Vermaschtes Potentialausgleichs-
system (MESH-BN)
Vermaschtes Potentialausgleichs-
Beeinträchtigungen in der industriellen Datenkommunikation können durch elektromagnetische Einflüsse auftreten, obwohl Geräte und Komponenten in Ordnung sind. Um dem vorzubeugen, kommt dem Aufbau eines geeigneten Potentialausgleichsystems bereits in der Planungsphase eine entscheidende Bedeutung zu. Bisher erfolgt die Installation nach gängiger Praxis häufig in einer sternförmigen Struktur, sodass alle Geräte an einige zentrale Erdungspunkte angebunden werden. Damit verbunden sind wenige Pfade, über die Ausgleichsströme auf direktem Wege abfließen können – die Folge ist eine starke Belastung der Erdungspunkte.
Mit dem zunehmenden Einsatz höherfrequenter Leistungselektronik in automatisierten Anlagen steigt die Belastung der Geräte zusätzlich an, sodass eine neue Art Potentialausgleich erforderlich wird – das vermaschte Potentialausgleichsystem (MESH-BN). Durch eine Vielzahl von kurzen Verbindungen zwischen den Geräten und allen elektrisch leitfähigen Elementen der Anlage werden Maschen geschaffen, welche die Belastung der Geräte durch die Aufteilung der Ströme nachweislich reduzieren.
Aufbau eines MESH-BN
Bei einem MESH-BN (Meshed Bonding Network) handelt es sich um eine großflächig vermaschte Potentialausgleichsanlage. Das Rückgrat des Systems bildet der sog. Trunk, ein ringförmiger Backbone der Anlage. Zu diesem Zweck kommt üblicherweise ein nicht isoliertes 16 mm² Leiterseil zum Einsatz. Um die geforderten Impedanzwerte einhalten zu können, sollte die Ringstruktur dabei eine Maschenweite von 20 m nicht übersteigen. Die FE- (Funktionspotentialausgleich-) und BN- (Schutzpotentialausgleich-) Anschlüsse der elektrischen Betriebsmittel sind über Spurs mit einer maximalen Länge von 2 m möglichst kurz und niederimpedant an den Backbone der Potentialausgleichsanlage angebunden. Hierfür werden Leiterseile mit einem Querschnitt von 10 mm² (Schutzpotential), bzw. 6 mm² (Funktionspotential) verwendet. Neben den elektronischen Geräten und Robotern sind dabei auch Kabeltrassen und -kanäle, Rohrleitungen sowie alle elektrisch leitfähigen Teile der Anlage EMV-gerecht mit in den MESH-BN einzubinden. Nur auf diese Weise kann eine maximale Vermaschung der Anlage gewährleistet werden, um den Strom möglichst viele und kurze Wege zu bieten.
Benötigen Sie Unterstützung?
Für die richtige Umsetzung eines MESH-BN stehen wir Ihnen als Praxispartner gern zur Seite und entwickeln gemeinsam mit Ihnen ein individuelles Schirmungs- und Erdungskonzept. Zusätzlich ermöglichen wir Ihnen die Vermittlung von theoretischen und praktischen Wissen zum Thema EMV & Potentialausgleich – auf Wunsch direkt an Ihrer Anlage vor Ort.
Umsetzung eines MESH-BN
In Maschinen und Anlagen wird nach DIN EN 50310 eine engmaschige und niederimpedante Ausführung der Potentialausgleichsanlage gefordert. Die Befestigung der Leiterseile erfolgt dezentral an möglichst vielen Stellen innerhalb der Anlage mittels der industrietauglichen Kontaktelemente EMClots®. Die verschiedenen Bauformen werden im Abstand von ca. 1 m an Kabeltrassen, Traversen oder anderen elektrisch leitfähigen Anlagenteilen montiert und ermöglichen die Verbindung, Befestigung und Verzweigung von Leiterseilen. Durch den leitfähigen Aufbau der Anschlussklemmen werden metallene Anlagenteile automatisch in die Potentialausgleichsanlage eingebunden. Folgende funktionale Bauformen stehen zur Verfügung:
- EMClots® Junction - Zur Fixierung von Leiterseilen (Trunk) und Schaffung von Abzweigen (Spur)
- EMClots® Connector - Zur Fixierung und Verbindung zweier Leiterseile (Trunk)
- EMClots® Fastening - Zur Fixierung von Leiterseilen (Trunk)
Die Anbindung der einzelnen Betriebsmittel erfolgt auf kurzen, niederimpedanten Leitungswegen durch hochflexible verzinnte Leiterseile. Durch den feinstdrähtigen Leitungsaufbaus stehen für die Übertragung von höherfrequenten Strömen ausreichend große Oberflächen zur Verfügung. Der verzinnte Überzug trägt zu einer Reduzierung des Übergangswiderstandes des Leiterseils bei und dient zum Schutz vor Korrosion durch aggressive Medien.. Multifrequenz-Leiterseile vereinen die Eigenschaften konventioneller Leiterseile mit denen eines Datenkabelschirmes. Der innere Kern entspricht dem Aufbau eines feinstdrähtigen Leiterseils. Dieser ist umgeben von einem Schirmgeflecht, welches dem Schirm von Datenleitungen ähnlich ist. Durch diesen Leiterseilaufbau können sowohl niederfrequente als auch höherfrequente Ströme von den Buskabeln ferngehalten werden.
Weitere ausführliche und nützliche Hinweise finden Sie in der kostenlosen EMClots®-Installationsanleitung. Diese können Sie auf der EMClots®-Produktseite herunter.
Dokumentation eines funktionalen Potentialausgleichs
Die Funktion eines ordnungsgemäßen Potentialausgleiches wird nach erfolgter Installation der Leitungswege oftmals vorausgesetzt, ohne die korrekte Funktionsweise oder Leistungsfähigkeit des Systems messtechnisch zu überprüfen. Stabile und zuverlässig funktionierende Kommunikationsnetzwerke stehen jedoch in einem engen Zusammenhang mit der Funktionalität der Potentialausgleichsanlage. Höherfrequente Ströme bevorzugen oftmals den niederimpedanten Schirm der Datenleitung, statt den eigentlich vorgesehenen Weg über den Potentialausgleich zu nutzen. Der messtechnische Nachweis eines guten Potentialausgleiches nach DIN EN 50310 und die damit verbundene Überprüfung der zulässigen Impedanzwerte kann einfach und intuitiv durch die Maschenwiderstandsmesszange MWMZ II erfolgen. Für Schirmschleifenwiderstände wird eine maximale Impedanz von 0,6 Ω empfohlen, die Impedanz der Potentialausgleichsleiter sollte 0,3 Ω nicht übersteigen.
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