CEM

Compatibilité électromagnétique «CEM»

Manuel didactique

s

Merlin Gerin

s

Square D

s

Telemecanique

1 2 3 4 5

Te

Ces icônes vous aideront à vous situer parmi les différents paragraphes du document CHAPITRE 1

CHAPITRE 2

Type Source Transmission ,

1

Type des perturbations

2 3 4

Mode de transmission des perturbations

La terre

Les masses

5

Les ferrites

Te

,

,

,

,

,

L'alimentation Type Source ource Transmission

,

Type Source Transmission ransmission

,

,

,

,

L'armoire ,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Type Source Transmission

Les câbles Les règles de câblage

Les chemins de câbles

Type Source Transmission ,

,

,

,

Les connexions Type Source Transmission

,

Les filtres

,

Le réseau de masse

,

Les câbles

,

Type ype Source Transmission

,

Source des perturbations

,

,

,

,

,

Les filtres Les parasurtenseurs


Les ferrites

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,


Compatibilité Compatibil ité électromagnéti électromagnétique que «CEM»

Sommaire CHAPITRE 1 Compréhension des phénomènes de compatibilité électromagnétique Avant-propos .......................... Avant-propos ....................................... ........................... ........................... .......................... ....................... ..........11- 2 Comportement en fréquence d’un conducteur électrique....................1- 3 Comportement Comportement en fréquence fréquence d’une d’une inductance inductance et d’une capacité capacité ...... ...... 1- 4 Compatibilité électromagnétique d’un système ........................ ................................ ........11- 5 La compatibilité électromagnétique : «CEM» ....................... ................................... ............... ... 1- 5 Champ d’application ........................ .................................... ........................ ........................ ........................ ................ .... 1- 6

1 2

Types de perturbations électromagnétiques......................................1- 7 Définition d’une perturbation électromagnétique ....................... ................................. ..........11- 7 Origine des émissions électromagnétiques.........................................1- 8 Perturbations basse fréquence fréquence «BF» ....................... ................................... ........................ ............... ... 1- 9 Perturbations haute fréquence «HF» ....................... ................................... ........................ ............... ... 1- 9 Les harmoniques ....................... ................................... ........................ ........................ ........................ ..................... .........11- 10 Les transitoires ....................... ................................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............11- 14 Les décharges électrostatiques «DES» ........................ .................................... ..................... .........11- 16 Les perturbations du réseau d’alimentation public «BT»....................1- 18

3

Sources de perturbations électromagnétiques.................................1- 20 Commutation Commutation de charges inductives inductives par contacts contacts secs ........ ............ ........ ........ ...... 1- 20 Commutation de charges inductives par semi-conducteurs ............... ............... 1- 23 Les moteurs électriques ....................... ................................... ........................ ........................ ...................... ..........11- 25 L’éclairage fluorescent ....................... ................................... ........................ ........................ ........................ .............. 1- 27 Le soudage par points ........................ .................................... ........................ ........................ ........................ ............11- 28 Répartition spectrale des perturbations ........................ .................................... ...................... ..........11- 29

5

Modes de transmission des perturbations électromagnétiques ..... 1- 30 Les couplages : généralités ....................... ................................... ......................... ......................... ................ .... 1- 30 Les couplages par conduction ........................ .................................... ........................ ........................ ............11- 32 Les couplages par rayonnement ....................... ................................... ........................ ..................... .........11- 34 Découplage des perturbations ........................ .................................... ........................ ........................ ............11- 38 Sommaire - 1

Te

4


Sommaire

1 2 3 4 5

La terre ..................................................................................................1- 40 Définition générale..............................................................................1- 40 Rôles de la terre dans les installations électriques.............................1- 40 Liaisons électriques à la terre .............................................................1- 40 Schéma type de raccordement à la terre d’installation.......................1- 41 Terre et compatibilité électromagnétique ............................................1- 41 Les masses ...........................................................................................1- 42 Définition générale..............................................................................1- 42 Définition spécifique aux installations électriques ..............................1- 42 Masses et sécurité des personnes et des biens.................................1- 42 Masses et compatibilité électromagnétique........................................1- 43 Boucles entre masses ........................................................................1- 46 Boucles de masse ..............................................................................1- 47 Eviter le raccordement des masses en étoile à la terre......................1- 48 Les câbles .............................................................................................1- 49 Comportement d’un conducteur en fréquence ...................................1- 49 Longueur et section d’un conducteur .................................................1- 51 Effet d’antenne d’un conducteur .........................................................1- 52 Fil vert-jaune PE-PEN ........................................................................1- 53 Interconnexion des masses ................................................................1- 53 Les filtres ..............................................................................................1- 54 Fonction d’un filtre ..............................................................................1- 54 Les différents filtres ............................................................................1- 55 Les ferrites ............................................................................................1- 57 Index en fin de document

Te

Sommaire - 2


Sommaire CHAPITRE 2 Obtention de la compatibilité électromagnétique dans l’installation Avant-propos ......................................................................................... 2-2

1

La démarche «CEM» ............................................................................. 2-3 Conception d’une nouvelle installation ou d’une extension ................. 2-4 Maintenance d’une installation ou Évolution - mise à jour du parc...... 2-5 Amélioration d’une installation existante ............................................. 2-6

2

Les règles de l’art .................................................................................. 2-7 Sujets concernés : ............................................................................... 2-7 Le réseau de masse .............................................................................. 2-8 Présentation ........................................................................................ 2-8 Le bâtiment .......................................................................................... 2-9 L’équipement / la machine .................................................................. 2-11 L’armoire ............................................................................................. 2-12 Liaisons électriques ............................................................................ 2-13 Interconnexions «chaînage» des masses .......................................... 2-14 L’alimentation ....................................................................................... 2-18 Analyse ............................................................................................... 2-19 Cahier des charges ............................................................................ 2-19 Découplage par transformateur .......................................................... 2-19 Les régimes de neutre ........................................................................ 2-20 Les régimes de neutre : comportement en «CEM»............................ 2-21 Distribution dans l’installation ............................................................. 2-24 Mise à la masse des écrans de transformateurs ................................ 2-25 L’armoire ............................................................................................... 2-26 Analyse ............................................................................................... 2-26 Plan de masse de référence............................................................... 2-28 Entrées de câbles ............................................................................... 2-28 Cheminement des câbles ................................................................... 2-28 Sommaire - 3

Te

3 4 5


Sommaire Eclairage............................................................................................. 2-29 Implantation des constituants ............................................................. 2-29

1

Les câbles ............................................................................................. 2-32 Classes* de signaux véhiculés ........................................................... 2-32 Choix des câbles ................................................................................ 2-32 Performances des câbles vis à vis de la «CEM» ............................... 2-34 Les règles de câblage .......................................................................... 2-36 Les 10 commandements .................................................................... 2-36

2 3 4 5

Les chemins de câbles ........................................................................ 2-44 Les goulottes ...................................................................................... 2-44 Raccordement aux armoires .............................................................. 2-45 Positionnement des câbles................................................................. 2-46 Raccordement des extrémités ............................................................ 2-48 Mode de pose déconseillé .................................................................. 2-50 Mode de pose conseillé ...................................................................... 2-51 Les connexions .................................................................................... 2-52 Type et longueur des connexions ....................................................... 2-52 Réalisation d’une connexion............................................................... 2-53 Les pièges à éviter ............................................................................. 2-54 Raccordement des blindages ............................................................. 2-55 Les filtres .............................................................................................. 2-56 Implantation dans l’armoire ................................................................ 2-56 Montage des filtres ............................................................................. 2-58 Raccordement des filtres .................................................................... 2-59 Les parasurtenseurs ............................................................................ 2-60 Les parasurtenseurs ou modules antiparasite bobines : choix........... 2-60 Les ferrites ............................................................................................ 2-62 Index en fin de document

Te

Sommaire - 4


Sommaire CHAPITRE 3 Normes, moyens et essais de «CEM» Les Normes............................................................................................ 3-2 Introduction .......................................................................................... 3-2 Il existe 3 types de normes CEM ......................................................... 3-2 Les organismes normalisateurs........................................................... 3-3 Les publications CISPR ....................................................................... 3-3 Exemples de publications CISPR applicables à nos produits ............. 3-4 Les publications CEI ............................................................................ 3-5 Les publications CENELEC ................................................................. 3-8 Les moyens et essais de «CEM» ......................................................... 3-9 Index en fin de document

1 2 3 4 5

Sommaire - 5

Te

Compréhension des phénomènes «CEM»

CHAPITRE 1


COMPRÉHENSION

1

DES

2

PHÉNOMÈNES 3

DE COMPATIBILITÉ

4

ÉLECTROMAGNÉTIQUE

5

1

Te



Avant-propos

1 2

Nous attirons l’attention du lecteur aguerri à l’électrotechnique conventionnelle que nous abordons dans ce chapitre des notions relatives aux phénomènes liés aux tensions et courants Haute Fréquence «HF».

3

Ceux-ci ont pour conséquence de modifier considérablement les caractéristiques et par là le comportement de nos installations électriques.

4

La «maîtrise» de ces phénomènes est essentielle si l’on veut comprendre mais surtout résoudre les problèmes que nous rencontrons sur site.

5 Ces propos sont illustrés par les exemples qui suivent.

Te

2


Avant-propos


Comportement en fréquence d’un conducteur électrique Impédance

100

1

Domaine basse fréquence

,

10 Ω

2

,

1Ω

,

100

18

10 7

1 mm

2

2,5 mm

2

35 mm

2

3

Domaine haute fréquence

,

Ω

1

m

0,5

,

4

0,1 mΩ

Fréquence

,

0

Hz 0 Hz

kHz

10

100 50

1

10

MHz 100

80

1

10

,

5

Valeurs caractéristiques de l’impédance d’un conducteur électrique de longueur L = 1 m

• Nous constatons que l’impédance du câble augmente très vite avec la fréquence du signal qui y circule. (impédance Ω) Z = K (cste) x f (fréquence Hz) • Pour des signaux basse fréquence «BF» (exemple 50-60 Hz) ==> l’impédance du câble est peu significative ==> la section du câble est prépondérante • Pour des signaux haute fréquence «HF» (F > 5 MHz) ==> l’impédance du câble est déterminante ==> la longueur du câble est déterminante ==> la section du câble est peu significative

3

Te


Avant-propos


Comportement en fréquence d’une inductance et d’une capacité • Z = 2πLf

1

En haute fréquence «HF», l’impédance d’un câble devient très élevée.

==> La «longueur» des conducteurs devient non négligeable, ==> Déformation du signal (amplitude, fréquence...) • Z=

2

1 2πCf

En haute fréquence «HF», l’impédance d’une capacité parasite devient très faible.

==> Les couplages capacitifs deviennent efficaces, ==> Apparition de courants de fuite dans l’installation, ==> Le parasitage du signal utile devient facile, Z = Impédance

3

L = Inductance

C = Capacité

Exemple : câble isolant

4

Cu

masse

5

Schéma équivalent en basse fréquence «BF» Z <<< 

U



Z >>> masse

Schéma équivalent en haute fréquence «HF» 



Z >>> U ,

Te

Z <<< masse

,

4

f = fréquence du signal


Compatibilité électromagnétique d’un système


La compatibilité électromagnétique : «CEM»

Les Normes définissent la compatibilité électromagnétique «CEM» comme «l’aptitude d’un dispositif, d’un appareil ou d’un système à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante et sans produire lui-même des perturbations électromagnétiques intolérables pour tout ce qui se trouve dans cet environnement».

1 2

ériel M

Emission A

riel X Matériel A

Signal conduit A ==> B

3 Matériel B Matériel

Environnement électromagnétique

4

Suceptibilité B

5

5

Te


Compatibilité électromagnétique d’un système


Champ d’application

1 2

Nous appelons système un ensemble d’équipements (actionneurs, moteurs, capteurs ...) participant à la réalisation d’une fonction définie. Il faut noter que d’un point de vue électromagnétique, le système comprend tous les éléments en intéraction et ce, en remontant jusqu’aux dispositifs de découplage du réseau. Les alimentations électriques, les liaisons entre les différents équipements, les matériels associés ainsi que leurs alimentations électriques font partie du système.

Niveau de perturbation

3

niveau de susceptibilité : niveau de perturbation à partir duquel il y a dysfonctionnement d'un matériel ou d'un système.

marge d'immunité

niveau d'immunité : niveau normalisé d'une perturbation supportée par un matériel ou un système. niveau de compatibilité électromagnétique : niveau maximal spécifié de perturbations auquel on peut s'attendre dans un environnement donné.

4

limite d'émission : niveau normalisé d'émission que ne doit pas dépasser un matériel.

5

0

Cela signifie que : Le niveau d’immunité de chaque appareil est tel qu’il n’est pas perturbé par son environnement électromagnétique. Son niveau d’émission de perturbation doit être suffisamment bas pour ne pas pertu rber les appareils se trouvant dans son environnement électromagnétique.

Te

6


Types de perturbations électromagnétiques

yp Type Source Transmission

Définition d’une perturbation électromagnétique Tout phénomène électromagnétique susceptible de dégrader les performances d’un dispositif, équipement ou système... Une perturbation électromagnétique peut être un bruit électromagnétique, un signal non désiré ou une modification du milieu de propagation lui-même. Détecteur

Automate

1

API

2

Champ électromagnétique 1

1

1

0

0

0

1

3

Signal utile

0 1

4

0 Perturbation électromagnétique

Etat réel de la sortie

Etat vu par l'automate

De plus, une perturbation électromagnétique, comme son nom l’indique est composée d’un champ électrique E généré par une différence de potentiel et d’un champ magnétique H ayant pour origine la circulation d’un courant I dans un conducteur.

Electro..magnétique Champ électrique

Champ magnétique

La perturbation électromagnétique «parasite» n’est qu’un signal électrique indésirable qui vient s’ajouter au signal utile. Ce signal se propage en conduction dans les conducteurs et par rayonnement dans l’air ...

7

Te

5




Origine des émissions électromagnétiques

Emissions EM

1 Industrielles

Naturelles

2 Intentionnelles

3

Non intentionnelles

• Emetteurs de radiodiffusion

Accidentelles

• Emetteurs de télévision

• Courts circuits

• Talkie Walkie

• Mise à la terre brutale

• Citizen Band • Téléphones portables

4

Permanentes Elles sont dues au fonctionnement normal d’appareils

• Radars

• Tous les systèmes d’enclenchement et de coupure d’un signal électrique (contact sec, transistor de «puissance» ...) tels que :

• Etc...

Contact, relais, onduleurs, alimentation à découpage, les systèmes d’allumage des moteurs à explosion, les moteurs à collecteur, gradateurs ...

• Les dispositifs de traitement de la matière

5

-> Fusion, soudage, brasage ... -> Fours à induction (séchage du bois ...)

• Les lampes à décharge et fluorescentes

-> Torche à plasma ...

• Les matériels utilisant des horloges (PC, API)

-> Etc...

Te

• Etc...

8




Perturbations basse fréquence «BF»

Plage de fréquence : 0 Fréquence 1 à 5 MHz. Les perturbations basse fréquence «BF» se retrouvent dans l’installation principalement sous forme CONDUITE (câbles ...) Durée : souvent longue (quelques dizaines de ms) Dans certains cas, ce phénomène peut être permanent (harmonique). Energie : l’énergie conduite peut être importante et se traduit par le dysfonctionnement voire la destruction des appareils interconnectés.

1 2

(Energie ) W(J) = U(V) I(A)t (sec)

3 4

Perturbations haute fréquence «HF»

Plage de fréquence : Fréquence 30 MHz. Les perturbations haute fréquence «HF» se retrouvent dans l’installation principalement sous forme RAYONNEE (air ...) Durée : impulsions HF. Le temps de montée de l’impulsion < 10 ns. Ce phénomène peut apparaître de façon permanente (redresseurs, horloges...). Energie : l’énergie rayonnée est généralement faible et se traduit par le dysfonctionnement des matériels environnants.

9

Te

5




Les harmoniques

1

Un signal périodique de forme quelconque est décomposable mathématiquement en une somme de signaux sinusoïdaux ayant différentes amplitudes et phases et dont la fréquence est un multiple entier du fondamental. Fondamental : fréquence la plus basse et utile du signal. C’est la décomposition d’un signal en série de FOURIER.

2

Sinusoïde fondamentale (par exemple 50 Hz)

Représentation temporelle

Harmonique 3 (sinusoïde F = 3x50 = 150 Hz)

3

t

Signal observé à l'oscilloscope

4 5

130 A

Fondamental

Représentation spectrale

25 A

Signal observé à l'analyseur de spectre

Harmonique 3

Fréquence 50 Hz

150 Hz

Rang 1

2

3

4

5

6

7

8

9

...

Les perturbations harmoniques sont des perturbations de type basse fréquence «BF» et sont donc principalement «conduites».

Te

10




Taux de distorsion harmonique Le taux de distorsion harmonique total permet de chiffrer la déformation d’un signal quelconque par rapport au signal sinusoïdal fondamental (rang 1). n

TDH % =

Σ2

Hi H1

Que l’on peut simplifier ainsi : TDH

2

Hi = amplitude de l'harmonique de rang H1 = amplitude du fondamental (rang 1)

1

Σ Amplitudes de tous les harmoniques de rang > 2 Amplitude du fondamental ou harmonique de rang 1

Les harmoniques de rang supérieur à 40 ont un effet négligeable sur le taux de distorsion harmonique (mais pas sur les installations).

2 3

Origine Toutes les charges (récepteurs) non linéaires (éclairage fluorescent, redresseur ...) consomment un courant non sinusoïdal et génèrent ainsi des courants harmoniques.

4

Forme d'onde du courant consommé

5 t

Courant consommé par un tube fluorescent La source d’alimentation transforme ces courants harmoniques en tensions harmoniques par le biais de son impédance «Z» interne. U = ZI C’est cette tension harmonique véhiculée sur le réseau qui peut venir perturber d’autres récepteurs.

11

Te



Types de perturbations électromagnétiques Les harmoniques (suite)

1

Principaux générateurs d’harmoniques - onduleurs, hacheurs, - ponts redresseurs : électrolyse, machines à souder, etc,

2

- fours à arc, - fours à induction, - démarreurs électroniques, - variateurs de vitesse électronique pour moteurs à courant continu, - convertisseurs de fréquence pour moteurs asynchrones et synchrones,

3

- appareils domestiques tels que téléviseurs, lampes à décharge, tubes fluorescents, etc, - circuits magnétiques saturés (tranformateurs ...) Comme on peut le constater, ces types de récepteurs sont de plus en plus utilisés et la «puissance» qu’ils contrôlent est de plus en plus élevée, d’où l’importance croissante des perturbations.

4 5

Te

12




Principaux récepteurs gênés par les harmoniques Récepteurs

1

Gênes

Machines synchrones : .................

Echauffements supplémentaires

Transformateurs : ..........................

Pertes et échauffements supplémentaires. Risques de saturation en présence d’harmoniques pairs

Machines asynchrones : ...............

Echauffements supplémentaires notamment pour les moteurs à cage et plus particulièrement à encoches profondes Couples pulsatoires

Câbles : .........................................

Augmentation des pertes ohmiques et diélectriques

Ordinateurs : .................................

Troubles fonctionnels dûs par exemple aux couples pulsatoires des moteurs d’entraînement

Electronique de «puissance» : ......

Troubles liés à la forme d’onde : commutation, synchronisation, etc

Condensateurs : ............................

Echauffement, vieillissement, mise en résonance du circuit, etc

Régulateurs, relais, compteurs : ...

Mesure faussée, fonctionnement intempestif, pertes de précision, etc

2 3 4 5

13

Te




Les transitoires

1 2

Nous désignons par le terme «perturbations transitoires» les surtensions impulsionnelles couplées dans les circuits électriques qui se retrouvent sous forme conduite dans les câbles d’alimentation, les entrées de commande et de signal des équipements électriques ou électroniques.

Caractéristiques des transitoires normalisés (type IEC 1000-4-4) Les éléments significatifs de ces perturbations sont : - La très faible durée du temps de montée de l’impulsion - Durée de l’impulsion

3

50 ms

- La répétitivité du phénomène : salves d’impulsions pendant

15 ms

- La fréquence de répétition : succession de salves toutes les

300 ms

- La faible énergie des impulsions

1-10-3 Joule

- L’amplitude élevée de la surtension

4

5 ms

4 kV

Exemple : U Impulsion

5

t 100 µs

Représentation temporelle

5 ms

La période de répétition dépend du niveau de la tension d'essai

U

Salve d'impulsions

t 15 ms

Longueur de la salve Période de la salve 300 ms

Te

14




U


1 ... F0 F1

F2

Fréquence Hz

...

En fonction de la nature du signal transitoire considéré, le spectre pe ut être de large bande (0 ... 100 MHz ou plus)

2 3

Origine Elles proviennent de la commutation rapide des «interrupteurs» mécaniques et surtout électroniques... Lors de la commutation d’un «interrupteur», la tension à ses bornes passe très rapidement de sa valeur nominale à zéro et inversement. Ceci génère de brusques variations de te nsion (dv/dt) élevées véhiculées dans les câbles.

4 5

Principales sources Foudre, défauts de mise à la terre, défauts à la commutation de circuits inductifs (bobines de contacteurs, électrovannes ...) Les perturbations transitoires sont des perturbations de type haute fréquence «HF». Elles sont conduites dans les conducteurs mais se couplent facilement sur d’autres conducteurs par rayonnement.

15

Te




Les décharges électrostatiques «DES»

1

Nous désignons par le terme «décharge électrostatique» les impulsions de courant parcourant un objet quelconque, lors du contact (direct ou indirect) de cet objet relié à la masse, avec un autre objet présentant un potentiel élevé par rapport à cette masse.

Caractéristiques des décharges électrostatiques normalisées (type IEC 1000-4-2)

2

Les éléments significatifs de ces perturbations sont : - la très faible durée du temps de montée de l’impulsion - la durée de l’impulsion

1 ns

60 ns

- le caractère isolé du phénomène : 1 décharge

3

- la tension très élevée à l’origine de la décharge (2 ... 15 kv ...) Exemple : Crête

100 % 90 %

4

Représentation temporelle 1 à 30 ns

1 à 60 ns

5

10 %

t 30 ns 60 ns

tr = 0,7 à 1 ns

U


Le spectre large bande (0 ... 1000 MHz ...)

... F0 F1 F2

Te

16

...

Fréquence Hz




Origine Les charges électrostatiques résultent de l’échange d’électrons entre les matériels ou entre le corps humain et les matériels. Ce phénomène est favorisé par la combinaison de matériaux synthétiques (plastiques, tissu ...) et une atmosphère sèche.

1

Principales sources Le processus peut résulter par exemple de la charge d’une personne lorsqu’elle marche sur une moquette (échange d’électrons entre le corps et le tissu), le frottement des vêtements d’un opérateur assis sur sa chaise. Les décharges peuvent se produire entre une personne et un objet ou entre des objets chargés ...

2

Tension (kV) 16 15

3

par exemple pièces de bureau sans contrôle d'humidité (en hiver)

14 13 12 11 10

Synthétique

9

4

8 7 6

Laine

5 4

Antistatique

3 2

5

Humidité relative (%)

1 5

10

20

15 %

30

40

50

60

70

80

90

100

35 %

Valeurs maximales des tensions électrostatiques auxquelles les opérateurs peuvent être chargés

Effets L’effet de la décharge d’un opérateur sur un matériel peut aller du simple dysfonctionnement jusqu’à la destruction du matériel. Les perturbations de types décharges électrostatiques sont des perturbations de type haute fréquence «HF» que l’on trouve sous forme conduites, mais qui se couplent facilement sur d’autres conducteurs par rayonnement.

17

Te




Les perturbations du réseau d’alimentation public «BT»

Tension : variations, coupures, creux, surtensions

1

Fréquence : variations Forme d’onde : harmoniques, transitoires, courants porteurs Phases : déséquilibre

2

Puissance : courts circuits, surcharges (effets sur la tension)

3

Elles sont principalement des perturbations de type basse fréquence «BF» U

4

∆U < 10 %

∆U > 3 %

∆U < 10 %

∆U > 10 %

t

5 Fluctuation de tension

Flicker

A-coup de tension

Creux de tension

Coupure brève

Exemples de perturbations réseau basse tension «BT»

Te

18

Surtension

○

Appellation courante

Amplitude de la variation

Fluctuation de tension

∆U < 10%

○

○

○

○

○

○

Durée du défaut

• Fours à arc • Sans conséquence sur le matériel • Machines à souder • Grosses charges à démarrages fréquents (compresseurs, ascenseurs, ...)

(variation lente) CEI 38 CEI 1000-3-3 CEI 1000-3-5 ○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

Flicker

∆U > 3%

A-coup de tension

∆U < 10% (variation rapide)

Creux de tension

10% ≤ ∆U ≤ 100 CEI 1000-2-2

Coupures brèves

∆U = 100%

1 9

Surtensions

T e

∆U > 10%

Conséquences

Origine

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

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○

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○

○

○

○

○

○

○

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○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

• Papillottement des éclairages • Commutation des grosses charges (démarrage de gros moteurs, chaudières électriques, fours électriques ...) • Retombée de relais rapides pouvant provoquer de gros problèmes dans le process • Perte de l’alimentation (si ∆U > 30%) coupure et creux sont • Perte de freinage sur les moteurs impulsionnels : < 10 ms Court circuit sur la distribution principale BT (vent, • Veiller à assurer une bonne immunité brefs : 10 ms à 300 ms orage, défaut chez un abonné voisin) surtout pour Automate, capteurs ... (coupure due à un dispositif de protection avec • Décrochage de moteurs asynchrones réenclenchement) 10 ... 500 ms

Mise sous tension I appel (8 à 20 In) • de gros moteurs et «reprise au vol» • de gros transformateurs • de gros condensateurs en tête de réseau

brèves : 10 ms à 1 mn Mise sous tension I appel (8 à 20 In) • de gros moteurs et «reprise au vol» longues : 0,3 s à 1 mn • de gros transformateurs permanents : > 1 mn • de gros condensateurs en tête de réseau si t ≤ 10ms —> phénomène transitoire Impulsionnelle

5

• Accidentelle (erreurs de branchement) • Manoeuvre sur le réseau MT

4

3

2

T é y l p e e c s t r d o m e a p g e r n t u é r t i b q a u t i e o s n s

• Perte de l’alimentation

• Destruction du matériel électronique • Doivent être absolument prises en compte dans la conception et mise en oeuvre d’appareils électroniques • Généralement sans conséquence pour le matériel électrotechnique

1

T S T r o y a p n u r e s c m e i s s i o n

C o m p r é h e n s i o n d e s p h é n o m è n e s « C E M »


Type ource Source Transmission

Sources de perturbations électromagnétiques

Commutation de charges inductives par contacts secs

Les appareils de commutation à contacts secs

1

Nous désignons par là tous les appareils destinés à fermer ou ouvrir un ou plusieurs circuits électriques au moyen de contacts séparables.

2 3 4 5

Origine des perturbations Le comportement du contact électrique et les perturbations générées dépendent de la nature de la charge commandée.

Comportement sur une charge résistive La commutation d’une charge résistive à l’aide d’un contact sec ne génère pas ou peu de perturbation

Comportement sur une charge inductive

L (bobine)

Exemple de charge inductive : Electroaimant de contacteur, d’électrovannes, de frein ...

Te

20




Régime établi En régime établi, un contact «alimentant» une charge inductive ne génère pas de perturbation.

Commutation d’un circuit inductif L’ouverture d’un circuit inductif génère aux bornes du contact : - une importante surtension entraînant une série de claquages diélectriques suivis éventuellement d’un régime d’arc.

1

- une oscillation amortie de la tension à la fréquence propre du circuit constitué par la charge inductive et sa ligne de commande.

V

2

Tension aux bornes d'un contact après rupture de courants inductifs

3

V K 0 1 à 1

t 100 à 500 µs

4

1 à 3 ms Succession de reclaquage de l'air inter contact

La distance inter contact est trop grande pour permettre un reclaquage inter contact

Coupure contacteur 9A~ sans écrêteur

5

Application aux circuits de puissance Les manœuvres d’interrupteurs, contacteurs, disjoncteurs ... dans des circuits de puissance génèrent des régimes transitoires perturbateurs. Exemple : fermeture sur condensateurs (batterie de compensation de cosϕ), déclenchement d’un disjoncteur sur court-circuit ... Malgré l’amplitude des courants commutés, les phénomènes générés par ces manœuvres sont souvent peu polluants. Les énergies mises en jeu sont élevées mais caractérisées par des fronts de pente faible (effet de filtrage des câbles, constante de temps élevée des charges ...).

21

Te




Perturbations émises Les surtensions varient entre 1 et 10 Kv et augmentent avec la vitesse d’ouverture du contact. Elles dépendent de l’énergie stockée dans le circuit commandé (câbles, constituants ...). Exemple :

50 mJ pour un petit contacteur alternatif 0,2 J pour un petit contacteur continu 10 J pour un gros contacteur continu

1

Le spectre de fréquence des perturbations émises (fronts de claquage) est compris entre quelques kilohertz (KHz) et plusieurs Megahertz (MHz).

2

Effets sur les installations Ces perturbations sont sans effet sur les matériels électromécaniques classiques.

Elles peuvent perturber certains circuits électroniques :

3

sous forme conduite Succession de transitoires superposées au courant d’alimentation. Ceci peut être la cause d’amorçages intempestifs de thyristors, triacs ..., commutation ou destruction d’entrées sensibles.

4 5

Coupure contacteur 9A~ réjections réseau

sous forme rayonnée Ces perturbations hautes fréquences «HF» peuvent, par rayonnement venir perturber des circuits voisins distincts (câbles dans une même goulotte, pistes de carte électronique ...). Enfin, elles peuvent venir perturber des appareils de télécommunication proches (télévision, radio, circuit de mesure ...). Te

22




Commutation de charges inductives par semi-conducteurs Nous désignons par là tous les constituants électroniques conçus pour établir et/ou interrompre le courant dans un circuit électrique à travers un semi-conducteur. + +

+

B

B

2

G

Le thyristor

1

Le transistor

L'IGBT

IGBT = Transistor Bipolaire à Gachette Isolée

3 Ce sont en quelque sorte des «interrupteurs» très rapides qui seront «ouverts» ou «fermés» en fon ction de la consigne envoyée sur la commande de l’interrupteur, à savoir, la Base «B» ou la Gachette «G» suivant les composants.

4 Performances typiques de ces composants Valeurs indicatives

Thyristor

Transistor

IGBT

Tenue en tension (max)

1,6 kV

1,2 kV

1,2 kV

max à l'état passant

1,5 kA

500 A (commutés)

400 A (commutés)

3 kHz

5 kHz

10-20 kHz

I

Fréquence de commutation

23

5

Te




Commutation de charges inductives par semi-conducteurs (suite) Etude de cas

1

Phénomène observé L’établissement et la coupure d’un circuit électrique se traduisent par une variation brusque du courant ou d e la tension aux bornes du circuit commandé.

2

Il en résulte donc de forts gradients de tension (dv/dt) aux bornes du circuit qui vont être à l’origine des perturbations. U

3

t

4

dv

dt

5 Signaux émis : Les perturbations générées sont de deux types : - Harmoniques basse fréquence «BF» : 10 kHz ... - Transitoires Basse et haute fréquence «HF» : jusqu’à 30 MHz ... Nous les retrouvons sous forme conduite et rayonnée. Effets Parasitage des appareils sensibles tels que : systèmes de mesure, récepteurs radio, téléphones, capteurs, régulateurs, ...

Te

24




Les moteurs électriques

Les machines tournantes Les machines tournantes (moteurs électriques) constituent une source importante de pert urbations conduites et/ou rayonnées

1

Exemple : moteur à courant continu à collecteur

2 3 Phénomènes observés En fonctionnement normal (marche continue) les perturbations vont dépendre du type de moteur utilisé. • les moteurs à induction (asynchrone ...) sont peu perturbants. • les moteurs à balais et collecteurs vont générer des perturbations de type «transitoires» à fronts raides (dv/dt élevés) issues de la phase de commutation des balais. V

Tension aux bornes d'un contact après rupture de courants inductifs

5 Moteur

V K 0 1 à 1

t 100 à 500 µs 1 à 3 ms

Balai Succession de reclaquage de l'air inter contact

4

La distance inter contact est trop grande pour permettre un reclaquage inter contact

commutation courant continu collecteur

25

Te



Sources de perturbations électromagnétiques Les moteurs électriques (suite)

1

Cependant, des perturbations peuvent être générées par les moteurs asynchrones : • la saturation magnétique des moteurs. La charge devient alors non linéaire et entraîne la création d’harmoniques. • l’enclenchement ou mise sous tension du moteur (démarrage).

2

Le fort appel de courant qui en résulte (6 à 10 I nominal) peut produire un creux de tension sur le réseau d’alimentation.

3

Signaux émis : - harmoniques Basse Fréquence - perturbation du réseau d’alimentation (creux de tension ...)

4

- perturbations transitoires Basse et haute fréquence «HF» pouvant dépasser les 100 MHz - décharges électrostatiques provoquées par l’accumulation d’énergie électrostatique résultant du frottement de matériaux de natures différentes.

5

Te

26




L’éclairage fluorescent

Nous désignons par là toutes les sources d’éclairage fonctionnant sur le principe d’un arc électrique qui s’allume et s’éteint alternativement.

1 2 3

Origine Même en montage duo et compensé, le courant absorbé par les tubes fluorescents n’est pas sinusoïdal.

4

Perturbations générées Ce courant est donc particulièrement chargé en harmoniques, notamment celui de rang 3 (3 x 50 Hz ou 3 x 60 Hz ...) Des perturbations seront générées sur une large plage de fréquence (0 à 100 KHz voire 5 MHz). Ces perturbations de type principalement basse fréquence «BF» se retrouvent dans l’installation sous forme conduite.

t

Forme du courant absorbé

27

Te

5



Sources de perturbations électromagnétiques Le soudage par points

1

Il s’agit de toutes les machines ou pinces à souder électriques.

Principe

2

La soudure s’effectue par point en faisant passer localement un courant élevé ( 30000 A) à travers les deux pièces à souder. L’échauffement y est tel qu’il y a soudure par fusion. I = 30000 A

3 4 5

Perturbations générées • tensions harmoniques 200 ... 20 KHz • rayonnement d’un fort champ magnétique pouvant engendrer le dysfonctionnement de détecteurs de proximité inductifs.

Te

28




Répartition spectrale des perturbations

10

100

1

kHz

10

30

100

1

MHz

GHz

1

Commutation d'une charge inductive

2

Moteurs L'éclairage fluorescent Soudage par points

3

Redresseurs Alimentation à découpage

4

Calculateurs (horloge) Variateurs électroniques

5

Perturbations conduites Perturbations rayonnées

29

Te


Modes de transmission des perturbations électromagnétiques

Type Source ransmission Transmission

L’identification du mode de transmission des perturbations est l’élément essentiel à la bonne analyse des phénomènes de la «CEM».

Les couplages : généralités

1

Les couplages sont les modes d’action des perturbations «CEM» sur les victimes.

2

Perturbations

Source ou Emetteur

Victime ou perturbé

Couplage

3 Exemple d’installation :

4

n s

t i o

r b a t u

Alimentation

r e

P

5

Electronique Perturbations

DDP P er t u

Capteur

r

P e

r

t u r b a t i o n s

Moteur P er turba tions

Z Couplage par les masses

Te

30

b a

t i o

n s

Capacité parasite




Quand un équipement «sensible» (bas niveau ...) est alimenté par une source d’énergie électrique commune à plusieurs équipements (réseau de distribution ...) les perturbations engendrées par les équipements de «puissance» (moteurs, fours ...) lui sont transmises par les lignes d’alimentation communes. Il existe un autre type de couplage par conduction dans les circuits de masse et de terre. En effet, les conducteurs de masse électronique (carte ...) sont tous raccordés à la masse de l’installation puis à la terre par des «conducteurs» électriques d’impédance «Z» non nulle.

Il en résulte une différence de potentiel entre la terre et les masses mais aussi entre les masses. Ces différences de potentiels provoqueront la circulation de courants perturbateurs dans ces différents circuits ... Des couplages par rayonnement des perturbations dans l’air peuvent également engendrer des dysfonctionnements d’appareils voisins.

1 2 3 4 5

31

Te




Les couplages par conduction

1

Les perturbations conduites sont véhiculées par un «conducteur» électrique. Elles peuvent donc être transmises par : - lignes d’alimentation internes, ou le réseau de distribution, - câbles de contrôle, - câbles de transmission de données, bus ...,

2

- câbles de masses (PE - PEN ...), - terre ..., - les capacités parasites ...,

3

Perturbation véhiculée

Vers alimentation

4

Appareil perturbé

Réseau de distribution Conducteurs

5 Principe Sur une liaison bifilaire (2 fils), un signal (utile ou parasite) peut se déplacer de deux façons : - le mode différentiel - le mode commun

Te

32




Le mode différentiel Le courant de mode différentiel (ou mode série) se propage sur l’un des conducteurs, passe à travers l’appareil, y génèrant ou non des dysfonctionnements et revient par un autre conducteur.

1 Electronique

U

U = tension de mode différentiel

Capteur

2 Le mode commun Le courant de mode commun se propage sur tous les conducteurs dans le même sens et revient par la masse au travers des capacités parasites.

4

1 Electronique

Capteur 2

U

Cp = capacité parasite



,

,

1+

U

Cp

5

U = tension de mode commun ,

2

Les perturbations de mode commun représentent le principal problème de la «CEM» car leur chemin de propagation est difficile à identifier.

33

3

Te




Les couplages par rayonnement

1

Les perturbations rayonnées sont véhiculées par le milieu ambiant (air ...) Exemple d’application :

Armoire

2

Câble "puissance"

Matériel perturbateur

Récepteur ou charge

3

Matériel perturbé

Matériel perturbé

4

Matériel perturbé 1

Câble "bas niveau"

2

1

1

0

0

5 Principe Selon la nature de la perturbation émise, les couplages pourront être de deux types : - couplage inductif - couplage capacitif

Te

34




Le couplage inductif Un courant I circulant dans un conducteur électrique crée un champ magnétique qui rayonne autour du conducteur. Il est évident que le courant circulant doit être élevé ... il est pr incipalement généré par les circuits «puissances» (véhiculant de forts courants) > 10 A. Toute boucle formée par un conducteur électrique de surface S et baignée dans un champ ma gnétique variable voit apparaître une tension U alternative à ses bornes.

1

Schéma de principe

2

Courant variable Boucle de câble Surface

H

3

U Champ magnétique variable

4 Le couplage capacitif Il existe toujours une capacité non nulle entre un circuit électrique (câble, composant ...) et un autre circuit proche (conducteur, masse ...). Une différence de potentiel variable entre ces deux circuits va générer la circulation d’un courant électrique de l’un vers l’autre à travers l’isolant (l’air ...) et former ainsi un condensateur appelé capacité parasite. Ce courant parasite est d’autant plus élevé que la fréquence de la tension aux bornes de la capacité par asite est élevée. I

=

U Z

Z=

1 Cω

I

k I

35

= UC 2Π f = kf

Te

5




Les couplages par rayonnement (suite)

1

Ce phénomène est aussi appelé «effet de main».

d

Cp

2

Circuit électrique

Masse

Convoyeur (métal)

0v

+

S Rouleau

U Variable

Charpente

3 ,

4


,

De plus, la valeur de la capacité parasite formée par les deux parties du circuit est : - proportionnelle à la surface «S» en regard des deux circuits, - inversement proportionnelle à la distance «d» entre les deux circuits

5 Si ces capacités parasites entre circuits sont totalement négligeables en 50 Hz, elles ont une importance considérable en haute fréquence «HF» et sont à l’origine de dysfonctionnements d’installations.

Te

36

Compréhension Compréhensi on des phénomènes «CEM»

Modes de transmission des perturbations électroma él ectromagnétiques gnétiques


Quelques émetteurs de perturbations électromagnétiques :

1W Impulsions de l'horloge Talkie walkie

Baie électronique

1

,

1m ,

,

,

,

,

2

Brouillage radio Poste à l'arc

3 4

Machine à souder

Machine à décongeler

Torche à plasma Câble et moteur de forte puissance

37

Te

5

Compréhension Compréhensio n des phénomènes «CEM»


Modes de transmission des perturbations électromagnétiques électromagnétiques Découplage des perturbations Les transformateurs d’isolement

1

Transformateur

Simple écran

3

Double écran

e r i a d n o c e S

e r i a m i r P

Standard

2

Isolement

Représentation

e r i a d n o c e S

e r i a m i r P

e d o n m u e m d m n o a c r c E

e r i a m i r P

BF

HF

OK

Inefficace

OK

Moyen

OK

Bien

TN-S Neutre

PE

4

Le transformateur Permet de changer de régime de neutre n’importe où dans l’installation, Assure un bon isolement galvanique en basse fréquence «BF» seulement, Un transformateur double écran sera nécessaire si l’on veut assurer un isolement galvanique convenable en «HF»,

5

Bloque et écoule les courants de mode commun vers les masses, Permet d’ouvrir les boucles de masse,

Explication des phénomènes = courant indésirable

Perturbation indésirable

Phase e r u i a a e m s i é r P r Neutre

Te

Phase

Neutre

38

e r i a d n o c e S

Produit victime


Modes de transmission des perturbations électroma él ectromagnétiques gnétiques


En continu ou basse fréquence «BF» (50 Hz ...) La résistance d’isolement primaire/secondaire ≥ 10 MHΩ La capacité parasite est négligeable.

1

En haute fréquence «HF» La résistance d’isolement primaire/secondaire est shuntée par la capacité parasite formée par les enroulements primaires et secondaires. La capacité parasite

50 pF pour les petits transformateurs et > 1 nF pour les gros transformateurs > 500 VA.

1 nF ne représente plus qu’une impédance de 100 Ω à une fréquence de 2 MHz.

2 3

Conséquences Il en résulte que les perturbations par exemple de type transitoires à fronts raides existant sur le réseau d’alimentation et provenant par exemple de surtensions de manœuvre risquent d’être transférées au secondaire du tranformateur et de venir perturber les produits qui y sont raccordés.

5

L’opto-coupleur Perturbation indésirable

Produit victime

Les phénomènes rencontrés avec le transformateur sont identiques avec l’opto-coupleur, bien que son impédance en basse fréquence «BF» et son comportement en haute fréque nce «HF» soient en général meilleur que ceux du transformateur.

39

4

Te

Compréhension Compréhensio n des phénomènes «CEM»

La terre


Symbôle : Pour les besoins du document, nous appellerons «terre» toutes les parties ou structures conductrices non accessibles ou enterrées. Bien que non officielle, cette définition nous permettra de mieux identifier dans une installation la terre et les masses.

1 2

Définition générale Sol de notre planète pris pour certaines applications électriques comme référence conventionne lle de potentiel «0 V» et dont la conductivité électrique (très variable) véhicule naturellement - ou est utilisée par l’homme pour véhiculer - certains courants électriques.

Rôles de la terre dans les installations électriques Rappel préalable Tout courant circulant dans la terre y est entré et en ressortira pour retourner à sa source.

3 4 5

Applications : • Répartition Répartition dans «l’électrod «l’électrode» e» sol des courants de foudre directs directs (décharge (décharge électrostatiqu électrostatiquee disruptive disruptive atmosphère - sol). • Circulation Circulation dans dans le sol des courants courants induits induits par la foudre entre entre deux points points d’une ligne ligne de distribution distribution aérienne. • En schéma schéma de régime régime de neutre neutre T-T la portion portion de terre terre comprise comprise entre la prise de de terre du réseau réseau de distribution et celle de l’installation fait circuler les (faibles) courants de fuite ou de défaut produits par l’installation. • Les masses des installat installations ions sont également également raccordées raccordées à la terre (équipotential (équipotentialité ité terre/sols terre/sols par rapport aux masses et structures métalliques) pour assurer la protection des personnes (et animaux) contre les risques électriques liés aux contacts indirects.

Liaisons électriques à la terre Les dispositifs concernant ces liaisons dans le cadre des systèmes de distribution électrique des bâtiments nous concernant sont relatifs aux applications ci-dessus (protection des personnes et des biens) et sont rappelés dans les normes CEI 364 et CEI 1024.

Pour une installation électrique donnée, il est nécessaire et suffisant d’avoir une bonne et unique prise de terre. Bonne parce que les lignes de descente des paratonnerres doivent pouvoir occasionnellement écouler des courants courants de l’ordre l’ordre de 20 à 30 K.A. K.A. dans un un sol de résistiv résistivité ité très variabl variablee ( 5 à 10 000Ω.m) sans trop provoquer de dégradations à l’interface prise-sol. Unique parce que la résistance très variable du sol entraînerait dans ces conditions extrêmes des différences de potentiel extrêmement élevées et destructrices entre les différentes prises de terre et que l’installation ellemême en marche normale (courants de fuite, de défauts, etc ...) entraînerait des pertur bations inacceptables. Te

40


La terre


Schéma type de raccordement à la terre d’installation (A) Descentes de paratonnerres. (B) Réseau de terre maillé et enterré avec renforcement particulier au pied des descentes de paratonnerres. (C) Liaison de terre de l’installation raccordée à la barre de raccordement d’origine des PE (ou PEN) de l’installation. (D) Maillage des masses d’une partie de l’installation raccordée aux structures métalliques ou éléments complémentaires de maillage (E). (E) Shunts réalisés entre descentes de paratonnerres et maillage de masse, structure métallique proche pour éviter les éventuels amorçages (risques d’incendie). A

1 2

A D

E

3

F

E

4

C B

5 Terre et compatibilité électromagnétique Ainsi que nous venons de le voir, la terre joue un rôle bien spécifique (mais partiel car des résidus conduits par les lignes d’alimentation réseau du site restent encore à éliminer) vis à vis des décharges de foudre.

Pour la plupart des autres phénomènes «CEM» à traiter (transitoires, courants ou champs rayonnés haute fréquence «HF»), les conducteurs de terre dont la longueur et la topologie de distribution (arborescence en étoile en parallèle avec les conducteurs actifs) présentant des impédances très élevées en haute fréquence «HF» ne pourront être d’aucune utilité sans le secours d’un réseau de maillage des masses. 41

Te


Les masses


Symbôle :

Définition générale Une masse est un point ou plan de raccordement équipotentiel relié ou non à la terre, servan t de référence à un circuit ou système.

1 2

Nota : pour des raisons de sécurité une masse dont le potentiel est intentionnellemen t spécifique ou variable doit faire l’objet de mesures particulières d’isolement et, le cas échéant de raccordement.

Définition spécifique aux installations électriques Une masse est toute partie conductrice accessible au toucher d’un appareil, équipement ou installation qui n’est pas sous tension en service normal, mais peut le devenir en cas de défaut. Exemples de masses :

3

- structure métallique du bâtiment (charpente, tuyauterie ...), - bâtis de machines, - armoires métalliques, plaques de fond d’armoire non peintes, - goulottes métalliques,

4 5

- carcasse de transformateur, panier d’automate ..., - les fils vert - jaune (PE - PEN) de liaison à la terre,

Masses et sécurité des personnes et des biens La norme fondamentale CEI 364, les textes nationaux et spécifiques à certaines installations décrivent les dispositions constructives garantissant l’atteinte de niveaux de sécurité adéquats. Quel que soit le régime de neutre de l’installation, des conducteurs de co uleur vert-jaune dits «PE» ou «terres de protection» d’impédance définie sont prévus pour le raccordement des masses à la terre et à l’origine de l’installation de telle sorte que : • En marche normale, ou en situation de défaut(s) à la masse : - les courants de défaut élevés soient éliminés (sécurité des biens), - aucune tension dangereuse ne puisse apparaître entre deux masses, masse et sol ou structure métallique (sécurité des personnes), • La sécurité des installations primant sur tout autre aspect, les interventions ultérieures sur le raccordement des masses ne devront en aucun cas entraîner : - la déconnexion d’un «PE» (vert-jaune) d’une masse, - l’augmentation d’impédance de tout raccordement «PE», Te

42


Les masses


Masses et compatibilité électromagnétique Prise en compte des phénomènes HF

1 Maillage systématique, rigoureux et approprié de toutes les masses

2 Equipotentialité BF et HF des masses

3 Bonne «CEM»

4 Bon fonctionnement des équipements d'un site

5 Comportement en basse fréquence «BF» Exemple : à la fréquence du réseau (50 ou 60 Hz). L’équipotentialité des masses à la fréquence du réseau (50 Hz - 60 Hz) est toujours correctement réalisée par l’intermédiaire des fils vert - jaune (PE - PEN).

43

Te



Les masses Comportement en haute fréquence «HF»

Nous avons vu dans le paragraphe concernant la terre que cette dernière jouait un rôle relativement limité vis à vis des phénomènes de «CEM».

1 2 3

Par contre les masses, situées à proximité immédiate des appareils électroniques jouent le rôle de «plan» ou réseau de référence pour les phénomènes haute fréquence «HF» (ainsi que certains aspects à fréquence 50/60 Hz) à condition de résoudre préalablement le problème de leur équipotentialité. En effet, l’interconnexion des masses réalisée par les conducteurs de protection de façon arborescente (étoile) présente entre deux points parfois proches des impédances très élevées en «HF». Par ailleurs, des courants de défauts élevés font apparaître des différences de potentiel entre deux points, et (schéma T N-C) des courants importants circulent en permanence dans le PEN. Il apparaît donc nécessaire (sans dégrader le rôle des PE) de réaliser le maximum d’interconnexions complémentaires (câbles de couleur différente du vert-jaune), dont la section ne sera pas inférieure à la plus petite section des PE raccordés aux masses considérées. Ces raccordements sont à réaliser de proche en proche entre masses des appareillages, chemins de câbles, structures métalliques existantes ou intentionnellement ajoutées, etc ... Y seront raccordés directement les écrans, blindages, retours de mode commun des dispositifs de filtrage, etc...

Un réseau équipotentiel de masse de mailles fines répondant aux exigences de «CEM» sera ainsi constitué.

4

Dans certains cas exceptionnels (courants induits à fréquence réseau, différences de potentiel, etc ...) le raccordement au réseau de masse aura lieu de se faire de façon appropriée (ex : à une extrémité par condensateurs «HT»/»BF», etc ...)

5 Courant de fuites dans l’installation De par leur proximité avec les circuits électriques de l’installation, les masses vont former avec ces circuits des capacités parasites qui vont être à l’origine de la circulation de courants indésirables à travers les produits et les masses. Dans certains cas ceci pourra se traduire par un dysfonctionnement des installations (déclenchement des protections différentielles...). Voir les modes de transmission (perturbations rayonnées, couplage capacitif).

Te

44


Les masses


(produit)


1

Circuit électrique

Cp Masse métallique (support)

0v

+

2

Z Fil vert-jaune

Le raccordement des masses doit donc être réalisé par des moyens appropriés à la basse fréquence «BF» (sécurité des personnes ...) et à la haute fréquence «HF» (bonne «CEM»).

3 4

Ceci sera réalisable efficacement d’un point de vue technique et économique : - si le problème est pris en compte à la CONCEPTION, - si la réalisation «HF» d’une installation est maîtrisée

45

Te

5


Les masses


Boucles entre masses

1

Une bouche entre masses est la surface comprise entre deux câbles de masse.

Appareil

Armoire

2 Boucle de masse

3 4

Machine

,

Les boucles entre masses sont le résultat d’un maillage systématique et rigoureux permettant d’assurer l’équipotentialité d’un site. 

Il faut réduire la surface de chaque boucle en multipliant les connexions entre toutes les masses.

5

Te

46


Les masses


Boucles de masse Une boucle de masse est la surface comprise entre un câble fonctionnel (câbles d’alimentation, de contrôlecommande, réseau de communication ...) et le conducteur ou la masse mécanique la plus proche.

Armoire

Armoire

Alimentation Appareil

Appareil

,

S1 ,

,

n o i t a t n e m i l A

,

S2 S3 Machine

,

1



e d C e l ô r t n o C



,

,

3

,

Machine





,

,

4

Il y a autant de boucles de masse qu’il y a de câbles fonctionnels.

Il est impératif de réduire la surface des boucles de masse en faisant passer les câbles fonctionnels sur toute leur longueur, le plus près possible des masses. Les boucles de masse sont la principale source des problèmes de la «CEM», le couplage des perturbations rayonnées y est particulièrement efficace.

47

2

Te

5


Les masses


Eviter le raccordement des masses en étoile à la terre     

Armoire

1

Armoire

    

,

,

Z ,    

2



Boucles de masse de grande surface 



Câble perturbé

3

Armoire

tur bé Câ b le per Armoire

U élevé

Grande longueur

Câble bas niveau

Z

4

Z Forte impédance commune ==> ddp entre les équipements

5

Il faut absolument éviter le raccordement des masses à la terre en étoile.

Seul un maillage systématique et rigoureux des masses entre elles permet d’obtenir une bonne équipotentialité haute fréquence «HF» du site.

Te

48


Les câbles


Comportement d’un conducteur en fréquence Le niveau de compatibilité électromagnétique (CEM) dans un équipement est lié aux couplages entre les circuits, ces couplages étant eux-mêmes directement fonction des impédances entre ces circuits. Les conducteurs utilisés et leur mise en œuvre sont donc prépondérants dans le comportement électromagnétique de l’installation.

1

Impédance

100

2

Domaine basse fréquence

,

10 Ω

3

,

1Ω

,

100

18

10 7

1 mm

2

2,5 mm

2

35 mm

2

Domaine haute fréquence

,

4

Ω

1

m

0,5

,

5

0,1 mΩ

Fréquence

,

0

Hz 0 Hz

kHz

10

100 50

1

80

10

MHz 100

1

10

,

Valeurs caractéristiques de l’impédance d’un conducteur électrique de longueur L = 1 m

A 100 kHz 2 câbles de 1 mm 2 en parallèle sont moins impédants qu’un câble de 35 mm 2 ==> d’où l’intérêt du maillage.

49

Te


Les câbles


Comportement en basse fréquence «BF» En basse fréquence «BF», le courant circule au sein du conducteur alors qu’en haute fréquence «HF» l’effet de peau est prépondérant. La circulation du courant s’effectue à la surface du conducteur. En basse fréquence «BF» (50 Hz - 60 Hz) la section du fil est prépondérante

Comportement en haute fréquence «HF»

1

En haute fréquence «HF» (F > 1... 5 MHz ...) - le périmètre de la section du conducteur est prépondérant (effet de peau) - la section du conducteur est peu significative

2

- la longueur du câble est déterminante

3

(a)

(b)

Z1

Z2

4 (c)

(d)

Z3

Z4

5 Suivant les différents cas : a:

Z1, câble dans l’air (inductance linéïque : l

1 µH/m).

b:

Z2, câble plaqué sur une surface métallique.

c:

Z3, treillis métallique avec contact à chaque croisement (par exemple fer à béton soudé).

d:

Z4, plan métallique.

Et pour une même longueur, les impédances linéïques sont dans l’ordre Z1 > Z2 > Z3 > Z4

Te

50


Les câbles


Longueur et section d’un conducteur L’impédance d’un conducteur est principalement fonction de son inductance linéïque, proportionnelle à la longueur du câble. Cette inductance devient prépondérante au délà de 1 kHz pour un câble standard. Cela veut dire que, pour un conducteur de quelques mètres seulement, l’impédance de ce câble vaut :

1

- en continu ou à 50/60 Hz quelques «milliohms» - vers 1 MHz quelques ohms - en haute fréquence «HF» ( 100 MHz ...) plusieurs centaines d’ohms

2

Si la longueur d’un conducteur est supérieure à 1/30 de la longueur d’onde du signal véhiculé, l’impédance du câble devient «infinie». ==> l’installation se comporte alors comme s’il n’y avait pas de conducteur.

L (m)

λ

λ

30

λ : longueur d'onde du signal véhiculé

F

300 F(MHz)

: fréquence du signal véhiculé en MHz

Un conducteur ne sert à rien si L

51

==>

L L

3 4

10 F(MHz) : longueur du conducteur en mètre

10 . Exemple : queue de cochon F(MHz)

Te

5


Les câbles


Effet d’antenne d’un conducteur Les conducteurs sont des antennes sur lesquelles le champ rayonné peut venir se coupler. Ces mêmes conducteurs peuvent également émettre lorsqu’ils sont parcourus par un courant haute fréquence «HF»

1

Champ magnétique H

Champ électrique E

2 Boucle = antenne "Récepteur"

Boucle = antenne "Emetteur"

Conducteur = antenne "Récepteur"

Conducteur = antenne "Emetteur"

3 4

Longueur des antennes Pour certaines longueurs de conducteurs en relation avec la longueur d’onde du signal rayonné, l’effet d’antenne devient très significatif. 1

5

L=

λ

Antenne appelée "quart d'onde"

4

75 ==> Antenne adaptée F(MHz)

L (m)

Exemple : F= 100MHz

L

75 = 0,75 m 100

A cette fréquence de 100 MHz, un conducteur de longueur L > 0,75 m devient une antenne efficace. 2

Te

L=

λ 2

Antenne appelée "demie onde"

52


Les câbles


Fil vert-jaune PE-PEN

Dans les installations anciennes réalisées sans prendre en compte les phénomènes «HF», la longueur des conducteurs vert-jaune (PE-PEN) est telle (L > 1 à 2 m) qu’ils : ==> participent efficacement à l’équipotentialité «BF» (50 Hz - 60 Hz) du site donc à la sécurité des personnes et des biens (CEI 364, NF C 15 100 ...).

1

==> ne jouent pratiquement aucun rôle sur l’équipotentialité «HF» du site donc sur la "CEM".

2 3 Interconnexion des masses Il est indispensable de réaliser un maillage rigoureux et systématique de toutes les masses si l’on veut obtenir une équipotentialité «HF».

==> si la longueur du câble de masse est trop élevée (L > 10 / F (MHz)) l’installation devient «flottante», des différences de potentiel entre les matériels a pparaîssent donc inévitablement et engendrent la circulation de courants indésirables.

53

Te

4 5


Les filtres


Fonction d’un filtre

1

Les filtres ont pour fonction de laisser passer les signaux utiles et de supprimer la partie indésirable du signal transmis.

2

Filtre approprié

U entrée

Signal transmis = Signal utile + Signal indésirable

3

U sortie

Signal transmis = Signal utile

Domaine d’emploi :

4

- filtres anti-harmoniques F ≤ 2,5 kHz - filtres RFI (Radio - Perturbations conduites) F ≤ 30 MHz

Sens d’actions :

5

- filtres d’entrée exemple : filtres anti-harmoniques, filtres RFI Ils protègent le réseau d’alimentation des perturbations générées par l’équipement alimenté.

n o i t a t n e m i l a ' d u a e s é R

Te

Filtre d'entrée

Circuit perturbateur

54

e n i h c a M


Les filtres


Ils protègent également l’équipement des perturbations venant du réseau d’alimentation.


Filtre d'entrée

Circuit à protéger

e n i h c a M

1

- Filtres de sortie

2

Exemple : filtres «sinus» Ils protègent la charge contre les perturbations venant de l’équipement.


3 Filtre de sortie

Circuit perturbateur

Circuit à protéger

4 5

Les différents filtres Types de filtrage : - les filtres de mode différentiel - les filtres de mode commun - les filtres complets assurent le filtrage de mode commun et différentiel.

La technologie - les filtres passifs - les compensateurs actifs

55

Te


Les filtres


Principe du filtrage passif = désadaptation d’impédance - faire barrage aux perturbations : self série (Z = Lω) - canaliser les perturbations : capacité en parallèle Z =

1 Cω

- conjuguer les deux

1

L

Entrée C

Sortie

Filtre

Courant perturbateur :

2

- dissiper les perturbations en énergie : les ferrites

Le filtrage passif «en mode différentiel»

3

u

Filtre e é r t n E

e é r u t n E

e i t r o S

C

e i t r o S

Courant perturbateur de mode différentiel

4 Le filtrage passif «en mode commun» u

Filtre e é r t n E

5

e é r t n E

e i t r o S

C

u

C

Courant perturbateur de mode commun

e i t r o S

u

u

En mode différentiel, les 2 selfs s'annulent car elles sont bobinées en sens inverse sur le même noyau.

Principe du compensateur actif - utilisé uniquement pour le filtrage des courants harmoniques, - il génère un signal complémentaire au signal perturbateur afin de reconstituer un signal sinusoïdal. Te

56


Les ferrites


Ce sont des filtres de mode commun en haute fréquence «HF». Les ferrites sont constituées de matériaux à forte perméabilité magnétique «µr».

Alimentation

1

/ 2 U

/ 2

Capacité parasite

2

Récepteur Capacité parasite

3

: courant perturbateur de mode commun

4

La ferrite utilise deux principes : - l’in l’indu duct ctan ance ce de mod modee commu communn (voir paragraphe filtre) - l’absorption l’absorption par par pertes joules joules (échauffeme (échauffement) nt) induites induites des perturbatio perturbations ns «HF» de mode mode commun. Ces deux principes aboutissent à une impédance de mode commun dont l’efficacité dépend de son rapport en regard de l’impédance du circuit à protéger.

57

Te

5

Obtention de la «CEM» dans l’installation

CHAPITRE 2 ,

,

,

,

,

OBTENTION

1

DE LA

2

COMPATIBILITÉ 3

ÉLECTROMAGNÉTIQUE

4

DANS L’INSTALLATION

5

-- RÈ RÈGLE GLES S DE L’A ’ART RT --

1

Te


Avant-propos ,

1 2 3

,

,

,

,

La conception, la réalisation, la modification ou la maintenance d’un équipement commencent commencent toujours par une étude qui amène à définir : - les caractérist caractéristiques iques des matériel matérielss et constituants constituants capables capables de remplir remplir la fonction désirée, - les règles règles de conception conception mécanique mécaniquess et électriques électriques permettant permettant d’assur d’assurer er la fonction désirée.

Cette étude est réalisée en tenant compte des contraintes technico-économiques. De ce point de vue, il est recommandé de se préoccuper d’assurer d’ assurer la compatibilité électromagnétique dès le stade de la conception d’une installation. installation. C’est la meilleure assurance contre les l es dysfonctionnements et la dérive des coûts.

4

En effet, négliger la «CEM» lors de l’étude du projet génère une économie immédiate de quelques pourcents du coût global de l’installation (les (l es spécialistes «CEM» s’accordent sur un surcoût de 3 à 5%).

5

Mais, dans ce cas, il est bien souvent nécessaire de réaliser des modifications lors de la mise en service de l’installation. Le coût global de ces modifications, de par la faible marge de manœuvre dépasse souvent plusieurs dizaines de pourcents. Ceci entraîne des délais supplémentaires à la livraison assortis de problèmes de relations commerciales avec le client.

Te

2


La démarche «CEM» ,

,

,

,

,

La démarche «CEM» doit être globale Le bon fonctionnement repose sur la bonne conception, le bon choix et la bonne réalisation de tous les maillons de l’installation.

1

Quelle que soit la phase de vie de l’installation, les REGLES DE L’ART définies ci-après doivent être appliquées avec sérieux et méthode.

2 3 t e n p e m p

u i É q

-

io n o s Connex i n s

-

G o

u l

o t t e

s -

M

4

a

s s e s -

R è g

l e

s

d e

l ' a

5

r t -

R

é

g i m

e d e n e u

t r e . . . . .

r r e T e

La «CEM» et plus particulièrement les phénomènes «HF» restent compliqués à interpréter. Il importe donc de bien garder à l’esprit qu’il n’y a pas de solution miracle ni de vérité universelle en «CEM». Néanmoins, même si les contraintes et donc les actions applicables restent propres à chaque installation, l’application des règles de l’art nous assure le maximum de chance d’obtenir un fonctionnement correct de l’installation.

3

Te



,

,

,

,

Conception d’une nouvelle installation ou d’une extension

1

DÉFINITION DU DOMAINE NORMATIF «CEM»

2

ANALYSER

DÉFINIR

3 4 5

L’environnement • Externe (réseau public, privé, site, voisinage ...) • Interne (bâtiment, machine, installations proches ...) Les contraintes liées au site et à l’application

DÉTERMINER

Les produits et accessoires «CEM» compatibles avec les contraintes (installations, cahier des charges ...)

ÉTABLIR

Les règles d’installation nécessaires à l’obtention d’une bonne «CEM» (règles de câblage, précautions ...)

RÉALISER

L’installation en respectant rigoureusement les règles définies

VÉRIFIER

La bonne réalisation de l’installation, le bon fonctionnement de l’équipement

MESURER ÉVENTUELLEMENT

CORRIGER

Te

• Normes génériques «CEM» • Normes produit

Si la norme l’exige

Si nécessaire

4



,

,

,

,

Maintenance d’une installation ou Évolution - mise à jour du parc La maintenance «CEM» est quelque chose de simple mais doit être bien organisée, planifiée et conduite avec rigueur. FORMER

Les électriciens et les mécaniciens doivent être sensibilisés aux problèmes de maillage des masses, de blindage, d’influence des connexions ...

ANALYSER

Les conséquences de toute modification ou remplacement d’un produit ... vis à vis du système ou de l’environnement.

CONTRÔLER

Instaurer des visites préventives périodiques afin de remplacer écrêteurs, varistances, vérifier les connexions, contrôler la résistance de masse ...

RENSEIGNER

Renseigner toutes les interventions sur un journal de maintenance machine ... Etablir des fiches de défaillance avec les remèdes apportés ...

Le respect de ces quelques règles est dans tous les cas bénéfique pour l’entreprise, ceci bien au delà de la «CEM». Il faut garder à l’esprit qu’il suffit d’une simple dégradation de liaison électrique (corrosion, oubli d’une reprise de blindage, goulotte déboulonnée) pour dégrader très sérieusement le comportement «CEM» d’une installation.

Evolution du parc, extension de machine ... La démarche adoptée doit être la même que pour la conception. Il est impératif de constituer un dossier com plet des modifications effectuées afin de faciliter la mise en service et les interventions futures. Quelle que soit la phase de vie de l’installation, les REGLES DE L’ART définies ci-après doivent être appliquées avec sérieux et méthode.

5

Te

1 2 3 4 5



,

,

,

,

Amélioration d’une installation existante Dans tous les cas de dysfonctionnement, il est nécessaire de rechercher et d’analyser les causes.

1

S’INFORMER ÉCOUTER

Il est nécessaire de s’informer auprès des responsables mais aussi et surtout auprès des opérateurs.

IDENTIFIER

1- La ou les victimes. Se faire une idée précise de la défaillance. 2- La ou les sources de perturbation. Evaluer les ordres de grandeur des perturbations. 3- Les modes de couplage ou le cheminement des perturbations.

CONSULTER

Ce guide afin de comprendre les phénomènes et d’identifier les problèmes. Lire avec beaucoup d’attention «les règles de l’art».

2 3 4 5

DÉFINIR LES PRIORITÉS

DÉFINIR LES ACTIONS

RÉALISER LES ACTIONS CORRECTIVES

Traiter en priorité les plus importantes sources de perturbation. Mener en premier les actions qui ne nécessitent pas de modification profonde ou d’arrêt machine long. Traiter les points d’entrée des perturbations un par un, jusqu’au dernier. Après s’être bien imprégné du problème et du chapitre règles de l’art, faire le tour de l’installation, observer attentivement tous les points importants et noter les actions à entreprendre. Travailler avec méthode et détermination. Traiter les actions une par une. Au début les résultats sont non visibles, parfois pire mais il faut continuer sans se décourager jusqu’à obtenir satisfaction. Ne jamais retirer ou démonter un remède. Il n’y a qu’à la fin, après obtention du résultat que l’on pourra envisager de retirer tel ou tel remède uniquement s’il est vraiment très gênant pour l’installation. On se rend compte alors bien souvent que les remèdes jugés inutiles au début participent activement au bon fonctionnement.

S’il n’est pas possible de reproduire le défaut ou en cas de problème grave, l’appui ou l’intervention d’un spécialiste «CEM» connaissant parfaitement les produits mis en cause peut être nécessaire. Te

6


Les règles de l’art ,

,

,

,

,

L’évolution des technologies et des techniques permet de concevoir et de réaliser de s produits, machines ... toujours plus performants. Il va sans dire que ceci implique une évolution des contraintes qui amène à faire évoluer les règles de l’art dans la conception des installations.

1

Les règles de l’art désignent l’ensemble des notions à prendre en compte pour la bonne réalisation des équipements et installations électriques.

Le respect de ces règles permet de réduire significativement les contraintes et les coûts dus aux problèmes de «CEM» les plus courants.

CHOIX DES CONSTITUANTS Phénomènes basse fréquence «BF»

2

Phénomènes haute fréquence «HF»

• Systèmes de protection

• ÉQUIPOTENTIALITÉ des masses (maillage)

• Filtrage

• Routage soigneux des câbles

• Longueur des câbles

• Choix des câbles

3

• Connexions soignées et adaptées à la «HF»

4

• Blindage des câbles • Goulottes et chemins de câble • Longueur des câbles Prépondérance des systèmes de protection

Prépondérance de l’installation

5

Sujets concernés : • Le réseau de masse ........... page 8, • L’alimentation...................... page 18, • L’armoire............................. page 26, • Les câbles........................... page 32, • Les règles de câblage......... page 36, • Les chemins de câbles ....... page 44, • Les connexions ................... page 52, • Les filtres ............................ page 56, • Les parasurtenseurs ........... page 60, • Les ferrites .......................... page 62.

7

Te


L

Le réseau de masse ,

,

,

,

,

Présentation

1

L’ÉQUIPOTENTIALITÉ basse et haute fréquence des masses est une règle d’or en «CEM».

Équipotentialité «BF» et «HF» du site

2

==>

par un maillage spécifique adapté, etc ...

Équipotentialité «BF» et «HF» locale ==>

3

par un maillage de toutes les masses et si nécessaire la réalisation d’un plan de masse spécifique adapté, etc ..

Réaliser un maillage rigoureux de toutes les structures métalliques, bâtis, châssis, conducteurs de masse ... entre eux.

4

Connexions (voir le paragraphe «les connexions» plus loin dans ce chapitre)

5

==>

Un soin particulier doit être apporté dans la ré alisation des connexions afin d’assurer qualité et longévité en «BF» et «HF».

==>

Connexion directe (sans conducteur) métal/métal par liaison boulonnée.

==>

Connexion par tresse métallique ou toute autre liaison large et courte.

Attention à la peinture et aux revêtements isolants...

Te

8



,

,

,

,

Le bâtiment

1

Armoire Puissance Armoire bas niveau

2

Goulotte Puissance Goulotte bas niveau Goulotte bas niveau

3

Goulotte Puissance

4 Ceinture de masse

Treillis soudé (fer à béton)

5m

Connexions des masses

9

Te

5



,

,

,

,

Le bâtiment (suite)

Équipotentialité «BF» et «HF» du site

1

==>

Réaliser un plan de masse plus une ceinture de masse par étage (treillis de fers à béton soudés et coulés dans la dalle de béton, faux plancher avec quadrillage en conducteur cuivre ...).

2 3à5m

3 4 5

Te

==>

Interconnecter toutes les structures métalliques du bâtiment au réseau de masse (charpentes métalliques, ferraillage béton soudé, tuyaux et conduites métalliques, goulottes, convoyeurs, huisseries métalliques, caillebotis ...

==>

Dans les zones destinées à recevoir du matériel sensible (informatique, mesure ...) une étude et réalisation spéciale d’un plan de masse à mailles très serrées est souhaitable.

==>

Etc ...

10



,

,

,

,

L’équipement / la machine

Equipotentialité locale «BF» et «HF» de l’équipement ou de la machine. ==>

Interconnecter toutes les structures métalliques d’un même équipement entre elles (armoire, plaque de plan de masse de fond d’armoire, goulottes, tuyaux et conduites, structures et bâtis métalliques de la machine, moteurs ...).

==>

Rajouter si nécessaire des conducteurs de masse destinés à parfaire le maillage des masses (dans un câble les deux extrémités de tout conducteur non utilisé doivent être raccordées à la masse).

==>

Raccorder ce réseau de masse local au réseau de masse du site en répartissant et multipliant au maximum les connexions.

1 2 3 4 5

11

Te



,

,

,

,

L’armoire

1

(voir le paragraphe «l’implantation des constituants» plus loin dans ce chapitre).

Équipotentialité «BF» et «HF» de l’armoire et de ses constituants. ==>

Toute armoire doit comporter une plaque de plan de masse en fond d’armoire.

2 Attention aux plaques de fond d’armoire recouvertes de peinture ou de tout autre revêtement isolant.

3 4

==>

Toutes les masses métalliques des composants et constituants montés dans l’armoire devront être boulonnées directement sur la plaque de plan de masse afin d’assurer un contact métal/métal de qualité et durable.

==>

Le fil de terre vert-jaune de par sa trop grande longueur ne peut généralement pas assurer un raccordement à la masse de qualité en «HF».

5

Te

12



,

,

,

,

Liaisons électriques

1

PE - PEN

2

Barreau

,

Fil vert / jaune

,,

,

,,

L

,

Tresse

3

,,

l

L <3 l

,

,

,

,

,

,

4 5

Equipotentialité - Maillage - Continuité - Sécurité CEI 364 13

Te



,

,

,

,

Interconnexions «chaînage» des masses -- ARMOIRE --

1 2

HF

1 "Queue de cochon"

2

3

3

1

4

B F H F -

Tresse ,

5 ,

Equipotentialité - Maillage - Continuité - Sécurité CEI 364 Te

14



,

,

,

,

Interconnexions «chaînage» des masses -- ARMOIRE --

PE CEM

1

B F H F -

Tôle peinte

2

Assurer un contact métal-métal

e t n a t r o p m i r u e u g n o l e d E P

peinture

HF

3 4

HF

5

,



L < 10 cm

peinture

 ,




Te



,

,

,

,

Interconnexions «chaînage» des masses -- INSTALLATION --

1 2 3 4 5

Equipotentialité - Maillage - Continuité - Sécurité CEI 364 Te

16



,

,

,

,

Interconnexions «chaînage» des masses -- INSTALLATION - B F H F -

1 ,

2

,

Tresse soudée

B F H F -

3 4 5


Te

L


L’alimentation ,

,

,

,

,

But

1

Fournir une énergie de qualité mais aussi une disponibilité permettant d’obtenir le bon fonctionnement de l’installation. L’alimentation est un interface entre différents réseaux. - le réseau public «BT» et les abonnés, - le réseau «MT» et les industriels,

2

- au sein même de l’installation entre les circuits généraux et les départs divisionnaires.

3

Réseau public

Alimentation

Installation(s) Machine(s)

4 En règle générale :

5

• Filtrer l’alimentation Un filtre secteur industriel bien raccordé convient. • Mettre en place des écrêteurs, éclateurs à la source. Eloigner ces composants perturbateurs des équipements sensibles.

Te

18


L’alimentation ,

,

,

,

,

Analyse Circuit amont Répertorier les perturbateurs potentiels et le type de perturbations (nature, intensité, fréquence ...) qui peuve nt venir affecter l’alimentation.

Circuit aval

1

Répertorier les différents matériels alimentés et le type de perturbations qu’ils génèrent et qui peuvent venir affecter l’alimentation.

2

Estimer les effets et conséquences possibles de ces perturbations sur l’installation à alimenter. - Conséquences acceptables ou non (permanentes, fugitives ...) - Gravité et coût des conséquences des perturbations - Coût de l’installation - Disponibilité et fiabilité attendues ...

3

Cahier des charges

4

Le cahier des charges de l’alimentation ayant été défini, il y aura lieu : 1-

De prendre en compte les caractéristiques fournisseur dans le cas d’alimentation «catalogue». caractéristiques d’Immunité, d’Émission, d’Atténuation en mode commun, filtrage ...

2-

De valider, pour les alimentations personnalisées, les performances de l’alimentation lors de la réception (transformateur, alimentation spéciale, alimentation sauvegardée, ininterruptible ASI ...).

3-

De définir les caractéristiques de l’équipement d’alimentation électrique à construire et vérifier ses caractéristiques avant mise en service.

Découplage par transformateur (voir le paragraphe «les transformateurs d’isolement» dans le chapitre 1 à la rubrique «Modes de transmission des perturbations» «EM»).

19

Te

5


L’alimentation ,

,

,

,

,

Les régimes de neutre Le régime de neutre définit les liaisons électriques du neutre et des masses par rapport à la terre.

1

Pour les installations basse tension «BT», il est caractérisé par :

Première lettre : situation du neutre par rapport à la terre T = liaison directe du neutre à la terre I = liaison à la terre par une impédance élevée

2

Seconde lettre : situation des masses par rapport à la terre

3 4

T = liaison des masses directe à une terre distincte N = liaison des masses à la terre du neutre

Schéma TN : Il est décomposé en deux groupes TN-C - TN-S

5

TN-C : les conducteurs de terre (PE) et neutre (N) sont confondus et forment le conducteur PEN. TN-S : les conducteurs de terre (PE) et neutre (N) sont deux conducteurs distincts raccordés à la terre.

Dans le choix du régime de neutre, la sécurité des personnes l’emporte toujours sur les aspects fonctionnels.

Te

20


L’alimentation ,

,

,

,

,

Les régimes de neutre : comportement en «CEM»

T I

S N T

C N T

T T

n o i s n e t x e ’ d s r o l E P r u e t c u d n o n c o u i t a n d l l e a i é t t i B u s n n ’ i t i n d o c a l r e r u s s a t e s t n a l i g i v e r t E

l e i t n e r é n f i e f d i B r u e r e i t o c t n a o i g j s l i b D o

s e s d e n é n t i r o u s c r é e p S

n e i B

s i a v u a M

s i a v u a M

r a c e e u u n q i q e è t r s é n c d i e r l n t a i n é c r m é t a i ’ m r o u d c c s e é a R s p

n e i b s è r T

e l l e i t n e r é f f i d n o i t A c e m t 0 o r 0 P 5 A s k é r > v u e e t e t r l é c ê s u t d n è r n a t o v s c u t n l e o p a r s N u n o a E C d P

n e i B

x u a c o l s e l s n a d e t i u d r q s e i t r n à I

n e i B

n e i B

s n e i b s e d é t i r u c é S

n e i B

e i d n e c n i ’ d s e u q s i R

s e l r s u l e o i p r s é t e a u m q s i R

é e t i i l i g r b i e n n o é l p ’ s e i D d

21

e d c e e r v t i s a l f . i a é t e n u v i l d u i b n m a i t i o m t o M a p a c s e m i i d o l c t o u n ’ I l m

n e i b s è r T

e r . i r e a t r e i s t i f u s r u e e m e u u i c o g l é r p n t d e n t s o e t n l n s n e o e r i a l t t l e a ê m a b r l u t g l e r â a i u a c o t r e f s u s c p e i n d e s l e I d ’ l é r d l -

l a n v o à i a t s s t e n s e n t g e i e n s u s i o e f a m l t l e e é u c l e e i p d t i t e i t i s o t s u t n s q n s r e p r é e é a r v é c u e s f f é s e o l e i N d c é d d -

e m è 2 u a N T a t m é u a h f c é S d -

E t P u l e a f é s d n a s e d n o d s i t t s n a ) t a b n t r s e a r u t i r o t r u u p e d o p i m n C i ( -

s i a v u a M

s s t n l e » a M r s s u n n E e o a a d C c d d « i t s e s e n s d r u n e n A r u r e i q o o . l n e m i l u t E i e n i o t t e i e a t o l t a s a n P s b b a r e a l n r l r m n a e u t o t u s u l o é r t s a c y s r r r c n r e a i a e a é é h n ’ i ’ C p m R p p d g d l

n e i B

n o l i t e i e t l a n n l a u e t s s t o n u p ’ i l p e l t d r u s e e o ’ n c p n e E e r u P é q i f e é n L r u

r ) i o e v n n é r i e p r à é a s n e r i o d t u u o b i f r t a r i s a d P ( -

1 2

e r r e t e l u e s 1 -

l a n v o à i a t s s t t e n e n i e s u g e f n s o s a m e l e e é i t l l u c d t e p i e i e t s s t t i i s u t o n s q n s r e p r é e é a c s r v s é f e f é e u o l e i N d c é d d -

t n e » m e M E t r C o « p m n e o C

Te

3 4 5


L’alimentation ,

,

,

,

,

Les régimes de neutre (suite) Première lettre (définit la situation du neutre)

1 2 3 4 5

t n i o p n u n e e r r e t a l à s e é i l e r

Liaison directe du neutre à la terre

Liaison du neutre à la terre via une impédance ou absence de liaison

T

I

TT

T

u a s e s s a m s e d n o s i a i L

Te

u a e s é r t c e r T i D B

r u e t a m r é o i v f s r n p a r T t / r B a T P H

OUI

OUI

NON

OUI

OUI

OUI

IT

s e é t c e n n o c r e t n i s e s s a M

n o i t a l l a t s n i ' l e d s e s s a m s e d n o i t a e r u t t i u S e n

Alimentation

CPI

TN-C Mise en garde

PEN

N

NOTA 1 : En schéma TN-C, le conducteur PEN, neutre et PE confondus, ne doit jamais être coupé. En schéma TN-S comme dans les autres schémas, le conducteur PE ne doit jamais être coupé. NOTA 2 : En schéma TN-C, la fonction "conducteur de protection" l'emporte sur la fonction "neutre". En particulier un conducteur PEN doit toujours être raccordé à la borne "terre" d'un récepteur et un pont doit être réalisé entre cette borne et la borne neutre.

TN-S N PE

22

NOTA 3 : Les schémas TN-C et TN-S peuvent être utilisés dans une même installation. Le schéma TN-C doit obligatoirement être en amont du schéma TN-S. Le schéma TN-S est obligatoire pour des sections de câbles < 10 mm2 Cu ou < 16 mm2 Al ou pour des câbles souples.

r u e d r t o u c b c i r a t s c i e d v u a d

OUI r u e d r t o u c b c i r a t s c i e d v u a d

OUI


L’alimentation ,

Coupure

Nécessité d'un service d'entretien

Dispositif de protection

,

,

,

,

Remarques

1 • Intensité du courant de défaut d'isolement limité par les résistances de prise de terre (quelques dizaines d'ampères).

1er défaut

Disjoncteur différentiel • En-tête de l'exploitation • Et/ou sur chaque départ (sélectivité horizontale)

• Interconnexion des masses et mise à la terre par conducteur PE distinct du conducteur de neutre.

NON Contrôle périodique

• Aucune exigence sur la continuité du conducteur neutre. • Extension sans calcul des longueurs de conducteur. • Solution la plus simple à l'étude de l'installation.

2

• L'intensité du courant de 1er défaut d'isolement ne peut créer une situation dangereuse (dizaines de milliampères).

NON 2ème défaut

OUI

Nécessité d'un CPI contrôleur permanent d'isolement

Nécessité d'intervenir pour éliminer le 1er défaut

• L'intensité du courant de double défaut d'isolement est importante. • Les masses d'utilisation sont mises à la terre par le conducteur PE distinct du conducteur de neutre.

• Le premier défaut d'isolement n'est ni dangereux, ni perturbateur. • Signalisation obligatoire au premier défaut d'isolement suivie de sa

3

recherche et de son élimination réalisée par un Contrôleur Permanent d'isolement installé entre neutre et terre.

• Déclenchement obligatoire au deuxième défaut d'isolement par les dispositifs de protection contre les surintensités.

Continuité de service Echauffement des câbles assurée si 2ème

après 1er défaut => configuration TN

défaut

Interdit

phase/masse supérieure à la tension composée (cas du 1er défaut).

• La vérification des déclenchements

•

doit être effectuée : - à l'étude par le calcul - obligatoirement à la mise en service - périodiquement (tous les ans) par des mesures En cas d'extension ou de rénovation ces vérifications de déclenchement sont à refaire.

• Masses d'utilisation reliées au conducteur PEN, lui-même relié à la terre.

• Intensité des courants de défaut d'isolement importante (perturbations et risques d'incendie accrus) (I court-circuit KA).

• Conducteur neutre et conducteur de protection confondus (PEN). • La circulation des courants de neutre dans les éléments conducteurs du bâtiment et les masses, est à l'origine d'incendies et pour les matériels sensibles (médical, informatiques, télécommunications) de chutes de tension perturbatrices.

• Déclenchement obligatoire au premier défaut d'isolement éliminé par les dispositifs de protection contre les surintensités.

• Masses d'utilisation reliées au conducteur PE, lui-même relié à la terre.

NON 1er défaut

NON mais, pour les circuits de grandes longueurs un disjoncteur différentiel est nécessaire

4

• Limiteurs de surtension indispensables. NON

1er défaut

• La vérification des déclenchements au 2è défaut doit être effectuée. • Solution assurant la meilleure continuité de service en exploitation. • Nécessité d'installer des récepteurs de tension d'isolement

• Intensité des courants de défaut d'isolement importante • La vérification des déclenchements

•

doit être effectuée : - à l'étude par le calcul - obligatoirement à la mise en service - périodiquement (tous les ans) par des mesures En cas d'extension ou de rénovation ces vérifications de déclenchement sont à refaire.

(perturbations et risques d'incendie accrus) (I court-circuit KA).

• Conducteur neutre et conducteur de protection séparés. • Déclenchement obligatoire au premier défaut d'isolement éliminé par les dispositifs de protection contre les surintensités. L'usage des DDR est toujours recommandé pour la protection des personnes contre les contacts indirects, en particulier en distribution terminale, où l'impédance de boucle ne peut pas être maîtrisée.

• Il est délicat de tester le bon état de fonctionnement des protections. L'utilisation des DDR pallie cette difficulté.

23

Te

5


L’alimentation ,

,

,

,

,

Distribution dans l’installation Il faut câbler les alimentations des appareils en ÉTOILE à partir de l’alimentation source.

1

Réseau

Perturbateur

Matériel sensible

2

Réseau

Perturbateur d Matériel sensible

3

d = distance entre câble : voir les règles de câblage» plus loin dans ce chapitre)

En cas d’utilisation de matériels très sensibles ou fortement perturbateurs, il est nécessaire de séparer les alimentations.

4

Perturbateur u a e s é R

5

Matériel sensible

Il faut câbler les circuits d’alimentation en plaçant les matériels perturbateurs au plus près de la source et les plus sensibles au plus loin.

Perturbateurs puissance ...

Te

Peu perturbateurs moyenne puissance

24

Matériels sensibles bas niveau ...


L’alimentation ,

,

,

,

,

Mise à la masse des écrans de transformateurs

• La longueur des connexions de masse doit être la plus courte possible. • Le châssis du transformateur doit être monté métal sur métal sur un plan de masse conducteur.

1 2

Mauvais

3 Excellent

4 5 Soudure Mise à la masse par les vis

Plan de masse métallique

25

Te


L

L’armoire ,

,

,

,

,

Analyse

1

Les constituants • Répertorier les perturbateurs potentiels et déterminer le type de perturbations émises (nature, intensité, fréquence ...).

2

• Répertorier les matériels sensibles et déterminer leur niveau d’immunité. Utiliser par exemple les documents constructeurs, relever les caractéristiques tels que : - puissance, tension d’alimentation (380 V ; 500 V ...), la nature des signaux des signaux (50 Hz, 60 Hz, 10 kHz ... ),

, la fréquence

- le type du circuit (commutation à contact sec ...) - le type de charge commandée (inductance ou bobine ...).

3 4

Les signaux véhiculés par les câbles • Repérer les câbles «entrée» (signal venant de l’extérieur et pénétrant dans l’armoire) et «sortie». • Déterminer la nature du signal véhiculé par ces câbles et les répartir par classe*, à savoir : sensibles, peu sensibles, peu perturbateurs, perturbateurs.

5

(voir le paragraphe «les câbles» plus loin dans ce chapitre). --- * Terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---

Te

26


L’armoire ,

,

,

,

,

Analyse (suite)

1

Exemple classique de répartition Sensibles • • • •

Perturbateurs

Automates programmables (API) Cartes électroniques Régulateurs Câbles qui sont raccordés à ces éléments, à savoir les entrées et sorties telles que (détecteurs, capteurs, sondes de mesures ...) —> classe* 1 ou 2

• • • • • • • • • • •

• Câbles véhiculant des signaux analogiques —> classe* 1

Transformateurs d’armoire Contacteurs, disjoncteurs ... Fusibles Alimentations à découpage Convertisseurs de fréquence Variateurs de vitesse Alimentations DC Horloges de microprocesseurs Câbles qui sont raccordés à ces éléments Les lignes d’alimentation Câbles «puissance» en général —> classe* 3 ou 4 (voir le paragraphe «les câbles» plus loin dans ce chapitre).

3 4 5

--- * Terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---

27

2

Te


L’armoire ,

,

,

,

,

Plan de masse de référence Avant toute chose, il est nécessaire de définir et de réaliser un plan de masse de référence non peint en fond d’armoire.

1

Cette tôle ou grille métallique sera raccordée en plusieurs points au bâti de l’armoire métallique ellemême reliée au réseau de masse de l’équipement. Tous les composants, (filtres ...) seront directement boulonnés sur ce plan de masse.

2

Tous les câbles seront plaqués sur ce plan de masse. Les reprises de blindage à 360 seront réalisées par colliers directement boulonnés sur ce plan de masse. °

3

Un soin particulier sera apporté dans la réalisation de toutes les connexions (voir le paragraphe plus loin dans ce chapitre).

4 5

Entrées de câbles Filtrer les câbles perturbateurs dès l’entrée dans l’armoire. Apporter un soin particulier dans le choix des presses étoupes devant assurer une liaison du blindage à la masse (traversée de paroi ...).

Cheminement des câbles (voir les paragraphes «les câbles», «le câblage» et «chemins de câbles - goulottes» plus loin dans ce chapitre). Les câbles seront répartis par classe et chemineront dans des goulottes métalliques distinctes et séparées par une distance adéquate.

Te

28


L’armoire ,

,

,

,

,

Eclairage Ne pas utiliser de lampes fluorescentes, tubes à décharges ... pour l’éclairage des armoires de commande (générateurs d’harmoniques ...). Utiliser des lampes à l’incandescence.

1 2

Implantation des constituants Séparer et répartir les constituants, câbles ... «perturbateurs» et «sensibles» dans des armoires distinctes.

Petites armoires

3

Un cloisonnement par des tôles de séparation raccordées en plusieurs points à la masse permet de réduire l’influence des perturbations.

4

Grandes armoires Affecter une armoire par classe de constituant ... Les armoires «perturbateurs» et «sensibles» doivent être distinctes et séparées les unes des autres.

Le non respect de ces points peut réduire à néant tous les efforts réalisés sur le montage et la mise en œuvre.

29

Te

5


L’armoire ,

,

,

,

,

Exemple de structuration d’une petite armoire Dans les petites armoires, un cloisonnement par tôle métallique boulonnée au châssis peut suffire.

1

Puissance

BAS niveau

2 3

n o i t a r a p é s e d e l ô T

4 5

Vers éléments Puissance

Te

Réseau

Actionneurs

30

Capteurs Sondes Détecteurs


L’armoire ,

,

,

,

,

Exemple de structuration d’une grande armoire Ne pas mélanger les câbles, enrouler le surplus de câble sur lui-même.

1

BAS niveau

2

zone alimentation Puissance

3 

,

,

,

,

4

,

5

BAS niveau

Puissance

Goulotte métallique



,

,

31 ,

,

,

Te

L


Les câbles ,

,

,

,

,

Classes* de signaux véhiculés Classification des signaux par niveau de perturbation Classe*

1

Exemple de signaux véhiculés ou matériels connectés

Perturbateur Sensible

1 Sensible

++

2 Peu sensible

+

2

3 Peu perturbateur

+

3

4 Perturbateur

++

4

• Circuits bas niveau à sortie analogique, capteurs ... • Circuits de mesure (sondes, capteurs ...) • Circuits de contrôle commande sur charge résistive • Circuits bas niveau numériques (bus ...) • Circuits bas niveau à sortie tout ou rien (capteurs...) • Alimentations continues bas niveau • Circuits de contrôle commande de charge inductive (relayage, contacteurs, bobines, onduleurs ...) avec protection adaptée • Alimentations alternatives propres • Alimentations principales connectées à des appareils de puissance • Machines à souder • Circuits de puissance en général • Variateurs électroniques, alimentations à découpage...

Choix des câbles Type de câbles recommandés en fonction de la classe* du signal véhiculé

5

Classe*

Nature

Paires torsadées

Unifilaire

Paires torsadées blindées

Blindés (tresses)

Blindés mixtes (écran + tresse)

1

Sensible

Coût

2

Peu sensible

Coût

3

Peu perturbateur ,

4

Coût ,

 ,

,

,

Perturbateur Déconseillé

Conseillé Coût raisonnable

Peu conseillé Coût élevé pour cette classe de signaux

--- * Terme non normatif, retenu pour les besoins du document. --- ,

Te

,



32

 ,

,










Les câbles ,

,

,

,

,

Exemple de câbles utilisés pour les différentes classes* de signaux

Classe* 1 Signaux sensibles



,



,

Câble blindé avec surblindage 

Classe* 2

Paire torsadée blindée

,



,

1 2

Conducteur unifitaire

Signaux peu sensibles

3 Conducteur non utilisé

4 Classe* 3 

,



,





5

Signaux peu perturbateurs


Classe* 4 Signaux perturbateurs

,

,

,

,

,



Tube métallique



,



,



33

Te


Les câbles ,

,

,

,

,

Performances des câbles vis à vis de la «CEM» Rayonnées Câble

Conduites

1 Câble unifilaire

2 3 4 5

BF < 5 MHz

BF > 5-30 MHz

Moyen1

Passable 1

Insuffisant 1

1 : Si aller retour très proche

Bifilaire paire torsadée

Moyen

Passable

Insuffisant

Bon 2

Bon jusqu'à 100 kHz

Passable

Mauvais

2 : Dépend du nombre de torsades/mètre... Sans effet

Bon

Bon

Moyen

Ecran feuillard alu...

Moyen

Passable

Insuffisant

Tresse

Excellent

Excellent

Bon

Ecran + tresse

Excellent

Excellent

Excellent

Te

Mode commun

Mauvais

Bifilaire paralèlle

Paire torsadée blindée

BF : 0 - 50 Hz

34

Bon


Les câbles ,

,

,

,

,

Couplage Mode différentiel

Mauvais

Niveau de Diaphonie couplage perturbation

Secteur d'activité

capacitif inductif

Matériel non sensible exclusivement Application Basse Fréquence "BF" 50 Hz-60 Hz

Mauvais

1 2 3

Matériels peu perturbateurs

Tertiaire Industriels peu pollués

Bon

Perturbations industrielles faibles

Tertiaire Industriels peu pollués Véhicule des signaux < 10 MHz

Moyen

Perturbations industrielles faibles (émetteurs radio, éclairages fluorescent)

Locaux industriels peu pollués Réseaux locaux Matériel informatique tertiaire

Perturbations industrielles classiques

Domaine industriel classique Informatique, mesure, régulation Réseaux locaux Commande de moteur...

Bon

Mauvais

Excellent

Bon

Bon

Perturbations Produits très sensibles industrielles dans un environnement importantes fortement pollué (industrie lourde)

35

Te

4 5

L


Les règles de câblage ,

,

,

,

,

Les 10 commandements RÈGLE D’OR DE LA «CEM»

1

Assurer l’ÉQUIPOTENTIALITÉ des masses en haute et basse fréquence «HF» et «BF»

1

- localement (installation, machine ...) - au niveau du site

2 3

Ne jamais faire cohabiter des signaux de classes* sensibles (1-2) et perturbateurs (3-4) dans un même câble ou toron de conducteurs .

2

Classe* 3 "puissance"

4




,

,

Tresse 

Classe* 1 "analogique"

,

Classe* 2 "capteurs TOR"


,

Classe* 2 "capteurs TOR"

Tresse : les feuilles d'aluminium, armatures métalliques, ... ne sont pas des blindages "CEM"

5 3

Réduire au maximum la longueur de cheminement parallèle de câbles véhiculant des signaux de classes* différentes : sensibles (classe* 1 - 2) et perturbateurs (classe* 3 - 4). Limiter au maximum la longueur des câbles.


Te

36



,

,

,

,

Eloigner au maximum les câbles véhiculant des signaux de classes* différentes notamment sensibles (1-2) et perturbateurs (3-4) - c’est très efficace et peu coûteux -.

4

Ces valeurs sont indicatives et l’on considère que les câbles sont plaqués sur un plan de masse et de longueur L < 30 m.

) s e l b i s n e s (

* 1 e s s a l C

5 cm

) s e l b i s n e s u e p (

) s r u e t a b r u t r e p u e p (

10-20 cm

* 2 e s s a l C

10-20 cm

* 3 e s s a l C

) s r u e t a b r u t r e p (

* 4 e s s a l C

1 2

Plan de masse > 50 cm > 50 cm

3

>1m


4

La distance de séparation des câbles sera d’autant plus grande que la longueur de cheminement sera importante.

5 2 sse a l C sse a l C

d1

4

=

sse a l C

2 d2 >> d1

L1

sse Cla

37

4 L 2 >> L1

Te



,

,

,

,

5

Il faut réduire au maximum la surface des boucles de masse.

1

Bien Câble

Câble Câble d'accompagnement

Matériel A

Matériel B

Matériel A

Matériel B TRES BIEN

2

Câble

Plan de masse

Plan de masse

Il faut assurer la continuité du plan de masse entre 2 armoires, machines, équipements...

3 4 Armoire

Armoire

Alimentation Appareil

Appareil

,

S1

5

,

,

n o i t a t n e m i l A

,

S2 S3 Machine



e d C e l ô r t n o C



,

,

,

Machine

Plaquer tous les conducteurs de bout en bout contre le plan de masse (tôles de fond d’armoire, masses des enveloppes métalliques, structures équipotentielles de la machine ou du bâtiment, conducteurs d’accompagnement, goulottes...) ,

Te





,

38

,



6

,

,

,

,

Le conducteur ALLER doit toujours cheminer le plus près possible du conducteur RETOUR.

1 Alimentation

Alimentation

2 Machine

Machine

Signaux de classe identique*

3 Signaux de classe identique*

4

* : capteurs bas niveau ==> classe 2

L’utilisation de câbles bifilaires (2 conducteurs) permet de garantir que le conducteur ALLER chemine toujours sur toute sa longueur le long du conducteur RETOUR.

5

39

Te



,

,

7

,

,

L’utilisation de câbles blindés permet la cohabitation de câbles véhiculant des signaux de classes différentes dans une même goulotte.

1

Câbles non blindés

2

Classe 2 "capteurs TOR" Classe 4 "puissance"

3 4

Câbles blindés

Câbles non blindés ou

Classe 2 "capteurs TOR"

5

,

,

, ,

, ,

,

,

,

, ,

, ,

,

,

D Classe 2 "capteurs TOR" ,

Classe 4 "puissance" ,

Classe 4 "puissance"

--- Classe : terme non norminatif, retenu pour les besoins du document. ---

Te

40

,



8

,

,

,

,

Raccordement des blindages

Blindage relié aux deux extrémités • Très efficace contre les perturbations extérieures (haute fréquence «HF» ...),

1

• Très efficace, même à la fréquence de résonnance du câble, • Pas de différence de potentiel entre câble et masse, • Permet de faire cohabiter des câbles véhiculant des signaux de classes différentes si bonne connexion (360 ) et bonne équipotentialité des masses (maillage ...), °

• Effet réducteur (haute fréquence «HF») très élevé -

300,

• Dans le cas de signaux haute fréquence «HF» élevés, peut induire des courants de fuite à la terre pour des câbles de grande longueur > 50 - 100 m.

Très efficace L’équipotentialité «BH» et «HF» du site étant une règle d’or en «CEM», un blindage gagne à être raccordé à la masse aux deux extrémités.



Plan de masse ou barre de masse reliée au châssis

L

2 3 4

,

10 - 15 m ,

,

5

,

,



,









Un blindage perd de son efficacité lorsque la longueur du câble devient trop importante. Il est recommandé de multiplier les raccordements intermédiaires à la masse.

41

Te



,

,

,

,

Blindage relié à une seule extrémité • Inefficace vis à vis des perturbations extérieures en champ électrique «HF», • Permet de protéger une liaison isolée (capteur...) contre le champ électrique «BF», • Le blindage peut faire antenne et résonner ==> les perturbations sont dans ce cas plus importantes que sans blindage !, • Permet d’éviter la ronflette («BF»), ==> celle-ci a pour origine la circulation d’un courant «BF» dans le blindage.

1

Une forte différence de potentiel peut apparaître à l’extrémité du blindage non relié à la masse. ==> c’est dangereux et illégal - CEI 364 ,

2

,

Le blindage doit donc être protégé contre les contacts directs. ,

,



,

,





Plan de masse ou barre de masse reliée au châssis

3

Efficacité moyenne

4

En cas de non équipotentialité du site (ronflette), le raccordement à une seule extrémité est un moyen d’assurer un fonctionnement acceptable.

5

Blindage non relié à la masse : interdit si accessible au toucher • Inefficace vis à vis des perturbations externes («HF» ...),

,

,

,

,

,

,

• Inefficace contre le champ magnétique, • Limite la diaphonie capacitive entre conducteurs, 

• Une forte différence de potentiel peut apparaître entre le blindage et la masse ==> c’est dangereux et interdit (CEI 364) 

Efficacité nulle, surtout si l’on compare aux possibilités offertes par un blindage correctement mis en oeuvre et à son coût. 

Te



42





9

,

,

,

,

Tout conducteur libre ou non utilisé d’un câble doit être systématiquement raccordé à la masse (châssis, goulotte, armoire ...) aux 2 extrémités.

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

1 ,

,

,

,

,

,

Pour les signaux de classe* 1, ce raccordement, en cas de mauvaise équipotentitialité des masses de l’installation peut générer de la «ronflette» «BF» qui se superpose au signal utile.

2 3


4 10

Faire croiser à angle droit les conducteurs ou câbles véhiculant des signaux de classes différentes notamment sensibles (1 - 2) et perturbateurs (3 - 4).

sse Cla C l a s s e 2

3

90

sse Cla

m c 0 2 >

2 e s s a l C

90

4 se s a Cl

sse a l C

43

3 m c 0 2 >

4

Te

5

L


Les chemins de câbles ,

,

,

,

,

Les goulottes Les goulottes, tubes métalliques ... correctement raccordés offrent un surblindage très efficace des câbles.

1

Goulotte plastique


2 Excellent

Inefficace

3 Comportement devant des perturbations EM

4

Zone exposée aux perturbations EM

Goulotte ouverte

Cornière

5 Zones particulièrement protégées contre les perturbations EM

L’effet de blindage, de protection ou d’écran d’une goulotte métallique dépend de la position du câble.

La meilleure des goulottes métalliques devient inefficace si la qualité des connexions d’extrémité est mauvaise. Te

44



,

,

,

,

Raccordement aux armoires Fil vert-jaune

1

Mauvais

Mauvais

2 3 ,

,

,

,

,

4 Peinture = ISOLANT

5

Excellent

,

,

,

,

Les extrémités des goulottes, tubes métalliques ... doivent être boulonnées sur les armoires métalliques en assurant une connexion adéquate. 







45



Te



,

,

,

,

Positionnement des câbles

1 Câble sensible

2

Goulottes

Moyen

3

Excellent

Cornières

4

Déconseillé

Bien

5


46

Excellent



,

,

,

,

Les câbles perturbateurs et sensibles doivent cheminer dans des chemins de câbles distincts.

Pour toute nouvelle installation

1

Mauvais

Classe 1 - 2 "capteurs TOR" (sensible)


Classe 3 - 4 "puissance" (perturbateur)

2


Excellent

Excellent

3 4

Pour toute installation existante

5

Mauvais




Passable Classe 3 - 4 "puissance" (perturbateur)

Dans le cas regrettable ou des câbles «sensibles» (classe 1 - 2) et perturbateurs (classe 3 - 4) cheminent malgré tout dans la même goulotte, il est alors préférable de laisser la goulotte ouverte.

47

Te



,

,

,

,

Raccordement des extrémités Les extrémités des goulottes, tubes.. métalliques doivent se chevaucher et être boulonnées entre elles.

1

(pas de continuité du plan de masse !) Mauvais

2 3 4

(pas de continuité du plan de masse !) Mauvais

5

Un conducteur d’une longueur de L Te

10 cm divise par 10 l’efficacité de la goulotte.

48



,

,

,

,

Excellent

1 2 3 Dans le cas où il ne serait pas possible de faire chevaucher et boulonner les extrémités de goulotte : ==> plaquer une tresse large et courte sous chaque conducteur ou câble.

4 Moyen

,

,

,

,

,

,

,

,

5

,

 ,

 ,

,

,

 ,

 ,

,

La meilleure des goulottes métalliques devient inefficace si la qualité des connexions d’extrémité est mauvaise.

49

Te



,

,

,

,

Mode de pose déconseillé

1

Vide de construction de cloison

Nappes, bus ...

2 3 4

Conduit en montage apparent

Tube PVC Moulure, plinthe (chambranle) rainurées

Conduit en montage encastré

Mur

5 Fixation directe aux parois et plafond par colliers, attaches...


50



,

,

,

,

Mode de pose conseillé

1 Tube acier

Goulotte acier

2 Canalis

Gouttière acier

3 4

Câble enterré

Chemins de câbles ou Tablettes acier

Caniveau enterré ouvert ou ventillé

Caniveau enterré fermé

51

Te

5

L


Les connexions ,

,

,

,

,

la qualité des CONNEXIONS est aussi importante que le meilleur câble, blindage, réseau de masse Il est ici nécessaire de bien comprendre les phénomènes haute fréquence «HF» et pour cela, la lecture du chapitre I est recommandée (plus particulièrement «les câbles»).

1 2

Type et longueur des connexions Dans tous les cas, les liaisons de masses ... doivent être aussi courtes et larges que possible.

3 Barreau

4

,

Fil vert / jaune

,

,

,

L

,

Tresse

,

l

5

L <3 l

,

,

,

,

,

,

Rappel : en haute fréquence «HF», la longueur du câble est déterminante (voir chapitre I)

La qualité des connexions est déterminante en «CEM».

Te

52


Les connexions ,

,

,

,

,

Réalisation d’une connexion Il faut absolument assurer un contact «métal sur métal» et une forte pression de contact entre les parties conductrices.

1

Procédure : 1 - Tôle peinte, 2 - Épargne de peinture - gratter la peinture, 3 - Assurer un serrage important par un système «vis-écrou» et rondelles ... par exemple,

2

4 - Assurer la qualité du contact dans le temps. —> peinture ou graisse contre la corrosion, appliquée après serrage.

1 ,

2

,

,

,

3

Peinture

Rondelle

3

,

,

,

4

, ,

,

,

,

Boulon

Rondelle

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Peinture

,

,

,

,

,

,

,

5

,

1 ,

,

4

2

3

4

,

Boulon

,

Eliminer les revêtements isolants, peintures ... entre les surfaces en contact La qualité des connexions est déterminante en «CEM».

53

Te


Les connexions ,

,

,

,

,

Les pièges à éviter ,

Vis ou boulon rondelle frein rondelle plate

, ,

,

Pince à rivet

Tresse

1

, ,

Tôle épargnée (puis repeinte pour l'anti corrosion) ,

,

,

,

,

,

,

,

Ecrou ou écrou prisonnier

2

Peinture, frein filet et téflon = ISOLANT

Peinture = ISOLANT

3

Frein filet

4 5

,

,

,

,

B F H F -

B F H F

B F H F

-

-

,

Tresse soudée ,

Te

54

Téflon


Les connexions ,

,

,

,

,

Raccordement des blindages

Cosse soudée 

,

,

,



,





Chignon étamé 

,

,

,



,

,

,





Plan de masse ou barre de masse relié au châssis

1 

,





2 3

Assurer un contact métal / métal

4

L'idéal : un contact sur 360 ,

,



,







5

Attention aux feuilles plastiques isolantes entre blindage et gaine

Les connexions en extrémité de blindage doivent être assurées par une reprise sur 360 métal sur métal. °

55

Te

L


Les filtres ,

,

,

,

,

Implantation dans l’armoire

1 2 Alimentation

3

Excellent

Excellent





4

Filtre

5

,

,

Peinture = ISOLANT

B F H F -



,

,



Te

Sortie vers : - l'actionneur - la machine

56


Les filtres ,

,

,

,

,

Le câble d’entrée ne doit pas cotoyer le câble de sortie

Mauvais

1 Le filtre se retrouve "shunté" par des câbles entrée/sortie trop proches

2 

,

,



,

,

3

B F H F -



,

,



,

,

4

Filtre Sortie vers : - l'actionneur - la machine

H F

5

HF

Bien

Filtre

Alimentation Alimentation Sortie vers : - l'actionneur - la machine

57

Te


Les filtres ,

,

,

,

,

Montage des filtres

1 2

,

,

,

,

,

,

Alimentation

3



Filtre

Filtre 

Filtre ,



B F H F

B F H F

-

4 5

-



Bien

Mauvais Peinture = ISOLANT 

B F H F -



Excellent Il faut monter les filtres en entrée d’armoire et les boulonner sur le chassis ou le plan de masse du fond d’armoire Te

58


Les filtres ,

,

,

,

,

Raccordement des filtres

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Mauvais

1 2 3

Bon Peinture = ISOLANT

,

,

5

Il faut plaquer les câbles contre le plan de masse du fond d’armoire de référence

59

4

Te

L


Les parasurtenseurs ,

,

,

,

,

Les parasurtenseurs ou modules antiparasite bobines : Choix Les divers dispositifs ci-dessous visent à la réduction : - des surtensions de coupure - des résidus haute fréquence "HF" (niveau, quantité et pente des fronts de claquage

Oscillogrammes

1

Type d'antiparasite

Schémas

Limitation de la surtension Pas de limitation.

A1 ---

> 1 kv

K A2

2

Bonne limitation : de l'ordre de 2 fois la tension de commande UC.

A1 C

Circuit R-C

3

le RC couche les fronts

4

K

Uc

2Uc

R A2

A1 U Varistance

2Uc Uc

K

Surtension élevée pouvant a t t ei n d re p l u si e u rs k i lo v ol t s, p ré c éd é e d ' un train de claquage à fronts raides.

Prédéterminée

(variable selon l'instant de coupure, le type de bobine et les valeurs de R et C).

Limitation de la surtension à une valeur d'écrêtage prédéterminée de l'ordre de 2 fois la tension maximale de commande UC.

A2

5

A1 Diode d'écrêtage bidirectionnelle

K

2Uc Uc Prédéterminée

Limitation de la surtension à une valeur d'écrêtage prédéterminée de l'ordre de 2 fois la tension maximale de commande UC.

A2 +

Diode "de roue libre"

K

Te

60

Suppression totale de la surtension.

A1

A2

Uc

Uc pas de surtension


Les parasurtenseurs ,

,

,

,

,

L'association écrêteurs + RC combinent les avantages des 2 circuits Temps de retombée

Applications

Influence sur la fonction

1

Surtension typique apparaîssant aux bornes d'une bobine coupée par un contact sec.

Tr 1

Exemple traité : contacteur de calibre 9A.

2

Pour détail, voir chapitre 1.

• En • •

association avec appareils alimentés en alternatif. Peu utilisé en courant continu (volume et coût du compensateur). Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande). Effet sur les hautes fréquentes "HF" : - il ne subsiste plus de fronts raides ni de claquages (pas de circulation de courants haute fréquence "HF" dans le circuit de commande. - on observe seulement une onde de tension oscillatoire amortie basse fréquence "BF" (ordre de grandeur 100 Hz).

• En association avec appareils alimentés en alternatif ou continu. • Assistance à la coupure (réduction de l'usure au contact de commande). • Effet sur les hautes fréquences "HF" :

• Augmentation du temps de Tr = 1 à 2

Tr 1

retombée d'un facteur de l'ordre de 1 à 2. (généralement compte-tenu de dispersion des retombée en

acceptée la grande temps de )

• Augmentation du temps de Tr = 1,2 à 2

retombée d'un facteur de l'ordre de 1,2 à 2.

- avant que le seuil d'écrêtage ne soit atteint, un train de claquages de

•

courte durée peut apparaître selon le type de contact et d'ordre de grandeur de UC. - circulation de courant haute fréquence "HF" de faible amplitude et courte durée possible dans le circuit de commande. Capable d'écouler une énergie importante (plus que le RC).

• •

• En association avec appareils alimentés en continu (composant polarisé). • Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande). • Effet sur les hautes fréquences "HF" : •

A la coupure, la diode écoule l'énergie restituée par la self sous forme de courant, la tension à ses bornes est quasi-nulle, la tension aux bornes du contact de commande est égale à UC. Aucun risque de claquage et de perburbation "HF" correspondante.

61

4

Tr 1

• En

association avec appareils alimentés en alternatif ou continu (à l'exception des diodes d'écrêtage unidirectionnelles qui sont parasitées). Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande). Effet sur les hautes fréquences "HF" : - peu de résidus "HF" (risques de claquages limités) pour les UC de faible niveau. - circulation possible de courants "HF" de faible amplitude et de très courte durée dans le circuit de commande pour des UC élevés. > 200 V (comportement "HF" proche de la varistance).

3

• Augmentation du temps de Tr = 1,2 à 2

retombée d'un facteur de l'ordre de 1,2 à 2.

Tr 1

• Augmentation du temps de Tr = 4 à 8

retombée d'un facteur de l'ordre de 4 à 8.

Tr 1

(variable selon le type et la taille de l'électro-aimant).

Te

5

L


Les ferrites ,

,

,

,

,

Les conducteurs «aller» et «retour» du signal à dépolluer doivent tous passer dans la ferrite.

1

Le nombre de tours augmente l’efficacité mais on crée des capacités parasites entre spires. Il y a donc un nombre de tours maxi à ne pas dépasser qui dépend :

Ferrite

2

- de la fréquence des perturbations

Câble

- du câble - de la ferrite ==> Rechercher expérimentalement l’optimum.

3 Câble plat

4 Anneau de ferrite

5

Etrier en ferrite

L’utilisation des ferrites en demi-coques facilite leurs installations, mais elles sont moins efficaces que des ferrites pleines (fermées). Problème d’émission : la ferrite doit être placée au plus près de l’appareil perturbateur. Problème d’immunité : la ferrite doit être placée au plus près de l’appareil sensible, seulement si le perturbateur ne peut pas être dépollué ou s’il n’est pas identifiable.

Te

62

Normes, moyens et essais de «CEM»

CHAPITRE 3

NORMES, MOYENS

1

ET

2

ESSAIS DE «CEM» 3 4 5

1

Te


Les Normes Introduction Une norme est un recueil de régles, de descriptions, de méthodologies ... qu’un constructeur peut utiliser comme référence lorsqu’il définit et teste un de ses produits.

1 Il existe 3 types de normes «CEM»

2

Publications ou normes fondamentales Ce sont des normes ou guides définissant de manière générale les prescriptions relatives à la «CEM» (phénomènes, essais ...).

3

Elles sont applicables à tous les produits et servent de référence, notamment aux comités devant élaborer des normes spécifiques. Les normes fondamentales ne seront pas harmonisées au niveau Européen.

4 Normes génériques (Européennes)

5

Ces normes définissent les exigences essentielles en terme de niveau à tenir par type d’essai ... empruntés aux normes fondamentales. En l’absence de norme de produits ou famille de produits, elles s’appliquent à tout produit installé dans un environnement défini.

Normes de produits ou de familles de produits Ces normes définissent, pour des produits ou familles de produits donnés, les dispositions constructives, caractéristiques, méthodes et niveaux d’essais ... applicables. Lorsqu’elles existent, ces normes ont préséance sur les normes génériques. Note : le type de norme est précisé en en-tête de chaque publication. Te

2


Les Normes Les organismes normalisateurs CISPR :

Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques,

CEI :

Commission Electrotechnique Internationale à Genève,

CENELEC :

Comité Européen de Normalisation Electrotechnique à Bruxelles,

1

Les références des documents commencent par les lettres EN, ENV, HD...

UTE :

Union Technique de l’Electricité en France,

2

L’UTE est le membre français du CENELEC Les références des documents UTE commencent par les lettres NF...

3 Les publications CISPR

4

Les premières publications CISPR ont été éditées à partir de 1934. Elles visent la protection de la transmission et de la réception des ondes radioélectriques. Elles définissent en particulier les conditions d’essai et limites d’émission des produits électriques et électroniques.

3

Te

5


Les Normes Exemples de publications CISPR applicables à nos produits

1

CISPR 11 - 1990

Limites et méthodes de mesure des caractéristiques de perturbations électromagnétiques des appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence radioélectrique.

CISPR 14 - 1993

Limites et méthodes de mesure des perturbations radioélectriques produites par les appareils électrodomestiques ou analogues comportant des moteurs ou des dispositifs thermiques, par les outils portatifs électriques et par les appareils électriques analogues.

CISPR 16 - 1993

Spécifications des méthodes et des appareils de mesure des perturbations radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques.

2 3 4 5

1ère partie : appareils de mesure des perturbations radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques.

CISPR 17 - 1981

Méthodes de mesure des caractéristiques d’antiparasitage des éléments de réduction des perturbations radioélectriques et des filtres passifs.

CISPR 18-1 - 1982 Caractéristiques des lignes et des équipements à haute tension relatives aux perturbations radioélectriques. 1ère partie : description des phénomènes.

CISPR 22 - 1993

Te

Limites et méthodes de mesure des caractéristiques de perturbations radioélectriques produites par les appareils de traitement de l’information.

4


Les Normes Les publications CEI

Normes de la série CEI 801-X Les normes de la série CEI 801-X sont apparues au début des années 1970. Elles concernent la Compatibilité Electromagnétique des matériels de mesure et de commande dans les processus industriels.

1 2

Elles s’adressent aux constructeurs et utilisateurs de ces types de matériels Ces normes sont actuellement en cours de remplacement par les normes de la série CEI 1000-4-X.

3 Normes de la série CEI 1000-X-X Les publications CEI 1000-X-X, entièrement dédiées à la Compatibilité Electromagnétique regroupent depuis 1991 l’ensemble des normes CEI relatives à ce domaine.

4 5

5

Te

T e

Partie

5 CEI

Référence CEI actuelle

4

3 Sujet

2

1 Equivalent EN/ENV

Equivalent NF C

Généralité

CEI 1000-1-1 (1992)

Application et interprétation de définitions et termes fondamentaux.

Environnement

CEI 1000-2-1 (1990)

Environnement électromagnétique pour les perturbations conduites basse fréquence «BF» et la transmission de signaux sur les réseaux publics d’alimentation.

CEI 1000-2-2 (1990)

Niveaux de compatibilité pour les perturbations conduites basse fréquence «BF» et la transmission de signaux sur les réseaux publics d’alimentation à basse tension.

CEI 1000-2-3 (1992)

Phénomènes rayonnés et phénomènes conduits à des fréquences autres que celles du réseau.

CEI 1000-2-4 (1994)

Niveaux de compatibilité dans les installations industrielles pour les perturbations conduites à basse fréquence.

CEI 1000-2-5 (1995)

Classification des environnements électromagnétiques.

555-2

CEI 1000-3-2(1995)

Limites pour les émissions de courant harmonique EN 61000-3-2 (1995) appelé par des appareils < 16A par phase.

NF C 91-003-2 (1995-08)

555-3

CEI 1000-3-3 (1994)

Limitation des fluctuations de tension et du flicker EN 61000-3-3 (1995) dans les réseaux basse tension pour les équipements ayant un courant appelé ≤ 16A.

NF C 91-003-3 (1995-08)

CEI 1000-3-5 (1994)

Limitation des fluctuations de tension et du flicker dans les réseaux basse tension pour les équipements ayant un courant appelé > 16A.

6

Limites

Techniques d’essai et de mesure

NF C 91-002-4 (1995-08)

801-1

CEI 1000-4-1 (1992-12)

Vue d’ensemble sur les essais d’immunité. EN 61000-4 (1994-08) Publication fondamentale en «CEM».

NF EN 61000-4-1 NF C 91-004-1 (1995-01)

801-2

CEI 1000-4-2 (1995-01)

Essai d’immunité aux décharges électrostatiques. EN 61000-4-2 (à paraître) Publication fondamentale en «CEM».

NF C 91-004-2 (1995-06)

L e s N o r m e s

N o r m e s , m o y e n s e t e s s a i s d e « C E M »

Partie Techniques d’essai et de mesure (suite)

CEI

Référence CEI actuelle

801-3

CEI 1000-4-3 (1995-02)

Essai d’immunité aux champs électromagnétiques ENV 50140 (1993) rayonnés aux fréquences radioélectriques.

801-4

CEI 1000-4-4 (1995-01)

Essai d’immunité aux transitoires électriques rapides EN 61000-4-4 (à paraître) en salves. Publication fondamentale en «CEM».

NF C 91-004-4(1995-06)

801-5

CEI 1000-4-5 (1995-02)

Essai d’immunité aux ondes de chocs.

NF C 91-004-5 (1995-06)

pr CEI 1000-4-6

Immunité aux perturbations conduites induites par ENV 50141 (1993) les champs radioélectriques. Guide général relatif aux mesures d’harmoniques et EN 61000-4-7 (1993-03) d’interharmoniques, ainsi qu’à l’appareillage de mesure, applicable aux réseaux d’alimentation et aux appareils qui y sont raccordés.

NF EN 61000-4-7 NF C 91-004-7 (1993-06)

CEI 1000-4-8 (1993-06)

Essai d’immunité au champ magnétique à la EN 61000-4-8 (1993-09) fréquence du réseau. Publication fondamentale en «CEM».

NF EN 61000-4-8 NF C 91-004-8 (1994-02)

CEI 1000-4-9 (1993-06)

Essai d’immunité au champ magnétique EN 61000-4-9 (1993-09) impulsionnel. Publication fondamentale en «CEM».

NF EN 61000-4-9 NF C 91-004-9 (1994-02)

CEI 1000-4-10 (1993-06) Essai d’immunité au champ magnétique oscillatoire EN 61000-4-10 (1993-09) amorti. Publication fondamentale en «CEM».

NF EN 61000-4-10 NF C 91-004-10 (1994-02)

CEI 1000-4-11 (1994-06) Essai d’immunité aux creux de tension, coupures EN 61000-4-11 (1994-09) brèves et variations de tension.

NF EN 61000-4-11 NF C 91-004-11 (1995-01)

pr CEI 1000-4-12

T e

EN 61000-4-5 (à paraître)

Equivalent NF C

CEI 1000-4-7 (1991-07)

7

Recommandations pour l’installation

Equivalent EN/ENV

Sujet

Essai d’immunité aux ondes oscillatoires amorties. Publication fondamentale en «CEM».

CEI 1000-5-1

Considérations générales

CEI 1000-5-2

Mise à la terre et câblage

CEI 1000-5-3

Influences externes

5

4

3

2

1

L e s N o r m e s

N o r m e s , m o y e n s e t e s s a i s d e « C E M »


Les Normes Les publications CENELEC Les publications EN ou ENV ... déclinent les normes applicables dans le cadre de l’espace économique Européen (AELE).

1

Elles sont actuellement en cours d’harmonisation vis à vis de la Directive «CEM». Elles sont généralement des reproductions des normes internationales existantes. Exemples :

2 3 4

EN 55011 reprise de la CISPR 11 EN 61000-4-1 reprise de la CEI 1000-4-1

Normes génériques (Européennes) Ces normes génériques, en l’absence de normes spécifiques par produits ou familles de produits, sont applicables dans le périmètre de l’espace économique européen (AELE). Elles sont harmonisées au niveau Européen.

Normes produits ou familles de produits

5

Ces normes sont applicables pour les produits ou familles de produits concernés. Elles précisent les conditions et les niveaux d’essais applicables. Pour le périmètre Européen, lorsqu’elles existent et sont harmonisées, elles ont préséance sur les normes génériques ou fondamentales. Exemple : EN 60947-1 A11 Appareillage basse tension (généralité), amendement A11 : Spécificités «CEM»

Te

8


Les moyens et essais de «CEM» Normes nationales Elles sont promulguées en France par l’UTE. Les normes actuellement diffusées en France sont généralement des reprises de normes européennes. Exemple :

NF EN 60947-1 A11 (France)

1

DIN EN 60947-1 A11 (Allemagne) Ces normes annulent et remplacent les normes nationales préexistantes traitant des mêmes sujets. Exemple : VDE 871, 875 ...

2 3

Les moyens et essais de «CEM» Il faut distinguer deux types d’essais que l’on peut réaliser sur un produit à l’aide d’un moyen approprié. Les essais de type Ce sont des essais que le constructeur réalise pour la qualification de ses produits avant leur commercialisation. Les essais sur site Ce sont des essais qui sont réalisés sur l’équipement qui intègre le produit. Ils sont faits sous la responsabilité de l’incorporateur et ont pour but de valider une installation, un équipement ou une machine. Les moyens d’essais Les moyens et les modalités d’application de ces essais sont décrits précisément dans les normes. 9

Te

4 5


Index Constituants : 2-29 Contacts : 1- 20 Couplage : 1- 32 Couplages : 1- 30

A Alimentation : 1- 18, 2-18 Amélioration : 2-6 Armoire : 2-12, 2-26, 2-45, 2-56 Antenne : 1- 52 Application : 1- 6

1

D Décharges : 1- 16 Découplage : 1- 38, 2-19 Démarche : 2-3 Distribution : 2-24

B Bâtiment : 2-9 BF : 1- 9 Blindage : 2-55 Boucles : 1- 46, 1- 47

2 3

E Eclairage : 1- 27, 2-29 Ecrans : 2-25 Electrique : 1- 25 Electromagnétique : 1- 5 Electrostatiques : 1- 16 Emissions : 1- 8 Entrée : 2-28 Equipement : 2-11 Etoile : 1- 48 Evolution : 2-5 Extension : 2-4 Extrémités : 2-48

C Câblage : 2-36 Câbles : 1- 50, 2-28, 2-32, 2-34, 2-44 Capacité : 1- 4 CEM : 1- 5, 2-3 Charges : 1- 20, 1- 23 Cheminement : 2-28 Chemins : 2-44 Classe : 2-32 Commandements : 2-36 Commutation : 1- 20 Compatibilité : 1- 5 Comportement : 1- 3, 1- 4 Conception : 2-4 Conducteur : 1- 49 Conducteurs : 1- 23 Conduction : 1- 32 Connexions : 2-52

4 5

F Ferrites : 1- 57, 2-62 Filtres : 1- 55 Filtre : 2-56, 2-58, 2-59

1

Te


Index Fluorescent : 1- 27 Fréquence : 1- 3, 1- 4, 1- 9, 1- 49

M Machine : 2-11 Maillage : 2-13, 2-14, 2-15, 2-16, 2-17 Maintenance : 2-5 Masses : 1- 42, 1- 53, 2-8, 2-25, 2-28 Modes : 1- 30 Montage : 2-58 Moteurs : 1- 25

G

1

Goulottes : 2-44

2

H

N

Harmoniques : 1- 10 HF : 1- 9

Normes : 3-2

3 4 5

I

O

Implantation : 2-29, 2-56 Inductance : 1- 4 Inductives : 1- 20, 1- 23 Installation : 2-4, 2-5, 2-6, 2-14, 2-15, 2-16, 2-24, 2-47 Interconnexion : 1- 53

Obtention : 2-1 Origine : 1- 8

P Parasurtenseurs : 2-60 Parc : 2-5 Performances : 2-34 Perturbation : 1- 7, 1- 38 Perturbations : 1- 9, 1- 18, 1- 29 Pièges : 2-54 Plan : 2-28 Pose : 2-50 Positionnement : 2-46 Public : 1- 18

L Liaisons : 1- 40 Longueur : 1- 51, 2-52

Te

2


Index R Raccordement : 1- 41, 1- 48, 2-45, 2-48, 2-55, 2-59 Rayonnement : 1- 34 Réalisation : 2-53 Référence : 2-28 Règles : 2-7, 2-36 Répartition : 1- 29 Réseau : 1- 18, 2-8

1 2

S Secs : 1- 20 Section : 1- 51 Sécurité : 1- 42, 2-13, 2-14, 2-15, 2-16, 2-17 Signaux : 2-32 Soudage : 1- 28 Source : 1- 20 Spectrale : 1- 29

3 4 5

T Terre : 1- 40 Transformateur : 2-19 Transitoires : 1- 14 Transmission : 1- 30 Type : 1- 7

3

Te

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ART: 62920

AVRIL 97

N A P O S : n o i s s e r p m I , x e m a G : n o i t a é r C , R F 3 2 5 6 M O C X


Sommaire CHAPITRE 4 Guide d’analyse d’une installation Sommaire ............................................................................................... 4-2 Environnement ...................................................................................... 4-3 Environnement extérieur au site.......................................................... 4-3 Environnement intérieur au site ........................................................... 4-3 Réseau de distribution ......................................................................... 4-4 Schéma de distribution interne (alimentation) ..................................... 4-4 Alimentation générale .......................................................................... 4-4 Alimentation armoire / équipement ..................................................... 4-5 Alimentation puissance........................................................................ 4-5 Alimentation contrôle / commande ...................................................... 4-5 Nature des constituants de l’armoire / de l’équipement ................... 4-6 Electronique bas niveau ...................................................................... 4-6 Equipement de puissance ................................................................... 4-6 Circuit de puissance ............................................................................ 4-7 Circuit de contrôle / commande / bas niveaux..................................... 4-7 Chemins de câbles / conducteurs ....................................................... 4-8 Les câbles, conducteurs, torons, ... ..................................................... 4-9 Types de charges ................................................................................. 4-10 Moteurs............................................................................................... 4-10

Sommaire - 1

Te

1 2 3 4 5


Sommaire CHAPITRE 5 Remèdes / Dysfonctionnements

1

Dysfonctionnements traités dans ce chapitre ................................... 5-5 Produits PERTURBATEURS ............................................................... 5-5 Produits PERTURBÉS ........................................................................ 5-5

2

Lutte contre les perturbations électromagnétiques dans une installation ............................................................................ 5-6 Tronc commun ..................................................................................... 5-6 Première fiche ..................................................................................... 5-9 Dernière fiche ..................................................................................... 5-48

3 4 5

Te

Sommaire - 2

Guide d’analyse d’une installation

CHAPITRE 4

GUIDE D’ANALYSE

1

D’UNE INSTALLATION

2 3

QUALITÉ DE NOTRE SERVICE

4

= QUALITÉ DES INFORMATIONS

5

= QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE

QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE

1

Te


Sommaire

1 2

Société : ................................................................................................................................. Activité :.................................................................................................................................. ....................................................................................................................................... Nom de l’interlocuteur(s) : ...................................................................................................... Fonction(s) : ........................................................................................................................... Adresse : ................................................................................................................................ ....................................................................................................................................... Pays : ..................................................................................................................................... Tél. : Fax : Agence : ................................................................................................................................. STC : Commerçant :......................................................................................................................... Références des produits concernés :

3 4 5

Perturbateurs : ....................................................................................................................... Victimes : Description de la défaillance = (faits constatés) :................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... Y-a-t’il d’autres produits ou installations perturbés ? (type, référence, process ...) : ............. ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... Description du process de la machine perturbée : ................................................................. ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE Te

2


Environnement Environnement extérieur au site • Réseau ou région exposés à la foudre ? ...................................

oui

non

• Usine, installation ou process voisins identifiés comme perturbateurs (soudure, électrothermie, séchage par micro-onde Préciser : .................................................................................... ................................................................................................... • Emetteurs radioélectriques proches : civil ou militaire (télévision, radio, aéroport, radar, ...) Préciser : .................................................................................... ................................................................................................... • Ligne HT, ligne SNCF ... Préciser :..............................................

oui

non

oui

non

oui

non

2 3

Environnement intérieur au site • Process environnant identifié comme perturbateur : .................. (Ex. : soudure, fours, variateur électronique ...)

1

oui

non

4

• Positionnement géographique de la victime dans l’installation ou process. Joindre schémas, photos, dépliants publicitaires ...

5


3

Te


Réseau de distribution Schéma de distribution interne (alimentation) Joindre schémas (unifilaire + développé) :

1 2 Alimentation générale

3 4

Puissance nominale : P = Puissance consommée estimée (régime établi) : P = Intensité de court circuit : Icc = Régime de neutre : TT Une seule terre dans l’installation : Batterie de condensateurs de redressement du cos ϕ : Filtrage anti-harmonique : non oui

5

Protections différentielles : Type = Contrôleur permanent d’isolement (CPI) : Type =

IT

TN-C

TN-S

oui

non

oui

non

Passif

Actif

mixte

Calibre =

Réseau Public Monophasé, tension : Triphasé, tension entre phase : Autre : Réseau Privé = transformateur de distribution Tension primaire (1) ; secondaire (2) : Couplage (ex.: DYN11) :

U= U= U=

U1 =

U2 =

QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE Te

4


Alimentation armoire / équipement Alimentation puissance Alimentation séparée (transformateur dédié ...) ....................... Type de transformateur (écran) : Sans Couplage : Intensité de court circuit : Icc = Tension primaire (1) ; secondaire (2) : U1 = Puissance nominale : P = TT Régime de neutre :

oui Simple

non Double

1

U2 = IT

Protection différentielle : Type : Contrôleur permanent d’isolement (CPI) : Type :

TN-C

TN-S

2

Calibre :

3

Alimentation contrôle / commande Alimentation séparée (transformateur dédié ...) .......................

oui

non

Type/référence (préciser) :............................................................................................... ................................................................................................................................. Transformateur (écran) : Sans Tension primaire (1) ; secondaire (2) : U1 = Puissance nominale : P = Régime de neutre : TT Nature du redressement :

Simple

Double

U2 = IT

TN-C

TN-S

-- Préciser la réponse --

Type de filtrage : .............................................................................................................. ................................................................................................................................. Type de régulation : ......................................................................................................... ................................................................................................................................. Nature et type des protections, calibre ... :...................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE

5

4

Te

5


Nature des constituants de l’armoire / de l’équipement Electronique bas niveau

1 2

Superviseurs (type, quantité) : ......................................................................................... Automates (type, quantité) : ............................................................................................. Bus : ................................................................................................................................. Cartes d’entrées/sorties (type, quantité) : ........................................................................ Caractéristiques et immunité des entrées/sorties (joindre documentation constructeur) : ................................................................................................................................. .................................................................................................................................

Equipement de puissance Variateurs électroniques

3 4 5

Type, caractéristiques : .................................................................................................... Options associées (ex : bus, résistance de freinage ...) .................................................. non Filtre/inductance amont (type) :...................................................... oui non Filtre/inductance aval (type) : ......................................................... oui

Contacteurs / relais Type, caractéristiques, quantité : ................................................... Antiparasitage (type) : ....................................................................

non

Relayage Commutateur Capteurs

Organe de commande : ................................................................. manuel

oui Sortie automate

Autres matériels Type(s), caractéristique(s), etc ...:.................................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE Te

6


Câblage / Raccordement / Cheminement dans l’installation Circuit de puissance Type de matériels alimentés : .......................................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. non Les câbles passent-ils par des borniers intermédiaires ? .............. oui non Séparation des câbles en fond d’armoire (distance) : .................... oui

Circuit de contrôle / commande / bas niveaux Type de matériels alimentés : .......................................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. non Les câbles passent-ils par des borniers intermédiaires ? .............. oui non Séparation des câbles en fond d’armoire (distance) : .................... oui

1 2 3 4 5


7

Te


Câblage / Raccordement / Cheminement dans l’installation Chemins de câbles / conducteurs : (renseignements complémentaires) Aérien Goulottes métalliques

1

Goulottes plastiques

Tubes métalliques

Echelles

Autre :

Enterré Caniveau ciment

Gaine/tube métallique

Gaine/tube plastique

Autre :

Nature des connexions ...

2 3

Métal sur métal

5

Frein filet

Téflon

Boulons

Vis

Autre :

Ligne droite Boulonnés ensemble

Posés l'un sur l'autre

Séparés

Séparés et raccordés par fil vert/jaune L =

Autre :

Virages, déviations, angles ... Boulonnés ensemble

4

Revêtement peint


Séparés


Autre :

En traversée de paroi (murs ...) Boulonnés ensemble


Séparés


Autre :

En extrémité, arrivée armoire, enveloppe... Boulonnés ensemble


Séparés


Autre :

Séparation des goulottes, câbles ... par classe de signaux conducteurs .................... Classe 1-2/3-4 Distance entres les goulottes, câbles ...:........................................ D

oui

non

Classe 1/2 Classe 3/4 D D


8


Câblage / Raccordement / Cheminement dans l’installation Les câbles, conducteurs, torons, ... Classe* 1 (sensibles) (sensibles) Longueur : ......................................... .................... .......................................... .......................................... ........................ L ... Type : ................. .......................... ................. ................ ................. ................. ................. ................ Stan................. dard P aire to................. rsadée......... B l i n dé Non 1 2 Raccordement du blindage à la masse : ........................................ ................... ..................... raccordé extrémité extrémités

Non blindé 360

Câble avec avec conducteur conducteur non non raccordé raccordé (libre) : ................................ .................... ............

non oui

Armé

Queue de cochon L

Raccordé à la masse aux 2 extrémités

1

--- Classe* : terme non normatif retenu pour les besoins du document (voir document (voir chapitres 1 et 2) - -- --

Classe* 2 (peu sensibles)

2

Longueur : .......................................... ..................... ......................................... ......................................... ........................ L ... Type : ................. ......................... ................. ................. ................. ................. ................ Stan................. dard ................. Paire to................. rsadée......... Bl i ndé Non 1 2 Raccordement du blindage à la masse :........................................ raccordé extrémité extrémités

Non blindé 360


non oui

Armé

Queue de cochon L


4

Classe* 3 (peu perturbateurs) per turbateurs) Longueur : .......................................... ..................... ......................................... ......................................... ........................ L ... Type : ................. ......................... ................. ................. ................. ................. ................ Stan................. dard ................. Paire to................. rsadée......... Bl i ndé Non 1 2 Raccordement du blindage à la masse :........................................ raccordé extrémité extrémités

Non blindé 360


non oui

Armé

Queue de cochon L


Classe* 4 (perturbateurs) Longueur : .......................................... ..................... ......................................... ......................................... ........................ L ... Type : ................. ......................... ................. ................. ................. ................. ................ Stan................. dard ................. Paire to................. rsadée......... Bl i ndé Non 1 2 Raccordement du blindage à la masse :........................................ raccordé extrémité extrémités


Non blindé 360

non oui

Armé

Queue de cochon L



9

3

Te

5


Types de charges Moteurs Type (plaque signalétique) :............................................................................................. Type de raccordement au plan de masse :......................................................................

1 2

Moteur boulonné sur le bâti :..........................................................

oui

non

Tresse souple :...............................................................................

oui

non

Câble blindé (type) : .......................................... ..................... .......................................... ............................. ........

oui

non

Non Raccordement des blindages :....................................................... raccordé Sondes thermiques

Capteurs de vitesse

1 2 extrémité extrémités

Autre :

Moto-ventila Moto-ventilateur teur : ................ ........................ ................. ................. ................. ................. ................ ................. .........

3

oui

non

Autre, préciser :

4

................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. .................................................................................................................................

5


10

Remèdes / Dysfonctionnements Dysfonctionnements

CHAPITRE 5

1 REMÈDES /

2

DYSFONCTIONNEMENTS 3 4 5

1

Te

Remèdes / Dysfonctionnements Dysfonctionnements Ce chapitre intitulé «Remèdes / Dysfonctionnement» est constitué de fiches issues de cas réels traités et résolus en clientèle. Comme pour toute base d’expérience, les informations ont pour but de vous guider efficacement dans la correction des installations. •*•

?

?

•

!

= >

•

=

!

T < = =

1

Compatibilité électromagnétique <>

2 TE

3 4

TOUS LES AUTOMATISMES ET VOTRE SOLUTION

= >

=

T < =

Remèdes / Dysfonctionnements

=

Perturbés

Lutte contre les perturbations électromagnétiques dans l'installation

5

s r u e t a b r u Base t d'expérience r e P

CHAPITRE

5


Perturbateur Perturbé

TRONC COMMUN

Dysfonctionnements constatés

Traitements proposés du site

Traitements proposés

de l'installation des produits perturbés Page 5

des produits perturbateurs Page 6

du site de l'installation des produits perturbés des produits perturbateurs

REMÈDES / DYSFONCTIONNEMENTS

Page 9

+ Te

14 fiches pages 9 à 49


2

+


= > =

? < = =

= > =

? < = =

o n s i o t i

r b a

t u r

e

P

Electronique Perturbations P e

r

t u

r

b

Moteur P er turba tions

Z

Perturbés

Base d'expérience

Perturbateur

1

Perturbé

s r u e t a b


Page 25

Page 25

(FICHE)

2 3


Lutte contre les perturbations électromagnétiques dans l'installation

(Fiche sélectionnée) Remèdes / Dysfonctionnements

Perturbateur

Obtension de la "CEM" dans l'installation

Perturbé

TRONC COMMUN

CHAPITRE


Traitements proposés du site

OBTENTION DE LA "CEM" DANS L'INSTALLATION

Traitements proposés

(page 8 et 32) de l'installation

du site

(pages 8 et 32) Page 6

4

2

de l'installation

" M E

C

Page 25

"

5

T C E "

M "

+ Je

n'hésit e e p

a s

à d e e m a a nd e e

TE service techniq ue service serv ice technique technique

r c o o

n n s e e i i l l

service ervice technique 3

Te


T < =

= >

=

=

1 2 3 = >

=

T < = =

>

= =

T < = =

4 Compatibilité électromagnétique <>

5

>

= =

= >

=

T < = =

T <

=

=

TE

>

= =

TOUS LES AUTOMATISMES ET VOTRE SOLUTION

>

= =

Expert "CEM"

Te

T < =

4

T < = =

=

Remèdes / Dysfonctionnements Dysfonctionnements ----

DYSFONCTIONNEMEN YSFONCTI ONNEMENTS TS TRAITÉS DANS CE CHAPITRE ----

----

----

Produits PERTURBÉS

Tronc commun

page 6

N de la 1ère page de la fiche ° °

S R U E T A B R U T R E P s t i u d o r P

n o i t a t n e m u . r ) t . s . . n l i u , c » l x a u c a , e n v o i t i n a s l a u g b é « r , s r e u r e u t s p e a m C (

page ---- 28 r u e t a l u g é r e d e u q i g o l a n a e i t r o S

e n o h p é l é t e u q i n o h p é l é t u a e s é R

s e l l e i t n e r ---- é f f i d s n o i t c e t o r P

o i d a r

e d s r u e t p e c é R

n o i t u b i r t s i d e d s r u e t a m r o f s n a r T

e l ô r t n o s c e e u d q i t r u a o u t e s e r s s s s u i n e s t r s i e u e e e r q u f i m v t q n i n t e e o o a r c d s t s t e s u s r c u e o s u e e l q u s r r i é r q e u a s n i e o n u t r m e c t o q i a é u r t c t q i e c t a t l n d , e é l s o s m r é s c r e s r t u h e s u e c e t e t e l a s a s t i f a u r a d i a i r d e l r a l e e a o t n R G I R V M

Variateurs électroniques

2 3 4

Alimentation à découpage, convertisseur DC/DC

----

Système de soudure à l’arc / par points

5

Surtensions d’alimentation, orages... Talkie Walkie - Citizen band téléphone portable... Commutations de contacteurs, relais, électrovannes, inductances. Démarreurs et freins statiques, gradateurs à trains d’ondes

1

page ---- 25

Perturbations électromagnétiques Perturbations naturelles (foudre...) Produits ou systèmes générateurs de perturbations de commutation

5

Te


Lutte contre les perturbations électromagnétiques électromagnétiques dans une installation DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS

Tronc commun Conseils de mise en œuvre

TRAITEMENTS PROPOSÉS

1 2 3

Effectuer successivement les actions correctives suivantes jusqu’à résolution du problème

(voir chapitre 2)

Au niveau du SITE (1) Analyser Analyser l’installatio l’installation, n, identifier identifier et caractériser caractériser les matériels matériels perturbateur perturbateurss et perturbés potentiels. (2) Assurer Assurer l’équipote l’équipotentiali ntialité té «BF» «BF» et «HF» des masses. masses. (p. 8 et 36) (3) Eviter Eviter les boucle boucless de de mass massee ==> Réaliser un maillage maillage rigoureux des masses masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE (1) Assurer Assurer l’équipot l’équipotentiali entialité té «BF» «BF» et «HF» des des masses. masses. (2) Eviter Eviter les boucle boucless de de mass massee ==> Réaliser un maillage maillage rigoureux des masses masses et faire cheminer ensemble les câbles (p. 32 et 36) d’alimentation «Aller - Retour»...

4 5

Les alimentations (3) Action Actionss sur les les produit produitss perturba perturbateu teurs rs Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs ==> Alimenter les produits produits perturbateurs par des alimentations séparées assurant un (p. 18, 32 et 36) découplage «HF» efficace (transformateur double écran, filtres...) ==> Alimenter les produits perturbateurs par des lignes d’alimentation séparées et cablées en étoile.

(4) Action Actionss sur les produ produits its pert perturbé urbéss Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations perturb ations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Alimenter les produits perturbés par des alimentations séparées assurant un (p. 18, 32 et 36) découplage «HF» efficace (transformateur double écran, filtres...) ==> Alimenter les produits perturbés par des lignes d’alimentation séparées et cablées en étoile.

Les câbles (5) (5) Acti Actions ons sur sur les les câbl câbles es ==> Eloigner d’une distance adéquate les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs. ==> utiliser des câbles adaptés adaptés aux signaux véhiculés, à savoir selon la classe du câble (p. 32 et 36) considéré : conducteurs standards, paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés,...

Te

6


Conseils de mise en œuvre (suite) (voir chapitre 2) ==> S’assurer que le cheminement des câbles perturbateurs (classe* 3-4) et sensibles (p. 32, 36, 44 et 52)

TRAITEMENTS PROPOSÉS (SUITE)

(classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles métalliques distincts et séparés d’une distance adéquate.

Les chemins de câble (6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble

(p. 8)

==> Utiliser des chemins de câble assurant un rôle de blindage «HF» efficace (goulottes ou tubes métalliques fermés ... et correctement raccordés) ==> S’assurer que le cheminement des câbles perturbateurs (classe* 3-4) et sensibles (32, 36, 44 et 52) (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles métalliquess distincts et séparés d’une distance adéquate .

2

Au niveau des produits PERTURBÉS (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

1

(p. 8, 32 et 36)

==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

3

L’alimentation (3) Actions sur les produits perturbés Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Alimenter les produits perturbés par des alimentations séparées assurant un (p. 32, 36, 44 et 52) découplage «HF» efficace (transformateur double écran, filtres...) ==> Alimenter les produits perturbés par des lignes d’alimentation séparées et cablées en étoile.

5

Le produit (4) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles ==> Eloigner d’une distance adéquate les produits sensibles de toutes sources de perturbations (appareillages, câbles... perturbateurs).

Les câbles associés (5) Protéger les produits sensibles des perturbations conduites par les câbles qui y sont raccordés. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres, parasurtenseurs...) en amont et/ou (p. 56, 60, 62, 32, 36 et 52) en aval de l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...).

7

4

Te



Conseils de mise en œuvre (suite) (voir chapitre 2)

Au niveau des produits PERTURBATEURS (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses.

(p. 8)

L’alimentation

1

(2) Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18, 32 et 36) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Le produit

2

(3) Limiter le rayonnement des produits perturbateurs ==> Monter le(s) produit(s) dans une enveloppe assurant un blindage adéquat (armoire, coffret...).

Les câbles associés

3

(4) Eviter la propagation des perturbations en amont et en aval des produits perturbateurs. ==> Insérer directement en aval du produit perturbateur un filtre de sortie ou une ferrite sur le(s) câble(s) qui y sont raccordés. (p. 56, 60 et 62) ==> Insérer directement en amont du produit perturbateur un filtre d’entrée ou une ferrite sur le(s) câble(s) qui y sont raccordés. Des câbles à priori non perturbateurs (classe 1-2) véhiculant des signaux «bas niveau» et raccordés à un produit perturbateur peuvent véhiculer sous forme conduites les perturbations générées et devenir des câbles perturbateurs.

4

Limiter le rayonnement des câbles véhiculant des signaux perturbateurs : câbles puissance/contrôle (classe* 3-4). ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

5

--- Classe : terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---

Te

8


Variateur électronique Capteurs «bas niveau» DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dispositifs analogiques Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées... • Dispositifs numériques, sorties tout ou rien Pertes de données, changements d’états intempestifs de la sortie du capteur Conseils de mise en œuvre

TRAITEMENTS PROPOSÉS Effectuer successivement les actions correctives suivantes jusqu’à résolution du problème

(voir chapitre 2)

1

Au niveau du SITE (1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (constituants, variateurs, filtres, (p. 8, 32 et 36) moteurs, blindages...) (3) Eviter les boucles de masse

2


Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

(p. 8, 32 et 36)


3 4

Les alimentations (3) Actions sur les produits perturbateurs ==> Voir tronc commun

(4) Actions sur les produits perturbés

5

==> Voir tronc commun

Les câbles (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles véhiculant des signaux sensibles (classe* 1-2). ==> Eloigner les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs. ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation du variateur : câble «puissance» (classe* 3-4) ==> Insérer des ferrites sur les câbles perturbateurs (côté variateur) ==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant des paires torsadées, paires torsadées (p. 32, 36, 44, 52, 56, blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés. 60 et 62) ==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur.

9

Te


Conseils de mise en œuvre (suite) (voir chapitre 2) Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la (p. 32, 36, 44, 52, charge (classe* 3-4). 56 et 60)


==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant un câble blindé, des goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement. ==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

Voir tronc commun.

1

Les chemins de câbles (6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble

(p. 8, 32, 36, 44 et 52)

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «capteurs bas- niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate . ==> Voir tronc commun

2

Au niveau des produits PERTURBÉS

3 4

Origine : perturbations rayonnées (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

(p. 8, 32 et 36)


L’alimentation Origine : perturbations conduites (3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18 et 52) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

5

Voir tronc commun

Le produit (4) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles ==> Eloigner d’une distance adéquate les produits sensibles de toutes sources de perturbations (appareillages, câbles... perturbateurs).

Voir tronc commun

Les câbles associés (5) Protéger les produits sensibles des perturbations conduites par les câbles qui y sont raccordés. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres, parasurtenseurs...) en amont et/ou (p. 32, 36, 52, 56, en aval de l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...). 60 et 62)

Voir tronc commun

Te

10





(p. 8)

L’alimentation (2) Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs

(p. 18 et 52)

1

==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Voir tronc commun

Le produit (3) Limiter le rayonnement des produits perturbateurs

2

==> Monter le(s) produit(s) dans une enveloppe assurant un blindage adéquat (armoire, coffret...).

Voir tronc commun

Les câbles associés (4) Limiter en amont de l’installation la circulation des perturbations :

(p. 32, 36, 52, 56,

==> Mettre en place des systèmes de découplage (R,L,C), de filtres ou de ferrites 60 et 62) adaptés sur les entrées et/ou sorties des appareils.

3

Voir tronc commun

4


5

11

Te


Variateur électronique Sortie analogique de régulateur DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Instabilités, fluctuations, offset, références erronnées.... en sortie du régulateur délivrant la référence au variateur électronique.

Conseils de mise en œuvre


1 2


(voir chapitre 2)

Au niveau du SITE (1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (constituants, variateurs, (p. 8, 32 et 36) filtres, moteurs, blindages...) (3) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

3


(p. 8, 32 et 36)


4


5

(4) Actions sur les produits perturbés ==> Voir tronc commun

Les câbles (5) Protéger les câbles «bas niveau» en sortie du régulateur (classe* 1-2).

(p. 32, 36, 44 et 52)

==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés.

Insérer une ferrite en entrée du variateur sur le câble «bas niveau» du régulateur. (p. 32, 36, 52, 56, Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation du 60 et 62) variateur : Câble «puissance» (classe* 3-4) (p. 32, 36, 52, 56, ==> Insérer des ferrites sur les câbles perturbateurs (en entrée du variateur) ==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant des paires torsadées, paires torsadées 60 et 62) blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés. ==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur. (p. 32, 36, 52, 56,

60 et 62)

Te

12


Conseils de mise en œuvre (suite) (voir chapitre 2) Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la (p. 32, 36, 52, 56, charge (moteur) : Câble «puissance» (classe* 3-4) 60 et 62)


==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant un câble blindé, des goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement ==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

Voir tronc commun

(p. 8)

1

(p. 8, 32 et 36)

2

Les chemins de câble (6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble ==> Voir tronc commun

Au niveau des produits PERTURBÉS (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

3

L’alimentation (3) Voir tronc commun

Le produit

4

(4) Voir tronc commun

Les câbles associés Origine : perturbations rayonnées (5) S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «régulateur (p. 32, 36, 44 et 52) bas- niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate . Voir tronc commun


(p. 8)


Le produit (3) Voir tronc commun

13

Te

5




Les câbles associés Origine : perturbations rayonnées (4) S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «régulateur (p. 32, 36, 44 et 52) bas- niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate . Voir tronc commun

1


2 3 4 5

Te

14


Variateur électronique Réseau téléphonique - téléphone DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Perturbation des communications téléphoniques pouvant conduire au déclenchement du téléphone (sonnerie...)



(voir chapitre 2)

1

Au niveau du SITE (1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (p. 8, 32 et 36) (3) Eviter les boucles de masse. ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...


(p. 8, 32 et 36)

2 3


4



5

Les câbles (5) Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation du (p. 32, 36, 44 et 52) variateur : Câble «puissance» (classe* 3-4) ==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant des paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés... correctement (p. 56, 60 et 62) raccordés. ==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la charge (moteur) : Câble «puissance» (classe* 3-4) et/ou câbles de contrôle commande «bas niveau» connectés au variateur. ==> Limiter le rayonnement des câbles en utilisant un câble blindé, des goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés...correctement ==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

(p. 32, 36, 52, 56, 60 et 62)

Voir tronc commun

15

Te




Les chemins de câble (6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble Origine : perturbations rayonnées

(p. 8, 44 et 52)

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «ligne téléphonique «bas niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate.

1

Voir tronc commun


2

(1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

(p. 8,32 et 36)


L’alimentation

3


Le produit (4) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles

(p. 32 et 36)

==> Eloigner d’une distance adéquate les produits sensibles de toutes sources de perturbations (appareillages, câbles... perturbateurs).

4

Les câbles associés (5) Voir tronc commun

5




Les câbles associés (4) Voir tronc commun --- Classe : terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---

Te

16

(p. 8)

Remèdes / Dysfonctionnements Perturbations électromagnétiques Perturbations naturelles (foudre...) Produits ou systèmes générateurs de perturbations de commutation

Modules électroniques de mesure ou de contrôle Interfaces statiques ou convertisseur Relais et contacteurs statiques Gradateurs, démarreurs et freins statiques Relais thermiques électroniques

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Erreurs de signalisation ou d’affichage • Changements d’états intempestifs • Pertes de données

• Erreurs de mesure • Etc...



(voir chapitre 2)

1

Au niveau du SITE (1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (p. 8, 32 et 36) (3) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

Origine : micro-coupures

3


2

(p. 8, 32 et 36)


4


5

(4) Actions sur les produits perturbés ==> Usage d’alimentations sauvegardées ou avec réserve d’énergie.

Les câbles (5) Voir tronc commun

Les chemins de câble (6) Voir tronc commun

Au niveau des produits PERTURBÉS (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles (p. 8, 32 et 36 d’alimentation «Aller - Retour»...

17

Te




L’alimentation (2) Usage d’alimentations sauvegardées ou avec réserve d’énergie. (p. 18) (3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Alimentations séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran, filtres...) ==> Alimenter les produits perturbés par des lignes d’alimentation séparées et cablées en étoile.

1


2


Au niveau des produits PERTURBATEURS

3

Dans la mesure du possible, éliminer la perturbation à la source. (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses.

(p. 8)

L’alimentation

4



5


Origine : surtensions de manœuvre ou de foudre Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

(p.8, 18, 32 et 36)


Les alimentations (3) Actions sur les produits perturbateurs ==> Découpler l’alimentation du réseau Insertion de transformateurs d’isolement assurant un découplage «HF» efficace.

Te

18

(p. 18)





(4) Actions sur les produits perturbés ==> Installer des protections contre la foudre. ==> Voir tronc commun


1


(p. 8, 32, 36, 44 et 52)

2

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «bas- niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate.


(p. 8, 32 et 36)


L’alimentation

3 4

(3) Installer des protections contre la foudre. Voir tronc commun

Le produit

5


Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles

(p. 32, 36, 44 et 52)

==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés.


(p. 8)


19

Te




Le produit (3) Limiter les surtensions aux bornes du produit ==> Usage d’écrêteurs sans/avec résistance ou inductance-tampon.

(p. 32, 36, 52, 56 et 60)


1


Origine : transitoires rapides Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE

2 3


(p. 8, 18, 32 et 36)




4


Les chemins de câble

5

(6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (è) Actions sur les chemins de câble

(p. 8)

==> S’assurer que le cheminement des câbles perturbateurs (classe* 3-4) et sensibles (p. 32, 36, 44 et 52) (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate.


Te

20

(p. 8, 18, 32 et 36)




L’alimentation (3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Voir tronc commun

Le produit (4) Usage de découpleurs (R,C) aux bornes des produits affectés ou (L) en série. (p. 32, 36, 52, 56 et (5) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles 60) de l’installation. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres...) en amont et/ou en aval de (p. 32, 36, 52, 56, 60 et 62) l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...). Voir tronc commun

1 2

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles véhiculant des signaux sensibles (classe* 1-2).

3

==> Eloigner les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs.

Voir tronc commun


4

(p. 8)


Le produit (3) Usage de parasurtenseurs connectés directement aux bornes des inductances (p. 32, 36, 52, 56 et en cause (bobines de contacteurs, relais, électrovannes...) 60) Voir tronc commun

Les câbles associés (4) Limiter le rayonnement des câbles véhiculant des signaux perturbateurs : câbles puissance/contrôle (classe* 3-4). ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p.32, 36, 44, et 52) tubes métalliques fermés...correctement raccordés. ==> Respecter les longueurs de câble préconisées

Voir tronc commun

21

Te

5




Origine : décharges électrostatiques Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE

1


(p. 8, 32 et 36)


(3) Utilisation d’armoires métalliques ou d’écrans spécifiques adaptés

Les alimentations

2

(3) Actions sur les produits perturbateurs ==> Voir tronc commun


3


Les chemins de câble

4

(6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble

(p. 8)



5

(1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...




Te

22

(p. 8, 18, 32 et 36)





(p. 8)


1



2


Origine : perturbations électromagnétiques Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE (1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (2) Eviter les boucles de masse

(p. 8, 18, 32 et 36)

3


4



5



(p. 8)



(p. 8, 32 et 36)


23

Te





Le produit

1

(4) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres...) en amont et/ou en aval de (p. 32, 36, 52, 56, l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...). 60 et 62)

Voir tronc commun


2



3

(p. 8)

L’alimentation (2) Limiter en amont de l’installation la circulation des perturbations : ==> Mettre en place des systèmes de découplage (R,L,C), de filtres ou de ferrites (p. 32, 36, 52, 56, adaptés sur les entrées et/ou sorties des appareils. 60 et 62)

Voir tronc commun

4


5



Te

24

Remèdes / Dysfonctionnements 1- Commutations de contacteurs, relais, électrovannes, inductances. 2- Démarreurs et freins statiques, gradateurs à trains d’ondes

Capteurs «bas niveaux», instrumentation (mesure, régulation, calcul ...)

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dispositifs analogiques Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées... • Dispositifs numériques, sorties tout ou rien Pertes de données, changements d’états intempestifs. Conseils de mise en œuvre


(voir chapitre 2)

1



(p. 8, 32 et 36)

2 3


4



5



(p. 8)

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «bas- (p. 32, 36, 44 et 52) niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate. ==> Voir tronc commun

25

Te





(p. 8)

==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles (p. 32 et 36) d’alimentation «Aller - Retour»...

1

L’alimentation (3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18 et 52) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Voir tronc commun

2

Le produit (4) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres...) en amont et/ou en aval de (p. 32, 36, 52, 56, 60 et 62) l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...).

3

Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles ==> Eloignement physique des produits de traitement «bas niveaux» des appareillages et câbles perturbateurs.

Voir tronc commun

4

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles véhiculant des signaux sensibles (classe* 1-2). ==> Eloigner les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs.

5

Voir tronc commun


(p. 8)

L’alimentation (2) Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18 et 52) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...) ==> Mise en place de filtres adaptés au niveau del’alimentation de l’équipement ou de la (p. 52) machine.

Voir tronc commun

Te

26




Le produit (3) Limiter l’émission et la circulation des perturbations conduites. Appareils de type (1) Mise en place de parasurtenseurs aux bornes des charges.

(p. 52, 56, 60 et 62)

==> EN ~ : circuits R, C, ==> EN = : diodes de roue libre

Appareils de type (2) Mise en place de découplage (R,L,C), de ferrites ou de filtres adaptés sur les alimentations entrées et/ou sorties des appareils. Limiter le rayonnement des produits perturbateurs

(p. 52, 56, 60 et 62)

1


2

Voir tronc commun

Les câbles associés (4) Limiter le rayonnement des câbles véhiculant des signaux perturbateurs : câbles (p. 32, 36, 44 et 52) puissance/contrôle (classe* 3-4).

3

==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

Voir tronc commun


4 5

27

Te

Remèdes / Dysfonctionnements 1- Commutations de contacteurs, relais, électrovannes, inductances. 2- Démarreurs et freins statiques, gradateurs à trains d’ondes

Récepteurs de radiofréquences

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Perturbation de la réception se traduisant par : - Claquements audibles (arc,...) ou perturbations transitoires d’écrans. - Augmentation temporaire ou permanente du bruit de fond... Conseils de mise en œuvre


1 2 3


(voir chapitre 2)



(p. 8, 32 et 36)


4



5



(p. 8)

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et d’alimentation (p. 32, 36, 44 et 52) du récepteur de radiofréquence (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate.

Te

28





(p. 8, 32 et 36)


1

L’alimentation (3) Protéger l’alimentation du récepteur radio- fréquence des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation ==> Remplacer l’alimentation secteur du récepteur par une alimentation autonome (pile, batterie...). ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrite, filtre...) à l’entrée de l’alimentation du (p. 52, 56, 60 et 62) récepteur de radiofréquence. ==> Utiliser une ligne d’alimentation séparée et si nécessaire une alimentation séparée (p. 18 et 52) assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

2

Voir tronc commun

3

Le produit (4) Protéger le récepteur... des perturbations rayonnées ==> Assurer un éloignement maximal entre le récepteur et les équipements perturbateurs.

Voir tronc commun

4

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur le câble d’alimentation du récepteur de radiofréquence mais aussi sur l’antenne... ==> Eloigner de toute source de perturbation le câble d’alimentation, l’antenne ...

Voir tronc commun

5


(p. 8)

L’alimentation (2) Séparation des alimentations : ==> Utiliser une ligne d’alimentation séparée et si nécessaire une alimentation séparée (p. 18) assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Limiter en amont de l’installation la circulation des perturbations : ==> Mise en place de filtres adaptés au niveau de l’alimentation de l’équipement ou de (p. 52, 56, 60 et 62) la machine.

Voir tronc commun

29

Te




Le produit (3) Limiter l’émission et la circulation des perturbations conduites. Appareils de type (1) Mise en place de parasurtenseurs aux bornes des charges.

(p. 52, 56 et 60)

==> EN ~ : circuits R, C, ==> EN = : diodes de roue libre

Appareils de type (2) Mise en place de découplage (R,L,C), de ferrites ou de filtres adaptés sur les alimentations entrées et/ou sorties des appareils. (p. 52, 56, 60 et 62) Limiter le rayonnement des produits perturbateurs

1


2

Voir tronc commun

Les câbles associés (4) Limiter le rayonnement des câbles véhiculant des signaux perturbateurs : câble puissance/contrôle (classe* 3-4).

3

==> Utiliser des paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés et correctement raccordés.

Voir tronc commun


4 5

Te

30


Alimentations à découpage Convertisseur DC/DC

Capteurs «bas niveau»

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dispositifs analogiques Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées... • Dispositifs numériques, sorties tout ou rien Pertes de données, changements d’états intempestifs de la sortie du capteur Conseils de mise en œuvre


(voir chapitre 2)

1



(p. 8, 32 et 36)

2 3


4

Les alimentations (3) Actions sur les produits perturbateurs ==> Utiliser des alimentations conformes à la réglementation (directive CEM...) ==> Voir tronc commun


5

==> Utiliser des alimentations conformes à la réglementation (directive CEM...) ==> Voir tronc commun



(p. 8)

==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «capteurs (p. 32, 36, 44 et 52) bas- niveau» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts et séparés d’une distance adéquate .

31

Te





(p. 8)

==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles (p. 32 et 36) d’alimentation «Aller - Retour»...

1

L’alimentation (3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations (p. 18, 32, 36 et 52) séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Voir tronc commun

2

Le produit (4) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câbles de l’installation. ==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres...) en amont et/ou en aval de (p. 52, 56, 60 et 62) l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...).

3

Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles ==> Eloignement physique des produits de traitement «bas niveaux» des appareillages et câbles perturbateurs.

Voir tronc commun

4

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles véhiculant des signaux sensibles (classe* 1-2). ==> Eloigner les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs. ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

5

Voir tronc commun


(p. 8)

L’alimentation (2) Séparation des alimentations : ==> Utiliser une ligne d’alimentation séparée et si nécessaire une alimentation séparée (p. 18 et 52) assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Voir tronc commun

Te

32




Le produit (3) Limiter en amont de l’installation la circulation des perturbations : ==> Mettre en place des systèmes de découplage (R,L,C), de filtres ou de ferrites (p. 52, 56, 60 et 62) adaptés sur les entrées et/ou sorties des appareils.

Voir tronc commun


1

(4) Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation du variateur : Câble «puissance» (classe* 3-4) ==> Insérer des ferrites sur les câbles perturbateurs (côté variateur) (p. 8) ==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant des paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés... correctement raccordés. (p. 32, 36, 44 et 52) ==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la charge (moteur) : Câble «puissance» (classe* 3-4) ==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant un câble blindé, des goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement ==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

2 3

Voir tronc commun


4 5

33

Te


Variateur électronique Récepteurs de radiofréquences DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Perturbation de la radio en AM (modulation d’amplitude) GO - PO.



1 2 3


(voir chapitre 2)



(p. 8, 32 et 36)


4



5



(p. 8)


Te

34

(p. 8, 32 et 36)






1



2

(p. 8)


3

Le produit (3) Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la charge (moteur) : Câble «puissance» (classe* 3-4) et/ou câbles de contrôle commande «bas niveau» connectés au variateur. ==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

(p. 56)

4

Voir tronc commun

Les câbles associés (4) Limiter le rayonnement des câbles perturbateurs ==> utilisation de paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes (p. 32, 36, 44 et 52) ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation du (p. 56) variateur : Câble «puissance» (classe* 3-4) ==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de la (p. 32, 36, 44 et 52) charge (moteur) : Câble «puissance» (classe* 3-4) et/ou câbles de contrôle commande «bas niveau» connectés au variateur. ==> Limiter le rayonnement des câbles en utilisant un câble blindé, des goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement ==> Voir tronc commun


35

Te

5


Variateur électronique Protections différentielles DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS Origine : courants de fuite fréquence «HF» à la terre. • Déclenchement de la protection différentielle.



1 2 3


(voir chapitre 2)



(p. 8, 32 et 36


4



5



(p. 8)


Te

36

(p. 8, 32 et 36)





Le produit (4) Réaliser un îlotage des protections différentielles. Voir tronc commun

1



2

(p. 8)

L’alimentation (2) Réaliser un îlotage des variateurs électroniques

3

==> alimentations séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...) + protections différentielles dédiées.

Voir tronc commun

Le produit (3) Utiliser des protections différentielles «immunisées» Insérer un filtre de sortie immédiatement en aval du variateur. Voir tronc commun


Voir documentation et produits Merlin Gérin. Inductance, filtre LC. Filtre Sinus..

(4) Réduire au maximum la longueur des câbles variateur/moteur. Voir tronc commun


37

Te

4 5


Système de soudure à l’arc / par points....


DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dysfonctionnement du variateur électronique (affichage incohérent, perturbation de la commande pouvant conduire à la destruction du variateur...) Conseils de mise en œuvre


1 2


(voir chapitre 2)

Au niveau du SITE (1) Eviter absolument de souder à proximité du variateur électronique et câbles associés. (2) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (3) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (p. 8, 32 et 36) (4) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

3


(p. 8, 32 et 36)


4

Les alimentations (3) Actions sur les produits perturbateurs

5



Les câbles (5)

Voir tronc commun


Te

38

(p. 8)





(p. 8, 32 et 36)


1

L’alimentation (3) Arrêter et isoler le variateur de vitesse de l’installation. ==> Ouvrir les sectionneurs, déconnecter l’alimentation, décâbler le produit... Tous les câbles sont concernés et succeptibles de faire antenne.

Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur. Voir tronc commun

(p. 56)

2


3

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur tous les câbles ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

Voir tronc commun

4


(p. 8)

5

L’alimentation (2) Alimenter séparement l’équipement de soudure à l’aide d’une alimentation (p. 18) assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...) Voir tronc commun




39

Te


Talkie-Walkie, Citizen band, Téléphones portables...

Capteurs «bas niveau»

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dispositifs analogiques Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées... • Dispositifs numériques, sorties tout ou rien Pertes de données, changements d’états intempestifs de la sortie du capteur Conseils de mise en œuvre


1


(voir chapitre 2)

Au niveau du SITE (1) Eloigner toutes sources d’émission de radiofréquence des produits sensibles et câbles associés.

2 3 4

==> Voir exemple en fin de fiche.

(2) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbés potentiels. (p. 8, 32 et 36) (3) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (4) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...


(p. 8, 32 et 36)


Les alimentations

5




Les chemins de câble (6) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (7) Actions sur les chemins de câble ==> Voir tronc commun

Te

40

(p. 8)





(p. 8, 32 et 36)


1



2

Les câbles associés (5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles d’alimentation des capteurs et autres câbles véhiculant des signaux sensibles (classe* 1-2). ==> Eloigner les câbles sensibles des produits perturbateurs. ==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou (p. 32, 36, 44 et 52) tubes métalliques fermés...correctement raccordés. ==> Assurer la mise à la masse des enveloppes métalliques des capteurs...

3

Voir tronc commun

4


(p. 8)

L’alimentation

5




--- Classe : terme non normatif, retenu pour les besoins du document. --- Talkie walkie de puissance P = 4w

41

Te


EXEMPLE Appareil électronique tenue niveau 3 (10V/m) Nous admettons l’hypothèse d’un champ uniforme. Niveau normatif de tenue des appareils électroniques (CEI 1000-4-3)

1 2

Niveau

Valeur du champ d’essais

1

1 V/m

2

3 V/m

3

10 V/m

Si d = 0,25 m, le champ rayonné par le TW sur l’appareil est de E = 24 V/m. (d = distance entre l’antenne et l’appareil). ==> L’appareil est perturbé

Si l’on veut garantir le bon fonctionnement de l’appareil, il faut en éloigner le TW. Niveau de tenue de l’appareil Distance appareil / TW

3 4

niveau 2

2m

niveau 3

0,6 m

Remarque : Ces informations sont données à titre indicatif car les conditions d’installations des appareils peuvent modifier considérablement le comportement pour la tenue aux rayonnement «HF» (reflexion d’ondes).

5

Te

42


Système de soudure à l’arc / par points....

Capteurs «bas niveau»...

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS

(pouvant apparaître lors des phases de soudure)

• Dispositifs analogiques Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées... • Dispositifs numériques, sorties tout ou rien Pertes de données, changements d’états intempestifs de la sortie du capteur



(voir chapitre 2) Origine : saturation du noyau magnétique du détecteur inductif Effectuer successivement les actions correctives suivantes jusqu’à résolution du problème (1) Eviter absolument de souder à proximité de tous produits sensibles, alimentations et câbles associés. (2) Utiliser des produits variantes spéciales «Applications champs de soudure».


1 2 3


(p. 8, 32 et 36)


Les alimentations

5





(p. 8)


43

4

Te





(p. 8, 32 et 36)


1

L’alimentation (3) Arrêter et isoler les produits sensibles de l’installation. ==> Ouvrir les sectionneurs, déconnecter l’alimentation, décâbler le produit... Tous les câbles sont concernés et succeptibles de faire antenne.

(p. 8, 32 et 36)

Eviter les boucles de masse

2


Voir tronc commun

Le produit

3

(4) Utiliser des produits variantes spéciales «Applications champs de soudure». ==> Voir tronc commun


4 5

(5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur tous les câbles

(p. 32, 36, 44 et 52).


Voir tronc commun


(p. 8)

L’alimentation (2) Alimenter séparement l’équipement de soudure à l’aide d’une alimentation (p. 18) assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...) Voir tronc commun

Le produit (3) Eloigner toutes sources d’émission de radiofréquence (champ magnétique) des produits sensibles et câbles associés. Voir tronc commun


Te

44


Surtensions d’alimentation, orages...

Capteurs «bas niveau»...

DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Destruction des appareils



(voir chapitre 2)

1



(p. 8, 32 et 36)

2 3


4



==> Vérifier que la tension délivrée par l’alimentation est bien compatible avec les (p. 18, 32 et 36) caractéristiques du produit alimenté. ==> Amplitude de la tension (attention aux alimentations redressées), taux d’ondulation, fréquence, ... ==> Protection contre les perturbations réseau, surcharges...

Voir tronc commun



45

(p. 32 et 36)

Te

5





(p. 8, 32 et 36)


1

L’alimentation (p. 8, 32 et 36)

(3) Eviter les boucles de masse ==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles d’alimentation «Aller - Retour»...

2

Origine : orages Arrêter et isoler les produits sensibles de l’installation lors des orages. ==> Ouvrir les sectionneurs, déconnecter l’alimentation, décâbler le produit... Tous les câbles sont concernés et succeptibles de faire antenne.

Voir tronc commun

3

Le produit Origine : surtensions secteur (4) Installer des protections adaptées sur l’alimentation des produits sensibles tels que capteurs... ==> Ecrêteurs tels que diodes Zener, GMOV, Transils... ==> S’assurer que l’amorçage éventuel des protections ne générera pas de dysfonctionnement dans l’installation...

4

Voir tronc commun


5

(5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur tous les câbles

(p. 32, 36, 44 et 52)


Voir tronc commun





Te

46

(p. 8)


Talkie-Walkie, Citizen band, Téléphones portables...


DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Dysfonctionnement du variateur électronique pouvant aller jusqu’à la destruction.



(voir chapitre 2) Origine : perturbations rayonnées (1) Eloigner au maximum ces sources d’émission radiofréquences intentionnelles de tous systèmes ou appareils «sensibles».

Exemple : Talkie walkie de puissance P = 4w Appareil électronique tenue niveau 3 (10V/m) Nous admettons l’hypothèse d’un champ uniforme. Niveau normatif de tenue des appareils électroniques (CEI 1000-4-3) Niveau

Valeur du champ d’essais

1

1 V/m

2

3 V/m

3

10 V/m

1 2 3

Si d = 0,25 m, le champ rayonné par le TW sur l’appareil est de E = 24 V/m. (d = distance entre l’antenne et l’appareil).

4

==> L’appareil est perturbé

Si l’on veut garantir le bon fonctionnement de l’appareil, il faut en éloigner le TW. Niveau de tenue de l’appareil Distance appareil / TW niveau 2

2m

niveau 3

0,6 m

5

Remarque : Ces informations sont données à titre indicatif car les conditions d’installations des appareils peuvent modifier considérablement le comportement pour la tenue aux rayonnement «HF» (reflexion d’ondes).

47

Te


Variateur électronique Transformateur de distribution DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS • Echauffement du transformateur de distribution pouvant conduire à sa destruction,



1

(voir chapitre 2) Origine : perturbations conduites, courants harmoniques (1) Dimensionner le transformateur en tenant compte des courants efficaces consommés par l’ensemble des appareils générant des courants harmoniques (variateurs électroniques ...) et non pas des courants nominaux des charges (moteurs ...), (p. 56) (2) Insérer des inductances de ligne en entrée (amont) du variateur, (3) Insérer un filtre anti-harmonique en tête de ligne (aval du transformateur),

2 3 4 5

Te

48

CEM

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