Messa a terra, schermatura e protezione dai fulmini: una causa di guasto strumentale sottovalutata

Messa a terra, schermatura e protezione dai fulmini: una causa di guasto strumentale sottovalutata

Scostamenti intermittenti o guasti di comunicazione possono derivare da cablaggio, collegamenti equipotenziali, qualità dell’alimentazione o esposizione alle sovratensioni. Diagnosticare l’intera installazione prima di sostituire il trasmettitore. Distinguere terra di protezione, riferimento del segnale e schermatura del cavo durante la verifica.

Separare il collegamento equipotenziale di protezione dal riferimento del segnale

Il collegamento equipotenziale di protezione limita i potenziali di contatto pericolosi e fornisce il percorso richiesto per la corrente di guasto. Riferimento del segnale e schermo del cavo hanno funzioni diverse. Differenze di riferimento possono disturbare un segnale quando una corrente indesiderata entra nel circuito o l’interfaccia supera il proprio limite di modo comune.

Alcuni circuiti analogici a bassa frequenza usano un solo collegamento definito del riferimento di segnale. Ciò non significa scollegare le terre di protezione in campo né sostituire una rete equipotenziale d’impianto con un solo punto di terra isolato. Seguire manuali delle apparecchiature, progetto elettrico e requisiti di sicurezza applicabili.

Terminazione dello schermo: a un’estremità o a entrambe?

Lo schermo del cavo offre un percorso alle correnti di disturbo; l’efficacia dipende da frequenza, impedenza della terminazione e sistema equipotenziale. Il collegamento a un’estremità è comune per alcuni circuiti analogici a bassa frequenza. Altri circuiti possono richiedere collegamenti a entrambe le estremità o lungo tutta la circonferenza, soprattutto alle frequenze più elevate.

Scegliere la terminazione dai manuali delle due estremità e dal progetto EMC del sito. Se il collegamento a entrambe può condurre corrente indesiderata a bassa frequenza, valutare equipotenzialità, isolamento o una disposizione capacitiva approvata. Non scollegare un conduttore di protezione né improvvisare una terminazione in campo per eliminare rumore.

Da dove entrano realmente gli effetti del fulmine nello strumento

Le sovratensioni possono entrare tramite alimentazione, segnali, comunicazioni e differenze di potenziale di terra dopo fulmini diretti o vicini. Posizionare e coordinare gli SPDs sui cavi esposti o ai confini delle zone di protezione, eventualmente proteggendo entrambe le estremità. Un solo SPD presso un trasmettitore non costituisce un progetto completo di protezione dai fulmini.

Un dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD) limita il transitorio rispetto a terra e richiede quindi un collegamento di terra corto, diretto e a bassa impedenza. Un SPD imbullonato a un pannello verniciato con un metro di filo sottile è poco più che decorativo; un SPD collegato direttamente a una barra di terra pulita protegge.

Lista pratica di verifica della messa a terra

Verificare la rete equipotenziale di protezione e i collegamenti di riferimento del segnale previsti. Non rimuovere le terre in campo come rimedio generico agli anelli di terra.

Verificare ogni schermo rispetto al disegno di terminazione approvato, comprendendo continuità, lunghezza scoperta, pressacavi e collegamenti a entrambe le estremità quando richiesti.

Separare le passerelle. Non posare cavi 4–20 mA e digitali sulla stessa passerella di cavi motore e di potenza; dove devono incrociarsi, farlo ad angolo retto.

Collegare correttamente a terra lo SPD. La protezione vale quanto il suo collegamento di terra: corto, largo e diretto.

Verificare la maglia di terra dell’impianto. Una terra strumentale collegata a una maglia corrosa o scollegata non è una terra efficace.

Domande dei tecnici

D1. Perché la lettura deriva quando parte una pompa?

Possibili cause sono cali di alimentazione, accoppiamento induttivo, differenze di riferimento, limiti d’interfaccia e variazioni effettive del processo. Registrare in sicurezza l’andamento di alimentazione e segnale, ispezionare la posa e confrontare l’evento prima di modificare un collegamento equipotenziale. Il sintomo non dimostra un secondo percorso di terra.

D2. Devo mettere a terra lo schermo al trasmettitore o al quadro?

Seguire i requisiti EMC dell’apparecchiatura e del sito. Il collegamento solo al quadro è comune in alcuni circuiti analogici, ma interfacce digitali, protezione dalle sovratensioni ed equipotenzialità possono richiedere una disposizione diversa.

D3. Serve protezione dalle sovratensioni su ogni circuito?

Usare la valutazione del rischio da fulmini e sovratensioni del sito, l’esposizione dei cavi, i confini delle zone di protezione e la tenuta delle apparecchiature. Comprendere, ove pertinenti, compatibilità del segnale, tensione, HART e requisiti per aree pericolose; la sola installazione esterna non definisce un progetto completo di SPD.

D4. Posso usare lo schermo come conduttore di riserva?

Mai. Lo schermo serve a schermare, non come conduttore di servizio: usarlo per portare corrente ne annulla lo scopo e accoppia rumore direttamente al segnale.

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Riferimenti tecnici

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