Überspannungsschutz; Schirmung - Siemens SIMATIC PCS 7 Handbuch

Überspannungsschutz
Überspannungen an Baugruppenausgängen entstehen beim Abschalten von
Induktivitäten (z. B. Schaltrelais). Die Digitalbaugruppen der SIMATIC S7 400
haben eine integrierte Überspannungsschutzeinrichtung. In bestimmten Fällen
(z. B. zwischen Baugruppenausgang und Induktivität befindet sich ein zusätzlicher
Kontakt) muss ein externer Überspannungsschutz direkt an der Induktivität
eingebaut werden.
Symmetrische Signalkreise
In symmetrischen Signalkreisen haben alle Signalwege die gleiche Impedanz. Dies
hat zur Folge, dass bei einer Störeinkopplung die induzierten Längsspannungen in
den Signalleitungen gleich groß sind und somit keine Störstrom fließen können. Ein
symmetrischer Signalkreis ist üblich für hochempfindliche Messkreise und für
Systeme, die mit hohen Frequenzen arbeiten. Symmetrische Messkreise sind sehr
störsicher, aber, da sehr aufwändig, in leittechnischen Anlagen kaum zu finden. In
leittechnischen Anlagen wird der Schirmung von Kabeln der Vorzug gegeben.

Schirmung

Leitungen werden geschirmt, um die Wirkung magnetischer, elektrischer und
elektromagnetischer Störungen auf diese Leitungen abzuschwächen. In den
Schirmen induzierte Störströme werden durch impedanzarme Verbindungen direkt
zur Erde abgeleitet.
Geflechtschirme sind Folienschirmen in jedem Fall vorzuziehen, da Folienschirme
sehr leicht beschädigt werden können und damit die Schirmwirkung herabgesetzt
wird. Der Anschluss der Schirme über dünne, lange Drähte macht die Funktion
eines Schirmes unwirksam. Durch die hohe Induktivität können Störströme nicht
gegen Erde abfließen.
Reicht die Schirmwirkung der sich in den Kabeln befindlichen Schirme nicht aus,
dann sind die Kabel in metallische Schirmrohre einzuziehen und diese beidseitig
zu erden.
Für hochfrequente Störungen ist eine beidseitige Auflage des Schirms zu
empfehlen (am Anfang und am Ende der Leitung), für niederfrequente Störungen
eine einseitige (am Anfang oder am Ende). Die Schirmwirkung wird bei niedrigen
Frequenzen durch den ohmschen Widerstand (Schirmquerschnitt) bestimmt,
während bei hohen Frequenzen die Induktivität und damit auch der Aufbau des
Schirmes (geschlossenes Rohr besser als Geflecht usw.) für die Wirkung
bestimmend ist.
Um die Einkopplung magnetischer Felder zu verhindern, sollten Schirme, wenn
möglich, immer an beiden Kabelenden mit dem Potenzialausgleichsystem
verbunden werden. In Innenräumen geschieht dies jedoch häufig aus Angst vor
einer unzulässigen Strombelastung der Folienschirme durch betriebsfrequente
Störströme nicht.
Eine zweiseitige Schirmerdung ist nicht zulässig wenn starke magnetische
Störfelder vorherrschen (Generatoren, Stromschienen). Durch den zweiseitigen
Anschluss der Schirme werden Schleifen gebildet, in die durch betriebsfrequente
Störfelder Spannungen eingekoppelt werden.
Prozessleitsystem PCS 7 - Engineering System
A5E00347063-02
Anhang
13-7