Mise à la terre, blindage et protection contre la foudre des instruments : une source de défauts sous-estimée

Mise à la terre, blindage et protection contre la foudre des instruments : une source de défauts sous-estimée

Des décalages intermittents de mesure ou des défauts de communication peuvent provenir du câblage, des liaisons équipotentielles, de la qualité de l’alimentation ou de l’exposition aux surtensions. Diagnostiquez l’installation complète avant de remplacer le transmetteur. Lors de cette analyse, distinguez la mise à la terre de protection, la référence du signal et le blindage des câbles.

Distinguer les liaisons de protection de la référence du signal

Les liaisons de protection limitent les tensions de contact dangereuses et assurent le chemin requis pour le courant de défaut. La référence du signal et le blindage du câble remplissent d’autres fonctions. Des différences de potentiel entre références peuvent perturber un signal lorsqu’un courant indésirable entre dans son circuit ou que l’interface dépasse sa limite de mode commun.

Certains circuits analogiques basse fréquence utilisent un raccordement unique et défini de la référence du signal. Cela ne signifie pas qu’il faut débrancher les terres de protection sur le terrain ni remplacer le réseau équipotentiel du site par un point de terre isolé unique. Respectez les manuels des équipements, la conception électrique et les exigences de sécurité applicables.

Raccordement du blindage : à une extrémité ou aux deux ?

Le blindage d’un câble offre un chemin aux courants de perturbation ; son efficacité dépend de la fréquence, de l’impédance des raccordements et du réseau de liaisons équipotentielles. Un raccordement à une seule extrémité est courant pour certains circuits analogiques basse fréquence. D’autres circuits, surtout à plus haute fréquence, peuvent nécessiter un raccordement aux deux extrémités ou sur toute la circonférence du blindage.

Déterminez le raccordement du blindage à partir des manuels des équipements aux deux extrémités et de la conception EMC du site. Si un raccordement aux deux extrémités risque de véhiculer un courant basse fréquence indésirable, évaluez les liaisons équipotentielles, l’isolation ou un montage capacitif approuvé. Ne débranchez pas un conducteur de protection et n’improvisez pas un raccordement sur le terrain pour supprimer des parasites.

Par où la foudre affecte réellement un instrument

Après un impact de foudre direct ou à proximité, des surtensions peuvent pénétrer par l’alimentation, les signaux, les communications ou les différences de potentiel de terre. Implantez et coordonnez les SPD aux limites des câbles exposés ou des zones de protection ; cela peut nécessiter une protection aux deux extrémités. Un seul SPD sur un transmetteur ne constitue pas une conception complète de protection contre la foudre.

Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) écrête le transitoire en le dérivant vers la terre ; il lui faut donc une liaison à la terre courte, directe et à faible impédance. Un SPD boulonné sur un panneau peint et relié par un mètre de fil fin est inefficace ; un SPD relié directement à une barre de terre propre assure la protection.

Liste pratique de vérification de la mise à la terre

Vérifiez le réseau de liaisons de protection et les raccordements prévus des références de signal. Ne supprimez pas les terres de terrain comme remède systématique aux boucles de terre.

Vérifiez chaque blindage par rapport au plan de raccordement approuvé, notamment sa continuité, la longueur dénudée, les presse-étoupes et toute liaison requise aux deux extrémités.

Séparez les chemins de câbles. Ne faites pas passer les câbles 4–20 mA et numériques dans le même chemin que les câbles de moteurs et de puissance ; si un croisement est nécessaire, réalisez-le à angle droit.

Raccordez correctement le SPD à la terre. Un parafoudre ne vaut que par sa liaison à la terre : courte, large et directe.

Vérifiez le réseau maillé de terre du site. Une terre d’instrument reliée à un réseau corrodé ou déconnecté n’assure pas une mise à la terre effective.

Questions des techniciens

Q1. Pourquoi la mesure dérive-t-elle au démarrage d’une pompe ?

Les causes possibles comprennent les creux d’alimentation, le couplage inductif, les différences de potentiel entre références, les limites d’interface et des changements réels du procédé. Enregistrez en sécurité l’évolution de l’alimentation et du signal, inspectez le cheminement des câbles et rapprochez ces observations de l’événement avant de modifier une liaison. Ce symptôme ne prouve pas l’existence d’un second chemin de terre.

Q2. Faut-il relier le blindage à la terre au transmetteur ou à l’armoire ?

Respectez les exigences des équipements et les exigences EMC du site. Un raccordement uniquement à l’armoire est courant pour certaines boucles analogiques, mais les interfaces numériques, la protection contre les surtensions et les liaisons équipotentielles peuvent exiger un autre montage.

Q3. Faut-il une protection contre les surtensions sur chaque boucle ?

Appuyez-vous sur l’évaluation des risques de foudre et de surtension du site, l’exposition des câbles, les limites des zones de protection et les caractéristiques de tenue des équipements. Intégrez, selon le cas, la compatibilité avec le signal, la tension, HART et les exigences des zones dangereuses ; le seul fait d’être à l’extérieur ne définit pas une conception complète de protection SPD.

Q4. Peut-on utiliser le blindage comme conducteur de réserve ?

Jamais. Le blindage sert d’écran, pas de conducteur de circuit ; y faire circuler du courant annule sa fonction et couple les parasites directement au signal.

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