Classes* de signaux véhiculés. Choix des câbles. Type de câbles recommandés en fonction de la classe* du signal véhiculé. Paires torsadées.
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- Charlotte Caron
- il y a 7 ans
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1 L Les câbles Classes* de signaux véhiculés Classification des signaux par niveau de perturbation Classe* Sensible Peu sensible Perturbateur Sensible ++ + Exemple de signaux véhiculés ou matériels connectés 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 Peu perturbateur + 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 Perturbateur ++ Machines à souder Circuits de puissance en général Variateurs électroniques alimentations à découpage... Type de câbles recommandés en fonction de la classe* du signal véhiculé Classe* Nature Choix des câbles Unifilaire Paires torsadées Paires torsadées blindées Blindés (tresses) Blindés mixtes (écran + tresse) Sensible Peu sensible Peu perturbateur Coût Coût Coût Te Perturbateur Conseillé Peu conseillé Coût raisonnable Coût élevé pour cette classe de signaux --- * Terme non normatif retenu pour les besoins du document. --- Déconseillé
2 Les câbles Exemple de câbles utilisés pour les différentes classes* de signaux Classe* Signaux sensibles Paire torsadée blindée Câble blindé avec surblindage Classe* Signaux peu sensibles Conducteur unifitaire Conducteur non utilisé Classe* Signaux peu perturbateurs Classe* Signaux perturbateurs Tube métallique Te Goulotte métallique
3 Les câbles Performances des câbles vis à vis de la «CEM» Rayonnées Câble Câble unifilaire Bifilaire paralèlle Conduites BF : 0-0 Hz Moyen Moyen BF < MHz Passable Passable BF > -0 MHz : Si aller retour très proche Insuffisant Insuffisant Mode commun Mauvais Bifilaire paire torsadée Bon Bon jusqu'à 00 khz Passable : Dépend du nombre de torsades/mètre... Mauvais Paire torsadée blindée Sans effet Bon Bon Moyen Bon Ecran feuillard alu... Moyen Passable Insuffisant Tresse Excellent Excellent Bon Ecran + tresse Excellent Excellent Excellent Te
4 Les câbles Couplage Mode différentiel Mauvais Diaphonie couplage capacitif inductif Mauvais Niveau de perturbation Secteur d'activité Matériel non sensible exclusivement Application Basse Fréquence "BF" 0 Hz-60 Hz Bon Mauvais Matériels peu perturbateurs Tertiaire Industriels peu pollués Excellent Bon Perturbations industrielles faibles Tertiaire Industriels peu pollués Véhicule des signaux < 0 MHz Moyen Perturbations industrielles faibles (émetteurs radio éclairages fluorescent) Locaux industriels peu pollués Réseaux locaux Matériel informatique tertiaire Bon Perturbations industrielles classiques Domaine industriel classique Informatique mesure régulation Réseaux locaux Commande de moteur... Bon Perturbations industrielles importantes (industrie lourde) Produits très sensibles dans un environnement fortement pollué Te
5 L Les règles de câblage Les 0 commandements RÈGLE D OR DE LA «CEM» Assurer l ÉQUIPOTENTIALITÉ des masses en haute et basse fréquence «HF» et «BF» - localement (installation machine...) - au niveau du site Classe* "analogique" Ne jamais faire cohabiter des signaux de classes* sensibles (-) et perturbateurs (-) dans un même câble ou toron de conducteurs. Classe* Classe* "puissance" "puissance" Classe* "capteurs TOR" Tresse Classe* "puissance" Classe* "capteurs TOR" Tresse : les feuilles d'aluminium armatures métalliques... ne sont pas des blindages "CEM" Réduire au maximum la longueur de cheminement parallèle de câbles véhiculant des signaux de classes* différentes : sensibles (classe* - ) et perturbateurs (classe* - ). Limiter au maximum la longueur des câbles. --- * Terme non normatif retenu pour les besoins du document. --- Te 6
6 Les règles de câblage Eloigner au maximum les câbles véhiculant des signaux de classes* différentes notamment sensibles (-) et perturbateurs (-) - c est très efficace et peu coûteux -. Ces valeurs sont indicatives et l on considère que les câbles sont plaqués sur un plan de masse et de longueur L < 0 m. Classe * (sensibles) cm Classe * (peu sensibles) 0-0 cm Classe * (peu perturbateurs) 0-0 cm Plan de masse Classe * (perturbateurs) > 0 cm > m > 0 cm --- * Terme non normatif retenu pour les besoins du document. --- La distance de séparation des câbles sera d autant plus grande que la longueur de cheminement sera importante. Classe d Classe = Classe d >> d L Classe L >> L 7 Te
7 Obtention de la «CEM» dans l installation Les règles de câblage Il faut réduire au maximum la surface des boucles de masse. Matériel A Câble Matériel B Matériel A Bien Câble Câble d'accompagnement Matériel B Plan de masse TRES BIEN Câble Plan de masse Il faut assurer la continuité du plan de masse entre armoires machines équipements... Armoire Alimentation Armoire Appareil Appareil S S S Machine 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...) Alimentation Contrôle Cde Te 8
8 Les règles de câblage 6 Le conducteur ALLER doit toujours cheminer le plus près possible du conducteur RETOUR. Alimentation Machine Alimentation Machine Signaux de classe identique* * : capteurs bas niveau ==> classe Signaux de classe identique* L utilisation de câbles bifilaires ( conducteurs) permet de garantir que le conducteur ALLER chemine toujours sur toute sa longueur le long du conducteur RETOUR. 9 Te
9 Les règles de câblage 7 L utilisation de câbles blindés permet la cohabitation de câbles véhiculant des signaux de classes différentes dans une même goulotte. Classe "capteurs TOR" Classe "puissance" Câbles non blindés Classe "capteurs TOR" D Câbles non blindés Classe "puissance" ou Câbles blindés Classe "capteurs TOR" Classe "puissance" --- Classe : terme non norminatif retenu pour les besoins du document. --- Te 0
10 Les règles de câblage 8 Raccordement des blindages Blindage relié aux deux extrémités Très efficace contre les perturbations extérieures (haute fréquence «HF»...) 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 (60 ) et bonne équipotentialité des masses (maillage...) Effet réducteur (haute fréquence «HF») très élevé - 00 Dans le cas de signaux haute fréquence «HF» élevés peut induire des courants de fuite à la terre pour des câbles de grande longueur > 0-00 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 L 0 - m ou barre de masse reliée au châssis 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. Te
11 Blindage relié à une seule extrémité Les règles de câblage 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. Une forte différence de potentiel peut apparaître à l extrémité du blindage non relié à la masse. ==> c est dangereux et illégal - CEI 6 Le blindage doit donc être protégé contre les contacts directs. Plan de masse ou barre de masse reliée au châssis Efficacité nulle surtout si l on compare aux possibilités offertes par un blindage correctement mis en oeuvre et à son coût. 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 6) Efficacité moyenne En cas de non équipotentialité du site (ronflette) le raccordement à une seule extrémité est un moyen d assurer un fonctionnement acceptable. Te
12 Les règles de câblage 9 Tout conducteur libre ou non utilisé d un câble doit être systématiquement raccordé à la masse (châssis goulotte armoire...) aux extrémités. Pour les signaux de classe* ce raccordement en cas de mauvaise équipotentitialité des masses de l installation peut générer de la «ronflette» «BF» qui se superpose au signal utile. --- * Terme non normatif retenu pour les besoins du document Faire croiser à angle droit les conducteurs ou câbles véhiculant des signaux de classes différentes notamment sensibles ( - ) et perturbateurs ( - ). Classe > 0 cm 90 Classe > 0 cm Classe 90 Classe Classe Classe Te
13 L Les chemins de câbles Les goulottes Les goulottes tubes métalliques... correctement raccordés offrent un surblindage très efficace des câbles. Goulotte plastique Goulotte métallique Inefficace Comportement devant des perturbations EM Excellent Goulotte ouverte Zone exposée aux perturbations EM Cornière 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
14 Les chemins de câbles Raccordement aux armoires Fil vert-jaune Mauvais Mauvais Peinture = ISOLANT Excellent Les extrémités des goulottes tubes métalliques... doivent être boulonnées sur les armoires métalliques en assurant une connexion adéquate. Te
15 Les chemins de câbles Positionnement des câbles Goulottes Câble sensible Moyen Excellent Cornières Déconseillé Bien Excellent La meilleure des goulottes métalliques devient inefficace si la qualité des connexions d extrémité est mauvaise. Te 6
16 Les chemins de câbles Les câbles perturbateurs et sensibles doivent cheminer dans des chemins de câbles distincts. Pour toute nouvelle installation Mauvais Classe - "capteurs TOR" (sensible) Classe - "puissance" (perturbateur) Classe - "capteurs TOR" (sensible) Excellent Classe - "puissance" (perturbateur) Excellent Pour toute installation existante Mauvais Classe - "capteurs TOR" (sensible) Classe - "puissance" (perturbateur) Classe - "capteurs TOR" (sensible) Classe - "puissance" (perturbateur) Passable Dans le cas regrettable ou des câbles «sensibles» (classe - ) et perturbateurs (classe - ) cheminent malgré tout dans la même goulotte il est alors préférable de laisser la goulotte ouverte. 7 Te
17 Les chemins de câbles Raccordement des extrémités Les extrémités des goulottes tubes.. métalliques doivent se chevaucher et être boulonnées entre elles. (pas de continuité du plan de masse!) Mauvais (pas de continuité du plan de masse!) Mauvais Te Un conducteur d une longueur de L 0 cm divise par 0 l efficacité de la goulotte. 8
18 Les chemins de câbles Excellent 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. Moyen La meilleure des goulottes métalliques devient inefficace si la qualité des connexions d extrémité est mauvaise. 9 Te
19 Les chemins de câbles Mode de pose déconseillé Vide de construction de cloison Nappes bus... Conduit en montage apparent Tube PVC Moulure plinthe (chambranle) rainurées Conduit en montage encastré Mur Fixation directe aux parois et plafond par colliers attaches... La meilleure des goulottes métalliques devient inefficace si la qualité des connexions d extrémité est mauvaise. Te 0
20 Les chemins de câbles Mode de pose conseillé Tube acier Goulotte acier Canalis Gouttière acier Câble enterré Chemins de câbles ou Tablettes acier Caniveau enterré fermé Caniveau enterré ouvert ou ventillé Te
21 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»). Type et longueur des connexions Dans tous les cas les liaisons de masses... doivent être aussi courtes et larges que possible. Barreau Fil vert / jaune L Țresse l L l < Rappel : en haute fréquence «HF» la longueur du câble est déterminante (voir chapitre I) La qualité des connexions est déterminante en «CEM». Te
22 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. Procédure : - Tôle peinte - Épargne de peinture - gratter la peinture - Assurer un serrage important par un système «vis-écrou» et rondelles... par exemple - Assurer la qualité du contact dans le temps. > peinture ou graisse contre la corrosion appliquée après serrage. Rondelle Peinture Rondelle Peinture Boulon Boulon Eliminer les revêtements isolants peintures... entre les surfaces en contact La qualité des connexions est déterminante en «CEM». Te
23 Obtention de la «CEM» dans l installation Les pièges à éviter Tresse Vis ou boulon rondelle frein rondelle plate Tôle épargnée (puis repeinte pour l'anti corrosion) Peinture = ISOLANT Les connexions Ecrou ou écrou prisonnier Pince à rivet Peinture frein filet et téflon = ISOLANT Frein filet Téflon BF - HF BF HF - BF - HF Tresse soudée Te
24 Les connexions Raccordement des blindages Cosse soudée Chignon étamé Plan de masse ou barre de masse relié au châssis Assurer un contact métal / métal L'idéal : un contact sur 60 Attention aux feuilles plastiques isolantes entre blindage et gaine Les connexions en extrémité de blindage doivent être assurées par une reprise sur 60 métal sur métal. Te
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