Inducción magnética en líneas de datos desde líneas de corriente continua

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He experimentado fallas en los enlaces RS-485 debido a la inducción magnética de ~ 52V líneas de energía de la batería que funcionan muy cerca en paralelo. El blindaje estándar alrededor de los cables RS-485 no solucionó el problema, pero sí lo hizo una distancia de separación de 1 pulgada. El fallo probablemente se produjo cuando se interrumpió una corriente alta como 90A por la apertura de un relé o un interruptor. Tengo las siguientes preguntas sobre estos casos:

  1. Normas: ¿Existe alguna directriz aceptada con respecto a las distancias de separación en este escenario en particular? Las recomendaciones que he visto se basan en los casos de cableado de la casa en los que existe la posibilidad de acortar los datos y las líneas eléctricas que atraviesan las paredes. Además, la sección 1.16 "Liquidación eléctrica" de IPC-A-620B (2012) deja el espacio entre los cables hasta el diseño y solo proporciona pautas basadas en el voltaje. Y aunque las pruebas IEC 61000-4-x parecen ser muy aplicables aquí, aparentemente centrarse en la protección a nivel de transceptor.
  2. Cálculos y simulaciones: ¿Cuál es el enfoque recomendado para calcular el voltaje o la potencia inducida en tales casos? ¿Qué herramientas prevalecen en la industria para las simulaciones por computadora de tales escenarios? ¿Estos cálculos son seguidos por pruebas experimentales?
  3. Comportamiento de la corriente continua en el viaje: Esta es una pregunta más general. Para simular escenarios como el que se describe, probablemente deba asumir un valor di / dt máximo. ¿Qué tan rápido y de qué manera termina una corriente continua cuando su ruta se rompe con un MCCB o un relé de enclavamiento? ¿Depende de la fuente y carga? ¿Se pueden aplicar las formas de onda de otros casos para este caso o tendré que reunir datos empíricos para mi propio sistema?
pregunta Nabeel Ahmad

2 respuestas

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Normas: ¿Existe alguna directriz aceptada con respecto a la autorización?   distancias en este escenario particular?

Cuando sales a caminar afuera en un día templado y nublado, te ocultas porque sabes que el sol todavía puede producir quemaduras solares si se expone durante demasiado tiempo. Esto es equivalente a separar los cables (como hiciste).

Si se pone más cálido y brillante, te pones un par de tonos y un sombrero. Todavía más caliente, y te pones bloqueador solar.

Es lo mismo con EMI para cables de datos: usted toma la acción que es apropiada y conveniente. Si eso significa cables de par trenzado, entonces haz eso.

Si significa par trenzado apantallado, que así sea. Si tiene que evitar que las corrientes de falla a tierra pasen a través de sus cables de datos, solo terminará de manera sólida en un extremo y tal vez a través de 10 nF en el otro.

Si el voltaje inducido en modo común es lo suficientemente alto como para empujar potencialmente al receptor RS485 fuera de su rango de entrada de modo común, entonces utiliza un receptor aislado (bloqueador solar).

En otras palabras, hay precauciones y puede tomarlas todas, pero vienen con un costo y algunas limitaciones de rendimiento (a veces).

  

Cálculos y simulaciones: ¿Cuál es el enfoque recomendado para   ¿calculando el voltaje o la potencia inducida en tales casos?

La ley de inducción de Faraday es un buen punto de partida, pero rápidamente se vuelve difícil estimar los niveles de inducción cuando los cables están torcidos y la fuente interferente está cerca (campo cercano). Por lo tanto, toma las precauciones que puedes pagar y aconseja a los instaladores que no hagan "esto" y que no hagan "eso".

  

Comportamiento de la corriente continua en el viaje

Podrías intentar y modelarlo. Usted conoce el tipo de cable y, por lo tanto, puede averiguar o estimar la inductancia y las capacitancias. Puede modelarlo como una línea de transmisión y ver qué di / dt obtiene. Muchos simuladores hacen esto. Yo estaba usando un modelo de línea T ayer solo por algo similar.

    
respondido por el Andy aka
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No tengo experiencia particular con dicha simulación, pero empíricamente tiene sentido agregar una cuenta de ferrita para limitar el pico de corriente de arranque y / o un límite para absorber un pico de voltaje cuando la corriente se detiene:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En su caso, específicamente, la tapa debe ser útil, ya que sus cables ya proporcionan suficiente inductancia si son lo suficientemente largos. Agregar la tapa desviará la mayor parte del pico que se produce cuando se detiene la corriente, en lugar de dejar que ese pico entre en su línea RS-485 a través de la capacitancia parásita. O bien, puede disminuir esa capacitancia aumentando la brecha como ya ha visto.

    
respondido por el Dmitry Grigoryev

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