practicas de instalacion

BUENAS PRÁCTICAS DE INSTALACIÓN

A alta frecuencia, o dicho de otra forma, en el caso de señales de frecuencias superiores a unos pocos MHz, una "buena masa" significa una superficie metálica altamente conductora cuyas dimensiones sean como mínimo tan grandes como las de los circuitos electrónicos a proteger o mayores (si fuera posible, ligeramente mayores).
Por ejemplo, una chapa galvanizada en la parte trasera del armario, una estructura metálica soldada de una máquina-herramienta, etc.
El papel principal de la masa es ofrecer una referencia de potencial “limpia” a alta frecuencia (definición de “cero voltios”).
No hay que confundir la "masa" (también llamada "tierra funcional") con la "tierra de protección" ya que sus funciones no son las mismas; la masa actúa como una "superficie de trabajo" para cualquier perturbación transmitida a través de la pantalla de un conductor, mientras que la "tierra de protección" se utiliza con fines de protección del personal (el rango de frecuencia de esta última se limita a unos pocos kHz).
En el texto siguiente, "masa" no significa una conexión ocasional en estrella, ni una barra de cobre a la que se conectan los cables de protección verde-amarillos o las pantallas de los cables.

ATENCIÓN, YA QUE SIN EMBARGO, ESTOS REQUISITOS DE SEGURIDAD SON OBLIGATORIOS; LA CONEXIÓN EN ESTRELLA DE LOS CONDUCTORES DE PROTECCIÓN DEBE COEXISTIR CON LAS REGLAS EMC DE CABLEADO. SI EXISTE ALGÚN CONFLICTO, LA APLICACIÓN DE LAS REGLAS DE SEGURIDAD ES PRIORITARIA.

FENÓMENOS GENERALES EMC

Todo cable cercano a cables no apantallados (cables de motores) o cables sin filtros RFI (cables de alimentación eléctrica) deben de ser considerados "sucios" ("ruidosos").

Eliminar una perturbación es presentar un camino a masa de menor impedancia que el camino ofrecido por el equipo a proteger.

PUESTA A MASA

¡No utilizar cables para la puesta a masa! Las conexiones a masa con un cable de protección verde-amarillo son insuficientes para la EMC (aunque son obligatorias por razones de seguridad, siendo este cable normalmente muy largo, de al menos 1 m en el interior de una máquina-herramienta).
Por lo tanto, todos los equipos deben de estar conectados a masa mediante una conexión de baja impedancia incluso a alta frecuencia. Con un cable no se puede conseguir este objetivo; la única forma de conseguirlo es utilizar una trenza metálica o una pletina/placa de metal de una superficie dada, tal como se muestra en las figuras siguientes.

TIPOS DE CABLES Y BUENAS PRÁCTICAS DE CABLEADO

En un entorno industrial, los cables son los más importantes "acopladores electromagnéticos".
La naturaleza de dichos acoplamientos puede ser eléctrica y/o magnética.
Las capacidades e inductancias mutuas se distribuyen a lo largo de toda la longitud de dos conductores paralelos próximos entre sí. Las señales (perturbaciones) se acoplan de un conductor a otro a través de dichos elementos parásitos. Esto recibe el nombre de diafonía capacitiva o inductiva, dependiendo de la naturaleza de la señal que pasa a través del cable perturbador (tensión o corriente eléctrica).
Existen varias soluciones para reducir la diafonía: los conductores pueden ser separados en toda su longitud o los cables pueden ser agrupados según la naturaleza de la señal transportada (señal débil, digital o analógica, alimentación eléctrica, fuerza, relés, etc.), uno de los conductores puede ser apantallado o pueden utilizarse pantallas, conductos o canaletas metálicas.
Por el contrario, una corriente de alta frecuencia que circule por un cable creará necesariamente un campo electromagnético que puede propagarse por radiación y crear una fuente de perturbaciones.
La selección de un tipo de cable se lleva a cabo dependiendo de la naturaleza de la señal transportada (para una señal video se utilizará un cable coaxial, para señales digitales de alta densidad se utilizará un cable plano), así como de la protección requerida contra las perturbaciones (apantallamiento, trenzado, doble apantallamiento, etc.).
En general, es importante respetar las instrucciones de uso especificadas por los fabricantes de equipos electrónicos y, por lo tanto, utilizar los tipos de cables indicados en dichas instrucciones.

A continuación se tratará de explicar de forma detallada cómo hay que realizar el cableado en la práctica y qué es lo importante para la instalación:
Las señales de alimentación y retorno deben de ser cableadas juntas, y si fuera posible trenzando los hilos correspondientes. La selección de un tipo de cable se lleva a cabo en función de la naturaleza de la señal transportada (para una señal video se utilizará un cable coaxial, para las señales digitales de alto contenido espectral se utilizará un cable plano), así como de la protección requerida contra las perturbaciones (apantallamiento, trenzado, doble apantallamiento, etc.).
Todos los cables deben de estar junto a las superficies metálicas en toda su longitud (especialmente cuando son largos).

Conexión ideal de dos componentes:

RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIÓN DE CABLES

• No mezclar partes "sucias" con partes "limpias" (partes con filtros RFI y partes sin filtros, cables desde el exterior del armario y cables de señales débiles que puede que no necesiten ser apantallados).
· Separar las funciones que producen fuertes perturbaciones y las funciones sensibles.
· Las partes de potencia deben de ser separadas de los elementos electrónicos de bajo tensión.
• Agrupar los cables por familias (cables apantallados juntos, cables de potencia no apantallados juntos, cables digitales juntos, cables de relés juntos, cables analógicos de señales débiles juntos).
Los cables analógicos y digitales deben estar separados (como mínimo 10 cm).
• Siempre que sea posible deben separarse los cables de potencia y los cables de baja tensión (50 cm si uno de los cables está apantallado, de lo contrario 1 m).
• Todos los cables (especialmente si son largos, es decir, > 3 m) deben estar en contacto con una superficie metálica para reducir al mínimo el área entre el equipo, el cable y la "masa", que es normalmente la superficie metálica.
• Mantener todos los elementos electrónicos referenciados a una superficie metálica próxima mediante una trenza metálica ancha (> 1 cm) y corta (<>

· Para la puesta a masa se considera preferible una superficie metálica en vez de un conductor.

• Trenzar los cables sensibles de alimentación y de retorno.

• Los cables que no se utilizan no deben dejarse desconectados, debiendo ser conectados a un potencial fijo (si fuera posible la masa) en cada uno de los extremos.

• Cuando se cruzan cables de diferentes familias deben de hacerlo en ángulo recto.

APANTALLAMIENTO Y CONEXIÓN A MASA

En la mayor parte de los casos las pantallas de los cables se conectan a masa (bastidor) en ambos extremos.
El apantallamiento debe de ser continuo (no interrumpido) y estar conectado a masa en ambos extremos mediante un contacto de excelente calidad (la eficiencia del apantallamiento depende de este contacto). El apantallamiento de un cable largo puede ser conectado a masa en puntos intermedios. Debe tenerse cuidado con la circulación de corrientes debida a masas que no están al mismo potencial. En este caso concreto, se utilizará un cable con doble apantallamiento con dos mallas conductoras: la malla exterior se conectará a las masas sin ninguna otra precaución y se conectará a los armarios por el exterior mediante un pasacables metálico, y el apantallamiento interior se conectará al interior de los armarios.
Los casos en los que el apantallamiento se conecta sólo a un extremo son excepcionales y se describen en la sección siguiente:

Es esencial que el conjunto apantallamiento-conector-masa sea tanto mecánica como eléctricamente continuo (resistencia de contacto muy baja).
Un error común cuando intenta lo anterior es hacer la conexión de la pantalla como una "señal ordinaria" adyacente a otras señales. En el otro lado del conector, la "señal de apantallamiento" es recogida de nuevo en una malla de cable apantallado ordinario.
Este tipo de conexión no debe ser utilizada.
Cuando se usan los llamados "pigtails" para la conexión de las pantallas de los cables, la impedancia respecto a masa a alta frecuencia es alta, desapareciendo la eficiencia de la pantalla.
El apantallamiento de los cables debe de ser continuo y actuar como una auténtica jaula de Faraday construida alrededor de los cables que protege.

Los equipos situados en el armario y que producen fuertes perturbaciones (por ejemplo, un controlador de velocidad) deberían incorporar cables apantallados que no son interrumpidos a la entrada del armario.




Esta solución es ampliamente utilizada y es muy eficiente. Debería de ser utilizada especialmente cuando un armario "produce perturbaciones". Los fabricantes utilizan regletas de conexión de cables bien conectadas a la masa del armario en la parte inferior de éste (bien separadas de otros cables del armario). El apantallamiento se deja sencillamente al descubierto (pero no se interrumpe) y se pone en contacto con el bastidor del armario, terminándolo lo más cerca posible de la fuente de las perturbaciones (por ejemplo un controlador de velocidad). Esta solución no es tan eficiente como la que se basa en un pasacables, pero la diferencia es patente en el caso de las perturbaciones de alta frecuencia (> 500 MHz) y por lo tanto menos necesaria (excepto cuando se usan transmisores tipo teléfono móvil).