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Timestamp: 2018-11-20 16:10:23+00:00
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1 INFORMAZIONI TECNICHE 1. Generalità L impiego delle apparecchiature elettriche ed elettroniche è in rapida crescita e ciò comporta che un numero sempre maggiore di impianti nei settori dell Energia, del Controllo e dell Elaborazione Dati vengano messi in prossimità l uno con l altro influenzandosi reciprocamente durante il servizio. Per un funzionamento privo di anomalie devono tuttavia sussistere condizioni di compatibilità elettromagnetica, cioè in un ambiente elettromagnetico un apparecchio deve avere la possibilità di funzionare in modo soddisfacente senza causare di per sé disturbi che risulterebbero inaccettabili da altri. Questo criterio deve permettere il perfetto funzionamento simultaneo dei più diversi apparati. I disturbi elettromagnetici possono causare diversi malfunzionamenti spesso peraltro non facilmente diagnosticabili. Tali disturbi hanno come effetto il presentarsi di fruscii e crepitii in un ricevitore radio, di errori dati e blocco del processore nei sistemi computerizzati, via via fino alla perforazione degli isolanti. Per garantire il rispetto delle DIRETTIVE EMC è necessario utilizzare filtri rete con valori opportuni. I filtri REO vengono normalmente consegnati pronti per essere montati e collegati. Sono adattati ai requisiti specifici del luogo di impiego. 1.1 Scelta dei filtri di rete Nell installazione di un filtro di rete vanno osservati i seguenti punti: - tensione di alimentazione, corrente nominale e frequenza rete. - valori limite in funzione del luogo d impiego, ad esempio EN classe A. - protezione meccanica contro i contatti e i getti d acqua. - condizioni climatiche nel luogo d impiego (temperatura, umidità) e grado di protezione. - corrente di dispersione ammissibile, tenendo presenti i valori massimi riportati nelle Norme VDE e nelle norme internazionali. 1.2 Propagazione dei disturbi I disturbi elettromagnetici possono propagarsi in diversi modi. Il tipo di propagazione dipende dalla frequenza. I disturbi a bassa frequenza, al di sotto dei 10 MHz, si propagano principalmente a causa degli accoppiamenti galvanici fra i conduttori. I disturbi a frequenza elevata, al di sopra dei 30 MHz, vengono in gran parte irradiati. Il campo intermedio è la risultante dei due meccanismi di trasmissione. I filtri EMC vengono utilizzati per la soppressione dei disturbi legati ai conduttori. Con il massimo disadattamento dell impedenza ne viene impedita la propagazione. L azione filtrante agisce in entrambe le direzioni. Ciò significa che vengono attenuati sia i disturbi dall utilizzatore alla rete sia i disturbi dalla rete all utilizzatore. 1.3 Valori limite per le tensioni di disturbo I valori limite per le diverse tensioni di disturbo sono definiti in norme europee (EN) diverse. Nelle norme EN viene stabilita una differenziazione per l impiego residenziale o per le industrie leggere (classe A) e per l impiego industriale (classe B). Questa suddivisione è riportata nello schema seguente per una più semplice identificazione dei filtri necessari. Quasi-picco massimo secondo EN EN Valori limite e procedure di misura per la soppressione di disturbi di apparecchiature ad alta frequenza industriali, scientifiche e medicali. EN Valori limite e procedure di misura per la soppressione di disturbi di apparecchiature di sistemi informatici. Livello di emissione [dbµv] 120 EN Valori limite e procedure di misura per le caratteristiche di soppressione dei disturbi di ricevitori radio ed apparecchi collegati. EN Valori limite e procedure di misura per la soppressione di disturbi di elettrodomestici, utensili elettrici portatili ed apparecchiature elettriche similari. EN Valori limite e procedure di misura per la soppressione di disturbi di lampade fluorescenti e di apparecchi di illuminazione di lampade fluorescenti Class A Class B Frequenza [MHz] - 3 -
2 1.4 Tipi di disturbo Sorgente Disturbo di modo comuneutilizzatore (Corrente di disturbo asimmetrica) Si distinguono diversi tipi di disturbo. In generale si verifica sempre una combinazione di correnti di disturbo che si differenziano per le diverse direzioni di propagazione. Dist. di modo differenziale (Corrente di disturbo simmetrica) Corrente verso terra Cp=capacità parassita 1.5 Struttura fondamentale I componenti fondamentali essenziali dei filtri rete sono le induttanze e i condensatori. Entrambi questi elementi sono disposti in modo tale che il filtro effettui la massima attenuazione possibile a seconda del tipo di disturbo presente (di modo comune o differenziale). Cx 1 Cx 2 L Corrente di disturbo simmetrica Corrente di disturbo asimmetrica Cy Cy Collegando in serie più stadi passa basso, il filtro può essere realizzato con valori elevati di attenuazione. Nel caso dei filtri trifase vengono uniti insieme stadi analoghi collegati in serie. L IN E L PE Cy1 Cy2 L1 L2 R Cx1 Cx2 Cx3 L' L O A D N Cy1 Cy2 N' A causa dei diversi tipi di disturbo che si possono presentare, non è in genere sufficiente un unico metodo di filtraggio per attenuare tutti i valori. Per soddisfare tutte le esigenze è necessario usare una combinazione di condensatori X, condensatori Y, induttanze compensate in corrente e induttanze non compensate. Questi componenti devono essere accordati tra di loro per raggiungere l azione di filtraggio ottimale nel campo di frequenza richiesto ( 150 khz - 30 MHz ). 1.6 Soppressione singola o combinata Soppressione combinata A B C D Soppressione singola A FILTRO B C D FILTRO FILTRO REO L aspetto economico richiede un sistema per la soppressione dei disturbi a basso costo. Con un sistema di soppressione combinata può essere ridotta la quantità dei filtri necessari a più utilizzatori all interno, ad esempio, del quadro elettrico. Svantaggi della soppressione combinata: - questa soluzione è problematica quando si debbano installare componenti aggiuntivi - la corrente nominale del filtro non deve essere superata. - i cavi di collegamento più lunghi devono essere schermati - il filtro non è efficace per i disturbi che vengono trasmessi direttamente da un utilizzatore all altro non sono da escludere influenze contrapposte A causa di questi problemi in molti casi si preferisce utilizzare la soppressione singola come metodo da utilizzare per una soluzione efficace. 1.7 Condensatori soppressori di disturbi Per ridurre i guasti del ricevitore di disturbi, che vengono generati dal mezzo elettrico in funzione, vengono impiegati condensatori soppressori di disturbi. Nell impiego nei filtri antidisturbo, devono soddisfare i requisiti richiesti dalla Norma DIN Parte 1 / VDE 0565 Parte 1. Nel marzo del 1995 è stata presentata pubblicamente la norma europea EN Questa norma corrisponde alle indicazioni internazionali IEC
3 I condensatori per la soppressione dei disturbi che vengono oggi utilizzati, corrispondono alle condizioni della norma europea e sono contrassegnati come componenti singoli. Condensatori X, sono condensatori di capacità illimitata per applicazioni nelle quali il loro guasto per cortocircuito non debba portare ad una scarica elettrica pericolosa. I condensatori di classe X vengono suddivisi in due sottoclassi in base alle tensioni di picco a cui sono sottoposti oltre alla tensione di rete. Condensatori Y, sono condensatori per una tensione di isolamento (secondo la VDE 0550 Parte 1) pari a U eff = 250 V con sicurezza meccanica ed elettrica maggiorata e capacità limitata. 1.8 Componenti induttivi Induttanze compensate in corrente (produzione propria di REO ) servono alla soppressione di disturbi di apparecchiature azionate da tiristori con parzializzazione della tensione uscita e componente di disturbo asimmetrica relativamente elevata. Con una scelta ottimale del materiale pregiato del nucleo, è possibile raggiungere, nonostante valori di corrente più elevati, piccoli valori a elevati valori di induttanza. Grazie all introduzione di una nuova tecnica di avvolgimento, ciò è diventato possibile. Bobine a singolo, doppio o triplo avvolgimento, possono essere avvolte in modo tale da far coincidere il diametro del filo con il foro interno. Piccolo diametro esterno, piccolo diametro interno -. Tutte le bobine sono costruite conformemente alla VDE 0160 e alla EN Nelle applicazioni si costruisce conformemente alla VDE 0565 e alla EN Tutti i materiali sono elencati nelle UL. Induttanze non compensate (Induttanze per la soppressione dei disturbi, produzione propria di REO ) sono induttanze che presentano bassa impedenza alla frequenza di rete ed alta impedenza a frequenze elevate. In questo modo esse limitano le correnti ad alta frequenza che si sovrappongono alla corrente di esercizio. Nell impiego nei filtri per la soppressione dei disturbi devono essere conformi alle norme DIN Parte 2/VDE Parte 2. Attenuazione 1.9 Caratteristiche di attenuazione [db] 100 Per descrivere l'efficienza di un filtro, vengono impiegati i diagrammi di attenuazione. 80 Modo differenziale Modo comune Da questi diagrammi si può stimare, per un disturbo noto, se un particolare filtro è adatto alla soppressione del disturbo. Una previsione precisa può essere fatta solamente dopo una misura fisica. Queste caratteristiche vengono misurate alimentando il filtro, attraverso circuiti prescritti, con segnali definiti. Le misure in uscita forniscono il livello dei disturbi Installazione ottimale Frequenza [MHz] Oltre alla qualità del filtro è importante il modo in cui esso viene montato. Lunghezze dei cavi ridotte e messe a terra con superfici piane, possono portare ad un ulteriore guadagno di attenuazione. Per sopprimere i disturbi legati alle radiazioni (ca. 10 MHz-100 MHz) è consigliabile inserire agli ingressi e alle uscite dei grani di ferrite che attenuano le frequenze elevate Corrente di dispersione Uno dei parametri più importanti nei filtri rete è la corrente di dispersione. Durante il funzionamento delle apparecchiature elettriche, la corrente di dispersione scorre, ed è presente, a causa delle capacità parassite e dei condensatori inseriti nell apparecchio, collegati tra i conduttori percorsi da corrente ed il potenziale di massa. Per motivi di sicurezza non si devono superare determinati valori della corrente di dispersione (valori limite specifici per apparecchi e Paesi). La corrente di dispersione nei filtri rete dipende: - dalla somma dalle capacità parassite e dalle capacità tra i conduttori percorsi da corrente e la custodia (metallica) - dalla tensione d esercizio - dalla frequenza - dall esistenza di eventuali resistenze di scarica. La corrente di dispersione del filtro di rete monofase si riferisce alla corrente che può scorrere tra ciascun conduttore percorso da corrente ed il potenziale di terra
4 Le correnti di dispersione dei filtri di rete trifase, riportate nei dati tecnici, presuppongono le seguenti condizioni (caso più sfavorevole): - tolleranza della tensione nominale +10% - tolleranza della capacità dei condensatori +20% - una fase percorsa da corrente (due fasi interrotte). Se viene superato il valore ammesso della corrente di dispersione per un apparecchio elettrico o per un impianto ( p.es. 3.5 ma per apparecchi fissi di classe di protezione I ), questa deve essere rimossa in modo controllato sec. DIN VDE 0100 e DIN VDE Si hanno a scelta le seguenti possibilità: - sezione del conduttore di protezione 10 mm 2 Cu - controllo del conduttore di protezione e spegnimento automatico in caso di anomalia - posa di un ulteriore conduttore facendo attenzione alla sezione necessaria 1.12 Correnti di dispersione ammissibili Elettrodomestici Apparecchi Mobili di Classe di Protezione I 0,75 ma Apparecchi Motorizzati Fissi di Classe di Protezione I 3,5 ma Apparecchi Termici Fissi di Classe di Protezione I 5 ma Apparecchi di Classe di Protezione II 0,25 ma Apparecchi Coperti 5 ma Altri Apparecchi 3,5 ma Industria Industria VDE 0100 I Abl <1/10 I Nenn Rispettare le norme di messa a terra! 1.13 Caratteristiche dei filtri REO - Dimensioni ridotte - Montaggio semplice e rapido - Piccole superfici di appoggio, particolarmente per filtri sottoapparecchio e filtri con forma a libro - Produzione propria delle bobine - Esecuzioni speciali delle custodie con produzione propria - Disponibili a magazzino fino 25 A - Allacciamenti diversi per richieste particolari - Esecuzioni speciali fino a 1000 V 2. Dati tecnici 2.1 Caratteristiche In caso di assenza di accordi espliciti diversi con il Cliente, costruiamo i nostri prodotti in base alle seguenti prescrizioni: VDE 0565 Parte 1-3 / DIN EN / IEC 68-1 Tutti i materiali sono elencati nelle UL. 2.2 Categoria climatica ( IEC 68-1 ) Per classificare i componenti con diverse condizioni climatiche e meccaniche. Temperatura limite Inferiore - 25 C Temperatura limite superiore + 85 C 25/85/21 Umidità relativa 95% 21 Giorni/Anno 2.3 Frequenza Tutti i filtri REO lavorano anche con frequenze inferiori a f N =50/60 Hz ( anche corrente continua ). A richiesta possono essere forniti filtri con frequenze superiori
5 2.4 Carico di corrente Riduzione di corrente sopra i C di temperatura ambiente I = I N ( 85 ϑ)/ Il carico di corrente ammesso è funzione della temperatura ambiente. Fino a C un filtro può funzionare con la sua corrente nominale. Per temperature più elevate la corrente ammissibile si riduce. A 85 C si raggiunge il punto zero di carico (a 25/85/21). Prove di tensione dei filtri antidisturbo ( conformemente alla EN ) I 2 [ A 2 N ] C 85 C ϑ Umgebung Tensione nominale Tra i morsetti Isolamento interno ed esterno C 1µF C > 1µF 150 U N 250V 4,3 U N (DC) 1500 V AC oppure 4,3 U N DC 2250 V DC 250 U N 500V 4,3 U N (DC) 2kV AC oppure 3 kv DC 4,3 U N DC 3. Assistenza tecnica 3.1 Disturbi legati ai conduttori Parallelamente alla vendita dei filtri, offriamo anche, come servizio per la parte elettronica, la possibilità di effettuare misure. Con queste misure vengono determinati i disturbi legati ai conduttori, con una stazione di misura a norme. Per la grande disponibilità di filtri di rete, può essere trovata rapidamente una soluzione economica e tecnicamente ineccepibile. 3.2 Misurazioni ausiliarie ( Simulazione di disturbi transitori ) Oltre le misure dei disturbi legati ai conduttori, a richiesta possono essere effettuate le seguenti misure: - misure con scariche transienti - rapide scariche transienti, fino a più kv, 2,5/5 khz (IEC 801-4) - misure con disturbi impulsivi - disturbi impulsivi ad elevata energia, Surge, fino a più kv, 1,2/50 µs 5kA 8/20 (IEC 801-5) monofase e trifase Serie speciali Grazie alla lavorazione propria delle lamiere, alla fabbricazione delle custodie, alla produzione di bobine e ad un magazzino con tutti i componenti necessari, in un breve periodo può essere progettato e prodotto il filtro adatto per l impiego specifico del Cliente. Per tali richieste, o per domande sulla EMC, Vi preghiamo di mettervi in contatto con noi. 4. Legenda dei simboli utilizzati Simbolo Significato Simbolo Significato U N [V] Tensione nominale in Volt U k [V] Tensione di corto circuito in Volt I N [A] Corrente nominale in Ampere I Abl [ma] Corrente di dispersione ( o di fuga ) in Milliampere f [Hz] Frequenza in Hertz U P L-L Tensione di prova fra i conduttori in Kilovolt L [mh] Induttanza in Millihenry U P L-PE Tensione di prova conduttore-terra in Kilovolt C [µf] Capacità in Microfarad [mm] Diametro in mm R [kω] Resistenza in Kiloohm L1, L2, L3, N, PE Morsetti di ingresso T [µs] Tempo in micro secondi L1, L2, L3, N, PE Morsetti di uscita a [db] Attenuazione in Decibel - 7 -