EMV-gerecheter Schaltschrankbau - Rittal

Rittal –EMV-gerechter SchaltschrankbauEMC-compatible enclosure assemblyPraxis-Tips zur MontagePractical assembly tipsR

Das Rittal EMV-KonzeptDie elektromagnetische Verträglichkeit(EMV) ist dieFähigkeit einer elektrischenEinrichtung, in ihrer elektromagnetischenUmgebungzufriedenstellend zu funktionieren,ohne diese Umgebung,zu der auch andereEinrichtungen gehören,unzulässig zu beeinflussen(Definition).Daraus ergeben sich diewesentlichen Forderungender EMV:Verhinderung/Verminderungder Störaussendung unddefinierte Störfestigkeit.Die EMV ist ein unverzichtbaresQualitätsmerkmal unddie gesetzlich geregeltenSchutzanforderungen unddie technischen Risiken sindbereits bei der Entwicklungvon Geräten vom Planer zuberücksichtigen.Für den Schaltschrank alsGehäuse elektrischer/elektronischerSteuerungen undSysteme ist zu beachten:● Im Schaltschrank findetsich heute immer schnellereIntelligenz, d. h. kürzereSchaltzeiten und steilereImpulsflanken führen zuimmer höheren Frequenzenvon Spannungen undStrömen.● Immer niedrigerer Energieverbrauch,d. h. niedrigereSpannungs-/Strompegelbedingen leichtere Beeinflußbarkeitdurch Einkopplungen.● Der Aufbau der Steuerungenin immer engeremRaum, d. h. geringe Abständezwischen Bauteilenund Leitungen, verursachtimmer häufiger Einkopplungvon Störungen aufunterschiedlichen Pfaden.● Der technische Fortschrittwird diese Risiken nochverschärfen.Mit dem Schaltschrank inder Standardausführung ausbeschichtetem Stahlblechkann bereits durch die BerücksichtigungeinfacherBestückungsregeln ein wesentlicherBeitrag zur EMVvon Steuerungen für Maschinenund Anlagen geleistetwerden.In Anwendungsfällen mithochfrequenten feldgebundenenBeeinflussungenkann zusätzlich der Einsatzeines HF-geschirmten Gehäusesmit verbesserter Schirmwirkungerforderlich sein. Einegesicherte Aussage, welcheGehäuseversion zur Einhaltungbestimmter Normgrenzwerteerforderlich oder ausreichendist, läßt sich nur durchMessungen erzielen.Mit dieser Broschüre sollenEmpfehlungen für den EMVgerechten Schaltschrankaufbauund -einsatz in Maschinenund Anlagen für die täglicheWerkstattpraxis gegeben werden.Durchgängiger Potentialausgleich ab Seite 5Hier finden Sie wertvolle Tips und Informationen für einen durchgängigen Potentialausgleich.Maßnahmen im Schaltschrank ab Seite 15In diesem Kapitel bekommen Sie praxisgerechte Anregungen für EMV-Maßnahmenim Schaltschrank.Verkabelungsregeln ab Seite 24Was es alles bei der Verkabelung zu beachten gibt, zeigen wir Ihnen hier.2 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

The Rittal EMC conceptThe definition of electromagneticcompatibility (EMC) isthe ability of an electricaldevice to function satisfactorilyin its electromagnetic environmentwithout adverselyaffecting this environment,which may include otherequipment.On the basis of this, theessential requirements ofEMC are: To prevent/reduceinterference emission andto offer defined resistanceagainst interference.EMC is an indispensable elementof quality, and the protectionrequirements regulatedby law, along with thetechnical risks must be takeninto account at the planningstage when developing equipment.With the enclosure, as a housingfor electrical/electroniccontrols and systems, the followingpoints must be observed:● These days, the intelligencecontained insideenclosures is becomingever faster, i. e. shorterswitching times andsteeper pulse edges,leading to ever higherfrequencies of voltagesand currents.● Ever lower energy consumption,i. e. lower voltage/currentlevels, meansthat components are morereadily influenced by interference.● The siting of controls inever more confined spaces,i. e. smaller distances betweencomponents andcables, causing ever morefrequent interference ondifferent paths.● Technical progress willexacerbate these riskseven further.A standard enclosure made ofcoated sheet steel can makea significant contributiontowards the EMC of controlsfor machinery and systems,provided some simple populationrules are taken intoaccount.In applications with highfrequencyfield-bound interference,the use of an RFshieldedenclosure with asuperior shielding effect maybe required. The only way todraw definite conclusionsabout the type of enclosurewhich is necessary or adequateto comply with certainstandard limits is by conductingmeasurements.This brochure is intended toprovide recommendations forEMC-compatible enclosureassembly and usage inmachinery and systems fordaily workshop practice.Comprehensive potential equalisation from page 5This section contains valuable tips and information on comprehensive potential equalisation.Measures within the enclosure from page 15This section contains practical suggestions for EMC measures within the enclosure.Cabling rules from page 24This section tells you the points you should take into account with cabling.Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips3

ZeichenerklärungZur Veranschaulichung werden in diesemHandbuch folgende Zeichen verwendet:Als weiteres sind Systemzubehöre denZeichnungen zugeordnet, die eine einfacheBestellung möglich machen.Wertungder EMV-MaßnahmenSehr gutGutSchlechtSehrschlechtStörfestigkeitStöraussendungSehrempfindlichEmpfindlichStarkGeringLackentfernenStelle mitKontaktlacklackierenLackSZ 2415.000Explanation of symbolsThe following symbols have been used in thismanual for illustrative purposes.We have also assigned system accessoriesto the drawings, to make ordering easier.Effectivenessof the EMCmeasuresVery good Good PoorVery poorImmunity tointerferenceInterferenceemissionVerysensitiveSensitiveHighLowStrippaintPaint surfacewith contactpaintPaintSZ 2415.0004 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationFür EMV ist nieder- und hochfrequenter Potentialausgleichzwischen allen metallischen Massen,Gehäusen, Maschinen- und Anlagenteilenmöglichst eng vermascht optimal.For EMC purposes, ideally there should be lowand high-frequency potential equalisation betweenall metalic masses, enclosures, machineand system components, which should bemeshed as closely as possible.123455 m1Schaltschrank für Energieverteilung1Enclosure for power distribution2345Schaltschrank für Steuerung, MeßtechnikKanal für LeistungskabelKanal für KleinleistungskabelStahl-Armierung in Betondecken,metallische Böden von ZwischendeckenMasseverbindungen2345Enclosure for control and measurementtechnologyDuct for power cableDuct for low-power cableSteel reinforcement in concrete ceilings,metallic bases in false ceilingsEarth connectionsRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips5

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationLeitungsführung bei Maschinenund AnlagenGrundsatz: Vermeidung großer Leiterschleifen,stromführende Kabel so nah wie möglich amBezugspotential verlegen.Cable routing in machineryand equipmentBasic principle: Avoid large cable loops;lay current-carrying cables as close aspossible to the reference potential.22111 13254466AA7 7BAB8 8AAStromversorgungAPower supplyBDaten-/SteuerverbindungBData/control connection1Schrank1Enclosure2Kabel2Cable3Masseverbindung3Earth connection4Bezugspotential4Reference potential5Schleife5Loop6Schaltschrank6Enclosure7Maschine7Machine8Meßgerät8Measuring device6 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationPotentialausgleichsverbindungenPotential equalisation connectionsBefestigung von FlachbanderdernHow to attach earthing strapsLackPaintSZ 2415.0001212Verschraubung metallischer TeileHow to screw-fasten metallic partsLackPaintSZ 2415.000321Unterlegscheibe und Federring1Plain washer and spring lock washer2Schraubverbindung2Screw connection3Federring3Spring lock washer8 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationPotentialausgleich zwischen Schaltschränken durch metallischen KabelkanalPotential equalisation between enclosures via a metallic cable duct11 Gelb-grüner Leiter1Green-and-yellow conductorRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips9

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationAnschluß metallischer Kabelkanäle am SchaltschrankHow to connect metallic cable ducts to the enclosure2LackPaintSZ 2415.00011Verbindung metallisch blank1Conductive connection2Korrosionsschutz durch Kontaktlack2Contact paint provides protectionagainst corrosion10 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationLeitende Verbindung metallischer KabelkanäleConductive connection of metallic cable ductsLackPaintSZ 2415.000LackPaintSZ 2415.000Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips11

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationLeitende Verbindung metallischer KabelkanäleConductive connection of metallic cable ductsALL < 50 cmA ≥ 10 mm 212 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationLeitende Befestigung von metallischen KabelkanälenConductive attachment of metallic cable ductsRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips13

Durchgängiger PotentialausgleichComprehensive potential equalisationLeitende Verbindung zwischen Maschinen- und AnlagenteilenConductive connection between machine and system componentsMassebandEarthing strapL < 50 cmA ≥ 10 mm 2AL14 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureFunktionale Schaltschrankgliederung/räumliche TrennungFunctional enclosure layout/spatial division1 23211Hohe Leistungen1High outputs2Kleine Leistungen2Low outputs3Einspeisung3InputRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips15

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureFunktionale Schaltschrankgliederung, Trennung durch interne SchottungFunctional enclosure layout, division via internal partitions1 25346712345678Hohe LeistungenKleine LeistungenLeistungsstärkereKomponentenNetzTrennbereichBetätigerMeßwandler, Sonden,DetektorenGeschirmtes Gehäuse812345678High outputsLow outputsMore powerfulcomponentsMainsDividing areaActuatorsTransducers, probes,detectorsShielded enclosureSchutz durch Kapselungempfindlicher Baugruppen,geschirmtes Gehäuse/Baugruppenträger imSchrankProtect sensitive assembliesby means of encapsulation,shielded case/subrack withinthe enclosure16 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureFür optimale SchirmwirkungFor optimum shielding effect231456781Geschirmte Sichtfensterso klein wie möglich1Shielded viewing window,as small as possible2Leitende Dichtung zwischen Gehäuseund abnehmbaren Flachteilen2Conductive seal between the enclosureand removable enclosure panels3Gehäuse im Gehäuse3Enclosure within an enclosure45678Potentialausgleich über geeigneteSchienen oder metallisch blankeMontageplatteKlimatisierungsöffnungen mit HF-FilternNetzfilter/Überspannungsschutz an derEintrittsstelle großflächig kontaktiertUngeschirmte Signalleitungenüber leitend mit der Gehäuseeintrittsstelleverbundene FilterdurchführungenGeschirmte Leitungen überEMV-Kabelverschraubungen45678Potential equalisation via suitable railsor conductive mounting plateAir-conditioning apertures with RF filtersMains filter/overvoltage protection at thepoint of entry, with large-area contactUnshielded control cables via filteropenings conductively connectedto the enclosure entry pointShielded cables via EMC cable glandsRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips17

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureVerbesserung der Schirmwirkung durch optimalen Potentialausgleichder Schaltschrankoberflächen.Improve the shielding effect via optimum potential equalisationof the enclosure surfaces.EMV-FlachbanderderEMC earthing strapsSZ 2412.210 –SZ 2412.325ErdungsbänderEarth strapsSZ 2412.210 –SZ 2412.325L < 50 cmA ≥ 10 mm 218 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureMontageplatte als Potentialausgleichsfläche:alle Komponenten mit leitendem Gehäuse können großflächig leitend befestigt werden.The mounting plate as a potential equalisation surface:All components with a conductive housing can be conductively mountedwith a large contact area.1 2 3L < 50 cmA ≥ 10 mm 21Metallisch-blanke Montageplatte1Conductive mounting plate2Langer PE-Leiter2Long PE conductor3Lackiertes Blech3Painted sheet metalRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips19

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureKontaktierung von Kabelschirmen möglichst unmittelbar an der Kabeleintrittsstelle.Cable shields should be contacted directly at the point of cable entry, where possible.11 2Ideal:RundumkontaktEMV-Kabelverschraubungen2SZ 2411.090 –SZ 2411.3605 5Ideally:All-round contactEMC cableglandsSZ 2411.090 –SZ 2411.360EMV-BodenblechePS 4314.060 –PS 4314.080EMCgland platesPS 4314.060 –PS 4314.0803 43 EMV-SchirmschieneSZ 2413.375 undSZ 2367.060 –SZ 2367.120EMC shield busSZ 2413.375 andSZ 2367.060 –SZ 2367.12045 5PotentialausgleichaufMontageplatteSZ 2367.060 –SZ 2367.120Potentialequalisationon themounting plateSZ 2367.060 –SZ 2367.1205Metallisch blankes Blech5Conductive sheet metal6 7 86Verlöteter Kabelschuh7Verzinnter Geflechtstrang8Angelötetes Erdungsband6Soldered ring terminal7Tin-plated braiding8Soldered earth strap20 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureWichtig:RäumlicheTrennung vonEingangs- undAusgangsleitung,VerwendunggeschirmterLeitungen.Important:Spatiallyseparate inputand outputcables fromone another;use asshieldedcables.Anordnung von Netzfiltern leitend auf Bodenblechen oder Montageplatte,Kabelschirmkontaktierung auf Bodenblechen oder MontageplatteConductive arrangement of mains filters on gland plates or mounting plate,cable shield contacting on gland plates or mounting plate1SZ 2367.060 –SZ 2367.12032451Metallisch blankes Blech1Conductive sheet metal2Steuerungsbaugruppe2Control assembly3Ausgang: zum Betätiger oder zur Maschine3Output: To actuator or to machine4Filter4Filter5Stromversorgung5Power supply413242553Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips21

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureAnordnung von Filtern möglichst direkt an der Gehäuseein-/-austrittsstelle der KabelPosition filters directly at the point of enclosure entry/exit of the cable, where possible221133Wichtig:Großflächig leitende Verbindung zwischenFiltergehäuse und Montagefläche;Vermeidung von Leiterschleifen zum Bezugspotential.Important:Ensure there is large-area conductiveconnection between the filter housing andthe mounting surface;avoid cable loops to the reference potential.11Metallisch blankes Blech1Conductive sheet metal2Filter2Filter3Stromversorgung3Power supply122 Rittal EMV Praxis-Tips zur

Maßnahmen im SchaltschrankMeasures within the enclosureAnordnung von Transformatoren großflächig leitend auf Bodenblechen,leitende Verbindung der AbschirmungPosition transformers on gland plates with large-area conduction,conductive connection of the shield1111Metallisch blankes BlechConductive sheet metal222Kunststoff oder lackiertPlastic materialor paintedRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips23

VerkabelungsregelnCabling rulesKabelauswahl/-führungCable selection/routingStörfestigkeitder verbundenenBaugruppenImmunity tointerferenceof connectedequipmentGeschirmte, verdrillte ZweidrahtleitungShielded, twisted cable pairGeschirmte, verdrillte Zweidrahtleitungmit zusätzlicher SchirmungShielded, twisted cable pair withextra shielding1MehraderleitungMulti-wire cable1 Unbenutzter Leiter1 Unused conductorUngeschirmte, verdrillte ZweidrahtleitungUnshielded, twisted cable pair24 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

VerkabelungsregelnCabling rulesKabelauswahl/-führungCable selection/routingStörfestigkeitder verbundenenBaugruppenImmunity tointerferenceof connectedequipmentMehraderleitung, ungeschirmtMulti-wire cable, unshieldedMehraderleitung, geschirmtMulti-wire cable, shieldedMehraderleitung, geschirmtim MetallrohrMulti-wire cable, shieldedin metal tubeoder im metallischen Kabelkanalor in metallic cable ductRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips25

VerkabelungsregelnCabling rulesKabelführung zwischen Schaltschränken und Maschinen-/AnlagenteilenCable routing between enclosures and machine/system partsStahlrohrSteel conduitUmmantelungen,offene Verlegung von Buskabeln usw.Sheathings,open laying of bus cables etc.Kabelkanal aus StahlSteel cable ductAufputzverlegung mit Kabelschellenoder anderen BefestigungselementenSurface cabling with cable clampsor other fastening componentsKabelwannen oder StahlblechträgerCable trays or sheet steel supportsPVC-Kabelrohr in AufputzmontagePlastic cable tube, surface-mounted26 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

VerkabelungsregelnCabling rulesFührung von Kabeln im KabelkanalAuswahl/Belegung von KabelkanälenRouting of cables in the cable ductSelection/population of cable ductsGeschlossener metallischer KabelkanalClosed metallic cable ductKabelkanal aus KunststoffPlastic cable ductOffener metallischer KabelkanalOpen metallic cable ductOffenes WinkelprofilOpen mounting angleBereiche mit guter Schirmwirkung gegen elektromagnetische FelderAreas with effective shielding against electromagnetic fieldsRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips27

VerkabelungsregelnCabling rulesFührung von Kabeln unterschiedlicher Störaussendungund Störempfindlichkeit in KabelkanälenHow to route cables with different interference emissionand interference sensitivity in cable ductsUngeschirmteKabelD möglichstgroßUnshieldedcableD as large aspossibleDUngeschirmte KabelUnshielded cableGeschirmte KabelShielded cableUngeschirmte KabelUnshielded cableStörfestigkeitImmunity tointerferenceSehrempfindlichVerysensitiveStöraussendungInterferenceemissionStarkHighEmpfindlichSensitiveGeringLow28 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

VerkabelungsregelnCabling rulesSchirmkontaktierung zu PotentialausgleichShield contacting to potential equalisation11Bezugspotential(Maschinenchassisoderseparate Schiene)L10 mL 10 m1Referencepotential(machine chassisor separate rail)λ = LambdaWellenlänge derhöchsten in derUmgebung vorkommendenFrequenzλ = Lambda:Wavelength of themaximum frequencyoccurring in the vicinityKabelschirm einseitigmit PotentialausgleichCable shield withpotential equalisation on one sideKabelschirm ohnePotentialausgleichs-KontaktierungCable shield withoutpotential equalisation contact222Bezugspotential oder Potentialausgleichsschienemit Anbindungan ChassisReference potential or potentialequalisation rail with connectionto chassisRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips29

VerkabelungsregelnCabling rulesLeitungsführungCable routingUngenutzte Leiter mit Bezugspotential verbindenConnect unused conductor to reference potential190°> 20 cm< 20 cm3290°Leitungskreuzungen möglichst rechtwinkligund mit ausreichendem Abstand zwischenstöraussendenden und empfindlichenLeitungen.Use right-angled cable cross-overs whereverpossible, and ensure adequate distancebetween interference-emitting and sensitivecables.1Leistung1Output2Steuerung2Control3Signale3Signals30 Rittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips

Fax hotline: +49(0)27 72 5 05-70101Einfach kopieren, ausfüllen und ab geht das Fax!Simply copy and complete this form, and fax it!Absender/FromName/SurnameVorname/First nameFirma/AddressAbteilung/DepartmentStraße/AddressPLZ/Ort / Town/post codeTelefon/TelephoneTelefax/FaxBitte senden Sie mir weitere Informationen zu:EMV-BaugruppenträgerEMV-TischgehäuseEMV-WandgehäuseEMV-SchranksystemeEMV-FilterlüfterPlease send me more information about:EMC subracksEMC instruments casesEMC wall-mounted enclosuresEMC enclosure systemsEMC fan-and-filter unitsBitte nehmen Sie telefonisch Kontaktmit mir auf zur Vereinbarung einesGesprächstermins.Meine Durchwahl:Please call me to arrangean appointment.My extension is:Bitte senden Sie mir …… weitereExemplare dieser Broschüre zu.Please send me …… additional copiesof this brochure.Rittal EMV/EMC Service:Tel. +49(0)27 72 5 05-27 57Fax +49(0)27 72 5 05-27 84eMail: info@rittal.deRittal EMV Praxis-Tips zur Montage/EMC Practical assembly tips31

Alles in allem – Lösungen von RittalAll in all – solutions from RittalSchaltschrank-SystemeIndustrial EnclosuresStromverteilungPower DistributionElektronik-Aufbau-SystemeElectronic PackagingSystem-KlimatisierungSystem Climate ControlIT-SolutionsIT SolutionsCommunication SystemsCommunication SystemsRittal GmbH & Co. KG Postfach 1662 D-35726 HerbornTelephone +49(0)2772 505-0 Telefax +49(0)2772 505-2319 eMail: info@rittal.de www.rittal.comR03/07 97A0Switch to perfection