Parce que le non-respect des règles de base en matière de compatibilité électro-magnétique soumet les installations électriques à d'importants risques, vous trouverez dans le présent article des recommandations de câblage qui participent de l'amélioration de la CEM.
Déclenchement intempestif des dispositifs de protection, perturbation des systèmes de communication ou même destruction des appareils sensibles (équipement multimedia, onduleurs AC/DC, dispositifs de surveillance, etc.) : telles sont les potentielles conséquences des défauts de fonctionnement d'une installation électrique lorsque les règles de base pour garantir la compatibilité électro-magnétique (CEM) n'ont pas été respectées. Ci-dessous, vous trouverez donc des recommandations de câblage afin que les scénarios énumérés précédemment demeurent théoriques.
Classification des signaux
Les signaux internes peuvent être classés en 4 groupes :
Groupe 1
Lignes d'alimentations secteurs, circuits de puissance à fort di/dt, convertisseurs à découpage, commande de régulateurs de puissance.
Ce groupe est peu sensible mais perturbe les groupes suivants (surtout en MC).
Groupe 2
Circuits d' E/S tout ou rien (TOR), circuits de relayage, de contrôle commande.
Ce groupe est peu sensible, mais perturbe les groupes suivants (commutations, formation d'arcs à l'ouverture des contacts).
Groupe 3
Circuits numériques (commutations H.F.).
Ce groupe est sensible aux impulsions, mais perturbe le groupe suivant.
Groupe 4
Circuits d' E/S analogiques (mesures à bas niveaux, lignes d'alimentation des capteurs actifs). Ce groupe est sensible.
Il serait souhaitable que chacun de ces groupes dispose de conducteurs ayant une couleur d'isolant spécifique afin de faciliter leur repérage et d'identifier facilement les différents groupes (cette présentation peut être utile pour l’installation et notamment pour le tirage des fils et câbles dans les goulottes et sur les dalles, et lors des dépannages).
Conseils de câblage
1) Il faut absolument séparer de façon physique et éloigner les câblages comportant des signaux différents.
2) Les câbles perturbateurs (groupes 1 et 2) sont à éloigner des câbles sensibles (groupes 3 et 4).
En règle générale, il suffit d’éloigner des torons de câbles de 10 cm à plat sur une tôle (MC + MD). Si la place le permet, un éloignement de 30 cm est préférable. Croiser deux câbles ou torons à angle droit évite un couplage par diaphonie, même s'ils ont un contact ponctuel.
Il n'y a plus de contrainte d'éloignement lorsqu'une paroi métallique équipotentielle par rapport à la masse sépare les câbles. Il faut néanmoins que la hauteur de la paroi soit supérieure au diamètre des torons à protéger.
3) Dans un même toron, il ne doit cohabiter que des signaux d'un même groupe.
En cas de nécessité de faire transiter dans le même toron des signaux de groupes différents, des écrans internes sont nécessaires pour limiter la diaphonie (MD). Ces écrans, de préférences en tresse sont à raccorder à la masse aux deux bouts pour les groupes 1, 2 et 3.
4) Il est conseillé de surblinder les câbles bruyants et les câbles sensibles.
Un surblindage sert de protection H.F. (MD + MC) s'il est relié à la masse à ses deux extrémités par une reprise de masse circonférentielle, avec un collier de reprise de masse, ou un cavalier en Ω, mais surtout pas par une "queue de cochon".
5) Il faut éviter d'utiliser un même connecteur pour des liaisons de groupes différents.
Sauf éventuellement pour les groupes 1 et 2 (MD). Si un même connecteur est utilisé pour des signaux analogiques et numériques, il est nécessaire d'isoler les deux groupes par au moins une rangée de contacts raccordés au 0 V qui sert d'écran.
6) Tout conducteur libre (réserve de câblage) doit être impérativement raccordé à la masse aux deux extrémités.
Pour le groupe 4, ce raccordement est déconseillé pour les lignes à très bas niveau de tension et à basses fréquences (risque de génération de bruit, par induction magnétique, dans la bande des fréquences à transmettre).
7) Le conducteur de retour doit toujours être voisin du conducteur aller.
Ceci est particulièrement critique pour les capteurs à bas niveaux. Il est, même conseillé pour des signaux TOR avec un commun, d’accompagner les conducteurs actifs par au moins un conducteur commun par faisceau.
Pour les signaux analogiques ou numériques, travailler en paire torsadée est un minimum. Une paire torsadée (MD) garantit que le fil de retour reste de bout en bout proche du fil aller.
8) Les câbles du groupe 1 ne doivent pas être blindés s’ils sont filtrés mais doivent être réalisés de préférence en paires torsadées.
Les câbles sont systématiquement plaqués de bout en bout contre les parties métalliques (tôles, goulottes métalliques, structures...) équipotentielles de l'équipement pour bénéficier d'un effet réducteur (MC) et anti diaphonie (MD) significatif, sûr et peu coûteux.
9) L'utilisation de goulottes métalliques mises à la masse de façon correcte améliore considérablement la compatibilité électromagnétique interne.
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