Schrack Technik d.o.o., Zagreb

EMC - Elektromagnetska zaštita u strukturnom kabliranju

Uzemljenje i izjednačenje potencijala je vrlo važno od samog početka izgradnje objekata. U objektima, gdje se nalazi velik broj energetskih instalacija, može doći do kvara na električnom dijelu opreme ili strojeva. Tada se obično stvara potencijal prema zemlji a time i visok napon dodira. Primarna uloga uzemljenja i izjednačenja potencijala je zaštita života ljudi i životinja u slučaju takvog kvara na električnom dijelu opreme.

Sekundarna uloga dobrog uzemljenja i izjednačenje potencijala je EMC zaštita.

EMC (ElectroMagnetic Compatibility) se bavi međusobnim elektromagnetskim utjecajem električnih uređaja. Dakle, elektromagnetska kompatibilnost znači dopušten utjecaj između uređaja i utjecaj od drugih, a da ne ugrožavaju njihovo normalno funkcioniranje u predviđenom vijeku trajanja. Prema tome, u određenom okruženju, uređaji u pogonu prenose utjecaje jedni na druge i mogu izdržati očekivane vanjske utjecaje.

S EMC zaštitom postići ćemo veću pouzdanost i sposobnost djelovanja aktivne opreme.
Kako se broj elektroničkih uređaja stalno povećava, potrebno je uzeti u obzir, prilikom planiranja, propise i standarde koji se odnose na EMC (elektromagnetska kompatibilnost) i EMI (elektromagnetske smetnje). Tema elektromagnetska kompatibilnost postaje sve važnija zbog vidljivo sve viših graničnih frekvencija mrežnih instalacija u strukturnom kabliranju (cat.7A -1200 MHz kao npr. HSEKP422HB).

Moramo biti u skladu sa sljedećim standardima:

  • EN 50081:      Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) – Izvorna norma za emisiju smetnji
  • EN 50082:      Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) – Izvorna norma za otpornost na smetnje
  • EN 55022:      Granične vrijednosti i mjerni postupci pri smetnjama prouzrokovanim radio valovima na uređajima informatičke tehnologije
  • EN 50310:      Primjena mjera za izjednačenje potencijala i uzemljenje u zgradama s uređajima informatičke tehnologije

Izjednačenje potencijala

Izjednačenje potencijala ima sigurnosni i EMC aspekt. U svakom se objektu ili zgradi mora ugraditi sabirnica za glavno izjednačenje potencijala (Schrack artikl: BS900200) koja povezuje sljedeće dijelove:

-       cijevi i slične metalne dijelove unutar zgrade (vodovod, plinovod i dr.)

-       sve metalne dijelove zgrade ili konstrukcije (čelični nosači, armatura u betonu)

-       komunikacijske metalne ormare za strukturno kabliranje i energetski razvod

-       metalne kabelske kanale

-       instalacije za zaštitu od groma i dr.

Slika 1: Primjer glavne sabirnice za izjednačenje potencijala
Slika 1: Primjer glavne sabirnice za izjednačenje potencijala
Slika 2: Izjednačenje potencijala u skladu s normom EN 501744-2
Slika 2: Izjednačenje potencijala u skladu s normom EN 501744-2
Slika 3: EN 50310:2001 Primjena mjera za izjednačenje potencijala i uzemljenje u zgradama s uređajima informatičke tehnologije
Slika 3: EN 50310:2001 Primjena mjera za izjednačenje potencijala i uzemljenje u zgradama s uređajima informatičke tehnologije

TGB – sabirnica uzemljenja u etažnim razdjelnicima

TMGB – glavna sabirnica uzemljenja u komunikacijskim sustavima

TBB – vodič za povezivanje sabirnice s glavnom sabirnicom TMGB (bez prekida, najmanji presjek 16mm2)

Standard EN 50310

Standard EN 50310 za uzemljenje sustava zahtijeva sustav za napajanje TN-S, ako se radi o objektu s velikim brojem telekomunikacijskih ili računalnih uređaja (a koji objekt to danas nije - obiteljska kuća za obitelj s troje djece imati će i do 10-ak raznih računala!). Izgradnja TN-S sustava sprječava pojavu lutajućih struja u instalaciji i uređajima. U takvom postrojenju po PE vodiču (i oklopu IT kabela) ne teku lutajuće struje. Tek na početku instalacije (KPMO) je dopuštena veza između N i PE vodiča kao i vodiča za izjednačenje potencijala.

Na slici 5. su prikazana dva karakteristična slučaja u dvije vrste instalacija TN-S i TN-C. Struje izjednačenja u TN-C sustavu koje teku i preko oklopa podatkovnog kabela će u osnovi sadržavati i više harmoničke članove koji će pak uz podatkovne kabele biti pravi izvor smetnji. U TN-C instalacijama ćete tako imati neočekivane ispade podatkovnih veza koje gotovo sigurno nećete moći „uloviti“. Na ovaj način instalater pasivnog ožičenja-mreže informacijskih uređaja preuzima na sebe probleme koje mu je uzrokovao električar!

U TNC instalacijama čak ako i na nekom mjestu instalacije razdvojite zaštitni i nul vodič i dobijete TN-C-S sustav koji danas ispravno radi, nikada nećete biti sigurni da neki „genijalac“ neće opet zajedno spojiti zaštitini i nul vodič u tom revidiranom dijelu instalacije. Električna oprema će raditi, ali vaša IT oprema će doživljavati neočekivane smetnje kako je već objašnjeno. I tko će biti pozvan na odgovornost? Naravno IT specijalista koji je radio mrežu. I on će odrađivati problem koji je prouzrokovao električar, a kojega jednostavno neće moći riješiti, jer IT specijalisti se ne petljaju u „jaku struju“.

Jedino rješenje je da se koristi ili optika ili optičko razdavajanje opreme. Naravno neki uređaji to imaju u sebi i onda čak niti u TNC mrežama nećete imati problema ove vrste. Zato svaki podatkovni kabel i sučelja koja vežu uređaje moraju imati optičko razdvajanje. Jedino u tom slučaju nećete imati problema s ispadima podatkovnih prijenosa u TN-C sustavu.

Nadamo se da je ovo zorno objašnjenje pomoglo shvaćanju zašto standard traži TN-S sustav i kakvim se rizicima izlažete zanemarujući provjeriti radi li se o TN-C ili TN-S sustavu napajanja instalcije.

Slika 4: TN-S sustav napajanja
Slika 4: TN-S sustav napajanja
Slika 5: TN-S vs. TN-C sustavi i podatkovni kabel
Slika 5: TN-S vs. TN-C sustavi i podatkovni kabel

Instalacija IT kabelskog sustava

Svaka električna instalacija danas, osim klasičnih energetskih instalacija, također uključuje i instalaciju strukturnog kabliranja i komunikacijske opreme. To znači da se moraju poštovati standardi i pravilnici o EMC (elektromagnetskoj kompatibilnosti). Sve komponente jedne strukturne mreže moraju biti povezane na sabirnicu za izjednačenje potencijala. U komunikacijskom ormaru svi prespojni paneli (HSERG246GP ili HSER0xy0GS) moraju biti dobro uzemljeni (zero dc resistance) s metalnim komunikacijskim ormarom (slika 6). Svi elementi u komunikacijskom ormaru su povezani na zajedničku sabirnicu uzemljenja ormara (slika 7). To vrijedi i za vrata i ostale metalne dijelove, koji su možda izolirani (DS428080-A). Izjednačenje potencijala se izvodi za oklopljene i neoklopljene sustave (UTP i STP).

Slika 6: povezivanje opreme na zajedničku sabirnicu
Slika 6: povezivanje opreme na zajedničku sabirnicu
Slika 7: Zajednička sabirnica za izjednačenje potencijala
Slika 7: Zajednička sabirnica za izjednačenje potencijala

Oklopljen sustav

Novi TOOLLESS LINE RJ45 moduli omogućuju automatsko povezivanje na izjednačenje potencijala (360° – EMC zaštita). Schrack RJ45 utični moduli (tip HSEMRJ6GWx) takvom izvedbom ispunjavanju zahtjeve iz standarda EN 50310.

Poboljšana učinkovitost EMC zaštite uređaja postiže se PE-priključkom preko električne mreže i uzemljenog panela (HSER0240GS).

Slika 8: montaža TOOLLESS LINE modula u prespojni panel
Slika 8: montaža TOOLLESS LINE modula u prespojni panel

IT ožičenje i kabeli za napajanje

Sve informacije o polaganju kabela glede tipa instalacije opisane su u standardu EN 50174-2.

Tip instalacije
"A" bez pregrade
"A" s pregradom
Neoklopljeni naponski i mrežni kabeli
300mm
150mm
Neoklopljeni naponski, oklopljeni mrežni kabeli
70mm
30mm
Oklopljeni naponski, neoklopljeni mrežni kabeli
30mm
2mm
Oklopljeni naponski i mrežni kabeli
15mm
1mm

Kao što se vidi iz tablice, najbolji je slučaj kad je oklopljen energetski i oklopljen mrežni kabel, jer je razmak između njih najmanji. Primjer lošeg i dobrog polaganja energetskih i mrežnih kabela je vidljiv na donjoj slici (parapetni kanal RH727097).

Slika 9: Primjer lošeg i dobrog polaganja energetskih i mrežnih kabela
Slika 9: Primjer lošeg i dobrog polaganja energetskih i mrežnih kabela

EMC zaštita mrežnih kabela

Sve komponente (slika 10.) su na istom potencijalu = 0V.
Na taj način se izbjegavaju eventualni tokovi struje. Na istom potencijalu su povezani:

  • PE električne mreže
  • metalni dijelovi zgrade
  • metalne instalacije (vodovod, grijanje,...)
  • svi metalni ormari i IT oprema u njima (DS428010-A)

              -- ormari

              -- prespojni paneli

              -- oklop mrežnih kabela (HSEKP423Hx)

Slika 10: izjednačenje potencijala
Slika 10: izjednačenje potencijala

Utjecaj parice na paricu (NEXT) je faktor utjecaja u obje inačice IT kabelske mreže: UTP i STP izvedba (EN 50173). U donjoj tablici vidimo razlike između oba sustava.

Neoklopljen (UTP)
Oklopljen (STP)
EMC zaštita
TP – upletene parice
TP – upletene parice + oklop kabela
Faktor EMC
40 dB
90 dB
Odvajanje od energetskog kabela
(prema EN50174-2)
Od 50 do 200mm
Bez odvajanja do 35m, 5 do 50mm
ANEXT faktor (ISO IEC 11801)
0 dB
25 dB

Cjelovito rješenje EMC i EMI zaštite su upletene parice (TP – twisted pair) i oklop kabela (shielding, S/F). (HSEKP423Hx).

Kad govorimo o EMC zaštiti, važno je spomenuti i faktor Alien Crosstalk – međusobni elektromagnetski utjecaj između kabela. Kod neoklopljenih kabela dolazi do izrazitih međusobnih utjecaja ako su kabeli položeni jedan do drugog 15m i više. Posebno treba pripaziti ako se radi o prijenosu visokih frekvencija i velikim brzinama prijenosa podataka (klase EA -10Gb ethernet). (HSEKP423HA – certificirani kabel)

Slika 11: primjer utjecaja EMC
Slika 11: primjer utjecaja EMC