. Die Norm verlangt hierbei die Ein-
                            haltung des Grenzwertes in einer vorgege-
                            benen Entfernung (z.B. Klasse B ent-
                            sprechend 30 dB in 10 m Entfernung). Lei-
                            tungen zwischen Frequenzumrichter und
                            Motor müssen zur Einhaltung der Funkstör-
                            grenzwerte je nach Herstellerangabe ge-
                            schirmt verlegt werden und der Schirm
                            beidseitig aufgelegt werden. Schirme von
                            Signalleitungen werden beidseitig aufgelegt.

    2.2. Schirmanschluß     An den Leitungsenden muß der Schirm
                            möglichst kurz und großflächig aufgelegt
                            werden. Dazu möglichst keine Pig-Tails
                            (Anschlußdraht) verwenden, da dadurch die
                            Schirmwirkung um bis zu 90 % verringert
                            wird (Abb. 2.).




      Abb. 2       falsch            Abb. 3       richtig


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EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schirmung

                        Den Schirm selbst an den Erdungspunkt
                        führen und großflächig unterklemmen bzw.
                        mit einer Schelle den Schirm umfassen und
                        auf der Montagefläche (Abb. 3) erden. Bei
                        Verwendung von Verschraubungen (z.B.
                        spezielle Erdungsverschraubungen) den
                        Schirm in die Kabelverschraubungen ein-
                        führen und gleichzeitig erden.

2.3. Schirm-            Schirmunterbrechungen z. B. bei Klemmen,
     unterbrechungen    Schaltern, Schützen usw. müssen mög-
                        lichst niederimpedant und großflächig über-
                        brückt werden.

2.4. Masseverbindung    Bei Montage von Gehäusen sind unter den
                        Schrauben Kratzscheiben oder Federringe
                        zu verwenden. Lackierte Flächen sind freizu-
                        kratzen, um einen niederimpedanten
                        Übergang zu erreichen. Eloxierte Alumin-
                        iumgehäuse z.B. erreichen bei Verwendung
                        von Unterlegscheiben unter den Be-
                        festigungsschrauben ungenügende Masse-
                        verbindung. Erd- und Messekabel mit
                        großen Querschnitten, besser noch mit
                        Masselitzen oder feindrahtigem Kabel her-
                        stellen. 10 mm2 sind als minimaler Quer-
                        schnitt für Masseverbindungen vorzusehen.

2.5. Motorzuleitung     Der Abstand Motorleitung zu Signalleitung
                        sollte > 20 cm sein. Netz- und Motorleitung
                        nicht parallel verlegen. Bei größeren Ab-
                        ständen verringert sich die Störbeeinflus-
                        sung. Bei kleineren Abständen sollten
                        zusätzliche Maßnahmen vorgesehen wer-
                        den (z. B. Trennstege).

2.6. Schirmarten        Für die Schirmung der Leitung zwischen
                        Umrichter und Motor ist, sofern der Her-
                        steller ein geschirmtes Kabel vorschreibt,
                        ein einlagig geflochtenes Kupfergeflecht
                        ausreichend. Bei der Nachrüstung kann
                        Schirmgeflecht als Meterware bezogen und
                        über das Kabel gezogen werden. Für kurze




                                                                       7
    EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schirmung

                            Verbindungen können Metallschläuche oder
                            -rohre die Schirmung übernehmen. Kabel-
                            kanäle können nur unter bestimmten Be-
                            dingungen eine Schirmung ersetzen (Strah-
                            lungsdichter Kanal, gute Verbindung der
                            Deckel und der Kanalteile zu Masse).

                            Eine bessere Bedämpfung der Störaus-
                            sendung und der Störeinstrahlung wird mit
                            Doppelschirmung erreicht. Dabei wird der
                            innere Schirm einseitig und der äußere
                            Schirm zweiseitig aufgelegt. Verdrillte Lei-
                            tungen bewirken eine Bedämpfung gegen
                            magnetische Felder.
                            Signalleitungen können mit Doppelschirm
                            und verdrillt eingesetzt werden. Die Dämp-
                            fung steigt von etwa 30 dB bei Einfach-
                            schirmung auf 60 dB bei Doppelschirmung
                            und auf ca. 75 dB bei zusätzlichem Ver-
                            drillen.
    Abb. 4


                                             Alu-ummantelt mit Kupferdraht.



                                             Gewundener Kupferdraht oder
                                             bewehrtes Stahldrahtkabel.



                                             Kupferdraht einlagig, geflochten,
                                             mit prozentual unterschiedlicher
                                             Schirmabdeckung.




                                             Kupferdraht zweilagig, geflochten.

                                             Kupferdraht zweilagig, geflochten,
                                             mit magnetisch abgeschirmter
                                             Zwischenlage.

                                             In Kupfer- oder Stahlrohr geführ-
                                             tes Kabel.




8
EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Filter

                         Diese dienen einerseits dem Schutz der
3. Filter-
   maßnahmen:            Geräte vor hochfrequenten leitungsgebun-
                         denen Störgrößen (Störfestigkeit) sowie an-
                         dererseits der Reduzierung der hochfre-
                         quenten Störgrößen eines Gerätes, die über
                         das Netzkabel oder die Abstrahlung des
                         Netzkabels ausgesendet werden und auf ein
                         vorgeschriebenes bzw. gesetzliches Maß
                         begrenzt werden sollen (Störaussendung).
                         Filter können vorbeugend verwendet wer-
                         den, um gesetzliche Mindestanforderungen
                         zu erfüllen. Mit dem nachträglichen Einbau
                         kann eine weitere Reduzierung der Störbe-
                         einflussung erreicht werden.

3.1. Montage             Filter müssen möglichst dicht am Gerät
                         montiert werden. Für die Leitung zwischen
                         Filter und Gerät sind geschirmte Leitungen
                         zu verwenden.

3.2. Erdung              Das Filter wird auf der Netz- und Geräte-
                         seite mit dem Erdleiter verbunden. Zusätz-
                         lich sollte das Filter auf der Montageplatte
                         flächig montiert werden und auf gut leitende
                         Verbindung von dem Filtergehäuse zur Masse
                         geachtet werden.

3.3. Ableitströme        Filter haben Ableitströme. Diese können im
                         Fehlerfall (Phasenausfall, Schieflast) erheb-
                         lich größer als die Nennwerte werden. Um
                         gefährliche Spannungen zu vermeiden, sind
                         Filter daher vor dem Einschalten zu erden.
                         Bei Ableitströmen ≥ 3,5 mA muß nach EN
                         50178 bzw. EN 60335 entweder:
                         • der Schutzleiter ≥ 10 mm2 sein,
                         • der Schutzleiter auf Unterbrechung über
                            wacht werden,
                         • ein zweiter Schutzleiter zusätzlich verlegt
                            werden.
                         Da es sich bei den Ableitströmen um hoch-
                         frequente Störgrößen handelt, müssen die
                         Erdungsmaßnahmen niederohmig, groß-
                         flächig und auf kürzestem Weg vom Filter
                         zum Erdpotential hergestellt werden.




                                                                         9
     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Drosseln

                              Drosseln können auf der Ein- und Ausgangs-
     4. Drosseln              seite sowie im Gleichstrom-Zwischenkreis
                              von Umrichtern eingesetzt werden und
                              sind standardmäßig in den Danfoss Fre-
                              quenzumrichtern eingebaut (siehe Abb. 5).

     4.1. Netzeingang         Eingangsseitig reduzieren Drosseln die
                              Netzrückwirkungen und bewirken damit
                              eine Verbesserung des Leistungsfaktors
                              (Lambda). Der Stromoberwellengehalt (THD)
                              beträgt bei einem Umrichter ohne Netz-
                              drosseln ca. 120 % und kann mit internen
                              oder externen Drosseln auf ca. 50 %
                              gesenkt werden. Proportional damit sinkt
                              die Netzspannungsverzerrung und die Netz-
                              qualität wird besser. Für Frequenzumrichter
                              haben sich Drosseln mit einem uk von 4 %
                              bewährt.

     4.2. Zwischenkreis       Eine Reduzierung der Netzrückwirkungen
                              wird auch durch eine Gleichstromdrossel im
                              Zwischenkreis des Frequenzumrichters
                              erreicht. Danfoss Frequenzumrichter sind
                              standardmäßig mit Zwischenkreisdrossel
                              ausgestattet, die die Netzrückwirkungen auf
                              einen THD-Wert von 40 % reduzieren.

     4.3. Geräteausgang       Ausgangsseitig können Drosseln einge-
                              setzt werden, um einerseits die Halbleiter-
                              schaltelemente bei Kurz- und Erdschluß zu
                              schützen. Andererseits sind die Schaltge-
                              schwindigkeiten der modernen Halbleiter so
                              schnell geworden (bis 10 kV/µs); daß da-
                              durch die Isolation der angeschlossenen
                              Motoren Schaden nehmen kann.




10
EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Drosseln

                          Bei modernen Umrichtern kann der Erd-
                          bzw. Kurzschlußschutz von der Elektronik
                          übernommen werden. Zur Begrenzung der
                          Spannungsanstiegsgeschwindigkeit können
                          neuere Halbleiterschaltelemente „weich“
                          geschaltet werden. Es muß sichergestellt
                          sein, daß die Spannungswerte an der
                          Motorwicklungsisolation die Norm DIN
                          VDE 0530 Bbl. 2: 1999-01 einhalten.
                          Werden Motore eingesetzt, die dieser
                          Norm nicht entsprechen (z.B. ältere Motore,
                          Naßläuferpumpen oder EX-Motore), so sind
                          zusätzlich Drosseln oder Motorfilter zu ver-
                          wenden.

                          Zusätzliche Erdungsmaßnahmen sind nicht
                          notwendig, da Drosseln im Gegensatz zu
                          Filtern keine Störgrößen nach Erde ableiten
                          müssen.




   Aufbau eines Frequenzumrichters und mögliche Entstörmaß-
   nahmen




   Abb. 5

   1.   Funkentstörfilter bzw. Netzdrosseln
   2.   Eingangsbrücken-Gleichrichter (B6)
   3.   Zwischenkreisdrosseln glätten die Gleichspannung und
        reduzieren Netzrückwirkungen
   4.   Zwischenkreiskondensatoren glätten die Gleichspannung
   5.   Wechselrichter
   6.   Ausgangsdrosseln zur Kurz- und Erdschlußsicherheit
   7.   Motordrosseln für lange Motorleitungen und Reduktion
        von dU/dt (auch als Filterausführung möglich).




                                                                         11
     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte

                               Über den Einsatz von Einzelkomponenten
     5. Schalt-
        schrankkonzept:        und deren Installationsvorschriften hinaus
                               sind bei dem Aufbau von Gesamtsystemen,
                               wie z.B bei einem Schaltschrank zusätzliche
                               Gesichtspunkte der EMV zu beachten (siehe
                               Abb. 6).

     5.1. Definition           Anlagen, die erst am Betriebsort zusam-
                               mengesetzt werden, bedürfen keiner Be-
                               scheinigung einer zuständigen Stelle, keiner
     Baumusterbescheinigung,                                Konformitätser-
                               klärung und keiner CE-Kennzeichnung.

                               Eine Anlage ist eine Zusammenschaltung
                               von Apparaten, Systemen und Bauteilen zu
                               einem bestimmten Zweck an einem gege-
                               benen Ort.
                               Dies betrifft auch Zulieferteile für die Indu-
                               strie, Handwerk und sonstige EMV-fach-
                               kundige Betriebe.
                               Voraussetzung: Es handelt sich um nicht
                               selbständig betreibbare Geräte, die nicht all-
                               gemein erhältlich sind.
                               (Quelle: 1.EMVG ÄndG §5 Abs.5 und
                               2.EMVG ÄndG §2 Abs.11)




12
EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte


5.2. Zonenkonzept        Die Anordnung der Komponenten im
                         Schaltschrank hat wesentlichen Einfluß auf
                         die ungestörte Anlagen- und Maschinen-
                         funktion. Um eine Beeinflussung wirksam
                         auszuschließen, ist es zweckmäßig, eine
                         Aufteilung in Zonen unterschiedlichen Leis-
                         tungs- und Störniveaus vorzunehmen (Abb.
                         6) Des Weiteren ist es sinnvoll, die zum
                         Einsatz kommenden Baugruppen hinsicht-
                         lich ihrer EMV-Verträglichkeit zu bewerten.




Abb. 6




                                                                       13
                                                                       15
     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte

     5.3. Erdungssystem       In dem Gesamtkonzept des Schaltschran-
                              kes ist eindeutig der zentrale Erdungspunkt
                              zu definieren. Dies wird üblicherweise eine
                              PE-oder PEN-Sammelschiene sein. Dieser
                              Erdungspunkt kann mit einer EMV-gerech-
                              ten Verbindung auf die gesamte Montage-
                              platte ausgeweitet werden. Montageplatten
                              werden heutzutage zur besseren hochfre-
                              quenten Verbindung nicht mehr lackiert,
                              sondern verzinnt, verzinkt oder kadmiert
                              hergestellt. Damit entfällt das Abkratzen von
                              Lackschichten und der Einsatz von Kratz-
                              scheiben, somit auch die Gefahr der Ent-
                              stehung von Roststellen.

                              Im Schaltschrank müssen alle Metallteile
                              geerdet werden. Dieses alleine genügt aber
                              nicht unter EMV- Gesichtspunkten. Die
                              Verbindungen sollten mit speziellen Kupfer-
                              geflechtbändern hergestellt werden. Damit
                              wird eine hochfrequente und gleichzeitig
                              niederimpedante Verbindung auf gleiches
                              Massepotential erreicht. Die Wände und
                              Türen der Schränke müssen in das Masse-
                              konzept eingebunden werden. Dies kann
                              mittels sog. Masseclips oder Massebänder
                              geschehen. Es wird damit eine Erhöhung
                              der Dämpfungswirkung im Bereich der Luft-
                              strahlung erreicht.

     5.4. Leitungsverlegung   Innerhalb des Schaltschrankes müssen
                              störbehaftete bzw. störempfindliche Leitun-
                              gen und Kabel geschirmt verwendet werden.
                              Zusätzlich sollten diese Leitungen mit mög-
                              lichst großem räumlichen Abstand verlegt
                              werden. Schirme dieser Leitungen je nach
                              Herstellerangaben einseitig oder mehrfach
                              auf Masse legen. Die Störfestigkeit erhöht
                              sich, wenn die Leitungen dicht an Masse-
                              potential verlegt werden. Es empfiehlt sich
                              eine Verlegung daher in Ecken und auf dem
                              Massepotential.




14
EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte

                         Reservekabel und -adern müssen auf minde-
                         stens einer Seite geerdet werden damit
                         keine störende oder gefährliche elektrostati-
                         sche Aufladung entsteht. Zu lange Leitun-
                         gen sollten gekürzt oder an störunempfind-
                         lichen Stellen verlegt werden. Es können
                         sonst zusätzliche Koppelstellen entstehen.
                         Müssen sehr große Leiterquerschnitte ver-
                         legt werden, können anstelle von geschirm-
                         ten Kabeln auch geschirmte Einzeladern
                         verlegt werden.

5.5. Schirmanbindung     Schirme müssen mindestens einseitig auf-
                         gelegt werden. Wird eine Mehrfachaufle-
                         gung empfohlen, so können bei weitläufigen
                         Anlagen Potentialausgleichsströme fließen.
                         Kommt es dadurch zu Störungen, so sollten
                         die weiteren Masseverbindungen über
                         Koppelkapazitäten (Kondensatoren) vor-
                         genommen werden. Damit ist eine hoch-
                         frequente Anbindung zur Störableitung
                         möglich, ohne die 50-Hz Komponente zu
                         übertragen.

                         Schirme dürfen nicht zur Stromführung ver-
                         wendet werden. Damit darf ein Schirm nicht
                         gleichzeitig die Funktion eines N- oder PE-
                         Leiters übernehmen.
                         Schirme müssen großflächig aufgelegt wer-
                         den. Dies kann mittels Erdungsschellen;
                         -klemmen oder -verschraubungen gesche-
                         hen. Ein Verlängern des Schirmes zum
                         Erdungspunkt hin durch einen Draht (Pigtail)
                         sollte nicht vorgenommen werden; die
                         Schirmwirkung wird dadurch um bis zu 90 %
                         verringert. Eine Verbesserung der Schirm-
                         wirkung kann durch Verlegung in Metall-
                         anälen oder Metallrohren; oder durch die
                         Verwendung von Kabeln mit 2-fach Schir-
                         mung oder durch erhöhten Bedeckungs-
                         grad (> 80%) des Schirmes erreicht werden.




                                                                         17
                                                                         15
         EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte

SPS, Regler, etc.                 Sicherung des Erdpotentials zwischen SPS
                                  und VLT
                                  Besteht zwischen dem VLT-Frequenzumrichter
                                  und der SPS (etc.) ein unterschiedliches Erd-
                                  potential, so können elektrische Ausgleichsströ-
                                  me auftreten, die das gesamte System stören
                                  können. Das Problem kann durch Anbringen
                                  eines Ausgleichskabels gelöst werden, das
                                  neben das Steuerkabel gelegt wird. Kabelquer-
SPS, Regler, etc.                 schnitt mindestens 10 mm2.

                                  Bei 50/60-Hz-Brummschleifen
                                  Bei Verwendung sehr langer Steuerkabel können
                                  50/60-Hz-Brummschleifen auftreten, die das ge-
                                  samte System stören können. Diesem Problem
                                  kann durch Verbinden des einen Schirmendes
                                  an Erde über einen 100-nF-Kondensator (mit
                                  kurzer Stiftlänge) abgeholfen werden.

                                  Kabel für die serielle Kommunikations-
                                  schnittstelle
                                  Niederfrequente Störströme zwischen zwei VLT
                                  Frequenzumrichtern können eliminiert werden,
                                  indem das eine Ende der Abschirmung mit
                                  Klemme 61 verbunden wird. Dieser Eingang ist
                                  über ein internes RC-Glied mit Erde verbunden.
                                  Es empfiehlt sich die Verwendung eines paar-
          Abb. 7                  weise gewundenen (twisted pair) Kabels, um
                                  die Differentialsignalinterferenz zwischen den
                                  Leitern zu reduzieren.

         5.6. Schutzbeschaltung   Schütze, Relais, Magnetventile, geschaltete
                                  Induktivitäten und Kapazitäten sind mit Ent-
                                  störgliedern zu versehen. Dioden und Varisto-
                                  ren bringen im EMV-Bereich nur eine teilweise
                                  Bedämpfung, besser ist die Beschaltung mittels
                                  RC-Gliedern.
                                  Analoge Signalleitungen können entstört
                                  werden, indem kleine Entstörkondensatoren
                                  in die Leitung eingefügt werden, bzw. von der
                                  Leitung zu Masse. Dies kann in dem Maße
                                  geschehen, bis die Signalverarbeitungsge-
                                  schwindigkeit zu stark gedämpft wird. Für digi-
                                  tale Signalleitungen und Buskabel können zur
                                  Störbedämpfung im hochfrequenten Bereich



16
 EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schaltschrankkonzepte

                           Ferritkerne über die Leitungen geschoben
                           oder frequenzabgestimmte Filter eingesetzt
                           werden.
                           Fließen vagabundierende Ausgleichs- oder
                           Erdströme über Signalleitungen, so müssen
                           zur Trennung Optokoppler eingesetzt werden.

5.7. Weitere Maßnahmen   - Die PE-Verbindung zu weiteren Schalt-
                           schränken oder Anlagenteilen mit möglichst
                           großem Querschnitt herstellen. Wird ein
                           Eingangsfilter verwendet so muß dies, mög-
                           lichst dicht und großflächig an der Einspeis-
                           estelle montiert werden. An der „sauberen“
                           Eingangsseite des Filters dürfen keine
                           ungefilterten Leitungen und Kabel im
                           näheren Umfeld verlegt werden.
                         - Größere Öffnungen im Schaltschrank
                           (Fenster,Lüfter) verschlechtern die Schirm-
                           wirkung des Schrankes und müssen für den
                           HF-Bereich zusätzlich mit Schirmungsmaß
                           nahmen geschützt werden. innerhalb des
                         - Schrankes können für empfindliche Geräte
                           oder bei zu geringen Abständen zur Schir-
                           mung Trennbleche eingesetzt werden, die
                           direkt auf der Montageplatte befestigt wer-
                           den.
                         - Leuchtstofflampen sollten in Schaltschränk-
                           en nicht verwendet werden, da sie hochfre-
                           quente Störungen aussenden.

5.8. Fehlerstrom-          Der Begriff FI-Schutzschalter für spannungs-
     schutzschalter        unabhängige Geräte und Differenzstrom-
                           Schutzschalter für spannungsabhängige
                           Geräte wurde bisher im deutsch-sprachigen
                           Raum verwendet. International werden die-
                           se Geräte als Residual Current operated
                           Circuit-Breaker (RCCB) bezeichnet. Der über-
                           geordnete Begriff lautet Residual Current
                           operated Device (RCD) nach EN 61008-1.




                                                                           17
                                                                           19
     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Schutzschalter

                              FI-Schutzeinrichtungen müssen in allstrom-
                              sensitiver Ausführung verwendet werden,
                              falls in dem abzusichernden Bereich Geräte
                              eingesetzt werden, die im Fehlerfall einen
                              glatten Gleichstrom erzeugen können. Dies
                              trifft für alle elektrischen Betriebsmittel zu,
                              die mit einer B6-Gleichrichterbrücke am
                              Drehstromnetz betrieben werden. Dieser all-
                              stromsensitive FI-Schutzschalter wird ge-
                              mäß IEC 60755 als Typ B bezeichnet.

                              Werden Funkentstörfilter eingesetzt, so soll-
                              ten diese Schutzschalter in selektiver oder
                              kurzzeitverzögerter Ausführung verwendet
                              werden. Damit wird ein vorzeitiges Auslösen
                              bei Schalthandlungen oder Netztransienten
                              verhindert.

     5.9 Netzformen           Die unterschiedlichen Netzformen, die für
                              die Energieversorgung zulässig sind, haben
                              auf das EMV-Verhalten einer Anlage erhebli-
                              chen Einfluß. Dabei ergibt sich bei dem 5-
                              Leiter Netz TN-S die beste Wirkung, hingegen
                              bei dem isoliert aufgebauten IT-Netz die
                              schlechteste Wirkung:

                              Netzform         EMV-Eigenschaft
                              TN-S Netz        sehr gut
                              TT- Netz         gut
                              TN-C Netz        schlecht
                              IT Netz          schlecht




18
EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - CE-Zeichen

                         Das CE-Zeichen (Communauté Européene)
6. CE-Zeichen            wurde eingeführt, um technische Barrieren
                         im Warenverkehr innerhalb der EG- und
                         EFTA-Staaten (EWR) abzubauen. Das CE-
                         Zeichen dokumentiert, daß der Hersteller
                         eines Produktes alle einschlägigen EG-
                         Richtlinien, die in nationale Gesetze umge-
                         setzt worden sind, einhält. Das CE-Zeichen
                         sagt nichts über die Qualität eines Produk-
                         tes aus, technische Daten können vom CE-
                         Zeichen nicht abgeleitet werden. Im Umfeld
                         des Einsatzes von Frequenzumrichtern
                         müssen folgende Richtlinien in Betracht
                         gezogen werden:

                         1. Die Maschinenrichtlinie 89/392/EWG trat
                         am 12. 05.1993 in Kraft, die Übergangs-
                         phase endete am 31.12.1994. Die Kern-
                         aussage darin lautete: „Eine Maschine als
                         Gesamtheit von miteinander verbundenen
                         Teilen oder Vorrichtungen, von denen min-
                         destens eines beweglich ist, muß so be-
                         schaffen sein, daß Sicherheit und Gesund-
                         heit von Personen und gegebenenfalls
                         Haustieren und Gütern bei richtiger
                         Installierung und angemessener Wartung
                         und bestimmungsgemäßem Betrieb nicht
                         gefährdet werden.“
                         Frequenzumrichter sind elektronische
                         Komponenten und unterliegen deshalb
                         nicht der Maschinenrichtlinie. Werden die
                         Frequenzumrichter in Maschinen einge-
                         setzt, dann dokumentiert eine Hersteller-
                         erklärung, daß alle relevanten Gesetze und
                         Sicherheitsmaßnahmen eingehalten worden
                         sind.
                         Der Hersteller einer Maschine oder Anlage
                         muß seit dem 01.01.1995 seine Maschine/
                         Anlage mit dem CE-Zeichen versehen, um zu
                         dokumentieren, daß die Maschinen-
                         richtlinie eingehalten wird. Auf Verlangen
                         muß er seinen Kunden eine EG-Konfor-
                         mitätserklärung abgeben.

                         2. Die EMV-Richtlinie 89/336/EWG trat am
                         09.11.1992 in Kraft, die Übergangsphase
                         endete am 31.12.1995. Die Kernaussage dar-
                         in lautet: „Geräte, die elektromagnetische


                                                                       19
                                                                       21
     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - CE-Zeichen

                              Störungen verursachen können, oder deren
                              Betrieb durch diese Störung beeinträchtigt
                              werden kann, müssen so beschaffen sein,
                              daß die Erzeugung elektromagnetischer
                              Störungen soweit begrenzt wird, daß ein
                              bestimmungsgemäßer Betrieb von Funk-
                              und Telekommunikationsgeräten sowie
                              sonstigen Geräten möglich ist und die
                              Geräte eine angemessene Festigkeit gegen
                              elektromagnetische Störungen aufweisen,
                              so daß ein bestimmungsgemäßer Betrieb
                              möglich ist.“
                              Da Frequenzumrichter nicht selbständig zu
                              betreibende Geräte und nicht allgemein
                              erhältlich sind, ist die Einhaltung der EMV-
                              Richtlinie weder durch ein CE-Zeichen noch
                              durch eine EG-Konformitätserklärung zu
                              dokumentieren.
                              Danfoss Frequenzumrichter werden unab-
                              hängig von dieser Aussage mit dem CE-
                              Zeichen für die Einhaltung der EMV-Richt-
                              linie versehen und es ist eine Konformitäts-
                              erklärung erhältlich.

                              3. Die Niederspannungsrichtlinie 73/23/
                              EWG trat am 11.06.1979 in Kraft, die Über-
                              gangsphase endete am 31.12.1996. Die
                              Kernaussage darin lautet: „Elektrische
                              Betriebsmittel zur Verwendung bei einer
                              Nennspannung zwischen 50-1000 V AC und
                              zwischen 75-1500 V DC müssen so be-
                              schaffen sein, daß sie bei einer ordnungs-
                              gemäßen Installation und Wartung sowie
                              einer bestimmungsgemäßen Verwendung
                              die Sicherheit von Menschen und Nutztieren
                              sowie die Erhaltung von Sachwerten nicht
                              gefährden.“
                              Da Frequenzumrichter elektrische Betriebs-
                              mittel in dem angegebenen Spannungs-
                              bereich sind, unterliegen sie der Nieder-
                              spannungsrichtlinie und müssen seit dem
                              01.01.1997 ein CE-Zeichen tragen.

                              Der Hersteller von Maschinen/Anlagen sollte
                              darauf achten, daß er Frequenzumrichter
                              einsetzt, die ein CE-Zeichen haben. Auf
                              Verlangen muß eine EG-Konformitätser-
                              klärung abgegeben werden.


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EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Eigene Notizen




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     EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Eigene Notizen




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EMV-INSTALLATIONSTECHNIK - Eigene Notizen




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Weitere Informationen zum EMV-Bereich:
•   EMV-Seminare und Workshops          Für Anwender, Planer und Projekteure im
                                        Bereich der elektrischen Antriebstechnik. Die
                                        Themen: Funkstörungen, Netzrückwirkungen
                                        und Normen.



•   EMV-Installationsmaßnahmen für
    Frequenzumrichter
                                        Dieser Leitfaden gibt Ihnen Hinweise zur
                                        fachgerechten Installation von elektrischen
                                        Geräten, um einen EMV-gerechten Aufbau
                                        zu erreichen.



•   VLS-EMV-Netzbewertungssoftware      Berechnen Sie einfach und bedienergeführt
                                        die Oberwellenbelastung der verketteten Netz-
                                        spannung in einer wählbaren Netzkonfiguration.



•   Preisblatt Netzanalyse              Netzanalysen werden vor Ort durchgeführt. Es
                                        erfolgt eine Bewertung der Netzbelastung durch
                                        Oberwellen und Spannungsstörungen im Zeit-
                                        raum bis zu einer Woche. Pauschalangebote
                                        sind möglich.




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        Telefon: (069) 89 02 – 0     Telefon: (0711) 35 18 – 0
        Telefax: (069) 89 02 – 106   Telefax: (0711) 35 18 – 381
        www.danfoss-sc.de            www.danfoss-sc.de
                                                                    MZ.67.H3.33 - DD/x/5/04

				
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